第9章接地裝置

1、發(fā)電廠電氣部分 第九章第九章 接地裝置 接地：將電力系統(tǒng)或建筑物中電氣裝置、設(shè)施應(yīng)該接地的部分，經(jīng)接地裝置與大地作良好的電氣連接。 分類：（1）工作接地：為運(yùn)行需要所設(shè)的接地。（2）保護(hù)接地：為保護(hù)人身和設(shè)備的安全，將電氣裝置正常不帶電而由于絕緣損壞有可能帶電的金屬部分接地。（3）防雷接地：為雷電保護(hù)裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。（4）防靜電接地：為防止靜電對(duì)易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險(xiǎn)作用而設(shè)的接地。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 1.地和對(duì)地電壓 2.零線 3.接地裝置 在距單根接地極或碰地處20m以外的地方，呈半球形的球面已經(jīng)很大，電阻很小

2、，不再有什么電壓降，該處的電位已接近于零。這電位等于零的“電氣地”稱為“地電位”。 電氣設(shè)備的接地部分（如接地的外殼和接地體等），與零電位的“大地”之間的電位差，就稱為接地部分的對(duì)地電壓。 在交流電路中，與發(fā)電機(jī)、變壓器直接接地的中性點(diǎn)連接的導(dǎo)線，或直流回路中的接地中性線。三相五線制系統(tǒng)中將零線分：保護(hù)零線 和工作零線。 接地體和接地線統(tǒng)稱為接地裝置，埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體。電氣設(shè)備接地部分與接地體相連接的金屬導(dǎo)體（正常情況下不通過電流）稱為接地線。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念一、人體觸電 人體觸電：指人體觸及或靠近帶電體時(shí)，

3、造成電流對(duì)人體的危害1、觸電對(duì)人體的傷害形式：電傷、電擊2、觸電的幾種形式： （1）直接或過分靠近帶電部分 （2）接觸絕緣損壞的帶電設(shè)備 （3）靠近帶電部分的接地短路處發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念二、保護(hù)接地1、保護(hù)接地的作用 將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對(duì)人體的傷害。 2、接觸電壓和跨步電壓 （1） 接觸電壓：人站在地面上離設(shè)備水平距離為0.8m處，手觸到設(shè)備外殼、構(gòu)架離地面垂直距離為1.8m處時(shí)，加于人手與腳之間的電壓。 （2）跨步電壓：人在分布電位區(qū)域內(nèi)沿地中電流的散流方向行走，

4、步距為0.8m時(shí)，兩腳之間所受到的電壓。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備的外殼不接地，當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞，發(fā)生一相碰殼時(shí)，設(shè)備外殼電位將上升為較高的電壓（大于相電壓的一半），人接觸設(shè)備時(shí)，故障電流IE將全部通過人體流入地中，這顯然是很危險(xiǎn)的。 當(dāng)有保護(hù)接地，而人體觸及電機(jī)外殼時(shí)，電流將同時(shí)沿著接地裝置和人體流過。 發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 保護(hù)接地是通過限制帶電外殼對(duì)地電壓或減小通過人體的電流來達(dá)到保證人身安全的目的。適當(dāng)選擇接地裝置的接地電阻RE，就可以保證人身的安全。

5、 適用范圍: （1）1000V及以上高壓配電裝置中的設(shè)備均采用保護(hù)接地； （2）1000V以下低壓配電裝置中的設(shè)備，在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中采用保護(hù)接地（三相四線制系統(tǒng)）；沒有中性線的情況下采用保護(hù)接地（三相三線制系統(tǒng)）； （3）在供電系統(tǒng)中，凡由于絕緣破壞或其他原因而可能帶有危險(xiǎn)電壓的金屬部分，均應(yīng)采用保護(hù)接地。 發(fā)電廠電氣部分 第九章vs. 保護(hù)接零保護(hù)接零 定義：將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與系統(tǒng)零線連接起來，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對(duì)人體的傷害。 1.工作原理 若沒有采用保護(hù)接零措施，在電氣設(shè)備的某一相絕緣損壞以后，運(yùn)行人員接觸設(shè)備的金屬的結(jié)構(gòu)或外殼時(shí)形成電流流過人體

