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低压配电系统的线制和漏电保护

间接接触触电是指电气设备在故障情况下,外露可导电部件出现持续的危险 电压,人体触及这些带电部件引起的触电事故。
漏电保护
漏电保护 在低压电路中作为: 防止人体触电。 防止漏电引起的火灾、设备烧坏和爆炸事故。 主要功能是提供间接接触保护。 漏电保护动作电流小于30ma,也可作为直接接触保护。 漏电保护有电压型和电流型两类。 电压型用于变压器中性点不接地的低压系统。 漏电故障电流在接地装置产生较高的电压,继电器动作,分断电源开关。 电流型用于变压器中性点接地的低压系统。 发生漏电,零序电流互感器检测出漏电流,继电器动作,分断电源开关。 目前主要使用电流型漏电保护。
变压器
A
a
B
b
C
c
380V 380V
380V
220V 220V 220V N
地和接地

电气上所谓的“地”是指可以用来作为参考电位的、且电容无穷大的物体。 参考电位是一个基准,不会因其他扰动而变化,即使有变化,其程度可以忽 略不计。 可以作为参考电位物体,电容应无穷大,可以提供也可以接受任意多的电荷, 自身的电位不会因此而变化。 陆地上是将大地作为电气上的“地” ,大地作为“零”电 位 。钢质船舶则是以船体结构作为电气上的“地”。 电子系统中作为参考电位的地,不一定是大地,可能是自身工作电源的一极。
V
220V 220V
C
a
b
c
N
220V 220V 220V
低压配电系统的名词
中性线 从中性点引出作为电源的导线称为中性线。是输送电能的导线。
中性线从中性点N引出,也称为N线。
保护线 为了防止触电,将电气设备的金属外壳、外露可导电部分、电源接 地点等连接在作为电气连接的导线上,这根导线(体)称为保护线,也 称为PE线。
B
b L2
C
c L3
I
金属外壳
设备
T

电源中性点与地隔离(或经高阻抗接地),可以认为对地绝缘,海船规范称 为“三线绝缘系统”。重要设施和船舶低压电力系统普遍采用IT系统。优点是, 发生一相对地绝缘故障,系统仍可以继续运行。但需尽快查出、排除。
TT系统
TT系统
电源,中性点接地(T)。
引出中性线N。
系统设备接入电源。
V W 120°
U
N
IV IU
V IW W
A
B C
IU IW
-IW IV
变压器的表示方法
变压器的表示方法 单相变压器 一般习惯将原边(初级)画在左边或上面; 副边(次级)画在右边或下面。
三相变压器 原边和副边的三相3个绕组可以连接成星形 (Y)或三角形(Δ)。
副边星形连接可以引出中性线N。
原边
A
X A X
三相电流流过负载,都经中线回到中性点。
中性线电流是三相电流之和。三相电流的向量和等于零。
IU IV IW


