防范10kV中压接地故障引发的TN接地系统人身电击伤害

论述正文：

若施加给电气装置的电压值超过标称额定电压则被称作过电压。

当10kV配电网出现接地故障后，此故障引起0.4kV低压配电网出现过电压，过电压持续时间长度一般在数十毫秒到秒之间。此类过电压有可能引起人身电击伤害事故，或者损坏电器设备，发生电气火灾。以下对此类过电压作简要描述。

10kV不接地系统接地故障引起的过电压：

10kV配电网一般采用不接地系统，其电源端带电导体不接地而负荷端外露导电部分保护接地。设想10/0.4kV变电所内在10kV侧发生如图1-75所示的接地故障：

图1-75中，我们看到低压配电网的接地系统是TN-C。当10kV配电网发生了接地故障后，接地故障电流I_d没有返回电源的通路，它只能通过两非故障相的对地电容返回电源，即I_d为两非故障相线路电容电流的相量和，所以I_d值很小（一般情况下I_d值不大于20A）。

图1-75 10kV配电网的接地故障电压U_f对低压配电网的影响

在10/0.4kV配电所内有等电位联结。我们从图1-75中看到，10kV接地故障在R_b上产生了电压U_f，而且在配电所内包括N线、PEN线和等电位联结线上都出现了U_f，但因为人体位于等电位联结上，所以无论U_f值有多高，例如图1-75中人体触摸到负载1的外露导电部分时，不会引起人身电击伤害事故。

我们来看图1-75中在配电所外边的用电设备负载2，在这里已经没有了等电位联结的保护，当人手接触用电设备的外露导电部分时，接触电压就是U_f。因为U_f值通常不大，它对人体的电击危险也不大。

如果10kV侧加装了小电流接地系统后，因为小电流接地系统中测量接地故障是通过接地变压器实现的，当发生接地故障后，其I_d值可达数百安以上，产生的接触电压高达数百伏以上，对人体的伤害极大。(www.xing528.com)

为此，我们可以采取如下两种措施：

1）措施一：将10kV系统和0.4kV系统的接地极分开。

我们从图1-75中看到，10kV系统的接地极与0.4kV系统的接地极是合并的，因此产生了接触电压U_f。若将10kV系统的接地极与0.4kV系统的接地极分开，使得它们在电气上不再相互影响，这样就能彻底地解决这个问题。

我们来看图1-76。

图1-76 10kV系统的接地极与0.4kV系统的接地极分开

将10kV系统的接地极与0.4kV系统的接地极分开设置，使它们在电气上互不影响，这样R_b1上的故障电压U_f就不可能传导到低压配电系统中引发人身电击伤害事故。

2）措施二：在TN系统建筑物内实施总等电位联结。

我们从图1-76中看到，在10/0.4kV配电所内因为设置了等电位联结，从而使得人体避免受到伤害。若将整个低压配电网中的TN接地系统都纳入等电位联结内，则可以避免人身伤害事故。