电力系统接地方式的基础知识课件

电力系统接地方式的基础知识2015年3月电力系统接地方式2015年3月火线、零线、地线火线、零线、地线 为了使交流电有很方便的动力转换功能，通常工业用电，三根正弦交流电,电流相位(反映电流的方向 大小)相互相差120度。通常我们将每一根这样的导线称为相线通常我们将每一根这样的导线称为相线(火线火线),通常通常电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根头称为相线，电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根头称为相线，三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫零线零线。叫零线的叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。地线是把设备地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路，是防止触电事故的或用电器的外壳可靠的连接大地的线路，是防止触电事故的良好方案良好方案火线又称相线，它与零线共同组成供电回路。火线又称相线，它与零线共同组成供电回路。在低压电网中用三相四线制输送电力，其中有三根相线一根零线。为了保证用电安全，在用户使用区改为用三相五线制供为了保证用电安全，在用户使用区改为用三相五线制供电，这第五根线就是地线，电，这第五根线就是地线，它的一端是在用户区附近用金属导体深埋于地下，另一端与各用户的地线接点相连，起接地起接地保护的作用。保护的作用。火线、零线、地线 为了使交流电有很方便的动力转换中性点、中性线、零点中性点、中性线、零点零点与零线零点与零线 在星形联结的三相电路中，其中三个绕组连在一起的点称为三相电路的中性点。由中性点引出的线称为中性线。当三相电路中性点接地时，该中性点成为零点。此时，由零点引出的线称为零线。即为一般所称的三相四线中性点与中性线中性点与中性线中性点中性点中性线中性线火线火线零点零点火线火线火线火线零线零线中性点、中性线、零点零点与零线 在星形联结的三相电路中性点为什么要接地中性点为什么要接地三相负载对称时，中线无电流，无电压。三相负载不对称时，中线有电流，有电压。OO 0，只有中性点接地，OO=0才能保证三相电压平衡，设备正常工作。oUAUBUC三相负载对称三相负载不对称UAO=UBO=UCOUAOUBOUCO中性点为什么要接地三相负载对称时，中线无电流，无电压。三相负火线火线、零线零线、地地线线的颜色的颜色L(Live wire)N(Naught wire)E(Earth wire)黄绿相间蓝黄绿红火线、零线、地线的颜色L(Live wire)N(Naugh电力术语接地线：接地线：接地线分为自然接地线和人工接地线。为其它用途装设的金属导 线，兼 做接地线，称为自然接地线。为接地需要专门安装的金属导线，称为人工 接地线。按接地线在配电系统中所处的层次不同，分为接地干线和接地支 线。零线零线：(零线又称中性线、工作零线N)。零线是带电的线，零线对地电压为零线是带电的线，零线对地电压为0。零线 不带电是因为电源的另一端(零线)接了地,我们在地上接触零线的时候，因为 没有位差,就不会形成电流。零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器 处。地线：地线：(地线又称保护零线PE)。地线的对地电位为零。地线的对地电位为零。使用的电器的最近点接地。工作接地工作接地：为使电路或设备达到运行的要求的接地，如变压器中性点接地。该接地 称为工作接地或配电系统接地。保护接地保护接地：将电气设备的金属外壳或构架用导线与接地极可靠地连接起来，使之与 大地做电气上的连接，这种接地的方式就叫保护接地。保护接零：保护接零：保护接零又叫保护接中线，在三相四线制系统中，电源中线是接地的，将电气设备的金属外壳或构架用导线与电源零线(即中线)直接连接，就 叫保护接零。重复接地：重复接地：三相四线制的零线一处或多处经接地装置与大地再次连接，称为重复接 地。电力术语接地线：接地线分为自然接地线和人工接地线。为接地的分类接地的分类 电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳或或构构架架与与土土壤壤之之间间作作良良好好的的电电气气连连接接称称为为接接地地。可可分分为为工工作作接接地和保护接地两种。地和保护接地两种。1 工工作作接接地地：为为了了保保证证电电器器设设备备在在正正常常及及事事故故情情况况下下可可靠靠工工作作而而进进行行的的接接地地，如如三三相相四线制四线制电源中性点的接地电源中性点的接地。