配、用电设备的接地.ppt

第八章配用电设备接地 电流对人体的作用 触电对人体的伤害有两种 电击 电流通过人体使内部组织受到损伤 电伤 指在电弧作用下或熔断丝熔断时 对人体外部的伤害 电击与哪些因素有关 人体电阻的大小 电流通过时间的长短 电流的大小 一触电方式 安全电压 36V和12V两种 1 一般情况下可采用36V的安全电压 2 在非常潮湿的场所或容易大面积触电的场所 如坑道内 锅炉内作业 应采用12V的安全电压 1 电源中性点接地的单相触电 2 电源中性点不接地的单相触电 单相触电 a 电源中性点接地的单相触电 通过人体电流 式中 UP 电源相电压 220V Ro 接地电阻 4 Rb 人体电阻1000 这时人体处于相电压下 危险较大 1 直接触电及其防护 接触正常带电体 直接触电又可分为单相触电和两相触电 b 电源中性点不接地系统的单相触电 对地绝缘电阻 人体接触某一相时 通过人体的电流取决于人体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻R 的大小 若输电线绝缘良好 绝缘电阻R 较大 对人体的危害性就减小 但导线与地面间的绝缘可能不良 R 较小 甚至有一相接地 这时人体中就有电流通过 实际生活较少 2 双相触电 3 接触漏电设备的金属体触电 触电后果更为严重 通过人体的电流 这时人体处于线电压下 Ib 当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触 将使其外壳带电 当人触及带电设备的外壳时 相当于单相触电 这是触电事故发生最多的情况 2 间接触电及其防护 间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电 虽然危险程度不如直接触电的情况 但也应尽量避免 防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地 并装设接地保护等 1 跨步电压触电 在高压输电线断线落地时 有强大的电流流入大地 在接地点周围产生电压降 如图所示 当人体接近接地点时 两脚之间承受跨步电压而触电 跨步电压的大小与人和接地点距离 两脚之间的跨距 接地电流大小等因素有关 10KV高压线落地 一般在半径20m之外为安全区 380V火线落地 一般在半径5m之外为安全区 如果误入危险区 应双脚并拢或单脚跳离危险区 2 感应触电 3 剩余电荷触电 带电设备 架空线的电磁感应和静电感应作用 在附近的停电设备上会产生感应电压 人体接触时可能触电 直接在人体上产生过高感应电压 也会发生触电事故 人与带电设备的安全距离 用电设备对地的电容效应 使用电设备断电后 残存剩余电荷 或电容器充电后没有充分放电 当人体接触时 会通过人体放电 3 触电时间触电时间越长 情绪紧张 发热出汗 人体电阻减小 危险大 若可迅速脱离电源则危险小 4 电流频率人体被伤害程度与电流频率及通电时间的关系50 60HZ最危险 大于或小于 其危险性降低通电时间越长 危险性越大 5 电流途径最危险 经过心脏 手 手 手 脚 危险较小 不经过心脏 脚 脚 6 环境影响低矮潮湿 仰卧操作 特别是在金属容器中工作 不易脱离现场的情况下触电危险大 安全电压取12V 其它条件较好的场所 可取24V或36V 7 触电部位的压力压力越大 接触电阻就越小 危险性就越大 8 人体健康情况及精神状态身心健康 情绪乐观的人电阻大 较安全 情绪悲观 疲劳过度的人电阻小 较危险 二 触电规律1 年龄规律年轻人较多 老年人很少2 季节性规律雨季较多 6 7 8 9月份较多3 电压规律低压电比高压电多4 行业规律冶金 建筑 建材 矿山等行业较多 三 安全用电常用的防护方法1 采用护栏或阻挡物进行保护2 使设备置于伸直手臂范围以外的保护3 在裸露的高压带电体旁应设置护栏或标志4 施工操作应保持安全距离5 架空线路应保持最小的安全距离6 间接接触保护法7 直接接触与间接接触兼顾的保护 四 建立完善的安全管理制度1 凡属于电气维修 安装的工作 必须由电工来操作 严禁非电工进行电工作业 2 严格执行电工安全操作规程 凡不合格的电气设备 工具应停止使用 一切手持电动工具必须符合国家标准 专业标准 3 严禁赤手触摸一切带电的绝缘导线 不要带电作业 4 所有用电设备的金属外壳均要可靠接地或接零 5 所有电气设备必须按规格加装熔断器 电源上应安装漏电保安器 五 对电气设备绝缘的要求1 电阻率在107 以上才称为绝缘材料2 常用绝缘电阻值的规定为每1000V为一个M 3 绝缘材料的极限温度 六 保护接地的技术要求 几个常用概念 地 电位等于0的地方 接地电压 接地点与 地 之间的电压 零点 将中性点引地称零点 中性点 三相绕线组的联结点 Y联结 几种线 零线N 中性线 由中性点引出的导线 提供电位差 保证电流通路 保护线PE 公共线 将外露可导电部分接到中性点上去的线 保护中性线PEN NPE 工作零线 二者兼有 在TN C系统中有 1 保护接地电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地 可分为工作接地和保护接地两种 工作接地 保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地 如三相四线制电源中性点的接地 保护接地 防止电器设备正常运行时 不带电的金属外壳或框架因漏电使人体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低压电网 2 保护接零在中性点接地的电网中 