進網(wǎng)作業(yè)13接地接零與防雷

1、第十三章第十三章 接地接零與防雷接地接零與防雷2015年5月第一節(jié) 接地接零的作用與要求一、接地裝置n 接地裝置，包含接地體與接地線；n 接地體：也叫接地極，埋入土壤內(nèi)并與大地直接接觸的金屬導體或?qū)w組。按設(shè)置結(jié)構(gòu)可分為人工接地體與自然接地體兩類。n 接地線：連接接地體與電氣設(shè)備應(yīng)接地部分的金屬導體。同樣有自然接地線與人工接地線之分，且通常又可分為接地干線與接地支線。二、接地分類與工作接地的作用n 電氣接地：簡稱接地， 電氣設(shè)備或設(shè)施的任何部位(不論帶電與不帶電)，人為地或自然地與具有零電位的大地相接通的方式。n 小電流接地短路電流系統(tǒng)：接地短路電流500An 大電流接地短路電流系統(tǒng)：接地短路

2、電流500A1、接地分類2、工作接地： 由于運行和安全需要，為保證電力網(wǎng)在正常情況或事故情況下能可靠工作而將電氣回路中某一點實行的接地。3、強電系統(tǒng)中，常見工作接地的主要作用是:(1)變壓器和發(fā)電機的中性點直接接地：能維持相線對地的電壓不變(故障相除外)，并可降低人體的接觸電壓及適當降低制造時對電氣設(shè)備的絕緣要求。在變壓器供電時，可防止高壓電竄至低壓用電側(cè)的危險。(2)變壓器或發(fā)電機的中性點經(jīng)消弧線圈接地：在發(fā)生單相接地故障時，消除接地短路點的電弧及由此而可能引起的危害。(3)電壓互感器一次側(cè)線圈的中性點接地：主要為對一次系統(tǒng)中的相對地電壓進行測量，例如用三相五柱式PT測量母線絕緣；(4)“兩

3、線一地”制的相線接地：利用大地當作一根導線，從而可以降低線路基建投資與年運行費用，并減少線路材料的耗量。三、低壓配電網(wǎng)中性點接地1、為何低壓配電網(wǎng)的中性點大都實行工作接地（3方面原因）：（1）正常供電情況下，維持相線的對地電壓不變，從而可向外(對負載)提供220/380V這兩種不同的電壓，以滿足單相220V(如電燈、電熱)及三相380V(如電動機)不同的用電需要。（2）當發(fā)生單相接地情況時，非接地兩相的對地電壓便仍為相電壓。這樣，既能減小人體的接觸電壓，同時還可適當降低對電氣設(shè)備的絕緣要求，利于制造及降低造價。（3）避免高壓電竄到低壓側(cè)的危險。萬一高、低壓線圈間絕緣損壞而引起嚴重漏電甚至短路時

4、，高壓電便可經(jīng)該接地裝置構(gòu)成閉合回路，使上級保護動作跳閘切斷電源，從而避免低壓側(cè)工作人員遭受高壓電的傷害或造成設(shè)備損壞。2、中性點（線）與零點（線）的區(qū)別l 中性點：電源的三相線圈的首端(或尾端)連接在一起的共同連接點，簡稱中點;l 中性線：由電源中性點引出的導線，常用N表示；l 零點：電源中性點與接地裝置有良好連接時，取得大地的零電位；l 零線：由零點引出的導線，常用0表示（也記做N）。n 結(jié)論，兩者區(qū)別所在，是否接地四、保護接地與保護接零1、保護接地：為了保障人身安全，避免發(fā)生觸電事故，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分(如外殼等)與接地裝置實行良好的金屬性連接。n 保護接地的作用：人

