接地與接零安全課程實用教案

1、一、基本概念一、基本概念3 3、接地裝置：是由埋在地下的接地體和連接接地體與電氣、接地裝置：是由埋在地下的接地體和連接接地體與電氣設備的接地線組成。設備的接地線組成。接地裝置的組成形式：根據(jù)使用環(huán)境、技術要求和安裝形接地裝置的組成形式：根據(jù)使用環(huán)境、技術要求和安裝形式、接地裝置按接地體的數(shù)目分為三種形式，式、接地裝置按接地體的數(shù)目分為三種形式，單級接地裝置：由單一接地體組成。單級接地裝置：由單一接地體組成。多級接地裝置：由兩個及兩個以上的接地體組成，個接地多級接地裝置：由兩個及兩個以上的接地體組成，個接地體之間用接地干線連成一體體之間用接地干線連成一體(yt)(yt)。接地網(wǎng)絡：由多個接地體互

2、相連接而形成的網(wǎng)絡形式。接地網(wǎng)絡：由多個接地體互相連接而形成的網(wǎng)絡形式。第1頁/共46頁第一頁，共47頁。圖一圖一 接地裝置組成接地裝置組成(z chn(z chn) )第2頁/共46頁第二頁，共47頁。一、基本概念一、基本概念4 4、接地體：、接地體：接地體：分為人工接地體和自然接地體。接地體：分為人工接地體和自然接地體。人工接地體：即為接地需要而專門設置的金屬導體，通常選用金屬鋅人工接地體：即為接地需要而專門設置的金屬導體，通常選用金屬鋅圓鋼，角鋼、扁鋼和鋼管。圓鋼，角鋼、扁鋼和鋼管。自然接地體：即利用為其他用途而裝設的并且與大地土壤緊密接觸的自然接地體：即利用為其他用途而裝設的并且與大地

3、土壤緊密接觸的金屬構件、金屬管線金屬構件、金屬管線(gunxin)(gunxin)和混凝土中的鋼筋等。和混凝土中的鋼筋等。第3頁/共46頁第三頁，共47頁。一、基本概念一、基本概念5 5、接地、接地(jid)(jid)電阻：接地電阻：接地(jid)(jid)裝置的對地電壓和接地裝置的對地電壓和接地(jid)(jid)故障電流的比值。故障電流的比值。接地接地(jid)(jid)電阻的組成：接地電阻的組成：接地(jid)(jid)線電阻、接地線電阻、接地(jid)(jid)體電阻和流散電阻。體電阻和流散電阻。流散電阻：是由接地流散電阻：是由接地(jid)(jid)體與流散土壤接觸面電阻和流散體與流

4、散土壤接觸面電阻和流散土壤電阻之和構成。土壤電阻之和構成。接地接地(jid)(jid)線電阻和接地線電阻和接地(jid)(jid)體電阻很小，可忽略不體電阻很小，可忽略不計。計。對接地對接地(jid)(jid)裝置：工作可靠性高；接地裝置：工作可靠性高；接地(jid)(jid)電阻越電阻越小越好。小越好。第4頁/共46頁第四頁，共47頁。二、對地電壓(diny)、接觸電壓(diny)和跨步電壓(diny)1、對地電壓(diny)當電氣線路和設備發(fā)生接地故障時，接地故障電流將通過接地體，并以接地體為中心向大地土壤做半球形流散。第5頁/共46頁第五頁，共47頁。圖二圖二 接地故障電流接地故障電流(

5、dinli)(dinli)的流散情況的流散情況 接地故障電流在大地土壤接地故障電流在大地土壤流散過程中，所形成流散過程中，所形成(xngchng)的電壓的電壓分布情況，隨著遠離接地體分布情況，隨著遠離接地體而迅速地降低，在距接地體而迅速地降低，在距接地體20m遠處，電壓趨于零。遠處，電壓趨于零。第6頁/共46頁第六頁，共47頁。二、對地電壓、接觸電壓和跨步電壓(ku b din y)1、對地電壓對地電壓：系指電氣設備發(fā)生接地故障后，其故障點，對大地零電位之間的電位差，成為對地電壓。對地電壓可用下式表示：dddRIU式中：Ud故障點對地電壓（V）； Id接地(jid)故障電流（A）； Rd接地(

