接零、接地保護(hù)系統(tǒng)安全講座V10

1、接零、接地保護(hù)系統(tǒng)安全講座主講單位： 江蘇建華主 講 人： 查 嘉電 話：一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志一、安全電壓根據(jù)不同的環(huán)境，正確選用相應(yīng)額定值的安全電壓作為供電電壓，是一項(xiàng)防止觸電傷亡事故的重要技術(shù)措施。安全電壓把可能加在人身上的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍，這一電壓就叫做安全電壓。(一)安全電壓值是通過人體的電流(30mA)與人體電阻(1700 )的乘積。1、安全電壓額定值為五個(gè)等級(jí)，即：42伏、36伏、24伏、12伏、6伏2、我國規(guī)定工頻(交流)安全電壓上限值，即在任何情況下，兩導(dǎo)線間或任一導(dǎo)線與地之間均不得超過工頻電壓有效值上限為50伏

2、。國際電工委員會(huì)還規(guī)定了直流安全電壓的上限值為120伏。一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志安全電壓(交流有效值)應(yīng)用場(chǎng)所額定值空載上限值4250在有觸電危險(xiǎn)場(chǎng)所使用的手持電動(dòng)工具3643在礦井、多導(dǎo)電粉塵等場(chǎng)所的使用的行燈2429供某些具有人體可能偶然觸及的帶電體的電器設(shè)備選用1215在特別潮濕的場(chǎng)所或金屬容器內(nèi)工作68人體大部分浸在水中工作一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志(三)安全電壓的取得1、安全電壓必須由雙繞組變壓器降壓獲得，而不可由自來變壓器或電阻分壓器獲得。一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志2、工作在安全電壓下的電路，必須與其他電氣系統(tǒng)和任何無關(guān)的可導(dǎo)電部分實(shí)行電氣上的隔離。3、當(dāng)電氣設(shè)備采用

3、24伏以上安全電壓時(shí)，必須采取防止直接接觸帶電體的保護(hù)措施。4、安全變壓器的鐵芯和外殼內(nèi)應(yīng)接地，以防一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，高壓竄入低壓回路引起觸電危險(xiǎn)；此外，還應(yīng)在高、低壓回路中裝設(shè)熔斷器作短路保護(hù)。一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志二、安全距離(間距)安全距離(間距)為了防止發(fā)生人身觸電事故和設(shè)備短路或接地故障，在帶電體與地面、帶電體與帶電體之間、帶電體與其他設(shè)施和設(shè)備之間，均需保持一定的安全距離，這種距離稱為安全距離(間距)。如檢修間距規(guī)定：在低壓操作中，人體及所攜帶的工具等到與帶電體的距離不就小于0.1米。一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志(三)屏護(hù)A、屏護(hù)的作用1、防止工作人員意外碰觸或過

4、分接近帶電體。2、作為檢修部位與帶電體距離小于安全距離時(shí)的隔離措施。3、保護(hù)電氣設(shè)備不受機(jī)械損傷。一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志B、常用屏護(hù)的種類1、遮欄2、柵欄3、圍墻4、保護(hù)網(wǎng)一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志(四)安全標(biāo)志安全標(biāo)志的作用：在有觸電危險(xiǎn)的處所或容易產(chǎn)生誤判斷、誤操作的地方， 以及存在不安全因素的現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置醒目的文字或圖形標(biāo)志，提示人們識(shí)別、警惕危險(xiǎn)因素，對(duì)防止人們偶然觸及或過分接近帶電體而觸電。一、安全電壓、距離、屏護(hù)及標(biāo)志安全色標(biāo)的意義色標(biāo)含義舉例紅色禁止、停止、消防停止按鈕、滅火器、儀表運(yùn)行極限黃色注意、警告“當(dāng)心觸電”、“注意安全”綠色安全、通過、允許、工作如“在此工作”