6、回路，導(dǎo)致觸電。 采用保護(hù)接零后，當(dāng)某一相絕緣損壞時(shí)，單相接地短路電流IK則通過該相和零線構(gòu)成回路，使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，從而將漏電設(shè)備與電源斷開，消除了觸電危險(xiǎn)，并使低壓系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常工作，從而起到保護(hù)作用。 2.適用范圍及要求 （1）額定電壓1000V以下的低壓配電裝置中，在三相四線制中性點(diǎn)直接接地的380200V電網(wǎng)中，電氣設(shè)備外殼廣泛采用保護(hù)接零。 （2）嚴(yán)禁在保護(hù)零線上安裝熔斷器或單獨(dú)的斷流開關(guān)。發(fā)電廠電氣部分 第九章vs. 保護(hù)接零保護(hù)接零 3.保護(hù)接零和保護(hù)接地方式混用的危險(xiǎn)性 （1）系統(tǒng)并存保護(hù)接地和保護(hù)接零時(shí)，當(dāng)部分設(shè)備實(shí)行保護(hù)接零，則另一某臺(tái)接地設(shè)備發(fā)生某相碰殼對(duì)地

7、短路，該設(shè)備的容量較大、熔體的熔斷電流也較大時(shí)，碰殼所產(chǎn)生的短路電流將不足以使熔斷器熔斷，導(dǎo)致電源不能切斷。 （2）接地短路電流產(chǎn)生的壓降，將使電網(wǎng)中性線的對(duì)地電壓升高到電源相電壓的一半或更高，從而所有接零電氣設(shè)備的外殼均帶有該升高的電壓。 此時(shí)，人體接觸運(yùn)行中的接零電氣設(shè)備的外殼，便會(huì)發(fā)生觸電事故.發(fā)電廠電氣部分 第九章vs. 重復(fù)接地重復(fù)接地 重復(fù)接地：零線的一處或多處通過接地體與地作良好的金屬連接。 1.作用 采用保護(hù)接零時(shí)，零線重復(fù)接地可以減輕零線意外斷線或接觸不良時(shí)，接零設(shè)備上電擊的危害性，減輕零線斷線時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)“漂移”；還能降低故障持續(xù)時(shí)間內(nèi)意外帶電設(shè)備的對(duì)地電壓，縮短漏電故障持

8、續(xù)時(shí)間，改善架空線路的防雷性能。 2.設(shè)置原則（1）零線重復(fù)接地：架空線路的干線和分支線的首終端；無分支的架空線路的沿線每1km處；電纜和架空線在引入屋內(nèi)的進(jìn)線處；車間內(nèi)零干線的終端處；零干線很長(zhǎng)時(shí)其中間的適當(dāng)部位處。（2）屋內(nèi)設(shè)備接地時(shí)，將零線與所有低壓開關(guān)等設(shè)備及控制屏的接地裝置連接。（3）低壓線路零線每一重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10。（4）在電力設(shè)備接地裝置的接地電阻允許達(dá)到10的電力網(wǎng)中，每一重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)超過30，重復(fù)接地不應(yīng)少于三處。發(fā)電廠電氣部分 第九章vs. 重復(fù)接地重復(fù)接地 有重復(fù)接地時(shí)，如圖（b）所示，在斷線處前電動(dòng)機(jī)外殼上的電壓接近于零值，斷線處后的電動(dòng)

9、機(jī)其保護(hù)方式變成保護(hù)接地，其外殼上的電壓降低，所以提高了保護(hù)接零的安全性。 無重復(fù)接地時(shí)，如（a）所示，當(dāng)零線發(fā)生斷線的同時(shí)，電動(dòng)機(jī)一相絕緣損壞碰殼，這時(shí)，在斷線處前面的電動(dòng)機(jī)外殼上的電壓接近于零值，而在斷線處后面的電動(dòng)機(jī)失去保護(hù)，外殼上的電壓接近于相電壓值。無重復(fù)接地?zé)o重復(fù)接地 有重復(fù)接地有重復(fù)接地 發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 接觸電壓：人站在距設(shè)備0.8m處，人觸及外殼，人手與腳之間的電壓。 跨步電壓：人在地面行走，兩腳接觸該兩點(diǎn)（人的跨步一般按0.8m計(jì)算；大牲畜的跨步可按1.01.4m計(jì)算）所承受的電壓。 人工接地裝置的布置，應(yīng)使接地裝置附

