單一接地體的對地電壓曲線及接觸電壓

接觸電動(dòng)勢和接觸電壓

接觸電動(dòng)勢是指接地電流自接地體流散，在大地表面形成不同電位時(shí)，設(shè)備外殼與水平距離0.8m處之間的電位差。

接觸電壓是指加于人體某兩點(diǎn)之間的電壓。如圖所示。當(dāng)設(shè)備漏電，電流IE自接地體流入地下時(shí)，漏電設(shè)備對地電壓為UE，對地電壓曲線呈雙曲線形狀。當(dāng)人在a處觸及漏電設(shè)備外殼，其接觸電壓為其手與腳之間的電位差。人的腳在a處對地電壓為Ua，人的手由于觸及漏電設(shè)備，所以人的手對地電壓與漏電設(shè)備對地電壓相同，即為UE，這樣在a處人所承受的接觸電壓UC=UE-Ua。通常，按人體離開設(shè)備0.8m考慮，在忽略人的雙腳下面土壤的流散電阻的情況下接觸電壓與接觸電動(dòng)勢相等。實(shí)際上，人腳下面土壤的流散電阻總是存在，以致接觸電壓總是比接觸電動(dòng)勢要低一些，也就是比直接從對地電壓曲線上取的電位差要低。

保護(hù)接地的作用

1、三相三線中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備若沒有采取保護(hù)接地，當(dāng)電氣設(shè)備一相絕緣損壞漏電使金屬外殼帶電時(shí)，操作人員誤觸及漏電設(shè)備，故障電流將通過人體和線路對地絕緣阻抗構(gòu)成回路，如下圖所示。絕緣阻抗是絕緣電阻和分布電容的并聯(lián)組合，其接地電流的大小與線路絕緣的好壞、分布電容的大小及電網(wǎng)對地電壓的高低成正比。線路的絕緣越壞，對地分布電容越大、電壓越高、觸電的危險(xiǎn)性越大。若漏電設(shè)備已采取保護(hù)接地措施時(shí)，故障電流將會(huì)通過接地體流散，流過人體的電流僅是全部接地電流中的一部分。

保護(hù)接地原理

在兩條通路中，電流的分配關(guān)系可表示為：

Ir/I′e=Re/Rr

Ie=I′e+Ir

式中

Ir———流經(jīng)人體的電流；

I′e———流經(jīng)接地體的電流；命，因此，在三相四線制中性點(diǎn)直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，電氣設(shè)備如采用保護(hù)接地，根據(jù)國際IEC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)器。

保護(hù)接零的作用

采用保護(hù)接零時(shí)，電氣設(shè)備的金屬外殼直接與低壓配電系統(tǒng)的零線連接在一起。當(dāng)其中任何一相絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，形成相線和零線短路。由于相零回路阻抗很小，所以短路電流很大，使線路上的保護(hù)裝置（如斷路器、熔斷器等）迅速動(dòng)作，切除故障設(shè)備的電源，從而起到防止人身觸電的保護(hù)作用，并減少設(shè)備損壞的機(jī)會(huì)。

重復(fù)接地的作用

（1）減輕零線斷線時(shí)的觸電危險(xiǎn)如零線沒有采用重復(fù)接地時(shí)發(fā)生零線斷線，而且在斷線后面的某一電氣設(shè)備又發(fā)生一相碰殼接地短路故障，故障電流通過觸及漏電設(shè)備的人體和變壓器的工作接地構(gòu)成回路。因?yàn)槿梭w電阻比工作接地電阻RN大得多，所以人體幾乎承受了全部相電壓，造成嚴(yán)重的觸電危險(xiǎn)。當(dāng)零線采用了重復(fù)接地后，這時(shí)接地短路電流通過重復(fù)接地電阻Re和RN形成回路。在零線斷線以后，電氣設(shè)備外殼對地電壓為Ue=IeRe；在斷線以前，電氣設(shè)備外殼對地電壓為U′e=IeRN。由于Ue和U′e都小于相電壓，所以降低了觸電危險(xiǎn)程度。

（2）降低漏電設(shè)備外殼的對地電壓當(dāng)沒有采用重復(fù)接地時(shí)，一旦發(fā)生設(shè)備漏電時(shí)，設(shè)備外殼對地電壓Ue等于單相短路電流Ie在零線電阻上產(chǎn)生的壓降UN，即Ue=UN；當(dāng)采用了重復(fù)接地后，設(shè)備外殼對地電壓僅為零線壓降UN的一部分；即

Ue≈Re（RN+Re）UN

式中

Ue———設(shè)備對地電壓；

Re———重復(fù)接地電阻；

RN———中性點(diǎn)接地電阻；

UN———零線上的電壓降。

（3）縮短故障持續(xù)時(shí)間當(dāng)發(fā)生碰殼接地短路時(shí)，因?yàn)橹貜?fù)接地在短路電流返回的途徑上增加了一條并聯(lián)支路，使單相短路電流增大，加速了線路保護(hù)裝置的動(dòng)作，縮短了故障持續(xù)時(shí)間。

（4）改善配電線路的防雷架空線路零線上的重復(fù)接地，對雷電流具有分流作用，因此有利于防止雷電過電壓。這個(gè)問題其實(shí)很簡單，LZ問的問題是“為什么工作接地電阻會(huì)是4歐姆”？

那么，你要是不知道這個(gè)“4歐姆”是怎么來的，最好別說話。

1、問：“4歐姆”是怎么來的？

答：計(jì)算來的。

2、問：依據(jù)什么計(jì)算來的？

答：依據(jù)人所能承受的工頻電流、人體的電阻、設(shè)備外殼的接地電阻、電源的中性點(diǎn)接地電阻等計(jì)算來的。

3、問：怎么計(jì)算呢？

答：人所能承受的工頻電流：概率為50%時(shí)，成年男性的擺脫電流約為15.5mA，成年女性的擺脫電流約為10.5mA；概率為99.5%時(shí)，成年男性約為22.5mA，成年女性約為15mA。人的室顫域值50mA。對于50Hz工頻電流，在1秒鐘內(nèi)，最大流過100mA電流時(shí)，人不會(huì)死亡。人體的電阻：在電壓1000V，95%手掌面積接觸帶電體時(shí)的視在電阻為1500Ω。那么這個(gè)時(shí)候開始計(jì)算：

無保護(hù)接地：I人=U/（R人+R中性點(diǎn)）

有保護(hù)接地：