5、“已接地”黑色警告多用于文字、圖形、符號(hào)藍(lán)色強(qiáng)制執(zhí)行“必須帶安全帽”二、絕緣防護(hù)(一)絕緣的作用是用絕緣物把帶電體封閉起來，使電氣設(shè)備和線路正常運(yùn)行、防止人身觸及帶電體。(二)常用絕緣材料1、絕緣材料有：氣體、液體和固體三種；2、氣體絕緣材料有：空氣、氮?dú)?、二氧化碳、六氟化硫等?、液體絕緣材料有：變壓器油、硅油、篦麻油、十二烷基苯、二芳基乙烷等。4、固體絕緣材料有：電瓷、玻璃、云母、石棉、大理石、硫磺等。二、絕緣防護(hù)三、絕緣性能的惡化或破壞絕緣事故1、絕緣性能包括：電氣性能、機(jī)械性能、熱性能(耐熱性、耐寒性、耐沖擊穩(wěn)定性、耐弧性、軟化點(diǎn)、粘度)、吸潮性能、化學(xué)穩(wěn)定性(抗氧化性、抗腐蝕性、抗溶

6、劑性)以及抗生物性(霉菌、昆蟲的危害)。2、電氣性能是絕緣材料的主要性能，有極化、電導(dǎo)、損耗和擊穿。絕緣材料的電氣性能是很有可能在運(yùn)行中逐漸惡化甚至被擊穿而發(fā)生短路或漏電事故的。二、絕緣防護(hù)三、保護(hù)接地一、接地與保護(hù)接地的概念接地將電氣裝置中某一部位經(jīng)接地線和接地體與地做良好的電氣連接。保護(hù)接地是把故障情況下可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓的金屬部分同大地緊密地連接起來，把設(shè)備上的故障電壓限制在安全范圍內(nèi)的安全措施。保護(hù)接地的作用原理分析(一)在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，電氣設(shè)備不接的危險(xiǎn)性分析三、保護(hù)接地如圖所示，在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，電動(dòng)機(jī)的外殼不接地，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的絕緣擊穿時(shí)，其外殼便帶有電壓。這時(shí)若有人

7、觸及電動(dòng)機(jī)外殼，將有電流經(jīng)人體電阻Rb、電網(wǎng)非故障相對(duì)地電容C和絕緣電阻R構(gòu)成回路。根據(jù)所示的等值電路圖，可算得流經(jīng)人體的電流Ib為： 3相電壓(U)1)流過人體 = 的電流(Ib) 各相對(duì)地絕緣電阻(R)+3人體電阻(Rb)三、保護(hù)接地2)人體承受的電壓(Ub)=渡過人體的電流(Ib)人體電阻(Rb)即：Ub=IbRb1、中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)無防護(hù)措施的危險(xiǎn)供電系統(tǒng)的電壓可分為超高壓電網(wǎng)(500千伏以上)，高壓電網(wǎng)(220、110、35、10、6千伏等)和1000伏及以下的低壓電網(wǎng)(0.4千伏等)。三、保護(hù)接地供電電源的相數(shù)可分為單相電網(wǎng)、兩相電網(wǎng)和三相電網(wǎng)。單相電網(wǎng)是采用一條相線和一條中

8、性線(N)供給照明及小型設(shè)備用電的電網(wǎng)；兩相電網(wǎng)是采用兩條相線供給電焊機(jī)等設(shè)備用的電網(wǎng)；三相電網(wǎng)是采用三條相線供給一般電動(dòng)機(jī)等設(shè)備用電的電網(wǎng)。按電網(wǎng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，電網(wǎng)可分為中性點(diǎn)接地電網(wǎng)和不接地電網(wǎng)。電網(wǎng)的中性點(diǎn)系指所有發(fā)電機(jī)及變壓器三相繞組的中性點(diǎn)。三、保護(hù)接地按供電電流的性質(zhì)可分為直流電網(wǎng)和交流電網(wǎng)。電力輸送的主要方式是交流送電，但在一些特殊的場(chǎng)合，如較長線路的海底電纜送電，電動(dòng)機(jī)車等要采用直流送電。1)在電網(wǎng)線路絕緣良好的情況下(R=0.5M =0.5106 )，若取人體電阻Rb=1700 ，則：三、保護(hù)接地A、流經(jīng)人體的電流(I)為 3220 Ib =1.31(mA) 0.5106

