接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課件

系統(tǒng)接地結(jié)構(gòu)Schneider

Electric

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Division

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Name

–Date2旨在尋求保護人員和財產(chǎn)安全的最好方式不同的選擇由成本，可靠性，習慣，維護和實際需要多方面因素決定系統(tǒng)接地結(jié)構(gòu)Schneider

Electric

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Division

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–Date32類絕緣故障非常見故障:不同相火線間?短路常見故障:火線及暴露的導電部分或地之間?地線中存在故障電流?低壓電氣系統(tǒng)中最常見的故障絕緣故障Schneider

Electric

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Division

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–Date4絕緣故障項目建設(shè)階段=>低風險隨著使用時間增加=>風險增加,傷害增大電纜絕緣性能的持續(xù)惡化絕緣體發(fā)熱老化短路所產(chǎn)生的電動力開關(guān)及雷電帶來的浪涌絕緣故障可能帶來的風險電擊火災(zāi)?人員和設(shè)備的損失?高溫，電弧?爆炸電力供應(yīng)喪失?重要設(shè)備停機?經(jīng)濟損失Schneider

Electric

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Division

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–Date5電擊保護方式:絕緣+間距剩余電流保護裝置觸動跳閘可提高安全保護性能。Schneider

Electric

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Division

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–Date6保護方式:設(shè)備外露的金屬部分保護接地接觸電壓取決于接地系統(tǒng)Schneider

Electric

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Division

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–Date7標準接地系統(tǒng)IEC

60364

定義了3類:TN,TT,IT所有的接地系統(tǒng)都為人員提供同樣等級的安全性不同的運行特點標準接地系統(tǒng)由2個字母定義:第一個字母:變壓器二次側(cè)中性點接地情況=>T(terre–earth)為接地I

(isolated)為不接地第二個字母:設(shè)備外露金屬部分接地情況=>外殼直接接地(T)外科接至中性線(N)Schneider

Electric

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Division

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–Date8TN

系統(tǒng)變壓器中性線接地電氣設(shè)備外殼接至中性線TN-C-STN-C:

N線與PE線共用TN-S:N線與PE線獨立Schneider

Electric

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Division

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–Date9TN

系統(tǒng)-絕緣故障Id

大小由短路回路線纜阻抗決定>>絕緣故障類似于單相短路接觸電壓:Uo/2(Rpe=Rph)>>危險過流保護裝置動作Schneider

Electric

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Division

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–Date10TT

系統(tǒng)變壓器中性點接地電氣設(shè)備外殼接地Schneider

Electric

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–Date11TT

系統(tǒng)-絕緣故障Id

由外殼接地阻抗決定電壓=Uo/2=>危險剩余電流裝置(RCD)將故障切斷剩余電流檢測裝置動作Schneider

Electric

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Division

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–Date12IT

系統(tǒng)變壓器中性點不接地或高阻抗接地設(shè)備外殼接地Schneider

Electric

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–Date13R

PABL1L2L3中性點不接地Id=230V/無窮大=0

A>>

No

flow

of

Id保護裝置無動作PE持續(xù)的電力供應(yīng)Schneider

Electric

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Division

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–Date14IT

系統(tǒng)-第一次絕緣故障R

PABL1L2L3持續(xù)供電，正常運行PEIT

系統(tǒng)-第二次故障發(fā)生在同相時Schneider

Electric

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Division

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–Date15L1L2L3相間短路<=>TNId=230V/0.1Ohm=2300A過流保護裝置動作R

PABPEIT

系統(tǒng)-第二次絕緣故障發(fā)生在異相時Schneider

Electric

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Division

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–Date16Schneider

Electric

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Division

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–Date17接地系統(tǒng)的選擇接地系統(tǒng)的選擇由應(yīng)用場合所決定:TT:小型的辦公樓宇和住宅場合TN:工業(yè)場合，大型商業(yè)建筑IT:海事,醫(yī)院的部分特殊區(qū)域,對供電連續(xù)性要求較高的工業(yè)場合在大型系統(tǒng)中,最好的方式是多種接地結(jié)構(gòu)的復(fù)合。Schneider

Electric

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Division

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–Date18接地系統(tǒng)的選擇基于多種條件:供電連續(xù)性級別的高低環(huán)境(如：火災(zāi)的風險性...)設(shè)計人員和維護人員的技能和習慣維護的成本網(wǎng)絡(luò)的大小…接地系統(tǒng)的選擇安裝費用:

IT

更貴(PIM,

故障定位系統(tǒng)…)但同時需要考慮一次故障發(fā)生時的意外當機所造成的經(jīng)濟損失Schneider

Electric

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Division

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–Date19計算:絕緣故障及TT系統(tǒng)中的接觸電壓R1<

10

PhNCB1k

230VR2<

10

Schneider

Electric

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Division

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–Date20R

C

D30mA/

10mA計算:絕緣故障及TT系統(tǒng)中的接觸電壓間接接觸及絕緣故障假設(shè):R1=R2=10

U

body:

UB

=

230

*

R2/(R1+R2)