10、近的電位分布盡可能地均勻，盡量降低接觸電壓和跨步電壓， 以保證人身安全。 提高接觸電壓和跨步電壓的的措施: （1）在電氣設(shè)備周圍加裝局部的接地回路，在被保護(hù)地區(qū)的人員出入口處加裝一些均壓帶。 （2）在設(shè)備周圍、隔離開關(guān)操作地點(diǎn)及常有行人的處所，地表回填電阻率較高的卵石或水泥層等。發(fā)電廠電氣部分 第九章 三、低壓系統(tǒng)的保護(hù)措施三、低壓系統(tǒng)的保護(hù)措施 ITIT系統(tǒng)、系統(tǒng)、TTTT系統(tǒng)和系統(tǒng)和TNTN系統(tǒng)。系統(tǒng)。TNTN系統(tǒng)分為：系統(tǒng)分為：TNTNC C系統(tǒng)、系統(tǒng)、TNTNS S系統(tǒng)、系統(tǒng)、TNTNC CS S系統(tǒng)系統(tǒng) TN、TT、IT的字母含義： 第一個(gè)字母表示電力系統(tǒng)的對(duì)地關(guān)系： T：中性點(diǎn)直接

11、接地， I：中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地； 第二個(gè)字母表示電氣裝置外殼的對(duì)地關(guān)系： T：獨(dú)立于電力系統(tǒng)接地點(diǎn)而直接接地， N：與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)進(jìn)行電氣連接。 配電系統(tǒng)導(dǎo)線代號(hào)： 電源的中性線：代號(hào)（N）； 保護(hù)線：代號(hào)（PE）； 保護(hù)中性線：代號(hào)（PEN）。第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 1.IT系統(tǒng) 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或經(jīng)阻抗（1000）接地系統(tǒng)中將電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 2.TN系統(tǒng) 在中性

12、點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬外殼用保護(hù)線通過中性線與系統(tǒng)中性點(diǎn)相連接。 TNC系統(tǒng)：保護(hù)接零，整個(gè)系統(tǒng)中的中性線N與保護(hù)線PE是合一的。通常適用于三相負(fù)荷比較平衡且單相負(fù)荷容量較小的場(chǎng)所。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 TNS系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)中的中性線N與保護(hù)線PE是分開的，保護(hù)線上沒有電流流過，設(shè)備外殼不帶電，廣泛用于中小企業(yè)以及民用生活中。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 TNCS系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)中的中性線N與保護(hù)線PE部分是合一的，局部采用專設(shè)的保護(hù)線。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保

13、護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 3.TT系統(tǒng) 在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備外殼，通過與系統(tǒng)接地?zé)o關(guān)的接地體直接接地。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 一、保護(hù)接地方式的選擇 接地方式應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行方式、工作條件、安全要求等方面的情況，從安全、經(jīng)濟(jì)、可靠等要求出發(fā)，進(jìn)行合理選擇。 保護(hù)接地適用于高壓電力系統(tǒng)和中性點(diǎn)不接地的低壓電力系統(tǒng)。 在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力系統(tǒng)中，宜采用保護(hù)接零，且應(yīng)裝設(shè)能迅速自動(dòng)切除接地短路電流的保護(hù)裝置； 如果用電設(shè)備較少、分散，采用接零保護(hù)確有困難，且土壤電阻率較低，可采用保護(hù)接地，并裝設(shè)漏電保護(hù)器來切除故障

