漏电电流走向示意图
我们再来分析一下两个回路电流大小。一般保护接地(地线接地)和工作接地(零线接地)要求接地电阻都在4Ω以下,零线电阻都比较小,在0.5欧姆以下。
那么整个电路如下图所示:
漏电电流走向示意图
通过上面分析可知:
零线回路的电阻为0.5Ω,而大地回路的电阻为8Ω,大地回路的电阻远大于零线回路的电阻。根据并联关系可知:并联电路电流的分配和阻值成反比。电阻越大,分得的电流越小。所以大部分漏电电流通过PEN线回到了变压器,只有极少部分流向大地,再回到变压器。I1=U/R=220/0.5=440A I2=U/R=220/8=27.5A I总=440A 27.5A=467.5A
当设备漏电时,整个电流回路为:火线--漏电点--外壳--PE线--零线--变压器;简化一下就是:漏电的时候,电流会从火线触发直接回到零线,相当于短路。那么装在漏电设备上的断路器会跳闸、保险丝会烧断,从而迫使漏电设备快速断电。
总结:
接地线的作用:当设备发生漏电时,由于有接地线的作用,它可以加速空开跳闸或保险丝烧掉,从而快速切断漏电设备的电源。
我们再来看这个图,漏电时电流的大小取决于漏电回路的电阻。当漏电电流小于空开的跳闸电流,那么空开就不会跳闸,设备就不会断电。
假设由于某种原因,PEN线断裂,那么又会怎么样呢?
PEN断裂示意图
当零线意外断开时,变成TT系统(两个接地必须是相互独立),漏电电流只有一条回路:火线--外壳--PE线--大地--变压器。整个回路电阻非常大,故障电流不足以让空开跳闸或者保险丝烧断。所以在TN-C-S供电系统中,PEN线不允许断开,并且要采用机械强度高的导线。 I2=U/R=220/8=27.5A 如果有了漏电开关又不一样了,当通过PE线流向大地的电流超过漏电动作值(一般为30mA),漏电开关就会跳闸。
家里安装漏电开关的原则:
1. 凡是人能够直接摸到的电器一定要装漏电开关。这些电器系统包括:厨房电器、热水器、全部插座回路。
2. 若总开关配套了漏电保护器,则分开关可不装;反之,若总开关未装漏电保护器,则分开关必须装。
3. 照明线路可以不装漏电开关。(注:照明回路不要求安装漏电保护断路器,主要考验火灾时保证照明回路正常工作,方便逃生;但这几年照明回路触电事故直线上升,个人认为分设几个互不关联的漏电保护断路器比较合适)
如变压器无地线或人为剪断,变成无接地的IT系统
上图是随街拍的户外变压器,低压供电端的接地线人为剪断,原供电系统变为IT系统
中性点不接地而当一相接地后,由于每相导线对地有绝缘电阻R和对地电容C,组成了感抗Z,因此接地的一相通过R和C与另外两相可以构成回路。采取保护接地措施后,可以降低人体触电危险性。这是因为人体和接地装置为并联关系,由于人体电阻Rb远大于接地电阻Ra,故通过人体的电流Ib非常小,如供电线路比较短,安全系数高。