為了電網(wǎng)中的安全,通常會(huì)在電路中使用保護(hù)接零與保護(hù)接地。保護(hù)接地是指將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來,以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對(duì)人體的傷害。工作接地就是將變壓器的中性點(diǎn)接地。其主要作用是系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性,即減輕低壓系統(tǒng)由于一相接地,高低壓短接等原因所產(chǎn)生過電壓的危險(xiǎn)性,并能防止絕緣擊穿。
工作接地
工作接地是在變壓器上做的工作,有一個(gè)更加形象的名稱——“中性點(diǎn)接地”。
電能傳輸?shù)接秒姸耍瑫?huì)有一個(gè)變壓器(比如小區(qū)、工廠內(nèi)),這個(gè)變壓器里,只有三根相線(相線在單相電路中,又被叫做“火線”)。三根相線兩兩之間的夾角為120°,這樣一來,它們就有了一個(gè)交點(diǎn),這個(gè)交點(diǎn),就叫做“中性點(diǎn)”。從這個(gè)中性點(diǎn)接出一條線,這根線就叫做“中性線”(單相電路中,又被叫做“零線”)。
相線之間的電壓為380V,利用三角函數(shù)可以輕易算出,相線與中性線之間的電壓為220V(同時(shí),相線與大地之間的電壓也為220V)。三根相線+一根中性線,它們之間的關(guān)系如下圖所示:
我們常見的220V電壓, 就是在變壓器中只取了一根相線接入用戶家里。
此時(shí)的中性線不直接投入使用,而是進(jìn)行接地工作,即中性點(diǎn)與大地相連后,再引出一條中性線,這項(xiàng)工作,就叫做“工作接地”。工作接地的作用一共有兩個(gè):1.降低單根相線接地的危險(xiǎn)性;2.穩(wěn)定電位。
變壓器中性點(diǎn)接地作用之降低相線接地危險(xiǎn)性
注意,一定是一相接地,因?yàn)槿绻莾筛蛉嗑€接地,那直接就會(huì)產(chǎn)生短路電流,出發(fā)漏電保護(hù)器的保護(hù)動(dòng)作。
如果一根相線與大地相連了,會(huì)發(fā)生什么呢?——如果你家里安裝了漏電保護(hù)器,那此時(shí)就會(huì)跳閘。可樓道里、小區(qū)里,可都沒有安裝漏電保護(hù)器,那么此時(shí),相線有電,大地上也會(huì)與相線帶有相同的電(此時(shí)相線=大地)。
此時(shí)如果人體觸碰到零線,就會(huì)形成大地——人體——零線的回路,產(chǎn)生電流,使人體觸電。
而如果中性點(diǎn)進(jìn)行了接地呢?那么此時(shí)大地=零線,零線與大地的電位相同。此時(shí)相線再與大地連接,相當(dāng)于火線與零線直接短路,促使斷路器進(jìn)行保護(hù)跳閘。哪怕是斷路器不跳閘,人體在觸摸到零線或大地時(shí),由于人體的電阻要比短路中的電阻大得多,因此電流還是不會(huì)流過人體,不會(huì)使人體觸電。
變壓器中性點(diǎn)接地作用之穩(wěn)定電位
當(dāng)變壓器的絕緣發(fā)生損壞時(shí),就有可能使高壓電竄入低壓端,就會(huì)引起低壓端的電壓升高。
但是,如果中性點(diǎn)進(jìn)行了接地,則低壓側(cè)對(duì)地電壓將受到工作接地電阻阻的限制,不會(huì)太高。這時(shí),高壓接地電流Ic通過低壓工作接地和高壓線路對(duì)地分布電容構(gòu)成回路。