2 保保护护接接地地：为为了了防防止止电电器器设设备备正正常常运运行行时时，不不带带电电的的金金属属外外壳壳或或框框架架因因漏漏电电使使人人体体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的三相三线制中性点不接地的三相三线制低压电网低压电网。工作接地工作接地保护接地保护接地接地的分类 电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良接地的目的接地：利用大地作为导线或者为了消除设备的导电部分对地电压的升高而接地。为了保证人身安全和设备而接地。图示：接地的目的接地：利用大地作为导线或者为了消除设备的导电部分对保护接地与保护接零保护接地与保护接零（深入探讨）（深入探讨）接接地地和和接接零零是是安安全全用用电电的的主主要要保保护护措措施施。接接地地和和接接零零是是否否符符合合技技术术要要求求，关关系系到到能能否否保保证证人人身身和和设设备备安安全全。因因此此，正正确确选选择择接接地地、接接零零方方式式，正确安装接地，接零装置是非常重要的。正确安装接地，接零装置是非常重要的。保护接地与保护接零（深入探讨）接地和接零是安全用电的正确接入方式保护接零保护接零 在在中中性性点点接接地地的的电电网网中中，由由于于单单相相对对地地电电流流较较大大，保保护护接接地地就就不不能能完完全全避避免免人人体体触触电电的的危危险险，而而要要采采用用保保护护接接零零。将将电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳或或构构架架与与电电网网的的零零线线相相连连接接的的保保护护方方式式叫叫保保护护接接零零。适适用用于于中中性性点点接接地地的的三三相相四四线制线制低压电网。低压电网。电站的电气设备（如电机）也接电站的电气设备（如电机）也接入的是中性点接地的三相四线制入的是中性点接地的三相四线制低压电网，而采用的是保护接地，低压电网，而采用的是保护接地，非保护接零非保护接零。设想：设想：假如发生漏电，金属外壳假如发生漏电，金属外壳带电，人体没触电的原因是发生带电，人体没触电的原因是发生漏电后漏电保护器已经直接断电漏电后漏电保护器已经直接断电了。（漏电保护器在开关附近）了。（漏电保护器在开关附近）正确接入方式保护接零 在中性点接地的电网中，由于单相M三相三线制供电系统三相三线制供电系统(中性点不接地系统中性点不接地系统)采用保护接地可靠。采用保护接地可靠。M对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠。一旦外壳带电时，电对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠。一旦外壳带电时，电流将通过保护接地的接地极、大地、电源的接地极而回到电源。因为流将通过保护接地的接地极、大地、电源的接地极而回到电源。因为接地极的电阻值基本相同，则每个接地极电阻上的电压是相电压的一接地极的电阻值基本相同，则每个接地极电阻上的电压是相电压的一半。人体触及外壳时，就会触电。所以在三相四线制系统中的电气设半。人体触及外壳时，就会触电。所以在三相四线制系统中的电气设备不推荐采用保护接地，最好采用保护接零。备不推荐采用保护接地，最好采用保护接零。此处接地电阻比电源处大正确接入方式三相三线制供电系统(中性点不接地系统)采用保护接地可靠。此处保护接地保护接地M如果两台设备同时进行保护接地，两者都发生漏电，如果两台设备同时进行保护接地，两者都发生漏电，但不为同一相但不为同一相，则设备外壳将带危险电压。则设备外壳将带危险电压。M图例图例M如果将如果将多个接地体用导体连接在一起多个接地体用导体连接在一起，则可以解决此问题。称为等电，则可以解决此问题。称为等电位连接。连接线组成位连接。连接线组成接地网接地网。M保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地的有限性在于接地电阻小。保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地的有限性在于接地电阻小。存在问题：存在问题：保护接地如果两台设备同时进行保护接地，两者都发生漏电，但不为M接地电阻一定符合要求；接地电阻一定符合要求；M接地一定可靠；接地一定可靠；M保护接地的目的是降低外壳电压，但由于工作性质的要求，并不保护接地的目的是降低外壳电压，但由于工作性质的要求，并不需要立即停电（一般允许运行半小时），所以危险一直存在。需要立即停电（一般允许运行半小时），所以危险一直存在。