接在电机外壳的三相四线制零线做保护线用,会使人体触电吗?
欢镜
欢镜 Lv.3
2019年12月13日 16:01:08
只看楼主

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:

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:


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。)


640.webp.jpg


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:)

640.webp (1).jpg



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。

hedanxiaozhen
2019年12月15日 18:00:20
2楼

您好,能不能讲一下保护接地、重复接地、保护接零之间的区别。谢谢

风平浪静02:“保护接地”基本要求是尽可能使被保护物体(主要指金属部件)与大地处于同一电位。这个等电位是有范围的。因为大地是有电阻的导体,电阻随距离增加而增加。所以,距离过大是很难保证等电位状态的。但是,大地导通电流的截面积又随大地距离增加而增加,所以电阻又随截面积增加而不再增加。一般20米开外可以认为电阻是一个定值。不再增加,而不是减小。所以,“保护接地”范围较小,一般是伸臂距离。

“保护接零”主要是将电气外露可导电部分与电源零电相连接,使得相线碰触电气外露可导电部分时处于短路状态,使得保护动作切断电源。“保护接零”也是有范围的。因为距离过长,使得保护导线电阻过大,影响短路电流流通,保护灵敏度下降。一般长距离单机应该考虑采用“保护接地”。

“重复接地”就是接地以后再次接地。这个在电流回路导线中已经不被允许。因为重复接地,使得回路电流和大地分流,导致电流经过大地产生微小电火花,引燃地下易燃易爆气体,增加地下金属部件氧化,电火花发射电磁波干扰无线电通信。

zhangzhigangA.零线必须多点接地,以确保用电安全,这个是指在TN-C还是TN-S系统,电力局要求只能一点接地呢?

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方安电子
2019年12月16日 15:02:48
3楼

好资料。学习了,谢谢!!

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云南民控电气设备有限公司
2019年12月16日 23:50:21
5楼
不能这样用
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xingye8860
2019年12月17日 08:21:03
6楼

出现了三相电流不平衡

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风平浪静02
2019年12月20日 10:41:19
7楼

第一,零线这个“ 零 ”,是三相交流电各相共有的参考点,也可以叫零点,也叫中性点。从该点引出的作为承载负载电流回路的,导线叫“ 零线 ”,也叫“ 中性线 ”。与接地与否没有直接的关系。注意,它和单相配电系统有所不同,它的参考点是三相公共的,无法改变。所以,不要说断一相,就是三相都断,参考点,零点,中性点是不会改变的。保护导线与中性线分开这是可以办到的。但是,分开也还是接零保护,因为在TN系统中,保护导线 PE 接零点是没有去掉。

第二,零线电压始终为零,这也是作为参考点来说的。对地电压为零不准确。零线电压是产生零线电流的基本要素,没有零线电压也不会有零线电流。

第三,零线多点接地已经被摒弃。因为把大地作为零线,或者故障时替代零线分流,避免电源中性点位移,做法是被禁止的。如果只是减少零线对地的电位差,还是可以考虑的。

第四,把接地故障与单相短路故障混淆是不可取的。在TN系统中,相线碰触电气设备外露可导电部分,本来就不存在接地。其短路阻抗的计算,与电源内阻抗和碰触电阻相关,一定定义为0.8欧姆也是不适合的。“ 系统接地 ”电阻要求不大于4欧姆,就应该按照4欧姆计算,而且还有故障点接地电阻。所以,它与单相短路故障电流相差甚大。把接地电阻理解为导线、接地桩与大地接触的电阻也是不正确的。接地电阻与接触面积和大地距离相关。如果按照0.8欧姆计算,可能导致保护计算动作电流大于实际电流,使得保护不能可靠动作。关于接地电阻的取选,要看对什么有利。

第五,系统接地型式,注重用电间接接触防护。供电制式是供电的一种方式。是完全不同的两个概念。在单相供电制式上(不管是单相变压器,还是三相引出的)也可以实施TN,TT,IT系统接地型式,都把它称作三相四线就不合适了。我们只能这么说,“三相四线供电制式中,不包括保护导线。”如果PE不是“ 线 ”,哪是什么?它与其他导线作用有所区别,但说它不是线,有些不顾事实吧。西方社会本来就不把汉语作为他们的日常用语,这有什么关系呢?


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zhangzhigang
2019年12月24日 15:11:26
8楼

A.零线必须多点接地,以确保用电安全,现在电力局要求只能一点接地是从哪里说起?


风平浪静02:电力企业好像没有要求只能一点接地。但是,靠零线重复接地,来防止断零,防止中性点电压位移,减少零线对地电位这种理念,以前没有,现在更不应该有。因为,配电系统应该尽量避免大地作为电流回路,无论是工作电流,还是故障电流。

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