CN201015189Y - 感阻并联阻抗器 - Google Patents
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Abstract
感阻并联式阻抗器是由电阻与电感线圈并联而成，串联于供电变压器或发电机的中性点与地线之间。其作用是当电网任一相出现接地时，可形成一个与接地漏电电流大小接近相等但方向相反的电感电流，滞后电压90°的电感电流与超前电压90°的漏电电流相互补偿，使流经接地处或触电者的电流变得很小，从而消除了接地处的电弧和所产生的触电危害。并联的电阻起到消除电感线圈中的自感有害电势的作用，使阻抗器能可靠稳定地长期运作。本实用新型可广泛应用于供电网络，对提高用电安全水平和用电效率发挥巨大的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种阻抗器，特别是一种电感与电阻并联的阻抗器。
背景技术
电气接地是电气安全技术工作之一。接地的合理与否不仅影响电力系统的正常运行，而且关系到国家财产与人身的安全，正确地选择接地方式及安装方法是电气工作的任务。上世纪七十年代，国际电工委员会(IEC)的建筑电气设备分委会(TC64)成立了第4工作小组，专门从事电流对人体影响的研究和深入的实验，已取得了一定的进展。
电流通过人体会造成伤害，电流对地短路会引发火灾，每年因触电导致人身伤害伤亡事故的数目不少，因电气短路引发的火灾也占了火灾事故很大的比例。电气接地也是一个最古老的电气安全措施。发电机、变压器的绕组中以及串联电源回路中有一点，它与外部各接线端间的电压绝对值均相等，这一点称为中性点，当中性点接地时，该点则称为零点。
由中性点引出的导线称为中性线；由零点引出的导线则称为零线。在中性点绝缘系统中，当一相碰地而人体又触及另一相时，人体所受到的接触电压将不再是3倍，而是接近或相等于相电压。
如果中性点没有进行工作接地，一旦发生一相接地故障时，则中性线对地电压变为接近相电压的数值，使所有接零设备的对地电压均接近相电压，触电危害性大。同时其它非接地两相的对地电压也可能接近线电压，令单相触电的危险程度加大。采用了工作接地时，如果发生一相导线接地故障，接零设备对地电压即为零对地电压。所以，只要控制中性点接地电阻≤4欧姆，就可以把零线对地电压限制在某一安全范围内。但是，实际上事物总是一分为二的。在直接接地的供电系统里，其单相短路电流与三相短路电流的比值为最大，可能为100％或更高，这就是因短路触电引起人体伤害或引发电气火灾的原因。当出现单相短路的较大事故时，事故段还必须要隔离。
因此，综合中性点接地与不接地的优缺点，人们创造了多种的中性点接地方式，计有：中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地、中性点经电抗接地、中性点经电感接地共五种方式。其实，现代技术均证明五种不同的中性点接地方式具有不同的优缺点。
以下是电力系统常用五种中性点工作制比较表。
| 电弧接地可能性 | 可能 | 不可能 | 不可能 | 如电抗值大，可能 | 不可能 |
| 单相接地时的电磁感应 | 如不发展为双重接地时，小 | 最大，断路器迅速断开，持续时间短 | 中等，电阻值大时，感应值较小 | 中等，电抗值大时感应值小 | 小，特别当配置适当时更小，但持续时间较长 |
| 工作时引发串联谐振的可能性 | 不会 | 不会 | 不会 | 不会 | 有可能 |
| 短路时对通信线的感应 | 小，但当双重接地或中性点偏移时产生感应，而且时间较长 | 大，但采用快速切除故障时，持续时间短 | 中，当电阻值大时，感应值较小 | 中，当电抗值大时，感应值较小 | 小，适当配置时更小，但持续时间较长 |
| 平时对通信线的感应 | 中性点偏移时，产生静电感应 | 小，但应考虑变压器及电晕的三次谐波影响 | 多重接地情况下较小 | 多重接地情况下较小 | 共振时产生感应 |
| 对无线电干扰 | 当事故时或中性点偏移时，可能较大 | 小 | 事故时较直接接地大 | 事故时较直接接地大 | 事故时，可能较大 |
| 单相接地的持续时间 | 大 | 最小 | 电阻大时，大 | 电抗大时，大 | 大 |
| 短路时切除故障的要求 | 如连接线路短可以消除事故；如连接线路长，则事故段必须隔离 | 事故段必须隔离 | 事故段必须隔离 | 事故段必须隔离 | 事故时一般可以自然消弧；永久故障时，必须将事故段隔离 |
