家庭电气系统中的接地连接真的有必要吗?

电器工程 地面 接地 安全 地球 震惊
2022-01-25 15:59:10

我知道我的问题的答案是“是的,是的!”。需要接地连接以避免人接触故障设备的金属部分而受到电击。因此,人充当导体,关闭高压金属部分和地面之间的电路(根据定义为零伏)。因此,接地连接为电流流动提供了替代路径,这是因为在配电系统的某处,中性线 N 连接到种植在地下的金属棒。我的问题是:如果这个中性线 - 接地连接被移除,如图所示?这将使家用电源插座中的地线变得不必要,因为触摸故障设备的金属外壳的人不会关闭电路,因为没有包括接地的电路。因此,据我了解,如果配电系统未在任何地方接地,这将起作用(也许)。这是否有可能实现完全从地面浮动的配电系统?我很确定答案是否定的,但我不知道为什么......那么,为什么不可能???谢谢你。

没有接地连接的电力系统。

4个回答

您没有考虑的是,如果发生导致带电接触接地金属的故障,则包含“流氓”带电连接的接地机箱或金属盒将自我发现。它会烧断保险丝,并在几毫秒内使问题变得安全并显露出来

对于隔离的交流电源(例如隔离变压器的次级),没有任何迹象表明带电可能已与金属盒接触。你可以触摸它,也许会感到轻微的刺痛,但它显然不是自我揭示的。

故障 1已经发生,并且它不是自我发现的......

一段时间后,另一个故障发生在您街道上的任何地方以及该街道上的任何房屋中。该故障导致中性线接地。

故障 2也不会自我发现,因为它不会熔断保险丝:-

然后你触摸出土的金属盒子或底盘: -

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

洋红色箭头显示触电电流的流动

现在,金属盒子是一个死亡陷阱(因为它没有接地),正在等待下一个不幸的人过来触摸它。没有任何迹象表明已经出现了危险情况。

第一个“提示”(如果您幸免于难)是触电。

除了安迪的回答之外,浮动电源可能需要每个电路上的双断路器来使两条线路跳闸,因为您无法预测哪个相将被第一个故障“中和”。

故意中和一根线可以避免这种风险,因此只有带电的电线需要保险丝或断路器保护。

所示的接地系统是意大利采用的 TT 系统,三相电源电压为 400 V,单相电源电压为 230 V。

在此处输入图像描述

在该系统中,变压器中性点接地的责任在于公用事业服务提供商,而金属外壳接地的责任在于消费者。

该系统允许使用断路器 (MCB) 和接地故障断路器 (GFCI) 来清除线对线、线对中性线和线对地故障。

线对地故障最可能发生的位置是金属外壳。如果中性线和金属外壳未接地,则不会发生跳闸来清除此类故障,并且不会引起注意。如果另一条线路或中性线同时在其他地方接地,自然结果将是由于与带电金属外壳和大地接触而触电。

在没有人(或有价值的动物/设备)且没有导体断裂的三相系统中,不需要冗余的“中性线”或“地线”连接。

当存在需要保护免受电力(火灾)、身体电流(电击/死亡)和过电压(设备)的故障、人类和有价值的动物/设备时,问题就会出现。

大地和嵌入其中的金属碎片为接触故障系统和“大地”的人类提供了良好的传导路径。

所有的大惊小怪都是试图确保通常接触地球的人类(和有价值的动物)也不会接触具有可诱发冲击电流的电压的故障设备。并且故障电流(在电线中)足够高,足以烧断需要低阻抗并通过大地的保险丝(断路器)。

因此,我们确保有足够的绝缘和距离,使人们无法接触带电电路,电路已熔断并接地(备用回路连接),而且现在我们还具有漏电(剩余电流或接地故障)保护设备。

接地实际上并不复杂,但是太多不同的方面都被扫在了同一块地毯下(例如,供电设备因过热而损坏,火灾致死,电击致死,电压瞬变导致设备损坏,以找出一些故障现代供应中的保护措施)。