为了人身安全和电力系统工作的需要,要求发电机组采取接地步骤。日常接地目的的不一样,通常分为工作接地、保护接地和保护接零三种。
电力装置由于运行和安全的需要,常将中性点接地,这种接地方式称为作业接地。工作接地有下列目的:
减少触电电压。在中性点不接地的机构中,当一相接地而人体触及另外两相之一时,触电电压为相电压的1.732倍。而在中性点接地的系统中,触电电压就减少到等于或接近相电压。
迅速切断故障装置。在中性点不接地的系统中,当一相接地时,接地电流很小(由于导线和地面间存在电容和绝缘电阻,也可构造电流的通路)不足以使保护系统动作而切断电源,接地故障不易被发现,将长时间持续下去,对人身不安全。而中性点接地的系统中,一相接地后的接地电流较大(接近单相短路)保护机构迅速动作,断开故障点。
减小发电机对地的绝缘水平。在中性点不接地的装置中,一相接地时将使另外两相的对地电压升高到线电压。而在中性点接地的装置中,则接近于相电压,故可减少发电机和输电线的绝缘水平,节省投资。同时,中性点不接地也有好处。第一,一相接地往往是瞬间的,能自动解除,在中性点不接地的机构中,就不会跳闸而出现停电损坏;第二,一相接地故障可以允许短时存在,这样,以便寻找损坏和修复。
保护接地就是将发电机的金属外壳(正常状况下是不带电的)接地,宜用于中性点不接地的低压装置中。康明斯可以分析一下发电机的保护接地。
当发电机某一相绕组的绝缘故障使外壳带电未接地的情况下,人体触及外壳,相当于单相触电。这时接地电流(经过故障点流入大地的电流)的大小决定于人体电阻和绝缘电阻。当系统的绝缘性下降时,就有触电危险。
当发电机某一相绕组的绝缘故障使外壳带电而外壳接地的状况下,人体触及外壳时,因为人体的电阻与接地电阻并列,而通常人体电阻远大于接地电阻,于是通过人体的电流很小,不会有危险。这就是保护接地保证人身安全的功用。
再以发电机为例,当发电机某一相绕组的绝缘故障而与外壳相接时,就形成单相短路,迅速将这一相中的熔丝熔断,因而外壳便不再带电。即使在熔丝熔断前人体触及外壳时,也因为人体电阻远大于线路电压,通过人体的电流也是极为微小的。