5、體觸及漏電設(shè)備的外殼，人體電阻與接地電阻相并聯(lián)，人體電阻遠大于接地電阻，故通過人體的故障電流遠小于流經(jīng)接地裝置的電流，對人體的危害程度極大減小。n 保護接地的局限性：l 電源相電壓為220V，按照工作接地電阻4、保護接地電阻4計算，故障回路將產(chǎn)生27.5A的電流。l 一般情況下，27.5A故障電流會使熔斷器熔斷、斷路器跳閘，從而保障人身安全。l 若電氣設(shè)備容量較大，所選用的熔絲與開關(guān)的額定電流較大，則不能可靠切斷電源，進而也就無法保障人身安全。2、保護接零：將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分用導線直接與低壓配電系統(tǒng)的零線相連接。l 電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時，構(gòu)成一個短路回路，回路阻值較小

6、，足可以使熔斷器熔斷、斷路器跳閘，從而切斷電源、保障人身安全。n保護接零注意事項：三相四線制低壓電源的中性點必須要良好接地，工作接地電阻值應(yīng)符合要求。在采用接零保護方式的同時，還應(yīng)裝設(shè)足夠的重復接地裝置。同一低壓電網(wǎng)中(指同一臺配電變壓器的供電范圍內(nèi))，在選擇采用保護接零方式后，便不允許再(對其中任一設(shè)備)采用保護接地方式（保護接零、保護接地不得混用）。保護零線上不準裝設(shè)開關(guān)和熔斷器。零線截面應(yīng)保證在低壓電網(wǎng)內(nèi)任何一處短路時，能夠承受大于熔斷器額定電流2.5-4倍及自動開關(guān)額定電流1.25-2.5倍的短路電流，且不小于相線載流量的一半。所有電氣設(shè)備的保護接零線，應(yīng)以“并聯(lián)”方式連接到零干線上，

7、不得串聯(lián)。3、為什么保護接地與保護接零不可混用？l 如果同時采用了接地與接零兩種保護方式，當實行保護接地的設(shè)備(如M2)萬一發(fā)生了碰殼故障，則零線的對地電壓將會升高到電源相電壓的一半或更高。這時，實行保護接零(因直接與零線相接)的所有設(shè)備(如M1)上，便會帶有同樣高的電位，使設(shè)備外殼等金屬部分將呈現(xiàn)較高的對地電壓，從而危及操作人員安全。 0VuW/2地電位0V4、保護接地與保護接零的選擇l 在中性點接地的低壓配電系統(tǒng)中，應(yīng)優(yōu)先選用保護接零方式(同時要進行重復接地)。 大多數(shù)工廠企業(yè)(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè))都由單獨的配電變壓器供電，采用保護接零。 城市公用電網(wǎng)(即由同一臺配變供給多用戶的低壓網(wǎng)絡(luò))，應(yīng)采

8、用同一種保護方式，且常統(tǒng)一實行保護接地。 在農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，皆因不便于統(tǒng)一與嚴格管理等原因，為避免接零與接地兩種保護方式混用而引起事故，所以規(guī)定一律不實行保護接零，而采用保護接地方式。l 在中性點不接地的低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)采用保護接地方式。l 對所有高壓電氣設(shè)備，一般都實行保護接地。五、重復接地和共同接地1、重復接地：在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，為確保接零保護方式的安全可靠，防止零線斷線所造成的危害，系統(tǒng)中除工作接地外，還必須在整個零線的其他部位再行接地。2、共同接地：將若干電氣設(shè)備需要實行接地的不同部位同時接地。（1）配電系統(tǒng)中，為防止架空配電網(wǎng)受過電壓危害，常將變壓器中性點、變壓器外

