大家知道,按變壓器次級(jí)的中性點(diǎn)是否接地分類,線電壓在1 kV伏以下的低壓電網(wǎng)一般分兩種:接地電網(wǎng)和不接地電網(wǎng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB5306—85)要求,在接地電網(wǎng)中,變壓器低壓端的中性點(diǎn)必須直接接地,且接地電阻不大于4Ω。在不接地電網(wǎng)中,變壓器低壓端的中性點(diǎn)是不接地的。為了減輕高壓串入低壓的危險(xiǎn),在中性點(diǎn)與大地之間一般裝設(shè)擊穿保險(xiǎn)器。當(dāng)電氣設(shè)備在不同的電網(wǎng)中使用時(shí),它的地線應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的要求用不同的方法進(jìn)行連接,具體如下:
1、在不接地電網(wǎng)中使用時(shí)的接法
在不接地電網(wǎng)中,應(yīng)將電氣設(shè)備上的地線與大地緊密地連接起來(lái),即將設(shè)備保護(hù)接地,如圖1所示。據(jù)圖可知人體電阻Rr與接地電阻Rb處于并聯(lián)狀態(tài)。當(dāng)一相碰殼時(shí),接地電流Id通過(guò)(Rr/Rb)和電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗形成回路。設(shè)各相對(duì)地絕緣阻抗相等,均為Z,電網(wǎng)相電壓為U,運(yùn)用電工學(xué)方法可求得漏電設(shè)備的對(duì)地電壓為:
一般情況下|Z|很大,Rb<<|Z|,所以保護(hù)接地后設(shè)備的對(duì)地電壓大大降低,只要適當(dāng)控制Rb的大小就可將設(shè)備的對(duì)地電壓限制在安全范圍內(nèi)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求在一般情況下Rb不大于4Ω。
保護(hù)接地必須有接地裝置,接地裝置由接地體和接地線(包括地線網(wǎng))組成。接地體分自然接地體和人工接地體,它是接地裝置的重要組成部分,必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)安裝制作,現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下。
凡與大地有可靠接觸的金屬導(dǎo)體,除另有規(guī)定外均可作為自然接地體。如埋設(shè)在地下的金屬水管、井管等等。人工接地體通常采用直徑40~50 mm的鋼管或40 mm×40 mm×4 mm~50 mm×50 mm×5 mm的角鋼垂直埋設(shè)。為兼顧成本與性能,長(zhǎng)度一般以2.5 m左右為宜,數(shù)量不少于兩根。它們可以成排布置,也可作環(huán)形或射線形分布,如圖2所示,具體參數(shù)見圖3。無(wú)論是自然接地體還是人工接地體,安裝完后都需對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量,達(dá)標(biāo)方可投入使用。把自來(lái)水管作接地體或“插根鐵絲當(dāng)?shù)鼐€”是不符合要求的,也是很危險(xiǎn)的。
2、在接地電網(wǎng)中使用時(shí)的接法
在接地電網(wǎng)中,應(yīng)將電氣設(shè)備上的地線與保護(hù)零線緊密地連接起來(lái),即將設(shè)備保護(hù)接零,如圖4所示。當(dāng)某相帶電部分碰連設(shè)備外殼時(shí),通過(guò)設(shè)備外殼形成該相對(duì)零線的單相短路,即碰殼短路。短路電流Id能促使線路上的保護(hù)裝置(如熔斷器RD)迅速動(dòng)作,切斷故障部分的電源,消除觸電危險(xiǎn)。
我們必須注意,在接地電網(wǎng)中是不許對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)接地的,原理如圖5所示。設(shè)接地電網(wǎng)相電壓為U,變壓器低壓中性點(diǎn)接地電阻為Ro,設(shè)備外殼的對(duì)地電壓為Ud,如果該設(shè)備有保護(hù)接地裝置,當(dāng)某相發(fā)生碰殼短路時(shí),由于人體電阻Rr與保護(hù)接地電阻Rd處于并聯(lián)狀態(tài),且Rd<<Rr,Rd≈Ro≈4Ω,人體承受的電壓為:
顯然這個(gè)電壓對(duì)人體是危險(xiǎn)的,這說(shuō)明在接地電網(wǎng)中保護(hù)接地設(shè)備本身并不安全。
同樣理由,此時(shí)零線對(duì)地電壓由原來(lái)的Uo=0變?yōu)椋?br />
這使得整個(gè)系統(tǒng)不再安全,其它保護(hù)接零設(shè)備也都帶上了危險(xiǎn)電壓。
與此同時(shí),由于Rd、Ro限制了故障電流的大小,線路上的保護(hù)裝置可能不會(huì)動(dòng)作而使這種危險(xiǎn)狀態(tài)長(zhǎng)期存在。
可見,不看設(shè)備工作的電網(wǎng)環(huán)境,片面強(qiáng)調(diào)“是地線就該接地”的觀點(diǎn)是不正確的。