14、。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 必須接地或接零的部分 （1）電機(jī)、變壓器、開關(guān)電器、耦合電容器、電抗器和照明器具以及工器具等的底座及外殼。 （2）金屬封閉氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（GIS）的接地端子。 （3）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)柜外殼、發(fā)電機(jī)出線柜和大電流封閉母線外殼等。 （4）電氣設(shè)備的傳動(dòng)裝置。 （5）互感器的二次繞組。 （6）配電、控制、保護(hù)用的屏（箱、柜）及操作臺(tái)等的金屬柜架。 （7）屋內(nèi)外配電裝置的金屬架構(gòu)和鋼筋混凝土架構(gòu)以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門。 （8）交、直流電力電纜接線盒、終端盒的外殼和電纜的外皮，穿線的鋼管等。 （9）裝有避雷線的電力線路

15、的桿塔。 （10）在非瀝青地面的居民區(qū)內(nèi)，無避雷線的小接地短路電流架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔。 （11）裝在配電線路上的開關(guān)設(shè)備、電容器等電力設(shè)備的底座及外殼。 （12）鎧裝控制電纜的外皮、非鎧裝或非金屬護(hù)套電纜的12根屏蔽芯線。發(fā)電廠電氣部分 第九章第二節(jié)第二節(jié) 保護(hù)接地的基本概念保護(hù)接地的基本概念 2.不需接地或接零的部分 （1）在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)體地面的于燥房間內(nèi)，交流額定電壓380V及以下、直流額定電壓440V及以下的電力設(shè)備外殼，但當(dāng)維護(hù)人員可能觸及電力設(shè)備外殼和其他接地物體時(shí)除外，有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所也除外。 （2）在干燥場(chǎng)所，交流額定電壓127V及以下，直流額定電壓11

16、0V及以下的電力設(shè)備外殼，但有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所除外。 （3）安裝在配電盤、控制臺(tái)和配電裝置間隔墻壁上的電氣測(cè)量?jī)x表、繼電器和其他低壓電器的外殼，以及當(dāng)發(fā)生絕緣損壞時(shí)，在支持物上下會(huì)引起危險(xiǎn)電壓的絕緣子金屬底座等。 （4）安裝在已接地的金屬架構(gòu)上的設(shè)備（應(yīng)保證電氣接觸良好），如套管等，但有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所除外。 （5）額定電壓220V及以下的蓄電池室內(nèi)支架。 （6）與已接地的機(jī)床底座之間有可靠電氣接觸的電動(dòng)機(jī)和電器的外殼，但有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所除外。 （7）由發(fā)電廠、變電站和工業(yè)企業(yè)區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道，但運(yùn)送易燃易爆物者除外。發(fā)電廠電氣部分 第九章第三節(jié)第三節(jié) 接地電阻接地電阻 1.接地電阻的概念 接

17、地電阻：接地裝置的電阻與接地體的流散電阻的總和，其包括接地體和接地線的電阻。 接地電阻主要是指流散電阻，其數(shù)值等于接地裝置對(duì)地電壓與接地電流之比。 工頻接地電阻：通過接地體流入地中的電流是工頻交流電流時(shí)求得的電阻。 沖擊接地電阻：有沖擊電流通過接地體流入地中時(shí)，土壤被電離呈現(xiàn)的接地電阻。 2.接地電阻的允許值 在電力系統(tǒng)中，由于接地性質(zhì)和接地方式不同，所要求的接地電阻值也不同，一般以允許對(duì)地電壓值和單相接地短路電流來確定。發(fā)電廠電氣部分 第九章第三節(jié)第三節(jié) 接地電阻接地電阻 接地電阻值的規(guī)定： （1）低壓電力系統(tǒng)電氣裝置的接地電阻。1）配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)的工作接地電阻，一般不應(yīng)大于4，但當(dāng)

18、變壓器容量不大于100kVA時(shí)，工作接地可不大于10，非電能計(jì)量的電流互感器的工作接地電阻，一般可不大于10。2）保護(hù)接地電阻值一般不應(yīng)大于4，但當(dāng)配電變壓器容量不超過100kVA時(shí)，保護(hù)接地電阻可不大于10。在高土壤組電阻率地區(qū)的接地電阻不大于30。3）中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中，采用保護(hù)接零時(shí)應(yīng)將零線重復(fù)接地，接地電阻值不應(yīng)大于10，但當(dāng)變壓器容量不大于100kVA且重復(fù)接地點(diǎn)不少于三處時(shí)，允許接地電阻不大于30。發(fā)電廠電氣部分 第九章第三節(jié)第三節(jié) 接地電阻接地電阻 （2）高壓電力系統(tǒng)電氣裝置的接地電阻1）在小接地短路電流系統(tǒng)中，高壓與低壓設(shè)備共用接地裝置，要求接地電阻RE120/I，但

