1.系統(tǒng)無保護措施時:
當設備上無接地時線路其中一相漏電,用電設備絕緣損壞而使金屬外殼帶電,如果設備不接地保護,則設備外殼上長期存在電壓,事故不能自動消除(這時電壓的數(shù)值接近于相壓),當人體接觸外殼時,就會有電流通過人體,造成觸電事故(圖1),其值為:
圖1 未做接地保護
式中i人——流經(jīng)人體的電流;
u——電網(wǎng)相壓220v;
r人——人體電阻,可取800ω(人體電阻是不固定的,隨著人體所處的地位及出汗多少潮濕狀等而定);
r0——系統(tǒng)中工作接地電阻4ω(變壓器中性點接地電阻)。
圖2 有接地保護
這個電流數(shù)值如果通過人體,就會致人死亡。
2.采用tt系統(tǒng)時:
保護接地的作用是降低接觸電壓和減少流經(jīng)人體的電流,避免和減輕觸電事故的發(fā)生。通過降低接地的電阻值,最大限度保障人身安全。
當設備上有了良好的保護接地裝置(圖2)則:
式中i地——接地短路電流;
r地——保護接地電阻,不大于4ω。
這個接地短路電流就能將熔斷電流在27.5a以下的熔絲熔斷或使小于27.5a整定電流的自動開關動作,從而切斷電源,斷開故障。為了保證上述保護設備迅速可靠地動作,接地短路電流應不小于自動開關整定電流的1.25倍或熔絲額定電流的2.5倍。但27.5a的接地短路電流不足以引起中等容量以上的保護裝置動作(熔絲額定電流大于11a或自動開關的整定電流大于22a時),因此設備外殼上將長時間存在著對地的危險電壓。電源未切斷,設備外殼的對地電壓值為:
對地電壓110v雖然不是安全電壓,比直接v要安全得多。經(jīng)過人體的電流138ma對人體仍有致命的危險。所以此時觸電的危害性還不能完全排除。為了安全可靠起見,保護接地的接地電阻要愈小愈好,如多點接地、網(wǎng)狀接地等。
3.采用tn系統(tǒng)時(圖3):
圖3 tn系統(tǒng)
保護接零作用是:采用接零保護主要不是降低接觸電壓和減少流經(jīng)人體的電流,而是當電氣設備發(fā)生碰殼或接地短路故障時,短路電流經(jīng)零線而形成閉合回路,使其變成單相短路故障;較大的單相短路電流使保護裝置準確而迅速動作,切斷事故電源,消除隱患,確保人身的安全。切斷故障一般不超過0.1s。
4.在同一供電系統(tǒng)中部分采用tt系統(tǒng)部分采用tn系統(tǒng)時:
由同一臺變壓器供電的配電網(wǎng)中,不允許采用部分設備接零、部分設備僅僅接地的運行方式。否則,當接地的設備相線碰連金屬外殼時(圖4)該設備和零線(包括接零設備)將帶有如下危險的對地電壓。
圖4 混合系統(tǒng)
而且,由于故障電流是接地電流,一般過電流保護不能實現(xiàn)速斷,危險狀態(tài)將長時間存在。
5.tt系統(tǒng)及tn系統(tǒng)的選用原則:
表1
保護方式
適用范圍
tt系統(tǒng)
三相三線制中性點不接地或不直接接地的供電系統(tǒng)
電力部門或建設單位對施工現(xiàn)場三相四線低壓供電,并且供電線路通過漏電保護
t
n
系
統(tǒng)
tn-c系統(tǒng)
高壓用戶在低壓電網(wǎng)中采用的系統(tǒng)
tn-s系統(tǒng)
電力部門以高壓形式供電,施工現(xiàn)場設有專變
建設單位對施工現(xiàn)場實行三相五線制低壓供電
tn-c-s系統(tǒng)
電力部門或建設單位施工現(xiàn)場實行三相四線制低壓供電,配電線路未通過漏電保護