9、+31700B、人體承受的電壓UB為 Ub=IbRb=1.3110-31700=2.23(V)三、保護(hù)接地由上述計(jì)算可知，在電網(wǎng)線路絕緣良好的情況下，流經(jīng)人體的電流遠(yuǎn)小于安全電流30mA；人體所承受的電壓也遠(yuǎn)小于安全電壓額定值50伏，可見在線路絕緣良好的情況下，是不會(huì)有觸電危險(xiǎn)的。2)如果電網(wǎng)線路絕緣不良(設(shè)絕緣電阻降至5000 )，此時(shí)，流過人體的電流(Ib)為：三、保護(hù)接地A、 3220 Ib= =65(mA)30(mA) 5000+31700B、加于人體的電壓(Ub)為 Ub=IbRb=6510-31700=111(伏)三、保護(hù)接地 由上述計(jì)算可知，如果電網(wǎng)絕緣不良，由于流過人體的電流6

10、5mA大于致命電流30mA；加于人體的電壓111伏大于安全電壓額定值50伏，所以對(duì)于觸電者是相當(dāng)危險(xiǎn)的。三、保護(hù)接地2、中性點(diǎn)不接地的高壓電網(wǎng)無防護(hù)措施的危險(xiǎn)3-60千伏(1千伏以上屬高壓電網(wǎng))，電網(wǎng)的中性點(diǎn)是不接地運(yùn)行的。這類電網(wǎng)電壓較高，絕緣電阻一般都在數(shù)百兆歐以上，但由于電網(wǎng)分布廣、線路長，對(duì)地電容較大(尤其是電纜線路)，這時(shí)，流過人體的電流又是多大呢？現(xiàn)以一個(gè)6千伏電纜網(wǎng)絡(luò)為例，進(jìn)行說明：三、保護(hù)接地該線路總長為1500米，全部采用16mm2的銅芯電纜敷設(shè)，供電給高壓電動(dòng)機(jī)，每千米(km)電纜的對(duì)地電容C0=0.22微法(UF)。(二)采用保護(hù)接地防止人身觸電的有效性分析1、保護(hù)接地在

11、IT系統(tǒng)中的應(yīng)用所謂IT系統(tǒng)是指電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗(1000 )接地，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(如設(shè)備的金屬外殼)經(jīng)各自的保護(hù)線(PE)分別直接接地的三相三線制低壓配電系統(tǒng)，如圖所示：三、保護(hù)接地在這種系統(tǒng)中，有人觸及“碰殼”設(shè)備外殼時(shí)，流過人體的電流可按所示的等值電路求得為 RE Ib= IE RE+RB 式中地中電流 U 3UIE= = Z RERb Z 3RERb 3 RE+Rb RE+Rb三、保護(hù)接地當(dāng)RERb時(shí) 3U IE 1Z+3Rb1 RE 3URE Ib= Rb 1Z+3RE1Rb三、保護(hù)接地 比較式(2-3)和式(2-9)，當(dāng)RERb時(shí)，雖然地中電流IE有所增大，但是，

12、流過人體的電流只是IE的一小部分，只要將接地電阻限制在足夠小的范圍，就能使流過人體的電流小于安全電流，或者說可把人體接觸電壓降低至安全電壓以下，從而保證人身安全，這就是保護(hù)接地的工作原理。 以380/220伏中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)為例說明保護(hù)的有效性：三、保護(hù)接地假設(shè)電網(wǎng)的絕緣電阻R=5000 ，忽略對(duì)地電容的影響，人體電阻Rb=1700 ，當(dāng)保護(hù)接地電阻R0=4 時(shí)，由式 可算得流過人體的電流只有0.3mA，人體的接觸電壓僅0.53伏。由此可見，在IT系統(tǒng)中采用保護(hù)接地是很有效的保安技術(shù)措施。同理可以論證，對(duì)于3-60千伏(KV)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的高壓電網(wǎng)(屬小接地短路電流系統(tǒng))，保護(hù)

