在低壓配電系統中,配電變壓器中性點的接地電阻確實不宜超過4Ω,這主要是基于安全和系統穩定性的考慮。首先,我們來深入理解一下這個接地電阻的含義。在接地系統中,這個電阻實際上代表了接地線路的導電性能,其數值的大小直接影響到電流流入大地的效率。
為什么接地電阻不能過大呢?想象一下,如果接地電阻過大,當發生漏電或雷擊等情況時,電流很難順暢地流入大地,導致系統容易受到電擊或雷擊的影響。此外,大的接地電阻也會導致系統產生較高的電位差,這可能引發設備損壞甚至火災。那么,系統接地的接地電阻,是不是做的越小對低壓配電系統越有利呢?下面本文用TN系統給大家分析一下,希望能給廣大電氣設計人員一些參考。
※ 系統接地的接地電阻,是不是做的越小對低壓配電系統越有利呢?
依據GB50054-2011《低壓配電設計規范》第5.2.1條規定:當TN系統相導體與無等電位聯結作用的地之間發生接地故障時,其接地電阻的比值應符合下式的要求:
Rb/Re≤50/(U-50) [公式一]
U---相導體對地標稱電壓(V);
Rb---所有與系統接地極并聯的接地電阻(Ω);
Re---相導體與大地之間的接地電阻(Ω)。
那么以上這個公式是怎么得來的?我們根據下面的接線示意圖來推導一下:
根據以上接線圖可知,當L1相發生接地故障時,故障電流通過Re和Rb返回變壓器,那么PEN線和PE線上的電壓上升為Uf,因為用電設備外殼與PE線相連接,因此用電設備的外殼電壓也上升為Uf,Uf=Id*Rb,為了使用電設備外殼的電壓不超過50V的安全電壓,就必須要求Uf小于等于50V,即Uf=Id*Rb≤50V。 [公式二]
又根據故障電流Id的路徑可知:Id=U/(Rb+Re)。[公式三]
將公式三代入公式二可得:U*Rb/(Rb+Re)≤50 ,進一步就可得出公式一:Rb/Re≤50/(U-50)。
在220/380V低壓系統中,U為相電壓220V,把U=220V代入公式一可得:
Rb≤0.29*Re;
因為Re不是個確定值,每次接地故障都可能不同,因此對系統接地電阻Rb就沒法設一個限值。但是從公式二可知,發生單相接地故障時,用電設備外殼的故障電壓Uf=Id*Rb,系統接地電阻Rb越小,用電設備外殼的故障電壓就越小,因此從防范電擊的角度,系統接地電阻Rb越小越有利。
※ 結論:
通過以上計算分析可以得知,系統接地電阻要求小于4Ω并不是一個計算出來的限值,更像是一個經驗值,一個在不同的接地土壤環境中較容易實現的數值,而當系統接地電阻做到4Ω后仍不能滿足公式一時,還可以補充其他有效的間接接觸防護措施,比如做等電位聯結等。
在TN系統配電中,在條件允許的情況下,還是應該盡量降低系統接地電阻Rb值,畢竟從防范電擊的角度,系統接地電阻Rb越小對配電系統的安全運行越有利。