低壓中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)

根據(jù)技術(shù)和安全上的要求不同，可將供電電網(wǎng)分為中性點(diǎn)接地電網(wǎng)和中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)兩種。礦井下一般都為中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)。

一、正常運(yùn)行的不接地電網(wǎng)

正常運(yùn)行的不接地電網(wǎng)如下圖所示。

1、 在小容量中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，如果線路不長(zhǎng)，不超過(guò)1公里，導(dǎo)線對(duì)地電容較小，容抗與線路對(duì)地絕緣電阻相比可視為無(wú)限大時(shí)，此時(shí)容抗可不加考慮。導(dǎo)線對(duì)地只考慮絕緣電阻。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，各相電壓平衡Ua=Ub=Uc，又各相絕緣電阻相等，則中性點(diǎn)對(duì)地電壓U~0~=0,即線路實(shí)際運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)(大地電位)與電源中性點(diǎn)等電位。各相泄漏電流也相等。

2、 當(dāng)線路較長(zhǎng)，電網(wǎng)分布較廣時(shí)，電容電流和絕緣電阻電流都具有一定的數(shù)值。但只要是運(yùn)行正常，三相平衡時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生中性點(diǎn)的位移。

二、有人觸電時(shí)的不接地電網(wǎng)

1、 當(dāng)有人在電網(wǎng)里單相觸電或電網(wǎng)某點(diǎn)單相接地時(shí)，電網(wǎng)平衡受到破壞。如下圖所示。

由于a相對(duì)地絕緣電阻受到破壞，a相對(duì)地電壓降低到ao',電源中性點(diǎn)出現(xiàn)對(duì)地電U0的大小等于oo'，b、c兩相對(duì)地電壓升高，其大小為bo'和co'。如果不是人在電網(wǎng)的觸電，而是金屬性接地，接地電阻等于零時(shí)，不接地的二相對(duì)地電壓將升高到線電壓，如果電網(wǎng)絕緣不夠，則增加了危險(xiǎn)性。

2、 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)與大地沒(méi)有電氣聯(lián)接，線地之間只有絕緣電阻和分布電容存在，又稱對(duì)地絕緣電網(wǎng)(或系統(tǒng))。高壓系統(tǒng)多為這種運(yùn)行方式。低壓系統(tǒng)常采用三相四線制，如果其中性點(diǎn)不接地即屬不接地電網(wǎng)，又稱中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，外殼便可能帶上危險(xiǎn)電壓。如下圖所示。

人體觸及時(shí)，流過(guò)人體的電流為:

Ir=3U/(3Rr+Z)，式中U為電源相電壓；Z為電網(wǎng)對(duì)地復(fù)阻抗；R為電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻；Rr為人體電阻。

加于人體的電壓Ur接近為設(shè)備對(duì)地電壓Ud(設(shè)備外殼與大地零電位間的電壓)

Ud≈Ur=3RrU/(3Rr+Z)

可見(jiàn)，線路的絕緣阻抗越大，對(duì)地電壓越小。在線路絕緣良好的情況下，設(shè)備對(duì)地電壓很小，一般不致發(fā)生危險(xiǎn)；但當(dāng)線路絕緣變壞時(shí)，則有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。例如低壓線路當(dāng)電容可忽略，而絕緣電阻下降至人體電阻的3倍時(shí)，則對(duì)地電壓可達(dá)

Ud≈Ur=3RrU/(3Rr+3Rr)=U/2=220/2=110(V) 是相當(dāng)危險(xiǎn)的。

三、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的特點(diǎn)及應(yīng)用

1、 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，如果產(chǎn)生單相接地短路時(shí)，接地電流較小，三相對(duì)地電壓雖然有了改變，但三相線電壓及其對(duì)稱性沒(méi)有改變，所以用電設(shè)備還能繼續(xù)正常運(yùn)行。這是三相不接地電網(wǎng)的重要特點(diǎn)。所以廣泛應(yīng)用于安全性要求較高的部門，如采煤工業(yè)中，連續(xù)性供電的要求是很高的，如坑道里接送工人的纜車、抽取地下水的水漿、坑道照明等供電。

