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1、零线重复接地1、重复接地的定义在中性点直接接地的低压供电系统中，零线在供电变压器处是接地的。在低压供电线路的干线和支线的终端以及沿线，或引入车间或大型建筑物时，零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接，称为重复接地。重复接地是 TN 接地系统中不可缺少的安全措施。因此，GBJ6583工业与民用电力装置接地设计规范对重复接地做了规定：在中性点直接接地的低压电力网中，采用接零保护时，零线宜在电源处接地，但移动式电源设备除外。架空线路的干线和支线的终端以及沿线每一公里处，零线应重复接地。电缆和架空线在引入车间或大型建筑物处，零线应重复接地（但距接地点不超过 50 米者除外） ，若室内配电屏、控制
2、屏有接地装置时，也可将零线直接连接到接地装置上。低压线路零线每一重复接地装置的接地电阻不应大于 10。在电力设备接地装置的接地电阻允许达到 10 的电力网中，每一重复接地装置的接地电阻不应超过 30，但重复接地不应少于三处。零线的重复接地，应充分利用自然接地体。直流电力网中零线重复接地应采用人工接地体，并不得与金属管道等有金属连接，如无绝缘隔离装置，相互之间的距离不宜小于 1 米。这是国内唯一对重复接地的接地电阻大小进行规定的标准。它是在水电部行业标准 SDJ879电力设备接地设计技术规程基础上，上升为接地方面的权威国家技术标准。2、零线重复接地的作用1）零线未断线时，重复接地可降低漏电设备金
3、属外壳上的对地电压。图 1 有对地电压重复接地的图 2 重复接地的作用 1图 3 重复接地的作用 2没有装重复接地的保护接零系统，当发生碰壳短路时，线路上的保护装置将迅速动作，切断故障电源。但是，从发生碰壳短路起，到保护装置动作完毕止的一段时间，设备外壳是带电的，其对地电压即短路电流在零线上的电压降。Ud=UL=IdLZL=UZL/(ZX+ZL).式中，IdL为单相短路电流；ZL为零线阻抗； ZX为相线阻抗； U 为相电压。零线阻抗愈大，设备对地电压愈高。这个电压比安全电压大的多。可以用降低零线阻抗来降低设备上的对地电压，使它达到安全电压，理论上是可能的，实际上是不现实的。设备上的对地电压为
4、50V，在 380/220V 的系统中，相线上的电压降为 220-50=170V，零线阻抗与相线阻抗之比为 50/170=1/3.4；零线阻抗是相线阻抗的 1/3.4；或者说是零线截面是相线截面的 3.4 倍。这显然是不现实的。但是，加大零线截面对降低漏电设备上的对地电压，是有利的。一般地说，零线截面是相线截面的1/2 倍(或相等)。零线阻抗是相线阻抗2 倍。代入上式得， Ud=UL=IdLZL=UZL/(ZX+ZL).= UZL/(1/2ZL+ZL)=（2/3）U=（2/3）220=147V。是危险电压。可见，没有装重复接地的保护接零系统，当发生碰壳短路时，线路上的保护装置未动作前的一段时间
5、，设备外壳的对地电压是 147V 的危险电压。装有重复接地的保护接零系统，当发生碰壳短路时，线路上的保护装置未动作前的一段时间，设备外壳的对地电压将有所降低，触电的危险可以减轻。设重复接地的接地电阻为 10，中性点的接地电阻为 4。重复接地的接地电阻上的电压降就是漏电设备上的对地电压。设零线上的电压降不变，还是147V。Ud=147/（10+4）10=105V。这个电压对人还有危险，但比没有装重复接地时的 147V 减轻为 105V。可见，重复接地有降低漏电设备外壳在线路上的保护装置未动作前的一段时间的对地电压的作用。而且，重复接地的接地电阻愈低或一条支路上重复接地处愈多，降低对地电压的作用愈
