電氣保護(hù)方式的應(yīng)用研究

電氣保護(hù)方式的應(yīng)用研究隨著改革開放的不斷深入和經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，以及近幾年國(guó)家投巨資進(jìn)行城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，我國(guó)電力事業(yè)取得了令人矚目的成就，電網(wǎng)裝備水平和健康狀況明顯改善，供電可靠性和供電質(zhì)量提高。電力事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)促進(jìn)兩年文明建設(shè)發(fā)揮了重要作用。但隨著用電數(shù)量的增加，電氣事故日益增多，從大量事故安全分析可知，電氣設(shè)備漏電造成危害極大。這主要是采取的保護(hù)措施不完善所致，針對(duì)此狀況本文研討了幾種保護(hù)的作用和應(yīng)用場(chǎng)合，旨在提高安全用電水平。1.保護(hù)接地1.1保護(hù)接地的安全作用保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電，而故障時(shí)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分通過(guò)接地電阻進(jìn)行接地，其目的是在故障時(shí)限制金屬外殼對(duì)地電壓在安全范圍之內(nèi)。其適用于是性點(diǎn)不接地電網(wǎng)（即三相三線制系統(tǒng)），在這類系統(tǒng)中常見的故障有如下兩種：1）一相與金屬外殼相接造成漏電。當(dāng)人體接觸金屬外殼時(shí)，設(shè)備對(duì)地電壓主要取決于保護(hù)接地電阻與人體電阻的并聯(lián)值和線路絕緣阻抗。因?yàn)槿梭w電阻遠(yuǎn)大于接地電阻，忽略人體電阻，漏電設(shè)備對(duì)地電壓為接地電阻上的壓降。其對(duì)地電壓表達(dá)式為：U0=3URb(3Rb+Z)U――電網(wǎng)相電壓；Rb――保護(hù)接地電阻；Z――電網(wǎng)每相絕緣阻抗。因?yàn)闉閆＞＞Rb，故漏電設(shè)備對(duì)地電壓大大降低，只要合適選擇Rb，即可限制漏電設(shè)備對(duì)地電壓的安全范圍以內(nèi)。2）一相與金屬外殼相接，另一相接地的情況。當(dāng)人體接觸金屬外殼時(shí)，人體承受的電壓是保護(hù)接地電阻上的電壓降Ub。此電壓值為：Ub=U1Rb(Rd+Rb)U1――電網(wǎng)線電壓；Rd――相接地電阻；Rr――人體電阻。由于一相接地電阻大于保護(hù)接地電阻，只要合適Rd，即可限制漏電設(shè)備對(duì)地電壓在安全范圍以內(nèi)。1.2接地電阻值的范圍接地電阻值的范圍主要根據(jù)設(shè)備漏電后允許對(duì)地電壓來(lái)確定。1）低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地的電阻值在380V不接地電網(wǎng)中，單相接地電流很小，一般要求Rd≤4歐。當(dāng)配電變壓器（或發(fā)電機(jī)）的容量不超過(guò)100KVA時(shí)，因供電范圍較小，單相接地電流更小，Rd≤10歐。2）高壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地的電阻值在高壓電網(wǎng)中，接地電流一般很大，接地電流在500A及以下時(shí)，稱小接地短路電流系統(tǒng)。在500A以上的稱大接地短路電流系統(tǒng)。在小接地短路電流系統(tǒng)中，如果高低壓設(shè)備共用接地裝置，要求RdId≤120V（Id：接地短路電流）如果高低壓設(shè)備分別單獨(dú)設(shè)置接地裝置，要求RdId≤250V。在大接地短路電流系統(tǒng)中，由于接地短路電流系統(tǒng)中，由于接地短路電流很大，一般很難限制設(shè)備漏電后對(duì)地電壓不超過(guò)某一范圍，只能靠線路中的保護(hù)裝置切除接地故障，要求RdId≤2000V，當(dāng)Id＞4000A時(shí)，Rd≤0.5歐。3）在高電阻率土壤地區(qū)，接地電阻值難以達(dá)到規(guī)定范圍時(shí)，允許低壓電氣設(shè)備和高壓小接地短路電流系統(tǒng)中的電氣設(shè)備接地電阻值不大于30歐。在高電阻率土壤地區(qū)，可采用下列方法降低接地電阻；外引接地法、化學(xué)處理法、換土法、接地體延長(zhǎng)法。2.