接地装置の動作特性と電気保護特性
接地装置の主な動作機能は、リレー保護回路の動作に十分な導電性を提供して、電気設備の充電部分を接地されたフレームまたは地面に閉じることです。
したがって、接地装置の最も重要な電気特性は、接地導電率 Gzy またはその逆数値 Rz — Rzy = Rs + Rzp に等しい接地装置の抵抗です。ここで、Rz は接地電極から接地電極に広がる電流の抵抗です。 ground (接地電極の抵抗)、RZp — 接地線の抵抗。
接地電極から地面に伝播する電流の抵抗は、電流伝播ゾーン全体、つまり接地電極の表面から始まる地面の体積、電流の通過中に内部でマイナスになる電位 φ によって形成されます。接地はφ３であり、φが実質的にゼロであるゾーン（ゼロ電位ゾーン）までである。
に従い オームの法則 接地抵抗は、接地電極への電流導入点におけるノードの電位と、接地電極を地面に残す電流 Azz の比に等しい Rs = φsmax /Азс
電位φ波は接地電極 Uz の電圧に数値的に等しいことに注意してください。したがって、式は通常、Rs = Uc /Azc の形式で記述されます。
接地装置の電気保護機能は、人が接地された電気設備の本体 (通常は通電されていない電気設備の金属構造部分) に接触する可能性がある許容限界に電圧を制限することにあります。エンクロージャまたはアースへのフェーズの閉鎖。
1 kV を超える電気ネットワークでの短絡の場合を考えてみましょう。 効果的に接地された中性点を備えた (地絡電流が大きい場合、図1)。電気回路には、供給変圧器の相、供給線の導体、供給変圧器の本体、その接地装置、アース、供給変圧器の接地装置が含まれます。
電流拡散ゾーンにおける地表の電位 φ の分布は、電源変圧器の接地装置から大地に流入する電流 Azz の一般に受け入れられている正の方向に対応します。接地電位は、接地電極の中心電極の１つの上に位置する点で最大の正の値φｍａｘを有する。
米。 1.有効な中性点接地を備えた 1 kV を超える電圧のネットワーク内でのハウジングへの短絡の電気図: 1 — 電源変圧器。 2 — 電気受信機; 3 — 接地線。 4 - 接地電極。 A — B および A ' — B' — 現在の分散ゾーン。 a、b — 人が接地されたハウジングと地面に同時に接触する可能性のある点。 b、b' - 現在の拡散ゾーン内で人が同時に足を踏み入れることができる点
接地電極から離れるにつれて、地面の電位は比較的早く低下し、接地装置の輪郭の大きな対角線 20 本にほぼ等しい距離では、接地電位 φmax の 2% 未満になります。接地電極からそのような距離が離れている場合、通常、電位はゼロとみなされます。
同様に、電源変圧器の接地装置付近でも電位が変化します。想定される電流の方向に関連して、その電位は負であると考えられます。
電流分布領域にいる人がエネルギーを得る可能性のある主な危険な状況は 2 つあります。最初の状況 - 人が変電所、配電盤、その他の装置の地面に立って、電気設備の金属接地部分に触れます。
実際、電流拡散ゾーン内の地表上の各点の電位の絶対値（φmax を含む）は、電圧を無視した場合、電気設備の接地された金属部分の電位よりも常に小さくなります。複合接地システムの水平電極での降下は、φ 波です。
したがって、人が電流分布領域、たとえば点bに立つと（図1）1) 電気設備の接地された本体には接触せず、その本体 (図 1 の点 a) と点 b の間には、いわゆるタッチ電圧 Udp がかかります。これは、アクティブな 2 つの回路の開路電圧と考えることができます。既知の内部抵抗を持つ端子ネットワーク (図 2)。数値的には人間の 2 つの足から地面 Rnp に広がる電流の抵抗に等しくなります。
米。 2. 定義により、Un: a および b — 図 1 による、人が手 (手のひら) と足 (足の裏) で触れる点
人が点 b に立っており、点 a に触れると、その人はオームの法則による電流の積に等しい接触電圧 Up の下に落ちますが、その人の体は体の抵抗によって RT: Un =アズト×RT。
電流 Azm は、抵抗 Rt と Rnp の合計に対する Udp の比に等しくなります。 Azt = Udp /(Rt +Rnp)、Upp = (UdpNS RT)/(Rt + Rnp)
意味 RT/(Rt + Rnp) は通常、文字 βp で表されます... したがって、Upp = Udp x βp となります。 βp は常に 1 より小さいため、Up は Udp より小さいことに注意してください。
2番目の危険な状況は、電流の伝播領域では、人は通常、足が異なる電位を持つ点、たとえば図の点bとb'にあるように立ったり歩いたりするという事実に関連しています。 1. 2 番目の危険な状況を特徴付けるために、ステップ電圧とステップ電圧の概念を導入します。
米。 3. UNC 定義によると: b、b' - 図による点。 1.、その上に人が立っています。
ステップ電圧Udshは、人が同時に足を踏み入れることができる電流分布領域の地面上の2点間の電位差です。
最初の危険な状況から類推すると、Udsh 値は、既知の内部抵抗を持つアクティブな 2 端子ネットワークの開路電圧として解釈できます (図 3)。人が Udsh が作用した点を踏むと、「足 - 足」の経路に沿った人体の抵抗 Rtsh が双極回路に含まれます。
この場合、アクティブ 2 端子ネットワークの内部抵抗はステップ電流散逸抵抗 Rtsh であり、人間の各脚からグランドに広がる電流に対する 2 つの同一の抵抗の合計として単純化できます。
ステップ電圧は次のように定義されます: Uw = Azt x Rtsh。
接触ストレスとステップストレスの概念は動物にも当てはまります。この場合、タッチ電圧はノーズミラーまたは首と脚の間の電位差として理解され、フット電圧は前脚と後脚の間の電位差として理解されます。
接地装置の動作および電気保護品質を確立できる主な特性は、計算された季節中に検出される接地電極の抵抗 (Rz)、接触電圧 (Up)、およびステップ電圧 (Ush) です。現在の Azz の計算値。
Up と Ush の値は、人の足を地面に残す電流場の特性の係数と、人の身体を通過する電流の関数である人の体の抵抗と、その抵抗に依存します。 Rz 。したがって、次のことを行うには、 接地装置の抵抗を計算する タッチ電圧とステップ電圧を使用するには、接地電極から地面に流れる電流の電界を計算できる必要があります。