M从防止人身触电角度考虑，既然保护接地不能完全保证安全，应从防止人身触电角度考虑，既然保护接地不能完全保证安全，应当配漏电保护器；但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断电，当配漏电保护器；但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断电，所以是个矛盾，根据现场实际情况决定漏电时是否断电。如果要所以是个矛盾，根据现场实际情况决定漏电时是否断电。如果要求断电则安装跳闸线圈。求断电则安装跳闸线圈。M产品：选择性漏电保护装置。产品：选择性漏电保护装置。保护接地保护接地注意事项：注意事项：接地电阻一定符合要求；保护接地注意事项：保护接地保护接地保护接地的作用：保护接地的作用：1 1）对电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金属外壳不接地，当）对电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金属外壳不接地，当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时，外壳就带电，其电位与设备带电设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时，外壳就带电，其电位与设备带电部分的电位相同，显然这是十分危险的。部分的电位相同，显然这是十分危险的。2 2）采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。）采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。因为人体电阻比保护接地电阻大得多，所以流过人体的电流就很小，因为人体电阻比保护接地电阻大得多，所以流过人体的电流就很小，绝大部分电流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减轻触电绝大部分电流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减轻触电的伤害。的伤害。保护接地保护接地的作用：保护接地保护接地保护接地的实质和关键保护接地的实质和关键实质：通过接地电阻与人身电阻的并联，实质：通过接地电阻与人身电阻的并联，使整体电阻下降。当发生漏电时，降低人使整体电阻下降。当发生漏电时，降低人体触电电流。体触电电流。关键：接地电阻越小越好。关键：接地电阻越小越好。保护接地保护接地的实质和关键实质：通过接地电阻与人身电阻的并保护接地保护接地局限性局限性在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。这是在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。这是因为在该系统中，当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，因为在该系统中，当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地线、电源中性点接地装置。如果接地短路电流流经相线和保护接地线、电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。属外壳上就会长期带电，也是很危险的。保护接地局限性保护接地保护接地不采用保护接地，当发生人身触电不采用保护接地，当发生人身触电时，由于触电电流不足以使熔断器时，由于触电电流不足以使熔断器或者自动开关动作，因此危险电压或者自动开关动作，因此危险电压一直存在，如果电网绝缘下降，则一直存在，如果电网绝缘下降，则存在生命危险。存在生命危险。采用保护接地之后，当发采用保护接地之后，当发生人身触电时，由于保护生人身触电时，由于保护接地电阻的并联，人身触接地电阻的并联，人身触电电压下降。电电压下降。局限性局限性保护接地不采用保护接地，当发生人身触电时，由于触电电流不足以v对三相四线制，如果采用保护接零，当设备漏电时，将变成单相短路，造成熔断器熔断或者开关跳闸，切除电源，就消除了人的触电危险。因此采用保护接零是防止人身触电的有效手段。v图例 实质实质v保护接零的基本作用是当某相带电部分碰连设备外壳时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流促使线路上过电流保护装置迅速动作，把故障部分断开电流，消除触电危险。v保护接零的实质是提高动作电流，而保护接地的实质是降低人身触电电压。