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高阻表接地基礎(chǔ)內(nèi)容細(xì)節(jié)解說
來源:上海自動(dòng)化儀表有限公司作者:發(fā)表時(shí)間:2019-08-09 09:52:49【小中大】
工業(yè)面臨的一個(gè)常見問題是電氣可靠性和安全性。利用技術(shù)降低風(fēng)險(xiǎn),提高工人安全。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,大約80%的電氣中斷可歸因于系統(tǒng)導(dǎo)體與地之間無意連接導(dǎo)致的接地故障。系統(tǒng)接地,或者相或中性導(dǎo)體與地的有意連接,是為了將電壓控制在可預(yù)測(cè)的范圍內(nèi),它還提供電流,可以檢測(cè)系統(tǒng)導(dǎo)體和地之間的不需要的連接的接地故障。
這種不需要的連接的根本原因通常是絕緣擊穿的結(jié)果。從接地故障釋放的能量可能導(dǎo)致過程中斷,設(shè)備損壞并對(duì)人員造成火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),每天在電氣設(shè)備中發(fā)生5到10次電弧閃光爆炸,專門用于預(yù)防工傷和死亡。
保險(xiǎn)公司表示,由于沒有接地故障保護(hù),他們已經(jīng)評(píng)估了財(cái)產(chǎn)和業(yè)務(wù)中斷的可能性,并發(fā)現(xiàn)它足以保證安裝接地故障保護(hù)。然而,大多數(shù)工業(yè)設(shè)施繼續(xù)運(yùn)行,沒有足夠的接地故障保護(hù)。這些設(shè)施通常操作未接地或牢固接地的配電系統(tǒng),這兩者都具有固有的缺點(diǎn)。
未接地系統(tǒng)是指導(dǎo)體與地之間沒有故意連接的系統(tǒng)。然而,在任何系統(tǒng)中,系統(tǒng)導(dǎo)體和相鄰的接地表面之間存在電容耦合。因此,“未接地系統(tǒng)”實(shí)際上是借助于分布電容的“電容性接地系統(tǒng)”。
在許多工業(yè)設(shè)施中普遍存在未接地系統(tǒng)的原因似乎是歷史性的。在出現(xiàn)高阻表接地之前,需要過程連續(xù)性的唯一選擇是一個(gè)不接地的系統(tǒng),允許在方便的時(shí)間進(jìn)行故障修復(fù)的受控停機(jī),這對(duì)于連續(xù)制造過程來說具有巨大的價(jià)值。生產(chǎn)損失,設(shè)備損壞和停電。
然而,由于電弧接地故障引起的多次故障經(jīng)歷導(dǎo)致使用未接地系統(tǒng)的理念發(fā)生變化,并且電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)在IEEE標(biāo)準(zhǔn)推薦實(shí)踐中支持這種變化。工業(yè)和商業(yè)電力系統(tǒng)的保護(hù)和協(xié)調(diào)提供了以下觀點(diǎn):
“在服務(wù)連續(xù)性方面,不接地系統(tǒng)沒有優(yōu)于高阻表接地系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),并且具有瞬態(tài)過電壓的缺點(diǎn),定位第一個(gè)故障和第二個(gè)接地故障導(dǎo)致的燒毀。由于這些原因,它們的使用頻率低于高阻表接地系統(tǒng)”
配電系統(tǒng)接地有很多好處,包括:瞬態(tài)過電壓的幅度減小。簡(jiǎn)化接地故障定位。改進(jìn)了系統(tǒng)和設(shè)備故障保護(hù)。減少維護(hù)時(shí)間和費(fèi)用。更加安全的人員。改善防雷。減少故障頻率。
許多工程師的選擇都集中在使用何種接地技術(shù)上。
穩(wěn)固接地的系統(tǒng)是這樣一種系統(tǒng),其中中性點(diǎn)有意地與沒有故意阻抗的導(dǎo)體連接到地面,這部分地減少了在未接地系統(tǒng)上發(fā)現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓的問題。雖然堅(jiān)固接地的系統(tǒng)是對(duì)不接地系統(tǒng)的改進(jìn),并加快了故障的位置,但它們?nèi)狈Ω咦璞斫拥氐碾娏飨拗颇芰σ约斑@提供的額外保護(hù)。固體接地系統(tǒng)中電弧接地故障的破壞性質(zhì)是眾所周知的,并且是由故障中消耗的能量引起的??梢詮碾娀≈邢牡那咧芷诘墓烙?jì)中獲得這種能量的量度:
千瓦周期= V x I x時(shí)間/ 1000。
“穩(wěn)固接地的480v系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是可能發(fā)生的大量接地故障電流,以及電弧接地故障的破壞性。”由于絕大多數(shù)電弧故障都以單相故障的形式開始,因此降低其影響的關(guān)鍵是使用能夠顯著降低故障電流水平從而減少電弧危害的技術(shù)和/或使用防止瞬態(tài)的技術(shù)過電壓可導(dǎo)致單相故障升級(jí)為電弧故障。
兩種情況下的答案都是高阻表接地,中性點(diǎn)的高阻表接地將接地故障電流限制在非常低的水平(通常為1到10安培),這可以通過在變壓器次級(jí)中性點(diǎn)和接地之間連接一個(gè)限流高阻表來實(shí)現(xiàn),并用于低壓600伏或更低,低于3000安培的系統(tǒng)。通過限制接地故障電流,可以在系統(tǒng)上容忍故障,直到可以定位故障,然后在方便的時(shí)間隔離或移除故障。
在測(cè)試中,一旦電路轉(zhuǎn)換為高阻表接地,就消除了在480伏未接地系統(tǒng)上測(cè)量的破壞性電壓瞬變。關(guān)于故障電流的大小,假設(shè)相同的時(shí)間量,1安培故障的能量或I 2 t值是1000安培故障的1 / 1,000,000。在電路必須跳閘之前,國(guó)家電氣規(guī)范允許在穩(wěn)固接地的系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)1200安培的故障水平一秒鐘,但實(shí)際上,在短時(shí)間內(nèi),超過20,000安培的故障水平是常見的。
通過高阻表接地限制電流的原因可以是以下中的一個(gè)或多個(gè)。
1.減少故障電氣設(shè)備(如開關(guān)設(shè)備,變壓器,電纜和旋轉(zhuǎn)電機(jī))的燃燒和熔化效應(yīng)。
2.減少承載故障電流的電路和設(shè)備中的機(jī)械應(yīng)力。
3.減少由地面返回路徑中的雜散接地故障電流引起的對(duì)人員的電擊危險(xiǎn)。
4.為可能意外造成或碰巧接近地面故障的人員減少電弧爆炸危險(xiǎn)。
5.減少由于發(fā)生和清除接地故障引起的瞬時(shí)線電壓驟降
6.確保瞬態(tài)過電壓的控制,同時(shí)避免在發(fā)生第一次接地故障時(shí)關(guān)閉故障電路。
7.明智地使用高阻表接地有利于過程連續(xù)性,減少設(shè)備損壞,允許預(yù)測(cè)性維護(hù),減少電擊危險(xiǎn)并可最大限度地減少電弧爆炸危險(xiǎn)的影響。
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