13、接地也是減輕觸電的有效措施。三、保護(hù)接地2、IT系統(tǒng)中、保護(hù)接地的有效性分析在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，采用保護(hù)接地可以有效地防止或減輕間接觸電的危險(xiǎn)。但是，在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，采用保護(hù)接地的效時(shí)如何呢？(1)無保護(hù)接地的中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)三、保護(hù)接地如圖所示的中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，電動(dòng)機(jī)的金屬外殼不接地。當(dāng)人觸及“碰殼”的電動(dòng)機(jī)外殼時(shí)，接地電流IE經(jīng)人體和變壓器的工作接地電阻RO構(gòu)成回路。這時(shí)，流經(jīng)人體的電流Ib為流經(jīng)人體電流( Ib)=相電壓U/人體電阻（Rb）+變壓器中性點(diǎn)工作接地電阻RO即Ib=U/ Rb+ RO 通常RO4，若取Rb=1700，對(duì)于380/220伏三相四線制電網(wǎng)，則

14、人體所承受的電壓等于相電壓220伏，通過人體的電流Ib=220/1700+4=12g（mA）些值遠(yuǎn)大于安全電流，觸電都是很危險(xiǎn)的。三、保護(hù)接地(2)TT系統(tǒng)中保護(hù)接地的功能 所謂TT系統(tǒng)是指電源中性點(diǎn)直接接地，而設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的PE線（保護(hù)線）分別直接接地的三相四線低壓供電系統(tǒng)。 配圖2-7（P38）三、保護(hù)接地 如圖所示，電動(dòng)機(jī)外殼是接地的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生碰殼短路時(shí)，按所示的等值電路，可以求得故障電流（Ix）為 Ix=U/Rn+RERb/RE+Rb 人體所承受的電壓 UB=UE=RERbRE+RbIx 一般情況下，RO和RE都不超過4，如取人體電阻Rb=1700，在380/220伏

15、電網(wǎng)中，故障電流和加于人體的電壓分別為三、保護(hù)接地 Ix=2204+（41700）（4+1700）=27.5（安） Ub=（41700）（4+1700）27.5=110（伏） 流過人體的電流 Ib=UbRb=1101700=65（毫安） 由上述分析可知，電源中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)，設(shè)備金屬外殼接地后人體觸電電流明顯減?。ㄉ侠?29毫安減小至65毫安），因此對(duì)減小觸電危險(xiǎn)是有一定的作用的。三、保護(hù)接地 但是，這個(gè)電流值仍然大于安全電流，且故障電流只有27.5安，在大多數(shù)情況下，是不足以使電路的過電流保護(hù)裝置（如熔斷器、自動(dòng)開關(guān)的脫扣器等）動(dòng)作的，電動(dòng)機(jī)外殼長時(shí)間帶電，這對(duì)人仍是很危險(xiǎn)的，雖然

16、，在理論上是不難找到解決問題的辦法，如將接地電阻RE降至0.78以下，就可將加于人體上的電壓降至安全電壓36伏以下。但這樣做將增大接地裝置的費(fèi)用和工程難度。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度來看，這樣做是三、保護(hù)接地 不合理的，所以，在電氣安全技術(shù)的發(fā)展史上，人們?cè)鴮?duì)保護(hù)接地在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的應(yīng)用持否定態(tài)度。 近年來，隨著高靈敏漏電保護(hù)器的推廣應(yīng)用，大大地放寬了對(duì)接地電阻值的要求（如漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流為30mA，通過公式計(jì)算，可救得RE1200，一般取RE100，這是很容易滿足的），保護(hù)接地作為保安措施已被應(yīng)用于中性點(diǎn)直接接地的三相四線制電網(wǎng)中，并被稱為TT系統(tǒng)。民用電和公用變壓器供電系統(tǒng)應(yīng)用這種保護(hù)方