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种使用安全可靠的感阻并联抗器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
本专利提出的是集合了上述各种接地方式后而创造出来的另一种新的中性点接地方式，称之为“感阻并联式”，其包括一个具有铁芯的电感线圈和一个高阻值大功率电阻，电感与电阻并联后串接在变压器或发电机的中性点和大地之间，形成一个中性点接地方式。
本实用新型的有益效果是：当电网发生单相接地故障时(即人发生触电时)，可形成一个与接地电容电流大小接近相等但方向相反的电感电流，这个滞后电压90°的电感电流与超前电压90°的电容电流相互补偿，最后使流经接地处(或触电者)的电流变得很小以至为零，从而消除了接地处的电弧以及由它所产生的危害。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电气原理图；
图2是本实用新型的向量图。
具体实施方式
参照图1、图2，本专利提出的是集合了上述各种接地方式后而创造出来的另一种新的中性点接地方式，称之为“感阻并联式”。1是一个具有铁芯的电感线圈，2是一个高阻值大功率电阻，电感1与电阻2并联后串接在变压器或发电机的中性点3和大地4之间，形成一个中性点接地方式。当电网发生单相接地故障时(即人发生触电时)，可形成一个与接地电容电流大小接近相等但方向相反的电感电流，这个滞后电压90°的电感电流与超前电压90°的电容电流相互补偿，最后使流经接地处(或触电者)的电流变得很小以至为零，从而消除了接地处的电弧以及由它所产生的危害。
如图1和图2所示，5是C相线的接地处(或人触电点)，当发生单相接地时，中性点电压U0将变为-UC，这时电感线圈处于相电压之下，忽略线圈电阻和并联的高阻值电阻，电感线圈内有一感性电流(滞后于U090°)，当C相线接地时，健全相A和健全相B的电压升高到线电压，而A相和B相的对地电容电流iCA和iCB分别超前U’A和U’B90°。iCA和iCB所组成的总电容电流iC将超前U090°(即图2的-U)，电感电流iL与电容电流iC正好相位相反，而且iL也流经故障点，从而对单相接地所产生的电容电流实现了补偿。由于接地电流的减少，接地处(或触电者)危险故障的危害即可消失。
电感电流与电容电流达到完全补偿时可能会引发串联谐振，串联谐振会造成串联谐振电路内产生很大的电流，令电感线圈的阻抗上形成一个大的电压降，引发中性点对地电压大大升高，损坏电网内的设备。为避免这种可能性，在图1里，电阻2的作用是消除电路可能会发生上述串联谐振的因素，随时消耗电感线圈内的有害自感电势，破坏引发串联谐振的条件，使感阻并联中性点接地方式达到可靠安全的使用目的。同时，为使设计更合理，电感线圈的电感值一般应设计为过补偿方式。感阻并联中性点接地方式除了可以消除人身触电事故中大约70％的单相触电伤亡事故和消除了很大部分的电气火灾隐患之外，还具有很多以往五种常规接地方式所不具备的优点。在实际应用中，为使本设计达到完善的功能，尚需配套诸如电路绝缘电子监测报警等电路。
Claims (3)
1.一种感阻并联阻抗器，包括电感线圈(1)，电阻(2)，其特征在于，所述的感阻并联阻抗器由电感线圈(1)与电阻(2)并联而成。
2.根据权利要求1所述的感阻并联阻抗器，其特征在于，该感阻并联阻抗器串联在供电变压器或发电机的中性点(3)与地线(4)之间。
3.根据权利要求1或2所述的感阻并联阻抗器，其特征在于，所述的电阻(2)是最少一个以上的大功率高阻值的电阻。
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Cited By (2)
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| WO2018006515A1 (zh) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 中车大连机车车辆有限公司 | 直流电传动内燃机车主电路接地保护方法 |
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2006
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