故障时重复接地接触电压和等电位联结接触电压计算方法

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本文分享故障时重复接地接触电压和等电位联结接触电压计算方法，帮助电气设计人员进一步了解等电位联结相关知识。
接地和等电位联结降低接触电压效果的比较
1、系统设定
某建筑物采用TN-C-S系统，电源从建筑物外变电站引入，变压器中性点接地，配电系统示意图如图1所示。

图1 配电系统(TN-C-S)示意图
2、设定接地和等电位联结两种情况，当设备A故障时，接触电压对比：
①建筑物进线处只做重复接地，不做等电位联结，如图2所示：

图2 配电系统(TN-C-S)做重复接地
②进线处做保护等电位联结，通常也做接地，如图3所示：

图3 配电系统(TN-C-S)做等电位联结
说明：在图2和图3中，Rph为相导体电阻：从变电站低压柜到设备A的相导体电阻，Ω；RPE1为从变电站低压柜到建筑物进线处P之间的PE导体电阻，Ω；RPE2为从进线处P到设备A之间的PE导体电阻，Ω；RB为变压器中性点系统接地电阻，Ω；RR为建筑物进线处(配电箱)P点做重复接地的电阻，Ω。
3、计算条件
①电缆和穿管线路，PE和相导体同处一外护物内，可忽略电抗；
②故障点距离变压器较远时，可忽略电源阻抗。
4、故障时重复接地接触电压和等电位联结接触电压计算
①做重复接地的设备A处故障时的等效电路图见图4，做等电位联结的设备A处故障时的等效电路图见图5。

图4 做重复接地的配电系统(TN-C-S)故障时等效电路图

图5 做等电位联接的配电系统(TN-C-S)故障时等效电路图
②做重复接地，故障时接触电压(Uf•R)计算，为A到地(D点)的电位差：U f•R=Id×RPE2+Id2×RR，在图4中，(RR+RB)同RPE1并联，则Id2×(RR+RB)=Id1×RPE1，而Id1=Id-Id2，所以Id2×(RR+RB)=(Id-Id2)×RPE1，经整理，可得

将式代入式Uf•R=Id×RPE2+Id2×RR，整理后得

③做等电位联结，故障时接触电压(Uf•EB)，为A到P点(MEB处)的电位差，计算式如下：Uf•EB=Id×RPE2
5、重复接地和等电位联结情况下故障时的接触电压比较。
用减Uf•EB=Id×RPE2，可知做重复接地比做等电位联结的接触电压高 。可见等电压联结对降低接触电压效果更好。
应当指出，做等电位联结降低接触电压更有效，但是否能降低到安全电压(交流50V，甚至25V)以下，从式Uf•EB=Id×RPE2看，应取决于RPE2和Id值。一般来说，当设备A(故障处)离MEB(P点)距离较远时，往往不可能降到安全电压以下，当无法保证在规定时间内切断电源或特定场合要求时，需要在这些范围增加辅助等电位联结SEB，以达到这个目标。