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写在前面
正文
Ⓐ 2022版注电（供配电）考试大纲中的16895系列规范
Ⓑ 16895.10和16895.11规范中的一些条文
Ⓒ 系统的接地类型
Ⓓ 高压侧的故障类型
Ⓔ TN和TT系统只有高压侧故障的原因
Ⓕ 16895.10和16895.11中的应力电压的计算
F.1 查表法
F.2 电压传递法
F.3 向量法（本文重点）
例1-TN系统
例2-TN系统
例3-TT系统
例4-TT系统
例5准备-中性点不接地系统单相接地故障
例5-IT系统
例6-IT系统
写在前面
前不久A股很多板块尤其芯片板块大跌，这与中美中欧贸易关系制裁、饿乌战争、疫情影响供需等等都有关系。
国内一些芯片概念股，尤其那些打着所谓的高新技术企业旗号，内核却是伪科技的公司，都在这种大背景下出现了断崖似的跌落。
所以没有实质性的硬核实力支撑，价值回归就成为了必然。
这也让我想到了设计行业国内外规范标准的差异。
就拿今天要说的安全章节为例。
安全的公式和条文大多出自GB50054，
所谓的直接接触防护，间接接触防护，120V、50V、25V、12V等等安全电压以及所对应的公式，
背后都是从人身安全这个点出发。
而GB50054这本规范很多条文只给出了公式和文字说明，但要从本质上理解安全问题，关键所在是故障电流路径。
请问规范明确给出来了吗？
有人说条文说明后面有图，但是那几个图有明显的故障路径？是通俗易懂且有实际指导意义的吗？
说实话，不去参加注电考试，不去读王厚余老先生的《600问》，恐怕我这辈子都搞不懂安全的故障电流路径和内在原理。
反观国外的规范标准，漂亮国的NEC规范是怎么做的。
除了规范本身之外，他们还有一本叫做NEC HandBook的手册，进一步的把条文细化，把原理展开，把故障电流路径图给出来。
光说芯片行业国外对我们的打压，类比到电气行业，类比到规范标准，会有怎样的思考？
差距是存在的，但不能让这种差距永远存在。
2022版注电（供配电）考试大纲中的16895系列规范
① 《低压电气装置 第5-54部分：电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体》GB/T 16895.3-2017；
② 《低压电气装置 第4-43部分：安全防护 过电流保护》GB 16895.5-2012；
③《低压电气装置 第4-44部分:安全防护 电压骚扰和电磁骚扰防护》GB/T 16895.10-2010；
④ 《低压电气装置 第4-41部分：安全防护 电击防护》GB/T 16895.21-2020
本文要说的就是第三本，俗称骚规。
这本规范现行版本是应该是2021版（下图），但是大纲居然还是用的2010版，我不清楚是哪里出了问题，为何不用最新版。
GB16895.10-2021封面
下图是16895.11，应力电压很多图要借用下面规范中的例子，虽然大纲取消了，但说应力电压就不得不提这本规范。
GB16895.11-2001封面
配电手册把16895.10和16895.11放到第13章过电压（下图），但从规范实质上把它归到安全一章也是可以的，毕竟是安全防护内容。
16895.10和16895.11规范中的一些条文
流经变电所外露可导电部分的接地极的故障电流，引起了变电所的外露可导电部分对地电位，即故障电压的显著升高，它的量值取决于：
——故障电流的大小，和
——变电所外露可导电部分的接地极的电阻。
故障电流可能引起：
——低压系统对地电位即应力电压的普遍升高,从而可能使低压设备的绝缘被击穿；
——低压系统外露可导电部分的对地电位的普遍升高，从而产生故障电压和接触电压的升高。
范围和目的
