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短路为什么跳闸(短路跳闸指的是什么呢?)

配电网的短路,指的是三条相线(火线)之间的短接,或者任一条相线(火线)对中性线(零线)的短接,此时电流很大,造成剧烈的发热冲击和电动力冲击。短路发生时保护电器采取的开断措施就是跳闸,跳闸过程伴随着剧烈的开断电弧现象,以及瞬态的开断过电压

在国家标准【GB/T 16895.1-2008《低压电气装置 第1部分:范围、目的和基本原则方式》】中有关TN-S的插图中添加短路线,如下:

图1:TN-S中的三种短路方式

注意1:在TN-S接地系统中不存在零线和火线,只有相线和中性线。

注意2:用电负荷内部发生的漏电现象不属于短路,它的准确名称叫做单相接地故障。由于用电设备的外壳接地线PE,而地线PE与中性线N在电力变压器工作接地处是接在一起的,故单相接地故障的电流Ig近似等于单相短路电流。也因此,我们把TN-S接地系统叫做大电流接地系统

图2:TN-S接地系统中的单相接地故障

我们从图2中看到单相接地故障电流Ig,它近似等于单相短路电流。

注意3:我们把三相短路电流用 I_{k3} 表示,则相间短路电流 I_{k2}=0.866I_{k3} 。对于单相短路,发生在电力变压器侧的单相短路电流 I_{k1}=I_{k3} ,发生在负载侧的单相短路电流 I_{k1}=0.5I_{k3} 。可见,短路电流值最大的是三相短路和发生在电源侧的单相短路。

我们看下图:

图3:发生在配电网各处的短路电流均由相应的断路器执行开断线路的操作

我们从图3中看到了6处短路,执行线路开断保护跳闸任务的是距离短路点最近的供电上游处的断路器。例如短路点1的跳闸保护断路器是I段进线断路器,而短路点6的跳闸保护断路器是其上方的断路器。

注意4:TN-S接地系统中用电负荷的金属外壳采取保护接地(接地线PE)的措施。

我们再看国家标准中的TN-C接地系统:


图4:TN-C接地系统下的短路类型

我们在图4中看到了零线,它是中性线与地线的合体,准确名称是保护中性线,符号是PEN。

注意5:TN-C接地系统中用电负荷的金属外壳采取保护接零措施。

我们在图4中看到了三种短路类型,以及单相接地故障电流。与TN-S相同,单相接地故障电流Ig近似等于火线对零线的单相短路电流,故TN-C亦属于大电流接地系统。

我们看下图:


图5:居家配电的TN-C接地系统(注意此图仅适用于农村和老旧小区,目前几乎绝迹)

由于零线断裂后,断裂点后部的零线会出现零点漂移电压,其值最大可达相电压,故零线绝不允许进开关和保险丝,图5中采用2P的开关是错误的。

图5中任何一处发生短路事故,均由短路点上方的断路器执行保护跳闸操作,以保护线路。

最后,给个参照,就是国际电工委员会标准IEC60364中的TT接地系统:

图6:TT接地系统

图6中,我们依然看到了三种短路形式,以及单相接地故障。由于单相接地故障电流必须流经地网,其电流值很小,故TT接地系统属于小电流接地系统。也因此,IEC规定TT接地系统必须配套漏电保护器实施漏电保护。

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