保護(hù)接零保護(hù)接零就是把電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電，而故障時(shí)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬外殼與電網(wǎng)的零線緊密相連，其目的是在相線與零線短路時(shí)，在短路電流的作用下，促使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷漏電設(shè)備的電源，消除觸電危險(xiǎn)。其適用于中性點(diǎn)接地電網(wǎng)（即三相四制系統(tǒng)）。特別指出，在接地電網(wǎng)中不能采取單一保護(hù)接地的方法，若這樣，當(dāng)一相碰殼時(shí)，人體與保護(hù)接地電阻Rb并聯(lián)。人體所承受的電壓約為：Ur=URb/(Rb+R0＜/sub>)R0――電網(wǎng)中性點(diǎn)接地電阻。由于R0與Rb約相等，故將有一半的相電壓為人體所承受，是極其危險(xiǎn)的。因此，在接地電網(wǎng)中，凡由于絕緣破壞或其他原因可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接零。3.重復(fù)接地除變壓器中性點(diǎn)以外，在零線上一處或多處再次接地稱為重復(fù)接地。其安全作用主要為：1）降低漏電設(shè)備對(duì)地電壓在未裝重復(fù)接地電網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生一相碰殼時(shí)，若保護(hù)裝置由于故障未能迅速動(dòng)作，零線上的電壓降為Ui=UZi/(Zx+Zi)Zi――零線阻抗；Zx――相線阻抗。顯然，漏電設(shè)備對(duì)電壓對(duì)人是危險(xiǎn)的。同樣的故障，在裝有重復(fù)接地電網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生一相碰殼時(shí)。其漏電設(shè)備對(duì)電壓為：Ui*Rc/(Rc/+R0</SUB)顯然漏電設(shè)備對(duì)地電壓降低，若在同一零干線上增加重復(fù)接地，則漏電設(shè)備對(duì)地電壓進(jìn)一步降低，對(duì)人體安全更有利。2）縮短故障持續(xù)時(shí)間采用重復(fù)接地后，降低了總短路電阻，使短路電流增加，加速了線路保護(hù)裝置動(dòng)作，縮短了故障持續(xù)時(shí)間，減輕了觸電危險(xiǎn)性。3）減輕了零線斷線后的危險(xiǎn)性若未裝設(shè)重復(fù)接地，當(dāng)零線斷后而某一臺(tái)設(shè)備碰殼時(shí)，其后所有采取接零的設(shè)備外殼都呈現(xiàn)對(duì)地電壓，若有人觸及其中任一臺(tái)接零設(shè)備，則事故電流通過(guò)人體和工作接地電阻構(gòu)成回路，人體幾乎承受全部相電壓，危險(xiǎn)性極大，若裝有重復(fù)接地，事故電流通過(guò)重復(fù)接地電阻，經(jīng)工作接地電阻構(gòu)成回路，使得漏電設(shè)備對(duì)電壓降低許多，從而減輕了觸電危險(xiǎn)程度。4）改善防雷性能在架空低壓線路上，零干線裝有重復(fù)接地電阻時(shí)，對(duì)雷電流能起到分流作用，有利于限制雷電過(guò)電壓，從而改善了雷性能。4.接地和接零裝置的安全要求*保證導(dǎo)電的連續(xù)性和連接可靠性*保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度*保證足夠的導(dǎo)電能力和熱穩(wěn)定性*防止損傷*防止腐蝕*保證必要的地下距離：*接零線與接地支線不得串接*接地電阻和線路保護(hù)裝置符合要求5.總結(jié)額定電壓在1000V及以上的高壓電氣裝置，在一切情況下均應(yīng)進(jìn)行保護(hù)接地；額定電壓在1000V以下的低壓電氣裝置，在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，應(yīng)采用保護(hù)接零，在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，應(yīng)采用保護(hù)接零，在沒(méi)有中性線的情況下，亦可采用保護(hù)接地。由同一臺(tái)發(fā)電機(jī)、變壓器或母線供電的低壓線路中，只能采用同一種保護(hù)方式，不可對(duì)一部分采用保護(hù)接地，而對(duì)另一部分采用保護(hù)接零，否則，此種情況是相當(dāng)危險(xiǎn)的：當(dāng)某設(shè)備采用保護(hù)接地而未接零發(fā)生碰漏電時(shí)，接地電流通過(guò)接地電阻和工作接地電阻構(gòu)成回路