19、不應(yīng)大于4，當(dāng)變壓器容量不超過100kVA時(shí)，接地電阻不宜大于10。2）在小接地短路電流系統(tǒng)中，高壓設(shè)備采用獨(dú)立的接地裝置，要求接地電阻RE250/I，但不宜大于10。3）在大接地短路電流系統(tǒng)中，一般地，當(dāng)I4000A時(shí)，接地裝置的接地電阻應(yīng)符合RE2000/I；當(dāng)I4000A時(shí)，接地電阻應(yīng)不大于0.5。 （3）獨(dú)立避雷針的接地電阻，在土壤電阻率不大于500.m的地區(qū)不應(yīng)大于10。 （4）防雷電感應(yīng)的接地電阻不應(yīng)大于30。 （5）發(fā)電廠的易燃油和天然氣設(shè)施防靜電接地的接地電阻不應(yīng)大于30。發(fā)電廠電氣部分 第九章第三節(jié)第三節(jié) 接地電阻接地電阻 降低接地電阻的措施 接地電阻的大小與接地體結(jié)構(gòu)、組成

20、和土壤的性質(zhì)等因素有關(guān)。 為了降低接地電阻，往往用多根的單一接地體以金屬體并聯(lián)連接而組成復(fù)合接地極或接地體組。 屏蔽作用：電流流入各單一接地極時(shí)，將受到相互的限制，而妨礙電流的流散，這種影響電流流散的現(xiàn)象 。 對(duì)土壤電阻率較高的地區(qū)可以采取下列措施： （1）附近有土壤電阻率較低的地方，可裝設(shè)外引式接地體。（2）如地下層土壤電阻率較小（例有地下水等），可用深井式接地。（3）擴(kuò)大接地網(wǎng)的面積。（4）極特殊情況下可在土壤中加食鹽或在接地坑內(nèi)填入化學(xué)降阻劑。（5）利用低土壤電阻率土壤置換接地體周圍土壤，或用導(dǎo)電性混凝土。 如果采取措施后仍然不能滿足接地電阻的要求，只能采取加強(qiáng)等電位和鋪設(shè)碎石地面以保證

21、人身和設(shè)備的安全。發(fā)電廠電氣部分 第九章第四節(jié)第四節(jié) 接地裝置的布置接地裝置的布置 1.接地線 接地線：自然接地線和人工接地線。 自然接地線：工廠內(nèi)部建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、如梁、柱、構(gòu)架等，生產(chǎn)用的金屬結(jié)構(gòu)如吊車軌道，配電裝置外殼，起重升降機(jī)的構(gòu)架，布線的鋼管，電纜外皮以及非可燃和爆炸危險(xiǎn)的工業(yè)管道等。 人工接地線：一般情況下應(yīng)以水平接地線為主，可采用直徑6mm以上的圓鋼或厚度為3mm以上的扁鋼，其截面不小于60mm。 2.接地體 發(fā)電廠電氣部分 第九章第四節(jié)第四節(jié) 接地裝置的布置接地裝置的布置 1.定期巡視和檢查 （1）要經(jīng)常觀察人工接地體周圍的環(huán)境情況。 （2）對(duì)于接地裝置與公路、鐵道或管道等交叉的地方，應(yīng)檢查保護(hù)措施是否完好，接地線有無碰傷損壞。 （3）接地裝置在接地線引進(jìn)建筑物的入口處的標(biāo)志是否完好明顯。 （4）電氣設(shè)備在每次大修后，應(yīng)著重檢查其接地線連接是否牢固。 （5）明敷的接地線表面所涂的標(biāo)志漆應(yīng)完好。 （6）當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中接地裝置的接地電阻不符合要求時(shí)，可采用降低接地電阻的措施。發(fā)電廠電