9、殼及避雷器接地引下線三者共同與一個接地裝置相連接。這種方式稱為配電系統(tǒng)的“三點共同接地”。l 如果不實行這種三點共同接地的方式，則當雷電流經(jīng)過避雷器及接地裝置泄入大地時，避雷器上的殘壓和雷電流在接地裝置上所產(chǎn)生的電壓降，將通過接地體加到變壓器的外殼與繞組上，使變壓器要承受超出其額定電壓很多倍的高電壓，這就很可能會導致變壓器繞組絕緣損傷，甚至造成擊穿。l 三點共同接地后，當避雷器動作時，加在變壓器繞組及外殼上的電壓就只有避雷器上的那部分殘壓，減少了在接地體上的那段電壓降，從而能夠保障變壓器安全運行。（2）變壓器的鐵芯與外殼要同時接地l 變壓器運行時，鐵芯及其各種連接的金屬結(jié)構(gòu)都處于線圈所產(chǎn)生的強

10、磁場中。如果鐵芯不與箱體(外殼)同時接地，則由于強磁場的作用，便會使鐵芯與箱體間存在較高的電位差，很可能由此形成間隙放電。l 鐵芯和箱體若實行同時接地，就可保護它們始終都處于相同地位。l 對于鐵芯的接地常采用一點接地方式。這是出于各芯片間要求相互絕緣以限制渦流來考慮的。若將整個鐵芯接地，各片間就互相連通，勢必產(chǎn)生很大渦流。由于片間絕緣相對來說比較薄弱，雖能阻止渦流，但卻不能阻擋高壓靜電的泄漏。所以當實行一點接地方式后，對于感應(yīng)高電壓來說，實際上相當于將整個鐵芯接地了。六、必須實行保護接地或接零的設(shè)備（了解）電動機、變壓器、電器的外殼及其操作機構(gòu)。配電盤、控制屏及變配電所的金屬構(gòu)架與金屬遮欄。電

11、線、電力電纜的金屬保護管和金屬包皮，電纜終端頭與中間頭的金屬包皮，以及母線的外罩與保護網(wǎng)。電焊用變壓器、互感器的二次線圈及局部照明變壓器的二次線圈。照明燈具、電扇及電熱設(shè)備的金屬底座與外殼。避雷針、避雷器、保護間隙和耦合電容器底座，架空地線及線路的金屬桿塔。超過安全電壓，但未采用隔離變壓器的手持電動工具或移動電具的外殼等。第二節(jié) 接地裝置的裝設(shè)與維護一、自然接地體與大地有可靠連接的建筑物的鋼結(jié)構(gòu)件。敷設(shè)于地下而數(shù)量不少于兩根的電纜金屬外皮。建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)的鋼筋部分。敷設(shè)在地下的金屬管道及熱力管道等。注：以下金屬物體不能作為自然接地體：l輸送可燃性氣體或液體(如煤氣、天然氣、石油)的金屬管

12、道；l包有黃麻、瀝青層等絕緣物的金屬管道。二、裝設(shè)接地裝置的技術(shù)要求1、直流回路均不能利用自然接地體作為電流回路地零線、接地線或接地體。直流回路專用的中性線、接地體及接地線也不能與自然接地體相接。因直流的電介作用，容易使地下建筑物和金屬管道等受到侵蝕而損壞。2、爆炸與火災(zāi)危險場所的接地要求：l 將整個電氣設(shè)備、金屬設(shè)備、管道、建筑物金屬結(jié)構(gòu)全部接地，并且在管道接頭處要敷設(shè)跨接線。l 接地或接零的導線要采用裸導線、扁鋼或電纜芯線，并有足夠截面。在1000V以下中性點接地的配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，為保證能迅速可靠地切斷接地短路故障，當線路采用熔斷器保護時，熔體額定電流應(yīng)小于接地短路電流的1/4;若線路上裝設(shè)自

