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tt系统与tn系统的保护原理

 永恒超越了时间 2021-04-16

1.系统无保护措施时:

当设备上无接地时线路其中一相漏电,用电设备绝缘损坏而使金属外壳带电,如果设备不接地保护,则设备外壳上长期存在电压,事故不能自动消除(这时电压的数值接近于相压),当人体接触外壳时,就会有电流通过人体,造成触电事故(图1),其值为:

图1 未做接地保护

式中i人——流经人体的电流;

u——电网相压220v;

r人——人体电阻,可取800ω(人体电阻是不固定的,随着人体所处的地位及出汗多少潮湿状等而定);

r0——系统中工作接地电阻4ω(变压器中性点接地电阻)。

图2 有接地保护

这个电流数值如果通过人体,就会致人死亡。

2.采用tt系统时:

保护接地的作用是降低接触电压和减少流经人体的电流,避免和减轻触电事故的发生。通过降低接地的电阻值,最大限度保障人身安全。

当设备上有了良好的保护接地装置(图2)则:

式中i地——接地短路电流;

r地——保护接地电阻,不大于4ω。

这个接地短路电流就能将熔断电流在27.5a以下的熔丝熔断或使小于27.5a整定电流的自动开关动作,从而切断,断开故障。为了保证上述保护设备迅速可靠地动作,接地短路电流应不小于自动开关整定电流的1.25倍或熔丝额定电流的2.5倍。但27.5a的接地短路电流不足以引起中等容量以上的保护装置动作(熔丝额定电流大于11a或自动开关的整定电流大于22a时),因此设备外壳上将长时间存在着对地的危险电压。电源未切断,设备外壳的对地电压值为:

对地电压110v虽然不是安全电压,比直接v要安全得多。经过人体的电流138ma对人体仍有致命的危险。所以此时触电的危害性还不能完全排除。为了安全可靠起见,保护接地的接地电阻要愈小愈好,如多点接地、网状接地等。

3.采用tn系统时(图3):

图3 tn系统

保护接零作用是:采用接零保护主要不是降低接触电压和减少流经人体的电流,而是当设备发生碰壳或接地短路故障时,短路电流经零线而形成闭合回路,使其变成单相短路故障;较大的单相短路电流使保护装置准确而迅速动作,切断事故电源,消除隐患,确保人身的安全。切断故障一般不超过0.1s。

4.在同一供电系统中部分采用tt系统部分采用tn系统时:

由同一台变压器供电的配电网中,不允许采用部分设备接零、部分设备仅仅接地的运行方式。否则,当接地的设备相线碰连金属外壳时(图4)该设备和零线(包括接零设备)将带有如下危险的对地电压。

图4 混合系统

而且,由于故障电流是接地电流,一般过电流保护不能实现速断,危险状态将长时间存在。

5.tt系统及tn系统的选用原则:

表1

保护方式适用范围
tt系统三相三线制中性点不接地或不直接接地的供电系统
部门或建设单位对施工现场三相四线低压供电,并且供电线路通过漏电保护
t

n

tn-c系统高压用户在低压电网中采用的系统
tn-s系统电力部门以高压形式供电,施工现场设有专变
建设单位对施工现场实行三相五线制低压供电
tn-c-s系统电力部门或建设单位施工现场实行三相四线制低压供电,配电线路未通过漏电保护

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