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高阻表接地基礎內容細節解說

來源:上海丝瓜色版app儀表有限公司作者:發表時間:2019-08-09 09:52:49


      工業麵臨的一個常見問題是電氣可靠性和安全性。利用技術降低風險,提高工人安全。經驗數據表明,大約80%的電氣中斷可歸因於係統導體與地之間無意連接導致的接地故障。係統接地,或者相或中性導體與地的有意連接,是為了將電壓控製在可預測的範圍內,它還提供電流,可以檢測係統導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果。從接地故障釋放的能量可能導致過程中斷,設備損壞並對人員造成火災和爆炸風險。根據統計數據,每天在電氣設備中發生5到10次電弧閃光爆炸,專門用於預防工傷和死亡。
      保險公司表示,由於沒有接地故障保護,他們已經評估了財產和業務中斷的可能性,並發現它足以保證安裝接地故障保護。然而,大多數工業設施繼續運行,沒有足夠的接地故障保護。這些設施通常操作未接地或牢固接地的配電係統,這兩者都具有固有的缺點。
      未接地係統是指導體與地之間沒有故意連接的係統。然而,在任何係統中,係統導體和相鄰的接地表麵之間存在電容耦合。因此,“未接地係統”實際上是借助於分布電容的“電容性接地係統”。
在許多工業設施中普遍存在未接地係統的原因似乎是曆史性的。在出現高阻表接地之前,需要過程連續性的唯一選擇是一個不接地的係統,允許在方便的時間進行故障修複的受控停機,這對於連續製造過程來說具有巨大的價值。生產損失,設備損壞和停電。
      然而,由於電弧接地故障引起的多次故障經曆導致使用未接地係統的理念發生變化,並且電氣和電子工程師協會(IEEE)在IEEE標準推薦實踐中支持這種變化。工業和商業電力係統的保護和協調提供了以下觀點:
      “在服務連續性方麵,不接地係統沒有優於高阻表接地係統的優勢,並且具有瞬態過電壓的缺點,定位第一個故障和第二個接地故障導致的燒毀。由於這些原因,它們的使用頻率低於高阻表接地係統”
      配電係統接地有很多好處,包括:瞬態過電壓的幅度減小。簡化接地故障定位。改進了係統和設備故障保護。減少維護時間和費用。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上。
      穩固接地的係統是這樣一種係統,其中中性點有意地與沒有故意阻抗的導體連接到地麵,這部分地減少了在未接地係統上發現的瞬態過電壓的問題。雖然堅固接地的係統是對不接地係統的改進,並加快了故障的位置,但它們缺乏高阻表接地的電流限製能力以及這提供的額外保護。固體接地係統中電弧接地故障的破壞性質是眾所周知的,並且是由故障中消耗的能量引起的。可以從電弧中消耗的千瓦周期的估計中獲得這種能量的量度:
千瓦周期= V x I x時間/ 1000。
      “穩固接地的480v係統的一個缺點是可能發生的大量接地故障電流,以及電弧接地故障的破壞性。”由於絕大多數電弧故障都以單相故障的形式開始,因此降低其影響的關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和/或使用防止瞬態的技術過電壓可導致單相故障升級為電弧故障。
      兩種情況下的答案都是高阻表接地,中性點的高阻表接地將接地故障電流限製在非常低的水平(通常為1到10安培),這可以通過在變壓器次級中性點和接地之間連接一個限流高阻表來實現,並用於低壓600伏或更低,低於3000安培的係統。通過限製接地故障電流,可以在係統上容忍故障,直到可以定位故障,然後在方便的時間隔離或移除故障。
      在測試中,一旦電路轉換為高阻表接地,就消除了在480伏未接地係統上測量的破壞性電壓瞬變。關於故障電流的大小,假設相同的時間量,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,國家電氣規範允許在穩固接地的係統上實現1200安培的故障水平一秒鍾,但實際上,在短時間內,超過20,000安培的故障水平是常見的。
通過高阻表接地限製電流的原因可以是以下中的一個或多個。
      1.減少故障電氣設備(如開關設備,變壓器,電纜和旋轉電機)的燃燒和熔化效應。
      2.減少承載故障電流的電路和設備中的機械應力。
      3.減少由地麵返回路徑中的雜散接地故障電流引起的對人員的電擊危險。
      4.為可能意外造成或碰巧接近地麵故障的人員減少電弧爆炸危險。
      5.減少由於發生和清除接地故障引起的瞬時線電壓驟降
      6.確保瞬態過電壓的控製,同時避免在發生第一次接地故障時關閉故障電路。
      7.明智地使用高阻表接地有利於過程連續性,減少設備損壞,允許預測性維護,減少電擊危險並可最大限度地減少電弧爆炸危險的影響。