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连接电机外壳的三相四线零线会不会做保护线,会不会对人体造成触电?

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首先我们计算一下,供电系统的总电流是多少?看看相对零线遇到撞壳事故会不会出现三相不平衡?(注:GB50054《低压配电设计规范》规定接地极的电阻不宜大于4欧,但一般按0.8欧计算。)

我们取最常见的变压器容量为1250kVA,其低压侧电压为400V。所以其额定电流为:

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我们看到它的额定电流是1804A。考虑到变压器负荷率一般为70%。所以系统的供电电流为1804x0.7=1262.8A。

相线到零线PEN接触外壳,接地极电阻0.8欧姆,接地电流220/0.8=275A。

我们将接地电流除以工作电流,得到 21.8%。接零相的电流比其他相的电流高22%,可见三相电流不平衡确实发生了。

那么问题来了:

1)三相四线制的零线作为保护线,接在电机外壳上。当三相电中有三相不平衡中性线时,会不会有电?

2)当三相缺一相时,是否也是三相不平衡?那么中性线是否有更多的电流和电压?

3)如果这样连接到电机外壳上的中性线,不是很危险,对人体会造成触电(电击),对吧?

对问题 1 的回答:

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概念一:

在国标GB16898《接地系统》中,X相X线中的“线”解释为:只有流过运行的电流才是“线”。因此三相四线电表零线进出一根线,TN-C中的中性线PEN是线,TN-S中的N是线,而TN-S中的PE不是线。因此,无论是TN-S、TN-C,还是TN-CS,都是三相四线制。

概念二:

TN-C的PEN线也称为中性线。它的源头是电力变压器的中性点,直接接地,称为系统接地。接地后,引出用电负载,再次重复接地,最后作为中性线供用户使用。

因此,无论有多少电流流过中性线,中性线上的电压始终为零。

(下图是TN-C的示意图,取自国际电工委员会IEC的IEC60364标准。)

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概念三:电气设备外壳保护接零,是保护人身电气安全常用的基本措施之一。

当某相发生撞壳事故时,某相电流急剧增大,三相电流不平衡,中性线PEN中的电流也急剧增大。但即便如此,中性线的电压仍然为零,只是中性线末端的支路会有轻微的电压上升,但幅度很小,只有几伏。

再次重复几点:

(1)主中性线一直有电,但正常时电流很小,主中性线电压为零;

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(2)支零线的电流大小相等,与相线相反。由于中性线在入户或接入最终用电设备前会再次接地,因此支线中性线的电压基本为零。考虑到支路中性线本身的电阻,中性线末端会出现几伏的电压;

(3) 零线不能随时被打破。如果发生断线,在发生相线碰撞事故时,断点后方的中性线电压会升高,最高电压会上升到相电压,可能对人体造成伤害。

因此,国家标准和规范规定:

A、中性线必须多点接地,保证用电安全;

B、零线不得接任何开关或保险丝,必须保证零线的连续性。

回答问题 2:

三相缺一相属于三相电压不平衡,与中性线电压无关。只要中性线没有断线,中性线电压仍然为零。

对问题 3 的回答:

只要零线不断,对用电设备外壳的保护归零是非常可靠的,不会出现人身安全问题。

但是我们很难保证零线不断。因此,国家标准和规范中规定,在可能发生爆炸的场所,以及对人身安全要求较高的区域(如商业区),不宜采​​用TN-C接地系统,而应采用TN-S接地。系统应该改变。

在TN-S下三相四线电表零线进出一根线,PEN线分为N线和PE线。电器设备外壳接PE线,零线接主回路输电线路。这样即使N线断了也不会影响人身安全。

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(TN-S的示意图如下,)

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从图中可以看出PEN零线已经不存在了,只有N线和PE线。

最后,我们需要记住一句话:

中性电压是节点电压,而不是欧姆电压。中性电压始终为零,是系统零电位的参考点。因此,中线电流与中线电压无关。

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