接地和等電位聯結降低接觸電壓效果的比較
1、系統設定
某建筑物采用TN-C-S系統,電源從建筑物外變電站引入,變壓器中性點接地,配電系統示意圖如圖1所示。

圖1 配電系統(TN-C-S)示意圖
2、設定接地和等電位聯結兩種情況,當設備A故障時,接觸電壓對比:
①建筑物進線處只做重復接地,不做等電位聯結,如圖2所示:

圖2 配電系統(TN-C-S)做重復接地
②進線處做保護等電位聯結,通常也做接地,如圖3所示:

圖3 配電系統(TN-C-S)做等電位聯結
說明:在圖2和圖3中,Rph為相導體電阻:從變電站低壓柜到設備A的相導體電阻,Ω;RPE1為從變電站低壓柜到建筑物進線處P之間的PE導體電阻,Ω;RPE2為從進線處P到設備A之間的PE導體電阻,Ω;RB為變壓器中性點系統接地電阻,Ω;RR為建筑物進線處(配電箱)P點做重復接地的電阻,Ω。
3、計算條件
①電纜和穿管線路,PE和相導體同處一外護物內,可忽略電抗;
②故障點距離變壓器較遠時,可忽略電源阻抗。
4、故障時重復接地接觸電壓和等電位聯結接觸電壓計算
①做重復接地的設備A處故障時的等效電路圖見圖4,做等電位聯結的設備A處故障時的等效電路圖見圖5。

圖4 做重復接地的配電系統(TN-C-S)故障時等效電路圖

圖5 做等電位聯接的配電系統(TN-C-S)故障時等效電路圖
②做重復接地,故障時接觸電壓(Uf?R)計算,為A到地(D點)的電位差:U f?R=Id×RPE2+Id2×RR,在圖4中,(RR+RB)同RPE1并聯,則Id2×(RR+RB)=Id1×RPE1,而Id1=Id-Id2,所以Id2×(RR+RB)=(Id-Id2)×RPE1,經整理,可得

將式


③做等電位聯結,故障時接觸電壓(Uf?EB),為A到P點(MEB處)的電位差,計算式如下:Uf?EB=Id×RPE2
5、重復接地和等電位聯結情況下故障時的接觸電壓比較。
用


應當指出,做等電位聯結降低接觸電壓更有效,但是否能降低到安全電壓(交流50V,甚至25V)以下,從式Uf?EB=Id×RPE2看,應取決于RPE2和Id值。一般來說,當設備A(故障處)離MEB(P點)距離較遠時,往往不可能降到安全電壓以下,當無法保證在規定時間內切斷電源或特定場合要求時,需要在這些范圍增加輔助等電位聯結SEB,以達到這個目標。
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