17、式。三、保護(hù)接地 TT系統(tǒng)與前述IT系統(tǒng)一樣，由于其所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分都是經(jīng)各自的PE線（保護(hù)線）分別直接接地的，各臺(tái)設(shè)備的PE線之間無電氣聯(lián)系，也適于對(duì)數(shù)據(jù)處理，精密檢測(cè)等裝置的供電。三、保護(hù)接地 三、保護(hù)接地電阻的確定 保護(hù)接地的工作原理也可以認(rèn)為是并聯(lián)電路中的小電阻（保護(hù)接地電阻RE）對(duì)大電阻（人體電阻Rb）的強(qiáng)分流作用。因此，接地電阻的數(shù)值對(duì)于保護(hù)的效果是至關(guān)重要的。該數(shù)值可以根據(jù)電網(wǎng)可能的接地故障電流和允許的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的最大對(duì)地電壓來確定。三、保護(hù)接地(一)中性點(diǎn)接地的380/220伏系統(tǒng)的接地電阻值 這種系統(tǒng)，電網(wǎng)對(duì)地電容不大，單相接地故障電流一般不超過10安，由于人

18、體接觸低壓電氣設(shè)備的機(jī)會(huì)較多，允許的設(shè)備外殼對(duì)地電壓可取為安全電壓36伏，則接地電阻三、保護(hù)接地所以規(guī)程要求RE4 。當(dāng)變壓器容量在100千伏安以下，RE可放寬至不大于10 。(二)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的高壓系統(tǒng)的接地電阻值在這類的額定電壓在3-60千伏之間，接地電流一般不超過500安，稱為小接地短路電流系統(tǒng)。由于高壓系統(tǒng)的接地電流已經(jīng)比較大，要把設(shè)備外露導(dǎo)電部分的允許最大對(duì)地電壓限制在36伏以下，三、保護(hù)接地 勢(shì)必要求接地電阻降至很低，前面已指出此舉在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是不全理的，在多數(shù)情況下甚至是不可能做到的。因此，對(duì)這類系統(tǒng)，允許設(shè)備外露導(dǎo)電部分對(duì)地電壓可放寬至120伏或250伏，視高、

19、低壓設(shè)備的接地裝置是共用還是分開敷設(shè)而定。三、保護(hù)接地1、高低壓設(shè)備共用一套接地裝置時(shí)，要求 120 RE (歐) IE2、高、低壓設(shè)備各有獨(dú)立的接地裝置時(shí)，要求 250 RE (歐) IE三、保護(hù)接地(三)中性點(diǎn)直接接地的高壓系統(tǒng)的接地電阻值 我國規(guī)定電壓在110千伏及以上的電網(wǎng)幾乎都是采用中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行的，其接地短路電流在500安以上，稱之為大接地短路電流系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，由于接地短路電流值已經(jīng)很大，事實(shí)上已無法用保護(hù)接地的方法來限制碰殼設(shè)備的對(duì)地電壓不超過某一安全范圍，而是靠繼電保護(hù)裝置迅速切斷電源來保障安全。三、保護(hù)接地 在這類系統(tǒng)中的設(shè)備外殼雖然也接地，并要求接地電阻不大于

20、0.5歐，但接地的意義與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的保護(hù)接地有所不同，后者在于限制碰殼設(shè)備的對(duì)地電壓，而前者在于促使繼電保護(hù)裝置可靠地動(dòng)作，以切斷電源的辦法去消除電弧接地過電壓。三、保護(hù)接地四、其他保護(hù)接地形式 上述保護(hù)接地都是指將電氣設(shè)備的金屬外殼或金屬結(jié)構(gòu)與地作連接，旨在防止或減小由于電氣設(shè)備對(duì)地絕緣損壞而引起的觸電危險(xiǎn)。但是，對(duì)于低壓側(cè)不接地電網(wǎng)，配電變壓器高、低繞組之間因絕緣擊穿而使低壓側(cè)電網(wǎng)電壓升高，即所謂高壓竄入低壓的問題，亦應(yīng)引起足夠的重視。三、保護(hù)接地(一)減輕變壓器高壓竄入低壓所造成的危險(xiǎn)的方法是把變壓器低壓側(cè)經(jīng)擊穿保險(xiǎn)器JB接地。配圖三、保護(hù)接地 擊穿保險(xiǎn)器是由兩片銅制電極夾以帶孔

