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柴油发电机对于>55 V 的 3 相发电机,星点接地
柴油发电机对于>55 V 的 3 相发电机,星点接地对于额定电压 高于55V的三相发电机,将其 星点(中性点)直接接地 是一个普遍且强烈推荐的标准做法,主要基于以下关键原因:
限制过电压:
主要原因: 当发生单相接地故障时,如果星点不接地(绝缘系统),故障相的电压会降低接近0,但非故障相的对地电压会升高到接近线电压(例如,480V系统会升至约480V)。对于长时间运行或绝缘较弱的设备,这是危险的。
更严重的过电压(弧光接地过电压): 在绝缘系统中,如果接地故障是间歇性的(如树枝接触、浮动金属接触),会产生高频振荡,导致瞬态过电压达到正常峰值电压的3-5倍甚至更高。这种极端过电压足以损坏发电机绕组、变压器、电缆、避雷器及其他连接设备。直接接地星点提供了故障电流的低阻抗回路,有效地钳制了非故障相的电压升高(使其不超过额定线电压)并消除了产生高幅值瞬态过电压的可能性。
提供明确的故障电流路径,便于继电保护动作:
星点直接接地为单相接地故障电流提供了可靠的低阻抗路径。
这使得保护继电器(如零序过电流继电器或差动继电器中的接地保护元件)能够灵敏、可靠且快速地检测到接地故障。
故障电流足够大,确保保护装置能够迅速动作跳闸,隔离故障,最大限度地减少设备损坏范围和系统停机时间。
稳定系统电压:
星点接地提供了系统对地电压的稳定参考点。这有助于维持系统电压在预定范围内,尤其是在负载变化或发生不对称故障(如单相接地)时。
避免了中性点“漂浮”导致的电压不稳定现象(电压可能因系统电容不对称而漂移)。
防止铁磁谐振:
在绝缘系统或高阻抗接地系统中,某些特定的系统配置下(如变压器饱和、系统电容与电感匹配),可能激发铁磁谐振。这种谐振会产生危险的持续过电压和谐波。星点直接接地或低阻抗接地通常能破坏产生谐振的条件,避免其发生。
安全考虑:
设备外壳可能因为初次故障(如绝缘损坏)而带电,达到线电压水平(远超55V),构成严重的电击风险。
人员可能在初次故障未被察觉时,意外接触带电设备外壳或成为二次接地路径(例如同时接触设备外壳和接地良好的金属结构),导致严重电击。
虽然55V本身通常不被认为是致命的(安全特低电压通常指不超过50V AC),但高于55V的系统(如常见的208V, 240V, 400V, 480V, 690V等工业系统)在发生接地故障时,如果星点不接地:
星点接地配合正确的设备接地保护导体和保护装置(如断路器、RCD/GFCI),是提供人员防触电保护的基础。
为什么提到“>55 V”?
55V(或更常见的50V AC)通常被视为人体安全特低电压的上限(在干燥环境下)。低于此电压的系统,在某些特定条件下可能允许不接地运行(如IT系统医疗场所),但通常也需要严格监控。
一旦电压超过安全特低电压上限(如>55V),电击风险显著增加。因此,无论是为了设备安全(防止过电压)还是人身安全(可靠切除故障、降低触电风险),都必须采用可靠的接地方式。对于发电机,星点直接接地是最有效和最常用的方法。
总结:
对于额定电压高于55V的三相发电机,星点直接接地是标准工程实践。其核心目的是可靠地限制单相接地故障期间产生的过电压(保护昂贵的设备绝缘),提供足够大的故障电流以驱动保护装置快速可靠动作(保护系统和人员),稳定系统参考电压,并作为整体电气安全设计的基础之一(降低人员触电风险)。不接地运行在高电压系统(即使是480V)中是非常危险的,可能导致灾难性的设备损坏甚至人身伤害。