(1)TT,TN,IT系统中,相线与中性线(如果有的话)间的金属性连接均为单相短路故障,但只有TT、TN系统中同时又是接地故障。 (2)TT,TN,IT系统中,相线与PE线间的金属性连接均为接地故障,但只有TN系统中同时又是单相短路故障。
若接地故障同时又是单相短路故障,则故障电流很大,但非短路性质的接地故障电流一般很小,很多时候甚至小于计算电流。 二、TT系统间接电击防护性能分析
TT系统即系统电源和用电设备外露导电部分各自独立接地的低压配电系统,由于设备接地装置就在设备附近,因此连接设备外壳和接地装置的PE线断线的几率小,一旦断线也容易被发现,安全措施可靠性高。另外,TT系统正常运行时用电设备外壳不带电,漏电接地故障时外壳高电位不会沿着PE线传导至其它设备处,使其在爆炸与火灾危险性场所、低压公共电网和户外电气装置等处有技术优势,其应用范围渐趋广泛。 1、原理分析:
(1)降低预期接触电压的作用:Vt= REVφ/(RN + RE) Vt-人体预期接触电压 RN-系统接地电阻 RE-设备接地电阻 Vφ-故障相电压
当人体接触外漏可导电部分时,
则安全条件:Vφ= 220V ,RM=4欧姆,则RE ≤1.18欧姆-不容易实现也不经济
可见:设备外壳接地能有效降低接触电压,但要低于安全限值以下难
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度较大!
(2)过电流保护电器切断电源动作分析:
假设RN=RE=4欧姆,接地电流Id=27.5A,如此小电流不易让保护装置动作。如对于固定设备,电击防护要求过流保护电器在5s内切断电流,若用熔断器保护,则要求故障电流Id不小于熔断器熔体额定电流的5倍,而为防误动,要求熔体额定电流为计算电流的1.0-1.5倍,则计算电流不大于3.7-5.5A,即只有计算电流在5A以下设备,单相碰壳用熔断器保护才能有效,若为手握式电器,要求0.4s内动作,则允许计算电流更小,可见保护有很大局限性! 2、相关问题:
(1)中性点的对地电位偏移:正常运行:中性点人与保护接地E电位相同,两点重合。
故障时N点不变,E点发生偏移:
若RE=RN 则中心点上将带110v对地电压!若降低RE使Vve=50v则 RE ≤1.18欧姆-不容易实现也不经济! (2)非故障相对地电压升高
(3)TT系统与TN系统不得混用!(原因可上课提问) 3、TT系统电击防护性能小结
(1) TT系统通过降低接触电压进行电击防护很难达到要求,从工程角度看可认为是不可行的。
(2) TT系统通过接地故障电流驱动过电流保护电器切断电源进行电击防护很难达到要求,从工程角度看大多数情况下可认为是不可行
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的。
(3) TT系统在电击防护性能上的最大优点在于可防止故障设备外壳危险电压向其他设备外壳传导。
(4) 剩余电流保护是TT系统一项重要的安全措施,没有此措施,绝大多数保护是安全性不合格的! 三、TN系统的间接电击防护性能分析:
虽然TN系统在单相碰壳故障发生时有降低接触电压的作用, 但TN系统电击防护更多地立足于过电流保护器切断电源来实施。单相短路电流大或过电流保护电器动作电流值小,对电流电击防护是有利的。TN系统是我国目前应用最普遍的系统。
1、原理分析:(以TN-S系统为例,分析TN系统的间接电击防护原理) (1)降低预期接触电压的作用:TN系统发生单相碰壳时单相接地电流为:Id=Vφ/|Z1+Zt+Zpe|,因此时RN上无电流流过,系统中性点仍保持地电位,设备外壳对地电压(预期接触电压)为: Vt=Id|Zpe|=|Zpe|Vφ/|Z1+Zt+Zpe|
可见Vt大小取决于(Z1+Zt)/Zpe,在TN系统中,当截面较小时线路很长时,Zt< TN系统间接电击防护主要是将碰壳转为单相接地故障,通过保护装置切断电流实现电击防护。切断电流包含两个含义:一是要能可靠 15 地切断;二是应在规定时间内切断,但应注意以下几个方面: 1)故障设备距电源的距离:距离越远则回路阻抗越大,电流越小, 程度会下降,但仍要求在切断时间不变前提下可靠动作,故故障设备距电源的距离越远,对电击防护越不利! 2) 线路阻抗的影响:降低线路阻抗。对电击防护是有利的,因为Id增大不仅有利于可靠动作,降低PE线阻抗,还可以降低Ut,可见加大导线截面不仅可降低电能损耗,电压损失,还有利于提高过电流保护的灵敏性及电击防护水平! 3)变压器计算阻抗Zt的影响:Zt与变压器零序阻抗有关,选择适当的联结组别(如Dyn11)可大幅降低Zt的大小,对电击防护有利! 2、相关问题: (1)TN—C系统存在的问题: 1)正常运行时设备外露可导电部分带电:三相 TN-C系统正常运行时 三相不平衡电流、3n次谐波电流等都会流过PEN线,并在PEN线上产生压降,从中性点电位为零到沿PEN线越远则电压越高(有指示最高120v),对于单相TN-C系统PEN线上电流为相线电流,在PEN线上产生电压也会导致设备外壳上,可见无论单相,还是三相TN-C系统,正常运行时设备外壳带电是不可避免的! 2) PEN线断线会使设备外壳带上危险电压:(以单相TN-C系统为例) (2)、TN—C系及TN—C—S系统的重复接地 重复接地:重复接地是为了使保护导体在故障时尽量接近大地电位而在工作接地点以外其他点的接地。 16