21、的云母片制成的。正常情況下，云母片把低壓電網(wǎng)與大地隔離，電網(wǎng)按中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行。當(dāng)高壓竄入低壓時(shí)，保險(xiǎn)器被高壓擊穿(保險(xiǎn)器的擊穿電壓僅數(shù)百伏)，使高壓電網(wǎng)形成單相接地電流，這時(shí)保護(hù)裝置將切斷高壓側(cè)電源或發(fā)出信號(hào)。只要接地電阻不大于4歐，一般就可把低側(cè)對(duì)地電壓限制在120伏以下，從而減輕高壓竄入低壓時(shí)的危險(xiǎn)。三、保護(hù)接地(二)電流互感器、電壓互感器等也有高壓竄入低壓的危險(xiǎn)。防止和減輕危險(xiǎn)的辦法是將低壓側(cè)(二次側(cè))繞組接地。三、保護(hù)接地三、保護(hù)接零 保護(hù)接零是把電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與電網(wǎng)的保護(hù)零線(中性線N)緊密地連接起來。一、保護(hù)接零的原理當(dāng)某相帶電部分碰連設(shè)備外殼(即外露可

22、導(dǎo)電部分)時(shí)，通過設(shè)備外殼形成該相對(duì)零線的單相短路(即碰殼短路)，短路電流能促使線路上的過電流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，從而把故障部分?jǐn)嚅_電源，消除觸電危險(xiǎn)。二、中性線N、保護(hù)線PE及保護(hù)零線PEN在三相四線電網(wǎng)中，應(yīng)當(dāng)區(qū)別工作零線和保護(hù)零線。工作零線即中性線，通常用N表示；保護(hù)零線即保護(hù)導(dǎo)體，通常用PE表示；如果同一根線既是工作零線又是保護(hù)零線，則是用PEN表示。1、中性線N，其功能有：1)用來通過單相負(fù)荷的工作電流；三、保護(hù)接零2)用來通過三相電路中的不平衡電流以及三次諧波電流；3)使不平衡負(fù)荷上的電壓均等；4)當(dāng)設(shè)備的金屬外殼與之相連之后，還能防止人體間接觸電。2、保護(hù)線PE以防止觸電為目的而用

23、來與設(shè)備或線路的金屬外殼、接地母線、接地端子、接地極、接地金屬部件等作電氣連接的導(dǎo)線 或?qū)w，稱之為保護(hù)線。三、保護(hù)接零保護(hù)線以PE表示，如IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)中的設(shè)備金屬外殼與地之間的連接便是。3、保護(hù)零線PEN當(dāng)零線N與保護(hù)線PE共為一體，同時(shí)具有零線與保護(hù)線兩種功能的導(dǎo)線稱之為保護(hù)零線或保護(hù)中性線，以符號(hào)PEN表示。三、TN系統(tǒng)及其三種保護(hù)接零形式TN系統(tǒng)電源系統(tǒng)有一點(diǎn)(通常是中性點(diǎn))接地，負(fù)載設(shè)備的外露部分(如金屬外殼)通過保護(hù)線連接到此接地點(diǎn)的低壓配電系統(tǒng)，統(tǒng)稱為TN系統(tǒng)。三、保護(hù)接零根據(jù)零線N和保護(hù)線PE的不同安排方式，TN系統(tǒng)可分為三種形式：1、TN-C系統(tǒng)這種系統(tǒng)的零線N和保護(hù)零