6、jid)裝置電阻（）；第7頁/共46頁第七頁，共47頁。二、對地電壓、接觸電壓和跨步電壓2、接觸電壓接觸電壓：系指當人體觸及發(fā)生接地故障(gzhng)的電氣線路和設備的外露導電部分時，人的手和腳之間所呈現(xiàn)的電壓，稱之為接觸電壓?？捎孟率奖硎荆篣UUdc式中：Uc人所承受的接觸電壓(diny)（V）； Ud電氣設備外露導電部分對地電壓(diny)（V）； U人腳處的對地電壓(diny)（V）；第8頁/共46頁第八頁，共47頁。二、對地電壓、接觸(jich)電壓和跨步電壓2、接觸(jich)電壓圖三圖三 人體接觸人體接觸(jich)(jich)電壓示意圖電壓示意圖第9頁/共46頁第九頁，共47頁。

7、二、對地電壓、接觸(jich)電壓和跨步電壓2、接觸(jich)電壓UUUdc該式表明，當人體觸及發(fā)生接地故障(gzhng)的電氣線路和設備的外露導電部分時，當人體離他的距離越遠接觸電壓越大；反之，當人體離它越近接觸電壓越小。第10頁/共46頁第十頁，共47頁。二、對地電壓、接觸電壓和跨步電壓2、接觸電壓降低接觸電壓所采取的措施：1）盡量降低對地電壓；2）將電氣(dinq)線路和設備與它的接地裝置之間的距離縮短。第11頁/共46頁第十一頁，共47頁。二、對地電壓、接觸電壓和跨步電壓3、跨步電壓當電氣線路(xinl)或設備發(fā)生接地故障時，以接地體為中心在地面上呈現(xiàn)不同的電壓分布曲線?？绮诫妷海寒?/p>

8、人在接地故障附近行走時，前腳和后腳的距離一般為0.8m，此時前腳和后腳之間的電位差成為跨步電壓?？捎孟率奖硎荆旱?2頁/共46頁第十二頁，共47頁。式中：UK跨步電壓(diny)（V）； U2前腳處電壓(diny)（V）； U2后腳處電壓(diny)（V）；二、對地電壓(diny)、接觸電壓(diny)和跨步電壓(diny)3、跨步電壓(diny)可用下式表示：12UUUK第13頁/共46頁第十三頁，共47頁。圖四圖四 人體人體(rnt)(rnt)跨步電壓示意圖跨步電壓示意圖二、對地電壓(diny)、接觸電壓(diny)和跨步電壓(diny)3、跨步電壓(diny)第14頁/共46頁第十四頁，

9、共47頁。據(jù)圖所示：當人體離接地體越近跨步電壓越大，相反，當人體離接地體越遠跨步電壓越小。防止跨步電壓對人體的電擊傷害所采取的措施：1）采取措施降低對地電壓；2）在對地發(fā)生接地故障的電氣線路或設備進行巡視檢查時，應穿絕緣鞋，其他人員不得靠近接地故障點并應保持(boch)一定的安全距離；3）若誤入接地故障區(qū)，應迅速并攏兩腳跳出該區(qū)域之外。二、對地電壓、接觸(jich)電壓和跨步電壓3、跨步電壓第15頁/共46頁第十五頁，共47頁。二、對地電壓、接觸電壓和跨步電壓(ku b din y)4、接觸電壓和跨步電壓(ku b din y)的允許值一般干燥環(huán)境條件下，取50V為接觸電壓和跨步電壓(ku b

10、 din y)的允許值。第16頁/共46頁第十六頁，共47頁。二、低壓配電系統(tǒng)的接地二、低壓配電系統(tǒng)的接地(jid)(jid)形式形式 （國際電工委員會規(guī)定）（國際電工委員會規(guī)定） 第17頁/共46頁第十七頁，共47頁。二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式 接地系統(tǒng)文字符號代表意義：接地系統(tǒng)文字符號代表意義：TT表示電源設備中性點直接接地；表示電源設備中性點直接接地；II表示電源設備中性點和所有帶點部分不接地與大地絕緣表示電源設備中性點和所有帶點部分不接地與大地絕緣經(jīng)高阻抗接地；經(jīng)高阻抗接地；NN表示電氣設備的外露導電部分，通過保護線（表示電氣設備的外露導電部分，通過保護線（P

