《电线接地》PPT课件.ppt

,防火防爆技术基础,电力系统接地与安全,二0一0年九月,防火防爆技术基础,为了保障安全用电，必须采用可靠的技术措施。保护接地、保护接零是间接触电防护措施中最基本的措施。本次学习着重介绍地与接地、I T系统、T T系统、T N系统等接地方式；电气设备的接地、接地装置和接地电阻、保护导体的接地技术。,前 言,防火防爆技术基础,1、电气地-大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此适合作为电气系统中的参考电位体，可称为电气地。这种“电气地”不等于“地理地”，但却包含在“地理地”之中。“电气地”的范畴随着大地结构的组成和大地与带电体接触的情况而定。2、流散电阻-接地极的对地电压与经接地极流入地中的接地电流之比，称为流散电阻。即等于接地线的电阻与流散电阻之和。一般因为接地线的电阻甚小，可以略去不计，因此，可认为接地电阻等于流散电阻。,一、基本概念：,防火防爆技术基础,一般分为保护性接地和功能性接地。2.1、保护性接地 2.2、功能性接地,二、接地的分类,防火防爆技术基础,2.1、保护性接地,防电击接地 为了防止电气设备绝缘损坏或产生漏电流时，使平时不带电的外露导电部分带电而导致电击，将设备的外露导电部分接地。防雷电接地 将雷电导入大地，是为了防止雷电流使人身受到电击或财产受到破坏。防静电接地 将静电荷引入大地，防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。防电蚀接地 地下埋设金属作为牺牲阳极或阴极，防止电缆、金属管道等受到电腐蚀。,防火防爆技术基础,工作接地 为了保证电力系统运行，防止系统振荡，保证继电保护的可靠性，在交直流电力系统的适当地方进行接地，交流一般为中性点，直流一般为中点。逻辑接地 为了确保稳定的参考电位，将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”，一般采用金属底板作逻辑地。常将逻辑接地及其模拟信号系统的接地称为直流地。屏敝接地 将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰对电子设备的影响，也可减少电子设备产生的干扰影响其他电子设备。信号接地 为保证信号具备稳定的基准电位而设置的接地，如检测漏电流的接地、阻抗测量电桥等电气参数测量的接地。,2.2、功能性接地,防火防爆技术基础,接地系统是将电气装置的外露导电部分通过导电体与大地相连接的系统。一般由接地极、总接地端子（连接保护线、接地线、等电位联结线等用以接地的多个端子的组合）、接地线（与接地极相连，只起接地作用的导体。一般将从总接地端子连接到接地极的导体称为接地线）、保护线（通常是指设备外露导电部分直接或间接与接地干线相连的导体）、接地装置（接地及接地线总称为接地装置）等五部分组成。,三、接地系统的构成,防火防爆技术基础,彼此靠近的各类接地建议用一个共同的接地装置，这个接地装置要能满足所连接的不同类别接地的要求。只有在距离接地点20M以外的地方，不同接地类别的接地装置分开装设才有意义。如果相距不到20M，采用两个或更多的接地装置，则当用电设备接地时，接地电流在地下所产生的电位相互影响，达不到降低接触电压或跨步电压的作用；如果将靠近的各类接地连接在一个共同的接地装置上，彼此地电位相差很少，所受到的影响要小的多。因此除有特殊要求外，尽可能采用共同接地。,四、各类接地的兼容性,防火防爆技术基础,1、低压配电系统保护接地可分为I T系统、T T系统、T N系统等接地形式。其中I T系统和T T系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地（过去称保护接地）；T N系统的设备外露可导电部分经公共保护线与电源中性点直接电气连接（过去称保护接零）。2、系统接地型式以字母作代号,其意义为:第一个字母表示电源端与地的关系 T-电源端有一点直接接地；I-电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系 T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；N-电气装置的外露可导电部分与电源端的接地点有直接电气连接。横线后的字母表示中性导线与保护导线的组合关系 S-中性导线与保护导线是分开的；C-中性导线与保护导线是合一的。,五、电力系统接地,防火防爆技术基础,六、I T系统,防火防爆技术基础,六、I T系统,I T系统适用范围 适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所。主要用于三相三线制供电系统，以35KV、10KV、6KV系统等高压供电系统为主。,防火防爆技术基础,I T接地方式供电系统使用在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如连续生产装置、大医院的手术室、地下矿井等处。运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。但是，在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成回路，保护设备不一定动作，这是危险的；线路单相接地时，其余两相对地电压达到线电压，对用电设备的过电压要求很高。,六、I T系统 I T系统优缺点,防火防爆技术基础,七、T T系统,防火防爆技术基础,七、T T系统,T T系统优缺点 1）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。2）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此T T系统不宜在380/220V供电系统中应用。3）T T系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。所以T T系统必须采取快速切除接地故障的保护装置或其他防止电击的措施，并保证零线没有电击的危险。T T系统适用范围 T T系统广泛应用于城镇、农村居民区和公用变压器供电的民用建筑中。