保护接零保护接零对三相四线制，如果采用保护接零，当设备漏电时，将变成单相短路零线断线重复接地正确接法错误接法v工作零线不允许断线，为防止可将工作零线重复接地。v接零线一定要真正独立地接到零线上去。存在问题：存在问题：保护接零保护接零零线断线重复接地正确接法错误接法工作零线不允许断线，为防止可v一定有快速可靠的开关，否则将加重触电的危险性。v采取保护接零，一定防止单相设备电源端火零接反，否则设备外壳将带上火线电压。v同一电网中不宜同时用保护接地和接零：电机1漏电，形成单相接地短路时，如果短路电流不足以使其动作，则电机2的外壳将长期带电。如果电机1的接地电阻和电网中心点电阻相同，则外壳电压为110V。即所有采用保护接零的设备外壳都有危险电压。因此不允许。注意事项注意事项保护接零保护接零一定有快速可靠的开关，否则将加重触电的危险性。注意事项保护接保护接地和保护接零的比较保护接地和保护接零的比较 (1)(1)保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施。保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施。(2)(2)保护原理不同。低压系统保护原理不同。低压系统保护接地保护接地的基本原理是限制漏电设备对地电压，的基本原理是限制漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围；保护接零的主要作用是借接零线路使设备漏电形成单使其不超过某一安全范围；保护接零的主要作用是借接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作。相短路，促使线路上保护装置迅速动作。(3)(3)适用范围不同。保护接地适用于一般的低压不接地电网及采取其它安全措适用范围不同。保护接地适用于一般的低压不接地电网及采取其它安全措施的低压接地电网。保护接零适用于低压接地电网。施的低压接地电网。保护接零适用于低压接地电网。(4)(4)线路结构不同。保护接地系统除相线外，只有保护地线。保护接零系统除线路结构不同。保护接地系统除相线外，只有保护地线。保护接零系统除相线外，必须有零线和接零保护线；必要时，保护零线要与工作零线分开；其重相线外，必须有零线和接零保护线；必要时，保护零线要与工作零线分开；其重要装置也应有地线。要装置也应有地线。发生漏电时，保护接地允许不断电运行，因此存在触电危险，但由于接发生漏电时，保护接地允许不断电运行，因此存在触电危险，但由于接地电阻的作用，人体接触电压大大降低；保护接零要求必须断电，因此触电地电阻的作用，人体接触电压大大降低；保护接零要求必须断电，因此触电危险消除，但必须可靠动作危险消除，但必须可靠动作保护接地和保护接零的比较 (1)保护接地和保护接零是低压配电系统的几种接地方式低压配电系统的几种接地方式 按国际电工委员会按国际电工委员会(IEC)标准规定，低压标准规定，低压 配电配电接地，接零系统分有接地，接零系统分有IT、TT、TN三种基本形三种基本形式：在式：在TN形式中又分有形式中又分有TNC、TNS 和和TNCS三种派生形式。三种派生形式。低压配电系统的几种接地方式 按国际电工委员会(IEC)标低压配电系统接地低压配电系统接地TNC、TNS 和和TNCS第一个字母表示电源侧接地情况，第二个字母表示负载侧接地接零情况。形式划分形式划分 第第1个字母反映电源中性点接地状态；个字母反映电源中性点接地状态；T表示电源中性点工作接地；I表示电源中性点没有工作接地(或采用阻抗接地)；第第2个字母反映负载侧的接地状态；个字母反映负载侧的接地状态；T表示负载保护接地，但与系统接地相互独立；N表示负载保护接零，与系统工作接地相连。第第3个字母个字母 C表示零线(中性线)与保护零线共用一线；第第4个字母个字母 S表示中性线与保护零线各自独立，各用各线低压配电系统接地TNC、TNS 和TNCS第一个字母低压配电系统接地低压配电系统接地TN系统指电力系统一点直接接地，电气设备的外露可导电部分用保护线与该点相连。按照N线和PE线的组合情况，分为以下三种(1)TNS系统。整个系统的N线与PE线是分开的。(2)TNC系统。整个系统的N线与PE线合并成PEN线。(3)TNCS系统。系统近电源端的N线与PE线合并成PEN线，然后N线和PE线分开，分开后再也不能合并。TT系统指电力系统有一个直接接地点，电气设备的外露可导电部分接至电气上与电力系统的接地点无关的接地体。IT系统指电力系统的带电部分与大地绝缘，或其中一点（通常为中性点）经阻抗与大地相连。电气设备的外露可导电部分是接地的。低压配电系统接地TN系统