電氣安全的含義主要有3種:設(shè)備安全、消防安全、人身安全。熔斷器、空氣開(kāi)關(guān)的功能是短路和過(guò)載保護(hù),其作用是保證設(shè)備安全和消防安全。電氣設(shè)備上的地線(或接地端子),是把設(shè)備上在故障情況下可能帶電的金屬部分用導(dǎo)線連結(jié)起來(lái)的引出線,它的主要作用是確保人身安全。
電氣設(shè)備在不接地電網(wǎng)中使用時(shí),它的地線應(yīng)保護(hù)接地;電氣設(shè)備在接地電網(wǎng)中使用時(shí),它的地線應(yīng)保護(hù)接零。有些設(shè)備中包含電子電路,為防止靜電和電磁干擾、 提高設(shè)備可靠性,一般要求保護(hù)接地。這樣的設(shè)備在接地電網(wǎng)中使用時(shí)應(yīng)通過(guò)隔離變壓器建立不接地電源進(jìn)行二次供電,然后將設(shè)備保護(hù)接地
。
大家知道,按變壓器次級(jí)的中性點(diǎn)是否接地分類(lèi),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?/span>
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(jiàn)
,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。
2、有特殊要求時(shí)的處理方法
由于接地電網(wǎng)在減輕故障接地的危險(xiǎn)、穩(wěn)定系統(tǒng)的電位等方面有一
定的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用
。如果沒(méi)有特殊要求
,我國(guó)的低壓電網(wǎng)一般采用接地方式。從前面的分析可知
,在這樣的電網(wǎng)中是不許將設(shè)備保護(hù)接地的
。另一方面,隨著電
子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展
,集成電路
、晶體管等半導(dǎo)體器件在各種設(shè)備上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用
。這類(lèi)設(shè)備上的地線除確保人身安全外還有防止靜電和電磁干擾
、提
高設(shè)備可靠性的作用。這樣的設(shè)備一般要求保護(hù)接地
。對(duì)于這類(lèi)設(shè)備
,它們的地線可按以下3種情況酌情處理。
(1)對(duì)于大型設(shè)備,應(yīng)單獨(dú)建立不接地電網(wǎng)供電
,以便對(duì)設(shè)備采取保護(hù)接地的措施
。
(2)對(duì)于中小型設(shè)備
,在接地電網(wǎng)中使用時(shí)
,應(yīng)通過(guò)隔離變壓器建立不接地電源進(jìn)行二次供電。例如
,申星牌XTZ-140全自動(dòng)洗滌脫水機(jī)給它的以單片機(jī)
為核心的控制電路供電時(shí)就是采用的這種方法
。值得注意的是,隔離變壓器是接地電網(wǎng)的負(fù)載
,其鐵芯應(yīng)保護(hù)接零
。設(shè)備是隔離變壓器所建立的不接地電源的負(fù)載,
所以應(yīng)保護(hù)接地
。
(3)對(duì)于微機(jī)這類(lèi)小型設(shè)備,其工作環(huán)境干燥
,外設(shè)一般是塑料部件
,漏電危及人身安全的可能性很小,其地線的主要作用是防止
靜電和電磁干擾
、提高設(shè)備可靠性
。在接地電網(wǎng)中使用時(shí),如有必要
,這類(lèi)設(shè)備的地線可經(jīng)過(guò)圖6所示的阻容網(wǎng)絡(luò)接地
。這個(gè)電路?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?缃佑诓噬娨暀C(jī)的“冷地”和
“熱地”之間
。電阻、電容分別泄放靜電和高頻諧波
。值得注意的是
,電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)涉及安全問(wèn)題,不應(yīng)隨意更改
。由于有這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的隔離
,對(duì)接地裝置的要求
變得很低,它可以是自來(lái)水管
,也可以是插座上的火線或零線。當(dāng)然
,插座上的火線和零線一般帶有高頻諧波
,從這點(diǎn)考慮用自來(lái)水管做接地裝置要好一些。
3、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