PDF《第四讲 接触电压的防範措施 第一节 电器外壳接地》

第四讲 接触电压的防措施

第一节 电器外壳接地 电器外壳接地的目的是为了使平时无电流流通的铁壳、机件及低压设备等在 故障发生时,偶然有电流流过或因为电容或电感的影响而产生的电位N高,也不 致於危害到人体及财产的安全.

低压电器设备非带电金属体为防止其带电时(即内部绝缘不良发生漏电时) 造成意外感电事故,一般采取接地方法有s

一、保护接地法(protective grounding): 本方法是指电器设备非带电金属体藉接地线施以接地.这种接地法也称为设 备单独施行接地(指不与低压电源系统共同接地以使用同一接地电极) 如图 4-1 所示.本保护方法主要的优点如下s 设备接地可以增加安全-设备如果不 接地,当发生漏电而人手触其金属外壳 时,则加於人体之电压(IRK)为(电路之压 降忽略不计)s 式中sI为通过人体电流,RK为人体 电阻,RF/2 为两脚站立於地面上之接地电 阻,RB为供电变压器二次侧系统接地之接 地电阻,E为电路对地之电压. 图4-1 保护接地法 由上式可见,当RB很低(如为

50 欧姆以下) 及人站於潮湿处所(RF亦很低) 时,因为人体电阻相当高,所以加於人体上之电压几乎为电路对地之电压.如果 设备加以接地,设其接地电阻为RA,则该漏电设备之电位N高为sIRA=RA* E/(RA+RB).当系统接地电阻RB及设备接地电阻RA各位

50 欧姆,电路对地电压为

220 伏特,该设备对地之电位N高为

110 伏特.在这种情形下人手触及该漏电设 备所感受的电压为sI'

RK=Etouch-I'

*RF/2 为接触电压,仅为上称电位N高之一 部份(可能为 50%之电位N高) .如果人体电阻等於RF/2 时,则加於人体上电压为 接触电压的一半,如果RF/2 非常低时,加於人体之电压几乎为接触电压.由此可 见设备加以接地比未接地者安全得多. 保护接地法之缺点-采用本方法接地者,因为系统及设备分开接地, 其接地电阻无法降得很低,使得低压电路或设备漏电时,接地电流很低,不足以 使有关电路之过电流保护器\动作,以清除该项接地故障.这是本保护法的唯一 缺点.按照低压电路的系统接地(根诠娑,在3相4线供电地区,接地电 阻应该在

10 欧姆以下) 如果接地电阻很低,而设备之接地电阻未予降低(如电路 对地电压未超过

300 伏特者,国内规定许可接地电阻高至

50 欧姆) ,则设备漏 电时之电位N高可能近於电路对地之电位.如系统接地电阻为

10 欧姆,设备接 地电阻为

50 欧姆,系统对地电压为

220 伏特,则设备漏电时对地之电压N高为s 又假定设备之接地电极埋设在户外,离开施行接地之设备在数公尺以上,则 人手碰触漏电设备之接触电压Etouch几乎为

183 伏特(在这种情形下之接触电压可 以称为转送电压,请看图 4-2 说明),在假设该处地面之电阻系数为 300Ω-m(泥 土地,稍微有潮湿者),则两脚站立地面上之接地电阻为sRF/2=1.5*300=450 欧姆.又人体在乾燥状态下之电阻以

2000 欧姆计算的话,根陨霞偕,可以计 算人手碰触漏电设备时通过人体的电流为s -

1 - 图4-2 由於转送电压而发生危险之例 人体对於 0.0747 安培之电流可忍受时间根(4-1) 之时间限制虽然可 以达 3.3 秒,但是该电流值已经超过 0.025 安培,感电者将因为筋肉直而无法 自行脱离所碰触的漏电设备,而该电路之过电流保护器因为漏电电流有限,又不 能及时切断故障电路,必定会使感电者终告死亡.基於上述原因,保护接地法早 为世界各国所不采用(注s日本目前仍然采用此方法,因为日本电灯电压为