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等电位的作用


2017-04-28 10:26   点击:39
                        

    等电位联结可以降低用电场所内的接触电压,消除沿电源线路导人故障电压的危险,也是防雷电入侵危害所必需的.按电位理论,等电位联结是指一定范围对外露可导电部分作电位实质上相等的电气连接,使人可能触及到的所有导电部位都处在同一电位水平上。IEC 标准给出的术语为“Bond 一Ing”,译为“联结”,用于与一般的“连接”( Connection )一词相区别,虽然等电位联结也是一种连接,但此连接的含义有只传送电位而不传导电流的特性。用于等电位连接的导线称为等电位联结线(Equipotential Bonding Conductor ),常简称为联结线(Bondlng Conductor ) ,它不构成回路、不是回路导体、基本上不传送电流(包括故障电流、只传导电位,使供电范围内的可导电部位电位相等或接近。
    总等电位联结是指针对建筑物在其电源进线处,将PE干线、接地干线、总进水管、总出水,管、采暖和空调立管以及建筑物金属构件等相互作电气连接.
局部等电位联结(或辅助等电位联结)则是在某一特定的局部范围内的等电位联结。
1、等电位联结比接地更有效地降低接触电压
    在图1 中电源处设有系统接地,其接地电阻为R 1:设备外壳经保护线(PE线)接地,其接地电阻为R2,如发生设备绝缘损坏接地故障时,将有一接地故障电流I4经R 4、R 2返回电源.设备外壳对地电压也即人体接触电压为:Uc= I4(R 1 +ZpE)。这一电压将对人构成威胁,其电压的大小取决于设备保护接地的好坏,在极限的状况下,保护接地开路或根本没做接地时,人体接触电压则为:Uc =220V.当人触及该外壳则发生电击。致命的危险很大。

图1 不作等电位联结系统
    在用电端作电位联结,如图2 中点划线所示。这时如发生设备绝缘损坏接地故障,因人体处于等电位面上,接触电压仅为Uc′=Id·ZpE。 与图1相比。接地电阻R 1的值在欧数量级,而ZPE 的值则在毫欧数量级,显然U′c<Uc。这说明作了等电位联结的防电击效果远远优干通常的接地。

图2 作等电位联结系统
2、等电位联结可消除TN系统沿线路传导故障电压引起的电击事故
    等电位联结另一个重要作用是它可清除常用的TN 系统内沿PEN线和PE 线传导的故障电压引起的电气事故。图3 所示为TN一C -S 系统,它所供电的电气设备有在建筑物内的。也有在建筑外的.如果电源线路的相线发生接大地故障,例如相线坠入水中或和与大地连接良好的全属构架相接触,则其接地故障电流Id 将经故障点接地电阻R3和电源处系统接地的接地电阻RJ 返回电源。因受此两接地电用的限制,I4值一般不过20A。往往发生这种故障时电源端是不会跳闸的。如图3 所示,这时电源中性点电位升高U2= Id·R1,此Uf常超过接触电压限值50V,它合PEN线和PE 线在全TN 系统内传导。图3 中的户外设备外壳因接PE 线而带Uf 电压,而设备所在位的地面电位则为0V,当U,大于50V 时易引起电击事故。即使在设备处打接地极作重复接地也常不起作用,因接地那通过故障电流时总会产生电压降而带对地电位。这也就是时常发生的街上路灯、广各牌等电击伤人事故的起因。

图3 作等电位联结的下N 系统
    另外,当雷电波由供电线路导人经接地极,泄入大地时,在其接地电阻上所产生的残压同样会使电源中性点电位升高,其危害情形同上所述。
    但在同样的故障情况下,作等电位联结的建筑物内却不会发生此类伤人事故。这是因为建筑物内的PEN线、PE线、设备外壳和建筑物的地下钢筋、金属管道等都通过总等电位联结而处在同一电位上(此电位可能高于地电位),建筑物内不会出现电位差,自然无从发生电击事故.总等电位联结能有效地消除TN系统沿PEN线、PE线传导来的故障电压(也包括沿其他金属管道传导来的故障电压)引起的电击事故,所以它对TN系统电气装置尤为重要。

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