11、EPE線）與線）與大地直接作電氣連接，并且此接地點大地直接作電氣連接，并且此接地點(ddin)(ddin)與電源中性與電源中性點的接地點點的接地點(ddin)(ddin)無電氣聯(lián)系。無電氣聯(lián)系。SS表示中性線（表示中性線（N N線）和保護線（線）和保護線（PEPE）線是分開使用的；）線是分開使用的；CC表示中性線（表示中性線（N N線）和保護線（線）和保護線（PEPE）是合一兼用的。）是合一兼用的。 第18頁/共46頁第十八頁，共47頁。二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式 （國際電工委員會規(guī)定）（國際電工委員會規(guī)定） 1 1、TTTT系統(tǒng)系統(tǒng): :電源中性點直接電源中性點直接

12、(zhji)(zhji)接地，用電設備接地，用電設備正常不帶電的外露可導電部分，通過保護線與電源直接正常不帶電的外露可導電部分，通過保護線與電源直接(zhji)(zhji)接地點無直接接地點無直接(zhji)(zhji)關聯(lián)的連接體做良關聯(lián)的連接體做良好的金屬性連接。好的金屬性連接。 第19頁/共46頁第十九頁，共47頁。TT系統(tǒng)(xtng)T T電氣設備外露導電部分接地(jid)與電源系統(tǒng)的接地(jid)無電氣聯(lián)系電源系統(tǒng)有一點直接(zhji)接地第20頁/共46頁第二十頁，共47頁。二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式 （國際電工委員會規(guī)定）（國際電工委員會規(guī)定） 2 2、

13、ITIT系統(tǒng)：電源中性點不直接系統(tǒng)：電源中性點不直接(zhji)(zhji)接地，用電設接地，用電設備正常不帶電的外露可導電部分，通過保護線與接地體備正常不帶電的外露可導電部分，通過保護線與接地體做良好的連接做良好的連接 第21頁/共46頁第二十一頁，共47頁。IT系統(tǒng)(xtng)I T電氣設備外露導電(dodin)部分接地與電源系統(tǒng)的接地無電氣聯(lián)系電源系統(tǒng)所有帶電部分(b fen)無直接接地第22頁/共46頁第二十二頁，共47頁。二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式二、低壓配電系統(tǒng)的接地形式 （國際電工委員會規(guī)定）（國際電工委員會規(guī)定） 3 3、TNTN系統(tǒng)：電力系統(tǒng)有一點（電源中性點）直接接系統(tǒng)：電

14、力系統(tǒng)有一點（電源中性點）直接接地，用電設備外露可導電部分，通過保護線與接地地，用電設備外露可導電部分，通過保護線與接地點做良好的金屬性連接點做良好的金屬性連接按照中性線與保護線組合情況按照中性線與保護線組合情況(qngkung)(qngkung)，可分，可分為三種形式為三種形式第23頁/共46頁第二十三頁，共47頁。TN系統(tǒng)(xtng)T N電氣設備外露導電部分接地與電源系統(tǒng)的接地有直接電氣聯(lián)系電源系統(tǒng)有一點直接(zhji)接地a：TNC系統(tǒng)(xtng)中性線和保護線合用一根導線第24頁/共46頁第二十四頁，共47頁。TN系統(tǒng)(xtng)T N電氣設備外露(wi l)導電部分接地與電源系統(tǒng)的

15、接地有直接電氣聯(lián)系電源(dinyun)系統(tǒng)有一點直接接地b：TNS系統(tǒng)中性線和保護線是分開的第25頁/共46頁第二十五頁，共47頁。TN系統(tǒng)(xtng)T N電氣設備外露導電部分接地與電源系統(tǒng)的接地有直接電氣聯(lián)系電源(dinyun)系統(tǒng)有一點直接接地c：TNCS系統(tǒng)系統(tǒng)靠電源側的前一部分中性線與保護線是合一的，而后(r hu)一部分是分開的。第26頁/共46頁第二十六頁，共47頁。三、接地系統(tǒng)的火災(huzi)危險性分析 1、TT系統(tǒng) 2、IT系統(tǒng) 3、TN系統(tǒng)第27頁/共46頁第二十七頁，共47頁。TTTT系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)(xtng)a: a: 如電氣設備容量較大，可如電氣設備容量較大，