=

115

V.I

body:Ib=115V/1k

=115

mA (超過30mA時高風險)故障電流:230V/20

=11.5A-電流不足以使斷路器動作，因此漏電保護裝置在TT系統(tǒng)中強制使用.漏電保護裝置實施保護動作.R1<

10

PhNCB1k

230VR2<

10

R

C

D30mA/

10mAR2GroundPhDefectNR1U0Schneider

Electric

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Division

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Name

–Date21UB計算:IT系統(tǒng)中的絕緣故障及觸電間接觸電及絕緣故障假設(shè):R1=1000

U

body:

:

Ub

=

230

V

*

R2/(R1+R2)=230*R2/R1

=

2.3VI

body:

Ib=

Ub

/1

k

= 2.3

V

/

1k

=

2.3

mA經(jīng)過人體的電流I

body隨中性點接地阻抗R1的增大而下降故障電流IR1=230V/1000

=230

mA一次故障后無風險,無需保護裝置動作.如果另外一相上的二次故障發(fā)生?

相間短路:斷路器跳閘

需要及時檢測一次故障PhNCB1k

230VR2<

10

R1>1000

R2GroundPhDefectNR1U0Schneider

Electric

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Division

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Name

–Date22UbTT及IT系統(tǒng)發(fā)生一次故障時Schneider

Electric

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Division

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–Date23Schneider

Electric

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Division

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–Date24理想IT系統(tǒng)的計算?非常非常小的電流事實上,存在泄漏電容?導致小電流的產(chǎn)生系統(tǒng)中的泄漏電容大小取決于負載類型取決于電纜長度IT:絕緣–IT系統(tǒng)的制約因素如果電容含量過高:1次故障

容性電流的大小不再可以忽略不計IT系統(tǒng)中泄漏電容的影響絕緣故障

C形成了容性通路

對系統(tǒng)造成損害,對人員造成危險Schneider

Electric

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Division

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–Date25如果電容含量過高:1次故障

容性電流的大小不再可以忽略不計IT系統(tǒng)中泄漏電容的影響絕緣故障

C形成了容性通路

對系統(tǒng)造成損害,對人員造成危險Schneider

Electric

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Division

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–Date26如果電容含量過高:IT系統(tǒng)中泄漏電容的影響Schneider

Electric

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Division

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–Date27各種負載的泄漏電容一些負載的對地電容耦合值（存在濾波電容）絕緣阻抗較低的電阻感應(yīng)爐,電弧焊,老化的電纜….=>相當于持續(xù)性絕緣故障Schneider

Electric

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Division

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–Date28故障電流大小與系統(tǒng)電容含量關(guān)系(假設(shè)零阻抗接地)可能導致：發(fā)熱,設(shè)備損壞,火災(zāi)風險,保護裝置動作…IT系統(tǒng)中的泄漏電容Schneider

Electric

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Division

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–Date29線纜帶來的泄漏電容?共模阻抗?:由系統(tǒng)電容和負載的絕緣情況決定1至2千歐Schneider

Electric

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Division

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–Date30相對于C可忽略工頻50Hz時：0.3

μF/km/線纜=10.6

k

/km/線纜直接觸電電壓單相電纜:10MΩ

/km0.3

μF

/

km

(10.6

kΩ

/

km

at

50

Hz)三相電纜==>0.9

μF/kmUc

max=50V(安全界限)簡單計算方法:Uc

=

U0

*

Rearth/Zc=>Cmax使得Uc

不超過50V?Cmax

=

Uc

/

(U0

*

Rearth

*

2*

Pi

*

f)對于Uc

=50V

且f

=50Hz:Cmax=1/(U0

*

Rearth

*6.28)RearthGroundPhDefectNZcU0Uc

max=50V線纜帶來的泄露電容Schneider

Electric

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Division

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Name

–Date31Cmax

=

1

/

(U0

*

Rearth

*6.28)基于系統(tǒng)電壓等級U0及設(shè)備外殼接地電阻Rearth的線纜最大長度:For

U0=230VFor

U0=415V計算:IT系統(tǒng)的電容限制Rearth

(Ω)1510Cmax(μF)69014070最大長度(km)-3相77015580最小長度(km)-1相2310460230Rearth

(Ω)1510Cmax(μF)3808040最大長度(km)-3

相4308545RearthGroundPhDefectZcNU0Uc

max=50VSchneider

Electric

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Division

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–Date32接觸電壓Uc=25V(潮濕環(huán)境)基于系統(tǒng)電壓等級U0及設(shè)備外殼接地電阻Rearth的線纜最大長度:For

U0=230VFor

U0=415V計算:IT系統(tǒng)的電容限制Rearth

(Ω)1510Cmax(μF)3407035最大長度(km)-3相3808040最大長度(km)-1相1150230115Rearth

(Ω)1510Cmax(μF)1904020最大長度(km)-3

相2104020RearthPhDefectGroundZcNU0Uc

=

25VSchneider

Electric

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Division

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–Date33IT系統(tǒng)的應(yīng)用Schneider

Electric

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–Date35IT系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢:供電連續(xù)性

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正常運行時間火災(zāi)及爆炸風險降低電氣設(shè)備使用年限增加預(yù)防性及修復(fù)性維護缺點:實施費用較高系統(tǒng)容量受制故障定位較難IT系統(tǒng)應(yīng)用的主要場合Schneider

Electric

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Division

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