13、動開關(guān)時，自動開關(guān)瞬時脫扣器的整定電流應(yīng)小于接地短路電流的1/2。3、電纜線路的接地要求：l高壓電纜：在任何情況下，外皮都要接地;l低壓電纜：除在危險場所，如潮濕、有腐蝕性氣體、有導電塵埃場所外，一般可不接地;l地下敷設(shè)的電纜，其外皮兩端都應(yīng)接地。4、攜帶型用電設(shè)備的接地要求：l用電設(shè)備的插頭與插座，應(yīng)有接地觸頭，如單相三孔和三相四孔。l接地觸頭和金屬外殼應(yīng)有可靠的電氣連接，接地線要用軟銅線，其截面要與相線一樣。l設(shè)備外殼的接地(零)線直接放線接到地(零)干線上(稱直放接)。三、接地體的制作及施工安裝1、接地體施工技術(shù)要求：（1）接地體材料：l 垂直埋設(shè)：垂直埋設(shè)：鋼管，鋼管，DN50mmDN

14、50mm，壁厚，壁厚3.5mm3.5mm，長度，長度2 22.52.5m m； 角鋼角鋼，404040404 4，或者，或者505050505 5，長度，長度2 22.52.5m ml 水平埋設(shè)：水平埋設(shè)：扁鋼，厚度扁鋼，厚度4mm4mm，截面積，截面積48mm48mm；圓鋼，直徑；圓鋼，直徑8mm8mm；長度長度5 520m20m（2）接地體間距：l 垂直接地體，不小于垂直接地體，不小于2 2倍長度；水平接地體，不小于倍長度；水平接地體，不小于5m5m。 補充：相鄰接地體之間保持一定距離，是為減少之間的屏蔽作用。當多根接地體互相靠攏時，入地電流的流散相互受到排擠，影響各接地體的電流向大地成半

15、球形狀散開，使得接地裝置的利用率下降，這種現(xiàn)象叫接地體的屏蔽效應(yīng)。3、埋設(shè)深度：接地體頂端距地面應(yīng)不小于0.6m。4、垂直接地體制作與安裝50鍍鋅鋼管及鍍鋅扁鋼2500接地極的制做接地極的制做600800B50BBB四、接地線的施工安裝1、人工接地線安裝要求n 一般采用一般采用扁鋼或圓鋼扁鋼或圓鋼。l 室內(nèi)：扁鋼，厚度3mm，截面積24mm2；圓鋼，直徑5mm；采用絕緣導線時，銅芯線25mm2，鋁芯線35mm2l 室外：扁鋼，厚度4mm，截面積48mm2；圓鋼，直徑6mm；采用絕緣導線時，銅芯線25mm2，鋁芯線35mm2n 接地體與接地線之間應(yīng)采用接地體與接地線之間應(yīng)采用焊接或壓接焊接或壓接

16、，連接應(yīng)牢固可靠；搭接長度，連接應(yīng)牢固可靠；搭接長度為為扁鋼寬度的扁鋼寬度的2 2倍倍或者是或者是圓鋼直徑的圓鋼直徑的6 6倍倍。n 接地線應(yīng)涂標志色，保護接地：黑色；接地中性線：紫底黑條。接地線應(yīng)涂標志色，保護接地：黑色；接地中性線：紫底黑條。2、接地線截面規(guī)定及安裝工藝（1）輸配電系統(tǒng)的工作接地：l10kV10kV避雷器的接地支線：避雷器的接地支線： 宜采用多股導線，可選用銅芯或鋁芯絕緣電線和裸線，也可用扁鋼、圓鋼或多股鍍鋅絞線，截面不小于16mm2；l避雷針和避雷線的接地線：避雷針和避雷線的接地線： 截面不應(yīng)小于25mm2，接地干線則通常用扁鋼或圓鋼，扁鋼截面不小于4mm12mm，圓鋼直