IW (IW ) 0
IU IV IW 0
中性线电流等于零,不需要导线。三相对称负载只需3根导线。这种供电电制 称为三相三线制。
U
120°
120°
检测剩余电流是为了防止间接触电。为此必须提供“旁路”电流的通路,设 备金属外壳接地,电源一端接地。
电源一端就是三相电源的中点接地。
交流电源
A 电流检测 0
旁路 电流
检测范围
设备
交流电源
A 电流检测 0
旁路 电流
检测范围
设备
变压器
A
a
B
b
C
c
N
PEN
剩余电流检测
如果三相变压器除了向三相负载供电外还要向单相负载供电,副边采用星形(Y) 连接,中性点引出中性线N,中性点接地。与地电位为零,称为零线、零点。
B
b
C
c
N
配电电源1
变压器
配电电源2
a
A
b
B
c
C
PEN
PEN
N
Q1
Q1设置漏电保护。 中线穿过漏电保护。 接入备用配电电源。
N PE 配电线路
配电电源1运行。
Q2
接入单相负载。
Q3
电流可能从另一侧中线
回路,Q1漏电保护动作、
单相
跳闸。
三相负载
负载
中线必须作为电源一极引入开关。采用四极开关。
N PE
电源和设备的接地状态
A
B
U1 I1
E2
I1 U1
E2
0
t
0
t
在铁芯上绕2组绕组A和B。 绕组A两端施加交流电压U1流过交变电流I1,铁芯中产生交变磁场。 绕组B两端感应出同频率的交流电势E2。
低压配电系统的名词
先来讨论几个常用的名词 。
中性点 几个元、器件连接的某一点,对外部相关的接线端的电压绝对值相等, 这一点称为中性点,简称中点。例如:
接地
将电气设备中带电或不带电部位与“地”连接,称为电气接地。
将电气设备中带电部位与“地”连接,称为工作接地。
将电气设备中不带电部位与“地”连接,称为保护或安全接地。
人身触电
触电的形式
根据电气设备的状态,触电有直接接触触电和间接接触触电两种形式。 直接接触触电是指电气设备在正常工作时,人体触及设备的带电部件引起的 触电事故。
保护中性线 同时具有保护线和中性线功能的导线,称为保护中性线,也称PEN线。
A
a
A
a
B
b
B
b
C
c
C
c
N
N
N
PPEE N
三相变压器的配电方式
三相变压器的3个相绕组分别安装在铁芯的3个柱上。 示例图中原边(初级)高压按三角形连接,副边(次级)按星形连接。
电路图有2种表示方法。 A
B
C
原边
副边
副边中性点引出中性线。
引出中性线N(零线) 。
A
设备,外壳通过保护线与电源 B 接地的中性点直接连接(N)。 C
中性点的引出线既作中性线N 又作保护线PE,因此称为保护中 性线PEN。用黄绿相间色表示。
变压器
TN
电源
a b c
保护线与中性线组合在一起(C), 这种系统用TN-C表示。
L1 L2 L3 N
C
N
PEN
金属外壳
剩余电流检测
电源
变压器中性点接地的低压系统多采用“剩余电流动作”原理。
I1
单相电源的2根导线往返的电流,数值相等、方向
I2
相反,代数和等于零。即无“剩余电流”。
A
电流互感器副边绕组接电流表,原边一根导线穿过。
原边流过负载电流I1。磁通链接到副边绕组,电流表指示出

副边电流I2。(交流电流是正负2个方向,这里只表示单方向)
发电机
配电
电力系统
电力用户
变压
照明用户
陆地低压配电系统都是通过变压器间接获得电源。
电源
变电
配电
用户
三相电源与三相负载的连接
三相发电机的3个相绕组在空间相隔120°(电度)布置。一端引出、另一端相连。
这里3个电源端用U、V、W表示,相连的一端称为中性点或中点,用N表示。
三相对称负载同样连接,用4根导线与电源相连。中性点的连线称为中性线。
变压器 电源
A
a L1
B
b L2
C
c L3
对地分 布电容
金属外壳
设备

低压电力系统的接地形式
根据电源和设备的接地状态,配电系统分为3种形式,即I T系统 、TT系统和 TN系统。前字母表示电源的接地状态;后字母表示设备的接地状态。
字母是法文单词的第一个字母,T(Terre)是大地、I(Isolation)是隔离、N (Neutre)是中性。
设备
金属 外壳
漏电保护和线制
三相电源同时向三相和单相负载配电,引出中线并接地。即三相四线制。 中线N又用于接地保护PE,这根线称为PEN线。
电源通过Q1向配电线 A
路供电。
B
C
Q2设置漏电保护。
变压器 a b c
N
PEN N PE
负载某相碰外壳,对地电流使开
Q1
关跳闸。
Q1设置漏电保护。
配电线路
单相负载工作,Q1流过一相电流,
设备
这种系统称为三相四线制。设备接

PEN线也称为“接零”。
设备发生对箱壳的绝缘故障,故障电流从电阻很小的接地导线 流回中性点。金属外壳对地没有电压,避免了人体间接接触触电。
TN-S系统
TN系统
TN-S系统
电源,中性点接地(T)。
从中性点引出中性线N。
A B
从中性点引出保护线PE。
A
B
设备,外壳就地接地(T)。 C
地是土壤,接地有电阻存在。
设备发生绝缘故障,接地电流 流过接地电阻,产生电压降。
设备对地存在一定的电压,人体 触及设备外壳,可能触电。
变压器
TN
电源
a L1 b L2 c L3
N
金属外壳
设备
T
设备接
U1
地电阻

电源接
地电阻
U2
TN-C系统
TN系统
TN-C系统 电源,中性点接地(T)。
变压器副边绕组的中心抽头N,对两端的电压相等,N称为中性点。
三相发电机的3个绕组,一端出线、另一端连接在一起,连接点 N对三相端 的电压相等,N称为中性点。
三相变压器副边三相绕组按星形连接,内部三相绕组的连接点N,对三相 端电压相等,N称为中性点 。
380V
A
U
110V
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