供電系統(tǒng)的保護接地與防雷

中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 內容提要： 概述供電系統(tǒng)的保護接地與防雷保護。 供電系統(tǒng)的保護接地與防雷 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 供電系統(tǒng)的保護接地與防雷 第一節(jié) 供電系統(tǒng)的保護接地 第二節(jié) 供電系統(tǒng)的防雷保護 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 第一節(jié) 供電系統(tǒng)的保護接地 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 一、電流對人體的危害 電流對人體的傷害程度與通過人體電流的強度、持續(xù)時間、頻率、路徑及人體健康狀況等因素有關。電流大小不同，引起人體的生理、病理效應不同。我國規(guī)定觸電時間不超過 1s的安全電流為 30mA(50Hz) 。一般情況下通過人體的工頻電流超過 50mA時，心臟就會停止跳動，發(fā)生昏迷，并出現致命的電燒傷。工頻 100mA電流通過人體時，很快使人致命。 圖 5-1 是人體觸電時間與通過人體電流對人身機體反應的曲線 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 二、接地和接地裝置 1 接地的基本概念 電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。 接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成的。 埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地體或接地極。 接地體與電氣設備的金屬外殼之間的連接線，稱為接地線。 由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網。 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 接地電流、對地電壓及接地電流電位分布曲線 當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流稱為接地電流 IE。 試驗表明，在距單根接地體或接地故障點 20m左右的地方，實際上散流電阻已趨近于零，電位為零的地方，稱為電氣上的 “ 地 ” 或 “ 大地 ” 。電氣設備的接地部分與零電位的 “ 地 ” （大地）之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓，如圖中的UE。 2 接地裝置的散流效應 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 跨步電壓和接觸電壓示意圖 接觸電壓 是指設備的絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間出現的電位差。 跨步電壓 是指在故障點附近行走，兩腳之間出現的電位差 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 3 接地電阻的組成及電力系統(tǒng)對接地電阻的要求 a) 土壤電阻 :土壤電阻的大小用土壤電阻率表示 。 土壤電阻率就是 體積為一立方厘米的正立方體土壤的電阻值 。 b) 接地線 :自然接地線包括建筑物的金屬結構 ， 生產用的金屬構架如吊車軌道 、 配電裝置外殼 ， 布線的鋼管 ， 電纜外皮以及非可燃和爆炸危險的工業(yè)管道等 。 c) 接地極 :自然接地極主要有：地下水管道 ， 非可燃 、 非爆炸性液 、氣金屬管道；建筑物和構筑物的金屬結構和電纜外皮 。 （ 2）電力系統(tǒng)對 接地電阻的要求 電力系統(tǒng)在不同情況下對接地電阻的要求是不同的。具體內容見表 5-3 （ 1）決定接地電阻的因素 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 4 工頻接地電阻的計算 不同類型的單個接地極的接地電阻計算公式，在設計手冊中均有介紹，讀者可根據需要參考有關設計手冊 。在實際的供電系統(tǒng)設計中，往往單個接地極的接地電阻不能滿足某些系統(tǒng)對接地電阻的要求，因此，必須將 數根接地極進行并聯(lián) 成組。 gEgEg nRREgR 人工接地極 (以鋼管為例 )單根電阻 （ ） n 接地極的根數 g 接地極組的 利用系 數，根據接地極布置情況，根數及其間距而定；設計時可查閱相關設計手冊 EgR 人工接地極組的總電阻值（ ） 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 組合接地極是用扁鋼連接的 bEbEb RR EbREbRb 長度為 z的扁鋼考慮利用系數時的電阻值 （ ） 長度為 z的扁鋼，未考慮利用系數影響前的電阻值 （ ） 扁鋼的利用系數。設計時可查閱相關設計手冊。 人工接地網的總接地電阻 EbEgEbEgEM RRRRR人工接地極組的總電阻為 EMEbEbEMEg RRRRRgEgEgRRn 鋼管數 扁鋼 gEgEg9.0RRn 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 5. 沖擊接地電阻的計算 沖擊接地電阻 Eshsh RR shRshER 沖擊接地電阻 （ ） 接地體的沖擊系數 工頻接地電阻 （ ） 中國礦業(yè)大學信電學院電氣工程研究所 供電技術電子課件 X 三、保護接地 為保證人體觸及意外帶電的電氣設備時的人身安全，而將電氣設備的金屬外殼進行接地即為保護接地（又稱安全接地）。 工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設備達到正常工作要求而進行的一種接地，例如電源中性點的接地等。 依據低壓配電系統(tǒng)的對地關系、電氣設備（或裝置）的外露可導電部分的對地關系以及整個系統(tǒng)的中性線（ neu