接地电网的安全性分析

1. 单相触电的危险性
   如下图所示 ,电网的中性点直接接地。即电网的低压工作接地。正是由于中性线是通过工作接地与零电位的大地连在一起的，这时中性线可称作零线。

当人体单相触电时，电流经人体、鞋、大地以及电网的工作接地构成回路，人体承受的接触电压和流过人体的电流分别为：

式中 U——电网相电压
Ro——工作接地电阻
Rd——人脚下的土壤流散电阻
Rs——鞋的电阻
Rr——人体的电阻
    由于RN、Rd都很小，Rr又有一定的范围，触电的危险性主要决定于Rs的大小.例如，在U=220V、RN、Rd 很小、Rr=2000Ω、Rs=20000Ω的情况下，人体承受的电压和流过的电流约分别为20V和10mA。在用样条件下，如果人没有穿鞋或鞋的绝缘完全被破坏，则人体承受的电压接近220V、流过的电流接近110mA。由此可见，在接地电网中，单相触电的危险性是比较大的。
结论：接地电网的单相触电的危险性较大.考虑到线路的绝缘阻抗和重复接地(Rc),情况也差不多.
2. 抑制过电压的能力
    过电压是指一切对电气设备或电气线路绝缘有危害的电压升高。电网中出现过电压的原因很多，根据造成过电压的原因，过电压分可为外部过过电压和内部过电压。外部过电压主要有雷击过电压、雷电感应过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压等；内部过电压主要有操作过电压、谐振过电压以及变压器高压侵入低压等。
    下面以变压器高压侵入低压为例来分析接地电网的安全性。设高压10kV， 低压0.4kV（见图2a），尽管高压相线对地电压将近为 5800V，但当高压侧意外与低压侧发生短路时(图中是与低压中性点短路)，由于10kV是不接地电网，单相接地电流Iad不超过 20～30A，如能控制RN≤4Ω，即可限制低压中性点对地电压UN不超过80～120V。若变压器为Y/Yo-12接法，可由电压矢量图(图2b)求得各相对地电压，a相和b相为269～299伏、c相为140～100V。 

2A                                                               2B

结论：由于接地电阻小（一般RN≤4Ω），接地电网可大大地抑制过电压，减轻了触电的危险性，同时由于控制了各导体间产生过大的电位差，也减轻了由放电火花所造成的火灾的危险性。但是，该故障还是会影响到电气设备的正常运行应及时排除。
3.系统间的影响
     有些设备或供电线路系统采用了自然接地体，或者由于两系统的接地装置相距过近，当一个系统发生接地故障，可能另一个系统的中性线意外带电。
结论：系统间存在影响。
原因：（1）两系统间的接地装置相距过近，接地电流的流散产生影响。
      （2）两系统共用接地装置或两接地装置间存在某些电气联接产生影响。
措施：施工中采取适当的间距和隔离措施，外系统的影响是可以控制或消除的。
4. 一相接地的危险性
    一相接地是电网最常见的故障之一。一相故障接地不仅破坏了电网的运行方式，破坏了电气设备的安全运行，甚至损坏电气设备本身，还有可能危及人身安全。如图下图α所示，接地电网一相故障接地时，接地电流Id经故障接地电阻Rd和工作接地电阻RN成回路。

       在一般低压电网中，接地电流有时可达数十安。由电压矢量图（图2-26b）可以知道，各相对地电压都发生了变化，并可用下列计算式表达：

     在工作接地电阻符合规定的条件下( 一般要求RN≤4Ω)，可以把中性线对地电压Ud限制在50V以下；相应地，没有接地的两相对地电压虽有所升高，但一般不会超过250V。50V是安全电压的限值、250V是带电体对地电压高、低压划分的限值。由此可见，在接地电网中，只要保持良好的工作接地，即可抑制各相对地电压过分的波动。
结论：
（1） 只要保证工作接地RN≤4Ω，中性点对地电压Ud将被抑制；
（2） 由于故障接地电流Id较大，一相接地故障易被检测出来；
（3） 虽然触电的危险性增加不大，但也将危及到电气设备的正常运行，应及时排除故障。