规定了向低压系统供电的变电所的高压侧一旦发生高压系统与地之间的故障时，向低压系统的人员和设备提供的安全措施。
通俗讲，就是高压侧的故障传递到低压侧产生的过电压。
故障电压
由高压系统的接地故障引起的故障电压或接触电压,它的量值和持续时间不应超过图44A中曲线F和T所给的值。
应力电压
由高压系统接地故障引起的用户电气装置中低压设备上的工频应力电压，它的量值和持续时间不应超过表44A中规定的值。
应力电压 = 相电压 - 外壳电压
系统的接地类型
故障电流的大小取决于故障回路的阻抗，即取决于高压系统中性点是如何接地的。
所以这里必须先说高压侧的中性点接地形式。
分两大类，
一是有效接地，包括中性点直接接地的或中性点经低阻接地
二是非有效接地，包括不接地、谐振接地、高阻接地
高压侧的故障类型
然后，16895.10和16895.11中应力电压计算所有例图中，高压侧的故障类型是什么？
都是非有效接地故障，即不接地、谐振接地、高阻接地，三种。
为什么只考虑这三种情况？因为直接接地或者低阻接地，发生接地故障以后，瞬间就会切断，不会影响到低压或者影响很小。
但是，高阻接地、谐振接地或者不接地系统中，这种故障类型会持续几个小时，它会影响到低压侧，也就是说有一个相对长期的作用过程。
所以上图里的Im，这是高压侧故障电流，这个故障电流是什么？就是高阻接地、谐振接地或者不接地系统，这三种类型中的一种，而没有直接接地和低阻接地的情况。
TN和TT系统只有高压侧故障的原因
因为低压侧为TN或者TT系统时，若低压侧也发生故障，故障直接就通过断路器切掉了，所以高压侧和低压侧同时发生故障的概率很小，也没多大危险性，所以不予考虑。
但是IT系统考虑高压侧故障也考虑低压侧故障，因为IT系统第一次接地故障以后，允许设备运行，所谓“带病工作”，即IT系统第一次低压故障是切不掉的，所以很大概率高压侧故障和低压侧故障能叠加在一起。
这就是16895.10和16895.11应力电压图中，TN和TT系统没有高压和低压同时故障的原因。
16895.10和16895.11中的应力电压的计算
.1—— 查表法
16895.10给出了下图和查表法。这个方法极其不推荐。
因为查表的时候你会感觉自己就是个傻子，只能按图索骥，条件变化一点就不知道答案了。
并且这个图虚虚实实傻傻看不清楚。
所以要给出16895.11规范，同样的问题，解决办法却更清晰。
.2—— 电压传递法
这是今生老师的方法，就是电压加加减减，也能理解，不过我个人感觉相对于向量法还是麻烦一些。
这里略过，直接来到文章重点，向量法。
.3—— 向量法
感谢船老师，您的这个向量法视频让我受益匪浅。
下面，就按照16985.11的例子顺序，一个一个看。
例1-TN系统
已知条件如下图，求应力电压U1、U2和故障电压Uf。
例1
首先为方便分析，故障电流Im流过R，在R上面会产生一定的电压。假定R上的电压为60V，再分析这个图。（后面例图不再赘述，均同此）
步骤A 先判断低压侧中型点是否位移
什么时候中性点位移？与中性点连通的接地电阻上有电压，中性点必然会有位移。
上图中，60V电压加到了中性点接地电阻R上，并且R与低压侧中性点连通，所以中性点有位移。
步骤B 分析中性点位移后的向量图（熟练之后这步可以忽略，只要知道中性点是否位移就可以）
三相平衡线路，相位差120度，然后中间的O点为变压器中性点，这里涉及到中性点漂移。
这个位移因为高低压向量不一致，有可能出现在向量图中的任意一个点，这里随便定一个点O’，即位移后的中性点，那么位移之后的相电压为O’A。
因为应力电压是相电压减去外壳电压。
外壳电压就是O’O，即60V。
AO’-60V=AO（此式均为向量）
上式的字母顺序不必严格推敲，它的本质就是向量三角形。
步骤C 计算位移后的相电压O’A，
AO是中性点没有位移时的相电压，220伏。