由于单相对地电流较大 保护接地就不能完全避免人体触电的危险 而要采用保护接零 将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零 适用于中性点接地的三相四线制低压电网 在中性点接地系统 三相四线制 中注意1 保护接零与重复接地 在中性点接地系统 三相四线制 中注意2 工作零线与保护零线 L相线 工作零线 保护零线 a b c 3 保护接地与保护接零的适用范围 1 电机 变压器 电器 照明器具 携带式及移动式用电器具的底座和外壳 2 电器设备的传动装置 3 配电屏及控制屏的框架 4 室内外配电装置的金属架构和混凝土的架构 以及靠近带电部分的金属遮挡 金属门 5 交直流电力电缆的接线盒的外壳以及电缆的金属外皮 穿线钢管等 1 IT系统 高阻接地方式 IT系统是在中性点不接地的三相三线系统中采用的保护接地方式 电气设备的不带电金属部分直接经接地体接地 低压配电的IT系统 七 不同低压配电系统的接地保护 2 TN系统 TN系统是中性点直接接地的三相四线制系统中采用的保护接地方式 根据电气设备的不同接地方法 TN系统又分为以下三种形式 TN C系统 配电线路中性线N与保护线PE接在一起 电气设备不带电金属部分与之相接 统中 当某相线因绝缘损坏而与电气设备外壳相碰时 形成较大的单相对地短路电流 引起熔断器熔断切除故障线路 从而起到保护作用 该接线保护方式适用于三相负荷比较平衡且单相负荷不大的场所 在工厂低压设备接地保护中使用相当普遍 TN S系统 配电线路中性线N与保护线PE分开 电气设备的金属外壳接在保护线PE上 如图 b 所示 在正常情况下 PE线上没有电流流过 不会对接在PE线上的其它设备产生电磁干扰 这种接线适用于环境条件较差 安全可靠要求较高以及设备对电磁干扰要求较严的场所 TN C S系统 三相四线半制 该系统是TN C与TN S系统的综合 电气设备大部分采用TN C系统接线 在设备有特殊要求的场合 局部采用专设保护线接成TN S形式 3 TT系统 直接接地方式 TT系统是中性点直接接地的三相四线制系统中的保护接地方式 如图 配电系统的中性线N引出 但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地 与系统接地线不发生关系 当发生单相接地 机壳带电故障时 通过接地装置形成单相短路电流 使故障设备电路中的过电流保护装置动作 迅速切除故障设备 减少人体触电的危险 3 重复接地 在电源中性点直接接地系统中 为确保公共PE线或PEN线安全可靠 除在中性点进行工作接地外 还应在PE线或PEN线的下列地方进行重复接地 1 在架空线路终端及沿线每1km处 2 电缆和架空线引入车间或大型建筑物处 a 没有重复接地的系统 b 采用重复接地的系统 PE L N 单相插座的不正确接法 重复接地 PEN 3 接地电阻及其要求 当电气设备发生接地故障时 电流就通过接地体向地中作半球形扩散 该电流称为接地电流 用IE表示 由于大地中存在电阻 因而接地电流向地中扩散的过程中 也就存在着不同的电位差 在距接地体越远的地方球面越大 流散电阻越小 电位越小 试验证明 在远离接地体20m以外的地方才是真正的 地 即零电位 电气设备的接地部分到20m以外零电位之间的电位差 称为接地部分的对地电压 用UE表示 接地体的对地电压UE与接地电流IE之比称为接地电阻RE 接地电阻 是接地体的流散电阻与接地线和接地体电阻的总和 由于接地线和接地体的电阻相对很小 可略去不计 因而接地电阻可认为就是接地体的流散电阻 接地电阻是衡量接地装置质量的重要技术指标 不管是保护接地还是工作接地 接地电阻的大小国家都有规定 保护电阻允许值主要由对地安全电压值确定 我国规定安全电流为30mA s 即人体通过30mA电流 时间不超过1s 对人体是安全的 当通过人体电流达到50mA s时 就有致命危险 我国规定的安全电压为交流有效值50V 在接地电流一定的情况下 要保证对地电压在安全值范围内 应将接地电阻限制在一定的允许值范围内 关于TT系统和IT系统中电气设备外露可导电部分的保护接地电阻 按规定应满足在接地电流通过时产生的对地电压不应高于安全特地电压50V 因此保护接地电阻为 50V 如果漏电断路器的动作电流取为30mA 则 50V 0 03A 1667 这一接地电阻值很大 容易满足要求 一般取 100 以确保安全 对TN系统 其中所有外露可导电部分均接在公共PE线或PEN线上 因此无所谓保护接地电阻问题 七 接地体与接地线 1 接地体自然接地体 人工接地体垂直埋设 水平埋设接地电阻 直接接地装置和距半径为20M远处的一点间的电阻 即为接地体对20M远处的电压与经接地体流入地中的接地电流之比 2 接地线接地干线和接地支线 自然接地线和人工接地线 八 对零线的基本要求零线的连接应牢固可靠 接触良好 零线的截面选择要适当 一方面考虑三相不平衡时通过零线的电流密度 另一方面零线要有足够的机械强度 所有电气设备的接零线 均以并联的方式接在零线上 不允许串联 在有腐蚀性物质的环境中 零线的表面要涂上必要的防腐涂料 九 接地的一般要求 1 所有的电气设备都应采用接地或接零 设计中应首先考虑自然接地 输送易燃易爆物质的金属管道不能做接地体 2 在允许不同的电气设备使用一个总的接地装置时 其接地电阻值应满足其中最小值的要求 3 接地极与独立避雷针接地极之间的地下距离不应小于3M 4 防雷保护的接地装置可与一般电气设备的接地装置相连接 并与埋地金属管道相互连接 5 专用电气设备的接地应与其他设备的接地以及防雷接地分开 并应单独设置接地装置 第八章 结束