供電系統(tǒng)的保護(hù)接地與防雷

中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 內(nèi)容提要： 概述供電系統(tǒng)的保護(hù)接地與防雷保護(hù)。 供電系統(tǒng)的保護(hù)接地與防雷 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 供電系統(tǒng)的保護(hù)接地與防雷 第一節(jié) 供電系統(tǒng)的保護(hù)接地 第二節(jié) 供電系統(tǒng)的防雷保護(hù) 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 第一節(jié) 供電系統(tǒng)的保護(hù)接地 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 一、電流對(duì)人體的危害 電流對(duì)人體的傷害程度與通過人體電流的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、頻率、路徑及人體健康狀況等因素有關(guān)。電流大小不同，引起人體的生理、病理效應(yīng)不同。我國規(guī)定觸電時(shí)間不超過 1s的安全電流為 30mA(50Hz) 。一般情況下通過人體的工頻電流超過 50mA時(shí)，心臟就會(huì)停止跳動(dòng)，發(fā)生昏迷，并出現(xiàn)致命的電燒傷。工頻 100mA電流通過人體時(shí)，很快使人致命。 圖 5-1 是人體觸電時(shí)間與通過人體電流對(duì)人身機(jī)體反應(yīng)的曲線 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 二、接地和接地裝置 1 接地的基本概念 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。 接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成的。 埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體或接地極。 接地體與電氣設(shè)備的金屬外殼之間的連接線，稱為接地線。 由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個(gè)整體，稱為接地網(wǎng)。 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 接地電流、對(duì)地電壓及接地電流電位分布曲線 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流稱為接地電流 IE。 試驗(yàn)表明，在距單根接地體或接地故障點(diǎn) 20m左右的地方，實(shí)際上散流電阻已趨近于零，電位為零的地方，稱為電氣上的 “ 地 ” 或 “ 大地 ” 。電氣設(shè)備的接地部分與零電位的 “ 地 ” （大地）之間的電位差，就稱為接地部分的對(duì)地電壓，如圖中的UE。 2 接地裝置的散流效應(yīng) 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 跨步電壓和接觸電壓示意圖 接觸電壓 是指設(shè)備的絕緣損壞時(shí)，在身體可同時(shí)觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。 跨步電壓 是指在故障點(diǎn)附近行走，兩腳之間出現(xiàn)的電位差 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 3 接地電阻的組成及電力系統(tǒng)對(duì)接地電阻的要求 a) 土壤電阻 :土壤電阻的大小用土壤電阻率表示 。 土壤電阻率就是 體積為一立方厘米的正立方體土壤的電阻值 。 b) 接地線 :自然接地線包括建筑物的金屬結(jié)構(gòu) ， 生產(chǎn)用的金屬構(gòu)架如吊車軌道 、 配電裝置外殼 ， 布線的鋼管 ， 電纜外皮以及非可燃和爆炸危險(xiǎn)的工業(yè)管道等 。 c) 接地極 :自然接地極主要有：地下水管道 ， 非可燃 、 非爆炸性液 、氣金屬管道；建筑物和構(gòu)筑物的金屬結(jié)構(gòu)和電纜外皮 。 （ 2）電力系統(tǒng)對(duì) 接地電阻的要求 電力系統(tǒng)在不同情況下對(duì)接地電阻的要求是不同的。具體內(nèi)容見表 5-3 （ 1）決定接地電阻的因素 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 4 工頻接地電阻的計(jì)算 不同類型的單個(gè)接地極的接地電阻計(jì)算公式，在設(shè)計(jì)手冊(cè)中均有介紹，讀者可根據(jù)需要參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè) 。在實(shí)際的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往單個(gè)接地極的接地電阻不能滿足某些系統(tǒng)對(duì)接地電阻的要求，因此，必須將 數(shù)根接地極進(jìn)行并聯(lián) 成組。 gEgEg nRREgR 人工接地極 (以鋼管為例 )單根電阻 （ ） n 接地極的根數(shù) g 接地極組的 利用系 數(shù)，根據(jù)接地極布置情況，根數(shù)及其間距而定；設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè) EgR 人工接地極組的總電阻值（ ） 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 組合接地極是用扁鋼連接的 bEbEb RR EbREbRb 長度為 z的扁鋼考慮利用系數(shù)時(shí)的電阻值 （ ） 長度為 z的扁鋼，未考慮利用系數(shù)影響前的電阻值 （ ） 扁鋼的利用系數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。 人工接地網(wǎng)的總接地電阻 EbEgEbEgEM RRRRR人工接地極組的總電阻為 EMEbEbEMEg RRRRRgEgEgRRn 鋼管數(shù) 扁鋼 gEgEg9.0RRn 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 5. 沖擊接地電阻的計(jì)算 沖擊接地電阻 Eshsh RR shRshER 沖擊接地電阻 （ ） 接地體的沖擊系數(shù) 工頻接地電阻 （ ） 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù)電子課件 X 三、保護(hù)接地 為保證人體觸及意外帶電的電氣設(shè)備時(shí)的人身安全，而將電氣設(shè)備的金屬外殼進(jìn)行接地即為保護(hù)接地（又稱安全接地）。 工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的一種接地，例如電源中性點(diǎn)的接地等。 依據(jù)低壓配電系統(tǒng)的對(duì)地關(guān)系、電氣設(shè)備（或裝置）的外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地關(guān)系以及整個(gè)系統(tǒng)的中性線（ neu