低壓配電變壓器的接地電阻可是保證電氣系統(tǒng)能安全運(yùn)行的重要因素之一。合適的接地電阻數(shù)值能護(hù)住人的安全，不讓電氣火災(zāi)發(fā)生，還能讓電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

接地電阻要是太大或者太小，都有可能弄出一堆問題來，像觸電啦、設(shè)備弄壞啦之類的。配電變壓器中性點(diǎn)的接地屬于系統(tǒng)接地（也就是工作接地），那為啥系統(tǒng)接地的接地電阻不能超過 4Ω呢？或者說系統(tǒng)接地的接地電阻是不是越小對低壓配電系統(tǒng)就越好呢？

接下來咱們對 TN 系統(tǒng)研究研究。

???? TN 系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的時(shí)候，設(shè)備的外殼會(huì)帶著故障電壓，咱們來分析一下。???

依照 GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第 5.2.1 條的規(guī)定：當(dāng) TN 系統(tǒng)里的相導(dǎo)體跟沒有等電位聯(lián)結(jié)作用的地之間發(fā)生接地故障時(shí)，它的接地電阻的比值得符合下面這個(gè)式子的要求：Rb/Re≤50/(U - 50) [公式一]

這里面，U 是相導(dǎo)體對地標(biāo)稱電壓（V）；Rb 是所有跟系統(tǒng)接地極并聯(lián)的接地電阻（Ω）；Re 是相導(dǎo)體與大地之間的接地電阻（Ω）。那上面這個(gè)公式是咋來的呢？咱們根據(jù)下面的接線示意圖推導(dǎo)推導(dǎo)：

根據(jù)以上接線圖可知，當(dāng)L1相發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流通過Re和Rb返回變壓器，那么PEN線和PE線上的電壓上升為Uf，因?yàn)橛秒娫O(shè)備外殼與PE線相連接，因此用電設(shè)備的外殼電壓也上升為Uf，Uf=Id*Rb，為了使用電設(shè)備外殼的電壓不超過50V的安全電壓，就必須要求Uf小于等于50V，即Uf=Id*Rb≤50V。[公式二]

又根據(jù)故障電流Id的路徑可知：Id=U/(Rb+Re)。[公式三]

將公式三代入公式二可得：U*Rb/(Rb+Re)≤50 ，進(jìn)一步就可得出公式一：Rb/Re≤50/(U-50)。

在220/380V低壓系統(tǒng)中，U為相電壓220V，把U=220V代入公式一可得：

Rb≤0.29*Re；

因?yàn)?Re 不是個(gè)固定的值，每次出現(xiàn)接地故障的時(shí)候都可能不一樣，所以就沒辦法給系統(tǒng)接地電阻 Rb 設(shè)定一個(gè)限制值。不過從公式二能知道，發(fā)生單相接地故障的時(shí)候，用電設(shè)備外殼的故障電壓 Uf 等于 Id 乘以 Rb 。系統(tǒng)接地電阻 Rb 越小，用電設(shè)備外殼的故障電壓就越小。所以從防止電擊這個(gè)方面來看，系統(tǒng)接地電阻 Rb 越小就越有好處。

? 總結(jié)：從上面的這些計(jì)算分析能夠明白，系統(tǒng)接地電阻要求小于 4Ω，這可不是通過計(jì)算得出來的限值，倒更像是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，是在各種不同的接地土壤環(huán)境里比較容易達(dá)成的一個(gè)數(shù)值。要是系統(tǒng)接地電阻做到 4Ω 了還是不能滿足公式一，那還能補(bǔ)充一些別的有效的間接接觸防護(hù)辦法，像是做等電位聯(lián)結(jié)之類的。

在 TN 系統(tǒng)配電當(dāng)中，要是條件允許的話，還是應(yīng)當(dāng)盡量把系統(tǒng)接地電阻 Rb 的值降低。畢竟從防止電擊這個(gè)角度來說，系統(tǒng)接地電阻 Rb 越小，對配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行就越有好處。

來源：電氣設(shè)計(jì)圈