6、显著。例如，一条支路上有两处重复接地，接地电阻均为 10 时，支路上有一设备漏电，对地电压为：Ud=147/（10/2）+410/2=82V。显然，危险减轻的更多。但是，如果电网有几条支路，每条支路都有重复接地，这对稳定中性点的电位是有利的，但对降低降低漏电设备外壳的对地电压是不利的。若每条支路重复接地的接地电阻为 10，一条支路发生漏电时，另两条支路与中性点接地电阻是并联的，并联电阻是，10104/（1010+104+104）=20/9，再与这条支路的 10 串联，对地电压为 Ud=147/20/9+1010=120V。比支路少时的对地电压要大。因此，降低对地电压的作用是指重复接地的接地电阻
7、愈低，或一条支路上重复接地处愈多，降低对地电压的作用愈显著2）零线断线时，重复接地可降低漏电设备金属外壳上的对地电压。没有装重复接地的保护接零系统，零线断线时，当发生碰壳短路时，短路电流极小，线路上的保护装置不能动作，不能切断故障电源。漏电设备金属外壳上的对地电压近似为 220V。装重复接地时，在零线上加了一个重复接地的接地电阻 RC，中性点接地电阻 R0是串联在相电压上，设重复接地的接地电阻 RC=10，中性点接地电阻R0=4，当发生碰壳短路时，短路电流为220/14=15.7A。 ，线路上的保护装置不能动作，不能切断故障电源。 ，在零线断口的前面，零线上的对地电压为：U0=Id R0=22
8、0/（4+10）4=63V。在零线断口的后面，漏电设备金属外壳上的对地电压近似为 220V-63=157V。少于没有装重复接地时的 220V。在同一条零线上，适当多加一些重复接地是有好处的。零线断线时，重复接地可降低零线断口的后面漏电设备金属外壳上的对地电压，但却增加了零线断口的前面零线上的对地电压。如重复接地的接地电阻 RC=2，中性点接地电阻 R0=4，在零线断口的前面，零线上的对地电压为：U0=Id R0=220/（4+2）4=147V。在零线断口的后面，漏电设备金属外壳上的对地电压近似为 220V-147V=73V。因此，零线断线时，降低重复接地的接地电阻来降低零线断口的后面漏电设备金
9、属外壳上的对地电压的作用是不可取的。3） 、零干线断线时，三相严重不平衡时，零线重复接地有稳定系统工作电压的作用O 为电源中性点和 O/,负载中性点。EA，EB，EC为三相电源。设EA=2200O ;EB=220-120O ,EC=220+120O EB=220-120O =220（cos(-120O )+jsin(-120O )）=220(-1/2-j3/2)=-110j1103； EC=220+120O =220cos(120O )+jsin(-120O )=220(-1/2+j3/2)=-110+j1103；YA；YB；YC为三相负载电阻的倒数-电导，YN为零线电阻的倒数-电导，由基尔霍
10、夫第二第一定律得：,电源中性点 O 和负载中性点 O/之间的电压 UOO/ =（YAEA+YBEB+YCEC）/（YA+YB+YC+YN） 。1）当零干线不断线时，YN=；则有：UOO/ =0;U.A O/=EA-UOO/=EA=2200O ；U.BO/=EB-UOO/=EB =220-120O ；U.C O/=EC-UOO/= EC=220+120O ；三相负载电压平衡。EA=2200O ；EB =220-120O ； EC=220+120O ；3）零干线断线，又无重复接地时：YN=O,，为方便起见，负载按三种极限情况分析。只有一相负载 YA，其它两相无负载。YB=YC=0。B 相负载电导为
11、 A 相负载的电导1/3；C 相无负载；YC=0;YB=1/3YA。BC 两相为 A 相负载的电导的1/3;YB=YC=1/3YA。，情况，YB=YC=0;电源中性点 O 和负载中性点 O/之间的电压，UOO/=（YAEA+YBEB+YCEC）/（YA+YB+YC+YN）=EA = 2200O；它说明此时有一设备外壳接零线,即与O/相连接,触及设备外壳,人体上的对地电压将为 220V.U.AO/=EA-UOO/=EA-EA=00O ； U.BO/=EB-UOO/=EB - EA =220-120O-2200O =380-150O； U.C O/=EC-UOO/= EC -EA =380+150