即适用于用电设备容量小且很分散的场合。,防火防爆技术基础,八、T N系统,T N系统原理图,防火防爆技术基础,八、T N系统,这种供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用T N表示。T N系统原理如下 1、在中性点接地的三相四线供电中，当电气设备发生单相碰壳时，故障电流经设备的金属外壳形成相线对保护线的单相短路。这将产生较大的短路电流IS，令线路上的保护装置立即动作，将故障部分迅速断电，从而保证人身安全和其他设备或线路的正常运行。,2、在三相四线配电网中要区分工作零线和保护零线。工作零线即中性线，用N表示；保护零线即保护导体，用PE表示。如果一根线既是工作零线又是保护零线，则用PEN表示。3、T N系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比T T系统优点多。T N方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C、TN-S和TN-C-S等三种。,防火防爆技术基础,八、T N系统,4-1、TN-C方式供电系统（三相四线制）它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用PEN表示，如下图所示。,防火防爆技术基础,八、T N系统,TN-C供电系统的特点 1）其优点是节省了一根导线。如果三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。2）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电（对地220V！）。3）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。TN-C供电系统的特点TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡（无220V负载）情况。在一般情况下，如果保护装置和导线截面选择适当，TN-C系统是能够满足要求的。,防火防爆技术基础,八、T N系统,4-2、TN-S方式供电系统（三相五线制）它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作 TN-S供电系统，原理图如下,防火防爆技术基础,八、T N系统,TN-S供电系统特点1）系统正常运行时，专用保护线上没有电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。2）工作零线只用作单相照明负载回路。3）专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关作工作零线。4）干线上使用漏电保护器，漏电保护器下不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。TN-S供电系统适用范围 TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑、住宅小区等低压供电系统。在工程施工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平)特别推荐TN-S方式供电系统。,防火防爆技术基础,八、T N系统,该系统中有一部分工作零线和保护线是合一的，而另一部分是分开的。它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，这种系统称为TN-C-S供电系统。,4-3、TN-C-S方式供电系统（三相四线与三相五线制混合系统）,防火防爆技术基础,八、T N系统,TN-C-S系统特点 工作零线N与专用保护线PE相联通，如上图总开关箱后线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。总开关箱后面PE线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电气设备外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于N线的负载不平衡电流的大小及N线在总开关箱前线路的长度。负载不平衡电流越大，N线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地。TN-C-S系统适用范围 通过上述分析，TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN-C-S系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、施工工地有专用的电力变压器时，必须采用T N-S方式供电系统。所以TN-C-S供电系统常用于配电系统末端环境较差或对电磁抗干扰要求较严的场所。,防火防爆技术基础,3)在TN供电系统中，为确保PE线或PEN线安全可靠，除了在电源中性点进行工作接地外，对PE线和PEN线还必须进行必要的重复接地；PE线或PEN线上不允许装设熔断器和开关。4)在同一供电系统中，不能同时采用TT系统和TN系统。,特殊要求,八、T N系统,1）在TN-C-S系统中PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电，规范规定：有接零保护的零线不得串接任何开关和熔断器。2）在TN-C-S系统中对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外，其他各分箱处均不得把N线和PE线相联，PE线上不许安装开关和熔断器，且联接必须牢靠。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接地),1.1保护接地的作用及其局限性 保护接地是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。保护接地是通过限制带电外壳对地电压(控制接地电阻的大小)或减小通过人体的电流来达到保障人身安全的目的。