16、可能出現(xiàn)能出現(xiàn)IdId小于保護電氣設備的小于保護電氣設備的熔斷器或自動空氣開關的動作熔斷器或自動空氣開關的動作電流，故障會長期存在，使電電流，故障會長期存在，使電氣設備發(fā)熱，且電弧引起可燃氣設備發(fā)熱，且電弧引起可燃物燃燒，發(fā)生火災。物燃燒，發(fā)生火災。b: b: 設備外殼設備外殼(wi k)(wi k)和變和變壓器中性點出現(xiàn)對地電壓，對壓器中性點出現(xiàn)對地電壓，對人身有危害。人身有危害。第28頁/共46頁第二十八頁，共47頁。IT系統(tǒng)(xtng)在電氣設備沒有接地在電氣設備沒有接地(jid)(jid)的的情況下，若電氣設備有一相絕緣損情況下，若電氣設備有一相絕緣損壞，在外殼就帶電。由于電氣線路壞，

17、在外殼就帶電。由于電氣線路對地存在電阻和對地分布電容，且對地存在電阻和對地分布電容，且絕緣電阻和電容正常時處于并聯(lián)狀絕緣電阻和電容正常時處于并聯(lián)狀態(tài)，構成線路對地的總阻抗。若人態(tài)，構成線路對地的總阻抗。若人體觸及已遭損壞的電氣設備外殼則體觸及已遭損壞的電氣設備外殼則電流通過人體構成通道，將遭電擊電流通過人體構成通道，將遭電擊。第29頁/共46頁第二十九頁，共47頁。IT系統(tǒng)(xtng)優(yōu)點：通過調節(jié)優(yōu)點：通過調節(jié)RdRd使通過人體使通過人體(rnt)(rnt)的電流限制到安全值以的電流限制到安全值以內(nèi)。內(nèi)。缺點：發(fā)生單相接地故障時，非故缺點：發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓升為線電壓，此時人誤

18、觸障相電壓升為線電壓，此時人誤觸，加在人體，加在人體(rnt)(rnt)電壓為線電電壓為線電壓，很危險。壓，很危險。第30頁/共46頁第三十頁，共47頁。TN系統(tǒng)(xtng)a a：TNCTNC系統(tǒng)系統(tǒng)中性線和保護線合用一根導線。中性線和保護線合用一根導線。 當單相負載過多，三相負載運當單相負載過多，三相負載運行不平衡時，行不平衡時，PENPEN線中會有不平衡線中會有不平衡電流流過，在電流流過，在PENPEN線上形成壓降。線上形成壓降。若人體觸及設備外殼，可使人感覺若人體觸及設備外殼，可使人感覺麻木，并可能對附近的金屬件放電麻木，并可能對附近的金屬件放電，形成火花，形成火花(huhu)(huh

19、u)，特別是在，特別是在爆炸危險環(huán)境中很危險。爆炸危險環(huán)境中很危險。第31頁/共46頁第三十一頁，共47頁。TN系統(tǒng)(xtng)b：TNS系統(tǒng)中性線和保護線是分開的 中性點流過電流(dinli)時形成的電壓降，并沒有加到電氣設備外殼上，從防觸電和防火角度看都是安全的。第32頁/共46頁第三十二頁，共47頁。TN系統(tǒng)(xtng)c：TNCS系統(tǒng)即為a、b兩系統(tǒng)的連接(linji)，具有a、b系統(tǒng)的優(yōu)缺點。第33頁/共46頁第三十三頁，共47頁。四、接地系統(tǒng)安全運行要求四、接地系統(tǒng)安全運行要求 1 1、ITIT系統(tǒng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)中，采用保護接地時，若同一臺變壓器該系統(tǒng)中，采用保護接地時，若同一臺變壓