12、O；(YB=YC=0),两相无负载,另一相无电压.，情况，YC=0;YB=1/3YA。电源中性点O 和负载中性点 O/之间的电压，UOO/ =(YAEA+YBEB+YCEC)/（YA+YB+YC+YN） = 146-19O；它说明此时有一设备外壳接零线,即与 O/相连接,触及设备外壳,人体上的对地电压将为 146V. U.AO/=EA-UOO/=9530O ； U.BO/=EB-UOO/ =286210O;U.CO/=EC-UOO/=344+136O. YC=0;YB=1/3YA 无负载的 C 一相上的 电压最大,负载大的 A 相电压最小.A 相电阻最小;C 相电阻最大,断路.情况，YB=YC
13、=1/3YA;电源中性点 O 和负载中性点 O/之间的电压，UOO/ =（YAEA+YBEB+YCEC）/（YA+YB+YC+YN） =880O；它说明此时有一设备外壳接零线,即与 O/相连接,触及设备外壳,人体上的对地电压将为 88V.U.A O/=EA-UOO/ =1320O ； U.BO/=EB-UOO/ =275224O；U.CO/=EC-UOO/= 275+136O。负载大的 A 相负载电压最大; 负载小的BC 相负载电压最小;Y 大,电阻小,容量功率大.此时,如果系统中有电气设备外壳接零,人体触及电气设备外壳; 情况,人体上的对地电压为 220V; 情况,人体上的对地电压为 146
14、V;情况,人体上的对地电压为 88V;零干线断线，有重复接地时，重复接地的接地电阻为 10，中性点接地电阻为 4，则有，YN=1/14(1/)。，情况，设 YA=1/28；电源中性点 O和负载中性点 O/之间的电压，UOO/ =（YAEA+YBEB+YCEC）/（YA+YB+YC+YN）=2/3 EA = 146.70O；U.A O/=EA-UOO/ =73.30O ； U.BO/=EB-UOO/=220-120O-146.70O =-256.7-j1103=207-126.6O；U.C O/=EC-UOO/= 220+120O _ 146。70O =_110+j1103146.70O =-2
15、56.7 +j1103=207+126.6O；(220-207)/220=5.9%10%.，情况，YC=0;设 YB=1/3 ; YA=1/42；电源中性点 O 和负载中性点 O/之间的电压，UOO/ =（YAEA+YBEB+YCEC）/（YA+YB+YC+YN） =（ 1/14EA+1/42EB）/（1/14+1/42+1/14）=11.6-84.7O；U.A O/=EA-UOO/ =209.3j4.5=209.31.23O ； U.BO/=EB-UOO/ =-120.7j（4.5+1101.732）=229.3-148.2O； U.C O/=EC-UOO/= -120.7+j（4.5+11
16、01.732）=229.3148.2O；220-229.3/220=-4.2%10%.情况，YB=YC=1/3YA=1/42;电源中性点 O 和负载中性点 O/之间的电压，UOO/ =（YAEA+YBEB+YCEC）/（YA+YB+YC+YN） =1/14220+(1/42)(-110-j1101.732)+ (1/42)(-110+j1101.732)/1/14+1/14+1/42+1/42=10.50O； U.A O/=EA-UOO/ =225.40O ； U.BO/=EB-UOO/ =225.4-147.7O；U.C O/=EC-UOO/= 225.4+147.7O。(225.4-220)/220=2.5%10%.此时,如果系统中有电气设备外壳接零,人体触及电气设备外壳; 情