2、 在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，產(chǎn)生單相接地時(shí)，該相接地電流同另外兩相的絕緣電阻和分布電容構(gòu)成回路，如果電網(wǎng)絕緣良好，絕緣電阻很大，且電容分布也不廣，對(duì)地分布電容很小，則單相接地電流也較小，這時(shí)接地短路產(chǎn)生的火花也較小，減小了由于電火花引起的火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)性，也減小了人體觸電時(shí)的危險(xiǎn)性。

3、 在防觸電事故中使用的隔離變壓器，其實(shí)質(zhì)是由中性點(diǎn)接地電網(wǎng)變到中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)運(yùn)行。只要一次與二次絕緣良好，二次側(cè)的用電線路對(duì)地絕緣也是良好的，又因線路很短，分布電容可忽略不計(jì)。如果發(fā)生單相觸電時(shí)，觸電電流很小，一般危險(xiǎn)性是很小的。

4、 由于在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，單相接地電流很小，線電壓又保持不變，電網(wǎng)中的用電設(shè)備又能繼續(xù)工作，使故障不易發(fā)現(xiàn)，而且故障點(diǎn)也較難找到。如果接地處接地電阻較小時(shí)，其他兩相的對(duì)地電壓可能升高到接近線電壓。

四、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視和保護(hù)裝置

中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)還可能產(chǎn)生高壓竄入低壓的危險(xiǎn)，雷擊、操作過(guò)電壓等，在低壓側(cè)也可能產(chǎn)生很高的對(duì)地電壓，帶來(lái)火災(zāi)和觸電的危險(xiǎn)。為此必須采取專門措施:電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視和安裝擊穿保險(xiǎn)的保護(hù)裝置。

1、 可用三只相同電壓表進(jìn)行絕緣監(jiān)視，如下圖所示。

當(dāng)電網(wǎng)對(duì)地絕緣正常時(shí)，三相平衡，三只電壓表讀數(shù)均等于相電壓。如果一相接地時(shí)，該相電壓表讀數(shù)降低，其他兩相升高。如果某相絕緣惡化，三只表亦指示不同數(shù)值，以引起注意。

2、 擊穿保險(xiǎn)器是一種過(guò)電壓時(shí)擊穿成通路，過(guò)電壓消失恢復(fù)絕緣的裝置，其作用與避雷器相似。如果高壓竄入低壓，保險(xiǎn)器的空氣隙擊穿,故障電流經(jīng)接地裝置流入大地，高壓的保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作。正常情況下，擊穿保險(xiǎn)器必須保持絕緣良好，否則不接地系統(tǒng)將變?yōu)榻拥叵到y(tǒng)。故要對(duì)擊穿保險(xiǎn)器進(jìn)行監(jiān)視。

如上圖所示，正常時(shí)擊穿保險(xiǎn)器處于絕緣狀態(tài)，電壓表V 1 、V2的讀數(shù)各為相電壓的一半，如果擊穿保險(xiǎn)器絕緣破壞，V1下降，V2上升，如果擊穿保險(xiǎn)器內(nèi)部短路，V1等于零，V2上升到相電壓。

五、不接地電網(wǎng)的局限性

不接地電網(wǎng)運(yùn)用接地保護(hù)措施是當(dāng)絕緣良好、電網(wǎng)分布范圍較小時(shí)，其絕緣電阻可限制觸電電流，對(duì)觸電有一定的防護(hù)作用，因此多用于線路較短、分布范圍小、環(huán)境正常、線路能經(jīng)常保持絕緣良好的情況。中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的缺點(diǎn)是一相故障接地時(shí)，其它相對(duì)地電壓升高為線電壓因而增加觸電的危險(xiǎn)性；故障點(diǎn)難于發(fā)現(xiàn)，不能很好地利用保護(hù)裝置，對(duì)高壓竄入低壓及絕緣損壞帶來(lái)的危險(xiǎn)需采用特殊的措施。因此，在大部分場(chǎng)合，特別是分布較廣的低壓系統(tǒng)，都采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，稱為接地電網(wǎng)或中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。