20、器供電的兩臺電氣設備同時發(fā)生碰撞接地，則兩臺設備供電的兩臺電氣設備同時發(fā)生碰撞接地，則兩臺設備外殼都要承受大于外殼都要承受大于0.866Ux0.866Ux的電壓，對人身安全不利，的電壓，對人身安全不利，且容易對周圍金屬構件發(fā)生火花放電，引起火災。且容易對周圍金屬構件發(fā)生火花放電，引起火災。 措施措施(cush)(cush)：采用金屬導線將兩個保護接地：采用金屬導線將兩個保護接地的接地體直接連接，形成共同接地方式，使兩相分別的接地體直接連接，形成共同接地方式，使兩相分別接地變成相間短路。促使保護裝置迅速動作，切除設接地變成相間短路。促使保護裝置迅速動作，切除設備電源，達到安全目的。備電源，達到安

21、全目的。第34頁/共46頁第三十四頁，共47頁。四、接地四、接地(jid)(jid)系統(tǒng)安全運行要求系統(tǒng)安全運行要求 2 2、TNTN系統(tǒng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)中，不能采用有些設備保護接地該系統(tǒng)中，不能采用有些設備保護接地(jid)(jid)、有、有些設備保護接零的不合理接地些設備保護接零的不合理接地(jid)(jid)方式。方式。 措施：對電氣設備采取保護接零，同時需與熔斷器或自措施：對電氣設備采取保護接零，同時需與熔斷器或自動空氣開關等保護裝置配合應用。動空氣開關等保護裝置配合應用。第35頁/共46頁第三十五頁，共47頁。四、接地四、接地(jid)(jid)系統(tǒng)安全運行要求系統(tǒng)安全運行要求 3 3、

22、重復接地、重復接地(jid)(jid) 將將TNTN系統(tǒng)中系統(tǒng)中N N線上一處或多處通過接地線上一處或多處通過接地(jid)(jid)裝置于大地再次連接。裝置于大地再次連接。危險：系統(tǒng)中將電器設備外殼于危險：系統(tǒng)中將電器設備外殼于N N線相接，可以使漏電線相接，可以使漏電舍內(nèi)從線路中迅速切除，但并不能避免漏電設備對地舍內(nèi)從線路中迅速切除，但并不能避免漏電設備對地危險電壓的存在，設備外殼還存在著接近相電壓的對危險電壓的存在，設備外殼還存在著接近相電壓的對地電壓，繼電保護動作時間未達到最低程度。地電壓，繼電保護動作時間未達到最低程度。 措施：重復接地措施：重復接地(jid)(jid)第36頁/共4

23、6頁第三十六頁，共47頁。四、接地系統(tǒng)安全運行要求四、接地系統(tǒng)安全運行要求 3 3、重復接地、重復接地1 1）可從）可從PENPEN線上直接接地；線上直接接地；2 2）從電氣設備外殼上接地；）從電氣設備外殼上接地；3 3）戶外架空線宜從線路）戶外架空線宜從線路(xinl)(xinl)終端接地，分支線宜在終端接地，分支線宜在超過超過200m200m的分支處接地，高壓與低壓線宜在同桿敷設段的的分支處接地，高壓與低壓線宜在同桿敷設段的兩端接地。兩端接地。4 4）金屬外皮作中性線的低壓電纜重復接地；）金屬外皮作中性線的低壓電纜重復接地；5 5）工廠車間內(nèi)宜采用環(huán)形重復接地。）工廠車間內(nèi)宜采用環(huán)形重復接

24、地。第37頁/共46頁第三十七頁，共47頁。四、接地系統(tǒng)安全運行要求四、接地系統(tǒng)安全運行要求 4 4、中性線的選擇、中性線的選擇1 1）變壓器中性點引出的中性線采用鋼母線；）變壓器中性點引出的中性線采用鋼母線；2 2）車間采用行車軌道、金屬結構構件作保護接地線；）車間采用行車軌道、金屬結構構件作保護接地線；3 3）專用）專用(zhunyng)(zhunyng)中性線截面大于相線截面的一半。中性線截面大于相線截面的一半。4 4）四芯電纜的中性線與電纜鋼愷焊接后，可作為）四芯電纜的中性線與電纜鋼愷焊接后，可作為TNTN系統(tǒng)系統(tǒng)的的N N線；線；5 5）金屬鋼管可作為中性線使用。）金屬鋼管可作為中性