17、徑不小于6mm；l配電變壓器低壓側(cè)中性點的接地支線：配電變壓器低壓側(cè)中性點的接地支線： 要采用裸銅絞線，其截面不應(yīng)小于35mm2;變壓器容量小于100kVA時，接地支線截面可降至25mm2。（2）設(shè)備金屬外殼保護接地的接地線l 當接地線最小截面的安全載流量不能滿足表13一3的規(guī)定時，則接地支線必須按相應(yīng)的電源相線截面的1/3選用;接地干線必須按相應(yīng)的電源相線截面的1/2選用。五、變配電所和車間的接地 單根接地體周圍的電位分布不均勻，在接地電流或接地電阻較大時，容易使人受到接觸電壓或跨步電壓的威脅。特別是在接地體埋設(shè)點距被保護設(shè)備較遠的情況下，采用“外引式”接地時，情況就更嚴重(若相距20米以上

18、則加到人體上的電壓將為設(shè)備外殼上的全部對地電壓)。 單根接地體或“外引式”接地的可靠性較差，萬一引線斷開時就極不安全。因上述兩個原因，在變配電所、車間內(nèi)，一般都采用環(huán)路式接地裝置。l若接地區(qū)域范圍較大，可在環(huán)路式接地裝置范圍內(nèi)，每隔5IO米寬度增設(shè)一條水平接地帶作為均壓連接線(見圖13-17)。l該均壓連接線還可作為接地干線用，使各被保護設(shè)備的接地線連接更為方便、可靠。l在人員進出頻繁的出入口等處，還需裝設(shè)均壓用的扁鋼，以減少跨步電壓的影響。第三節(jié) 接地電阻的要求及測量一、常用接地電阻允許值容量100kVA以上的變壓器或發(fā)電機的工作接地，R4；容量小于100kVA的變壓器或發(fā)電機的工作接地，

19、R10； 100kVA及以下低壓配電系統(tǒng)的零線重復接地， R10 ；當重復接地有3處以上時， R30； 電氣設(shè)備不帶電金屬部分的保護接地， R4；引入線裝有25A以下熔斷器的設(shè)備的保護接地，R4； 低壓線路桿搭的接地或低壓進戶線絕緣子腳的接地， R30； 變配電所母線上FZ型閥型避雷器的接地， R4； 線路出線段FS型閥型避雷器接地、管型避雷器接地、獨立避雷針接地(個別可取R30)，工業(yè)電子設(shè)備(包括X光機)的保護接地，均為R10 ；煙囪的防雷保護接地， R30（包括水塔或料倉的防雷接地均同此項要求)。二、接地電阻的測量1、電流-電壓表法 RX=UV/IA2、接地電阻儀測量l 俗稱接地搖表 E

20、：接被接地體； P：電壓極； C：電流極；l P極距離受測接地體20米；l C極距離受測接地體40米；l 受測接地體、P極、C極排列在一條線上20米40米四端鈕測量儀的接線方式： P2、C2分別接被測體，消除測量導線的附加電阻引起的誤差。第四節(jié) 防雷裝置的種類與作用一、過電壓分類1.大氣過電壓：也叫雷電過電壓，又分直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓、雷電侵入波；2.內(nèi)部過電壓：分為操作過電壓、弧光接地過電壓、諧振過電壓；幾個名詞：l直擊雷：低空雷云對建筑物或其他物體直接放電；l感應(yīng)雷：雷云出現(xiàn)在線路附近時，使靠近的導體上感應(yīng)出大量相反電荷；雷云放電、消失后，線路上感生出的電荷成為自由電荷，由于自身的互相排斥而快速向?qū)Ь€兩側(cè)移動，由此形成過電壓；l雷電侵入波：線路遭雷擊后產(chǎn)生的高壓沖擊雷電荷，沿導線或金屬管道侵入室內(nèi)。二、雷電的破壞作用l雷電流大，數(shù)十到數(shù)百kA；l雷電壓高，300400kV，所以雷電的破壞性很大。1.電性質(zhì)的破壞作用：擊穿絕緣，引發(fā)短路；發(fā)生觸電事故；2.熱性質(zhì)的破壞作用：產(chǎn)生熱量，引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故；3.機械性質(zhì)的破壞作用：氣體急劇膨脹，引發(fā)