考虑O’A最大的情况就是220V+60V=280V（下图左）
考虑O’A最小的情况就是220V-60V=160V（下图右）
最小的情况固然可以求，但是求最小是没有什么实际意义的，因为实际要考虑最不利的情况。
步骤D 确定外壳电压
判断方法和原理就是一句话：PE（PEN）线传递故障电压。
例1中，变压器外壳和用电设备外壳电压均为60V
因为故障电压通过PEN线传递到两个设备外壳上面，这两个设备外壳电压都是60V。
步骤E 应力电压 = 相电压 - 外壳电压
例1中，
U1=220V+60V-60V=220V，
U2=220V+60V-60V=220V，
Uf=Im×R
例2-TN系统
例2
① 低压侧中性点没有与R连通，中性点不位移，相电压仍为220V。
② 变压器外壳电压60V，用电设备外壳电压0V。
③应力电压 = 相电压 - 外壳电压
U1=220-60=160V？这样写就是错的。
因为减外壳电压60V，60V是向量，要考虑最不利情况。
应为，
U1=220+60=280V，
U2=220-0=220V，
Uf=0
例3-TT系统
例3
① 与中性点连通的接地电阻R上有电压，中性点必然会有位移。
位移后的相电压最不利情况为220+60=280V
② 变压器外壳电压60V，用电设备外壳电压0V。
③应力电压 = 相电压 - 外壳电压
U1=220+60-60=220V，
U2=220+60-0=280V，
Uf=0
例4-IT系统
例4
这个图是IT系统低压侧高阻接地。高阻Z是电阻，不能看成开路。
高阻Z上是没有电流的，两端电压必然会一致，也就是说R上的故障电压会传递到低压侧中性点。
① 与中性点连通的接地电阻R上有电压，中性点必然会有位移。
位移后的相电压最不利情况为220+60=280V
② 变压器外壳电压60V，用电设备外壳电压60V。
③应力电压 = 相电压 - 外壳电压
U1=220+60-60=220V，
U2=220+60-60=220V，
Uf=Im×R
例5准备-中性点不接地系统单相接地故障
例5开始之前，先补充一个点。
中性点不接地系统或非有效接地系统单相接地故障（高压、低压IT系统适用）
下图是配四57页，
当L1发生单相接地故障时，故障相电压为0，中性点对地电压升为相电压，非故障相电压升高为线电压（√3倍相电压），非故障两相的相位差不再是120°，而是60°；
流过故障点的电容电流是正常时一相对地电容的3倍。
下面今生老师的讲义截图，既有向量图又有代数分析，结论和上面是一样的。
例5-IT系统
此图，IT系统低压侧存在第一次故障，也就是“带病工作”的工况。
① 首先，上面说了，IT系统低压侧故障，非故障相电压升高为线电压（√3倍相电压），即380V。
然后，再看低压侧中性点是否位移。这里仍然是IT系统低压侧高阻接地，例4分析过了，与低压侧中性点连通的接地电阻R上有电压，中性点会位移。
位移后的相电压最不利情况为380+60=340V
② 变压器外壳电压60V，用电设备外壳电压60V。
③应力电压 = 相电压 - 外壳电压
U1=380+60-60=380V，
U2=380+60-60=380V，
Uf=Im×R
这种情况是应力电压计算里最复杂的思路了。
例6-IT系统
① 首先，IT系统低压侧故障，非故障相电压升高380V。
然后，低压侧中性点没有与R连通，中性点不位移，相电压仍为380V。
② 变压器外壳电压60V，用电设备外壳电压0V。
③应力电压 = 相电压 - 外壳电压
U1=380+60=440V，
U2=380-0=380V，
Uf=Id×RA
以上就是向量法，通过判断中性点是否位移，与外壳电压简单加减就可以计算所有的应力电压，无需查表。
本文完。
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