25、線使用。第38頁/共46頁第三十八頁，共47頁。五、接地故障火災的預防五、接地故障火災的預防 1 1、接地故障火災、接地故障火災 a a：接地裝置不良，引起火災：接地裝置不良，引起火災 b b：接地完善，可故障得不到及時切：接地完善，可故障得不到及時切除，故障電流使設備發(fā)熱除，故障電流使設備發(fā)熱(f r)(f r)，產(chǎn)，產(chǎn)生電弧和火花，引起火災。生電弧和火花，引起火災。 第39頁/共46頁第三十九頁，共47頁。五、接地故障火災五、接地故障火災(huzi)(huzi)的預防的預防 1 1、接地故障火災、接地故障火災(huzi) (huzi) 2 2、接地故障火災、接地故障火災(huzi)(huz

26、i)的預防措施的預防措施a a：接地系統(tǒng)設計時綜合考慮：接地系統(tǒng)設計時綜合考慮b b：保證接地裝置的安全：保證接地裝置的安全c c：等電位連接：等電位連接d d：裝設漏電保護器：裝設漏電保護器e e：通過降低接地電阻來降低接觸電壓：通過降低接地電阻來降低接觸電壓第40頁/共46頁第四十頁，共47頁。五、接地故障火災五、接地故障火災(huzi)(huzi)的預防的預防 1 1、接地故障火災、接地故障火災(huzi) (huzi) 2 2、接地故障、接地故障(gzhng)(gzhng)火災的預防措施火災的預防措施a a：接地系統(tǒng)設計時綜合考慮：接地系統(tǒng)設計時綜合考慮1 1）TTTT、ITIT系統(tǒng)中

27、，電氣設備用采用保護接地或共同接地措施。系統(tǒng)中，電氣設備用采用保護接地或共同接地措施。2 2）TNTN系統(tǒng)中，電氣設備采用保護接零或重復接地措施。系統(tǒng)中，電氣設備采用保護接零或重復接地措施。3 3）TNTN系統(tǒng)中，不能采用有些設備接地、有些設備接零的不合系統(tǒng)中，不能采用有些設備接地、有些設備接零的不合理接地方式。理接地方式。4 4）TNTN系統(tǒng)中，一般在系統(tǒng)中，一般在PENPEN線上不要裝設開關線上不要裝設開關(kigun)(kigun)和熔斷器，防止和熔斷器，防止接零設備上呈現(xiàn)危險的對地電壓接零設備上呈現(xiàn)危險的對地電壓第41頁/共46頁第四十一頁，共47頁。五、接地故障火災五、接地故障火災(

28、huzi)(huzi)的預防的預防 1 1、接地故障火災、接地故障火災(huzi) (huzi) 2 2、接地故障火災、接地故障火災(huzi)(huzi)的預防措施的預防措施b b：保護接地裝置安全：保護接地裝置安全1 1）可靠性連接。）可靠性連接。2 2）機械強度。）機械強度。3 3）防腐與防損傷。）防腐與防損傷。4 4）安全）安全(nqun)(nqun)距離及其他連接法。距離及其他連接法。5 5）足夠的載流量和熱穩(wěn)定性。）足夠的載流量和熱穩(wěn)定性。第42頁/共46頁第四十二頁，共47頁。五、接地五、接地(jid)(jid)故障火災的預防故障火災的預防 1 1、接地、接地(jid)(jid)

29、故障火災故障火災 2 2、接地故障、接地故障(gzhng)(gzhng)火災的預防措施火災的預防措施c c：等電位連接：等電位連接分為總等電位分為總等電位(din wi)(din wi)連接和輔助等電位連接和輔助等電位(din wi)(din wi)連接。連接。 總等電位總等電位(din wi)(din wi)連接：在建筑物的電源進戶處將連接：在建筑物的電源進戶處將PEPE干線、干線、接地干線、總水管、總煤氣管、采暖和空調立管相接地干線、總水管、總煤氣管、采暖和空調立管相連接，建筑物的鋼筋和金屬構件等也與上述部分相連。連接，建筑物的鋼筋和金屬構件等也與上述部分相連。 輔助等電位輔助等電位(din