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，短路电流流经相线和保护接地、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，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接地),1.2保护接地应用范围 保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。对于电源中性点直接接地的农村低压电网和由城市公用配电变压器供电的低压用户由于不便于统一与严格管理，为避免保护接地与保护接零混用而引起事故，所以也应采用保护接地方式。在采用保护接地的系统中，凡是正常情况下不带电，当由于绝缘损坏或其它原因可能带电的金属部分，除另有规定外，均应接地。如变压器、电机、电器、照明器具的外壳与底座，配电装置的金属框架，电力设备传动装置，电力配线钢管，交、直流电力电缆的金属外皮等。在干燥场所，交流额定电压127V以下，直流额定电压110V以下的电气设备外壳；以及在木质、沥青等不良导电地面的场所，交流额定电压380V以下，直流额定电压440V以下的电气设备外壳，除另有规定外，可不接地。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接地),1.3保护接地电阻 保护接地电阻过大，漏电设备外壳对地电压就较高，触电危险性相应增加。保护接地电阻过小，又要增加钢材的消耗和工程费用，因此，其阻值必须全面考虑。在电源中性点不接地或经阻抗接地的低压系统中，保护接地电阻不宜超过4。当配电变压器的容量不超过100kVA时，由于系统布线较短，保护接地电阻可放宽到10。土壤电阻率高的地区(沙土、多石土壤)，保护接地电阻可允许不大于30。在电源中性点直接接地低压系统中，保护接地电阻必须计算确定。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接零),保护接零的作用及应用范围 由于保护接地有一定的局限性，所以就采用保护接零。即将电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。其保安效果比保护接地好。保护接零适用于电源中性点直接接地的三相四线制低压系统。在该系统中，凡由于绝缘损坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外都应接零。应接零和不必接零的设备或部位与保护接地相同。凡是由单独配电变压器供电的厂矿企业，应采用保护接零方式。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接零),2.2重复接地 运行经验表明，在接零系统中，零线仅在电源处接地是不够安全的。为此，零线还需要在低压架空线路的干线和分支线的终端进行接地；在电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处，也要进行接地(距接地点不超过50m者除外)；或在屋内将零线与配电屏、控制屏的接地装置相连接，这种接地叫做重复接地。采取重复接地后，重复接地和电源中性点工作接地构成零线的并联支路，从而使相线零线回路的阻抗减小，短路电流增大，使过流保护装置迅速动作。由于短路电流的增大，变压器低压绕组相线上的电压相应增加，从而使零线上的压降减小，设备外壳对地电压进一步减小，触电危险程度大为减小。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接零),2.3重复接地原理分析 在无重复接地的情况下，当零线断线且在断线处后面任一电气设备发生碰壳短路时，会使断线处后面所有接零设备外壳对地电压均接近于相电压(断线处前面接零设备外壳对地电压近似于零)，这是很危险的。在接零系统中，即使没有设备漏电，而是当三相负载不平衡时，零线上就有电流，从而零线上就有电压降，它与零线电流和零线阻抗成正比。而零线上的电压降就是接零设备外壳的对地电压。在无重复接地时，当低压线路过长，零线阻抗较大，三相负载严重不平衡时，即使零线没有断线，设备也没有漏电的情况下，人体触及设备外壳时，常会有麻木的感觉。采取重复接地后，麻木现象将会减轻或消除。从以上分析可知，在接零系统中，必须采取重复接地。重复接地电阻不应大于10，当配电变压器容量不大于100kVA，重复接地不少于3处时，其接地电阻可不大于30。零线的重复接地应充分利用自然接地体(直流系统除外)。,防火防爆技术基础,九、保护接地与保护接零,(保护接零),2.4采用保护接零应注意的几个问题 保护接零能有效地防止触电事故。但是在具体实施过程中，如果稍有疏忽大意，仍然会导致触电的危险。严防零线断线。在接零系统中，当零线断开后时，接零设备外壳就会呈现危险的对地电压。采取重复接地后，设备外壳对地电压虽然有所降低，但仍然是危险的。所以一定要保护零线的施工及检修质量，零线的连接必须牢靠，零线的截面应符合规程要求。为了严防零线断开，零线上不允许单独装设开关或熔断器。若采用自动开关，只有当过流脱扣器动作后能同时切断相线时，才允许在零线上装设过流脱扣器。在同一台配电变压器供电的低压电网中，不允许保护接零与保护接地混合使用。必须把系统内所有电气设备的外壳都与零线连接起来，构成一个零线网络，才能确保人身安全。严防电源中性点接地线断开。在保护接零系统中，若电源中性点接地线断开，当系统中任何一处发生接地或设备碰壳时，都会使所有接零设备外壳呈现接近于相电压的对地电压，这是十分危险的。因此，在日常工作中要认真做好巡视检查，发现中性点接地线断开或接触不良时，应及时进行处理。保护接零系统零线应装设足够的重复接地。,防火防爆技术基础,电气小知识,Y-,连接原理,防火防爆技术基础,电气小知识,Y-,连接原理,防火防爆技术基础,电气小知识,Y-,连接原理,防火防爆技术基础,再见,结 束 语,保护接地、保护接零是间接触电防护措施中最基本的措施，属于辅助性预防技术手段。所以同时采用绝缘、屏护、漏电保护、安全电压、安全间距等防止直接触电的防护措施。共同编织安全用电的防护网，才能有效防范电气事故。,