来源:技成培训 版权归原作者所有,侵权请联系删除 首先,我们来计算一下,看看供电系统的总电流是多少?再看看相对零线发生碰壳事故时是否会发生三相不平衡?(注意:在GB50054《低压配电设计规范》中规定,接地极的电阻不得大于4欧,但一般按0.8欧计算。) 我们取最常见的变压器容量,为1250kVA,它的低压侧电压为400V。于是它的额定电流为:
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首先,我们来计算一下,看看供电系统的总电流是多少?再看看相对零线发生碰壳事故时是否会发生三相不平衡?(注意:在GB50054《低压配电设计规范》中规定,接地极的电阻不得大于4欧,但一般按0.8欧计算。)
我们取最常见的变压器容量,为1250kVA,它的低压侧电压为400V。于是它的额定电流为:
我们看到,它的额定电流是1804A。考虑到变压器负载率一般取70%。于是系统的供电电流为1804x0.7=1262.8A。
相线对零线PEN碰壳,其接地极电阻取0.8欧,接地电流为220/0.8=275A。
我们把接地电流除以工作电流,得到21.8%。接零相的电流比其它相的电流增大了22%,可见的确是发生了三相电流不平衡。
所以问题来了:
1)三相四线制零线做保护线用,接在电机外壳。当三相电出现三相不平衡零线就会有电?
2)当三相缺了一相的时候是不是也属于三相不平衡?那这样零线是不是有更大的电流和电压呢?
3)如果这样接在电机外壳上的零线那不是很危险,会使人体促电(触电)对吗?
问题1回答:
概念1:
在国家标准GB16898《接地系统》中,对X相X线中的“线”解释为:只有在运行中有电流流过的才是“线”。因此,TN-C中的零线PEN是线,TN-S中的N是线,但TN-S的PE就不是线。因此,不管是TN-S也好,是TN-C也好,或者TN-C-S也好,它们都是三相四线制。
概念2:
TN-C的PEN线也叫做零线,它的源头是电力变压器的中性点,并且直接接地,叫做系统接地。接地后,引至用电负荷处并再次重复接地,最后作为零线供用户使用。
因此,零线的电压始终为零,且与其中流过多少电流无关。
(下图是TN-C的原理图,此图摘自国际电工委员会IEC的IEC60364标准。)
概念3:用电设备的外壳保护接零,是一种常用的保护人身用电安全的基本措施之一。
当某相发生碰壳事故时,某相电流急剧增大,出现了三相电流不平衡,零线PEN中的电流也急剧增大。但即便如此,零线的电压依然为零,只是在零线末端分支中会出现些许电压上升,但幅值很小,不过几伏而已。
再次重复几个要点:
(1)主干零线时时刻刻都有电,只不过正常时它的电流很小而已,并且主干零线的电压之中为零;
(2)分支零线的电流与相线大小相等方向相反。由于零线在入户或者接入最终用电设备前会再次重复接地,因此分支零线的电压基本为零。考虑到分支零线自身存在电阻,因此零线末端会出现若干伏的电压;
(3)零线在任何时刻不能断裂。若发生了断裂,则断点后部的零线在发生相线碰壳事故时其电压会上升,最高会上升到相电压,可能会对人体产生伤害。
因此,国家标准和规范中规定:
A.零线必须多点接地,以确保用电安全;
B.零线不得接入任何开关,也不得接入保险丝,必须确保零线的连续性。
问题2的回答:
三相缺了一相属于三相电压不平衡,与零线电压无关。只要零线不断裂,零线电压依旧为零。
问题3的回答:
只要零线不发生断裂,用电设备的外壳保护接零是很可靠的,不会发生人身安全问题。
但是我们很难确保零线不发生断裂。因此,国家标准和规范中规定:在可能发生燃爆的场所,以及对人身安全要求较高的区域(例如商业区),不得使用TN-C接地系统,而要改成TN-S接地系统。
在TN-S下,PEN线被分开为N线和PE线。用电设备的外壳都接PE线,而中性线则接入主回路电能传输线中。如此一来,即便N线断裂,也不会影响到人身安全。
(TN-S的图如下:)
图中可见PEN零线已经不存在,只有N线和PE线。
最后,我们需要牢记一句话:
零线电压是节点电压,不是欧姆电压。零线电压始终为零,是系统零电位的参考点。因此,零线电流与零线电压无关。