24、線PEN，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均與保護(hù)零線PEN相連。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或只有單相用電設(shè)備時(shí)，保護(hù)零線PEN中有電流通過。三、保護(hù)接零在一般情況下，如開關(guān)裝置和保護(hù)零線PEN截面選擇適當(dāng)，是能夠滿足供電的可靠性和用電的安全性要求的。TN-C系統(tǒng)目前在我國應(yīng)用得最為普遍。TN-C系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：如圖所示，當(dāng)保護(hù)零線PEN斷線時(shí)，在斷線點(diǎn)P后的設(shè)備機(jī)殼上，由于負(fù)載中性線偏移，可能出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓，更為嚴(yán)重的是，如果斷線點(diǎn)后某一設(shè)備發(fā)生“碰殼”故障，開關(guān)保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作，致使斷線點(diǎn)后所有采用保護(hù)接零的設(shè)備外殼上都將長間帶有相電壓。三、保護(hù)接零(二)TN-S系統(tǒng)這種系統(tǒng)的零線N和保護(hù)線PE是

25、分開設(shè)置的，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分只與公共的保護(hù)線PE相連。在TN-S系統(tǒng)中，零線N的作用僅僅是用來通過單相負(fù)載電流，三相不平衡電流，幫稱為工作零線。對(duì)觸電起保護(hù)作用的是保護(hù)線PE，故對(duì)其有保護(hù)零線之稱。三、保護(hù)接零顯然，由于零線N和保護(hù)PE的功能不同，作用各異，所以自電源中性點(diǎn)后，零線N與保護(hù)線PE之間以及對(duì)地之間均須加以絕緣。TN-S系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：1、一旦零線N斷線，只影響用電設(shè)備不能正常工作，而不會(huì)導(dǎo)致在斷線點(diǎn)后的設(shè)備外殼上出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。2、即使負(fù)荷電流在零線上產(chǎn)生較大的電位差與保護(hù)線相連的設(shè)備外殼上仍能保持零電位而不至于出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。三、保護(hù)接零3、由于保護(hù)線PE在正常情況下沒有電流

26、通過，因此用電設(shè)備之間不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，這種系統(tǒng)適于對(duì)數(shù)據(jù)處理，精密檢測(cè)裝置的供電。TN-S系統(tǒng)消耗的導(dǎo)電材料較多，投資較大，但由于有上述優(yōu)點(diǎn)，適宜于環(huán)境條件較差，對(duì)安全可靠性要求較高及設(shè)備對(duì)電磁干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。三、保護(hù)接零(三)TN-C-S系統(tǒng)這種系統(tǒng)前邊為TN-C系統(tǒng)(即零線N和保護(hù)線PE是合一的)，后邊是TN-S系統(tǒng)(即零線N和保護(hù)線PE是分開的，分開后不允許再合并)。因此，這種系統(tǒng)兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)，保護(hù)性能介于兩者之間。常用應(yīng)用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差或有數(shù)據(jù)處理等設(shè)備的場(chǎng)所。三、保護(hù)接零四、保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN的重復(fù)接地所謂重復(fù)接地就是在TN系統(tǒng)中，除

27、在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還在一定的處所把保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN再行接地，如圖所示重復(fù)接地對(duì)于保證保護(hù)零線PEN的有效性具有重要意義。三、保護(hù)接零(一)重復(fù)接地的作用1、在保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN完整時(shí)：重復(fù)接地可以降低碰殼故障時(shí)所有被保護(hù)設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地電壓。2、在保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN斷線的情況下：重復(fù)接地可以降低斷線點(diǎn)后面碰殼故障時(shí)保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN的對(duì)地電壓。3、重復(fù)接地還可以降低電網(wǎng)一相接地故障時(shí)，非故障相的對(duì)地電壓。三、保護(hù)接零4、重復(fù)接地的其他作用由于保護(hù)線PE和保護(hù)零線PEN重復(fù)接地電阻與電源工作接地電阻并聯(lián)的結(jié)果，起到了等效降低工作接地電阻的作用，

28、由此可推論出重復(fù)接地的另一些作用。如可以降低高壓竄入低壓網(wǎng)絡(luò)時(shí)低壓網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電壓；可以降低三相負(fù)荷不平衡時(shí)零線對(duì)地電壓；在零線斷線時(shí)，在一定程度上起平衡各相電壓的作用。三、保護(hù)接零此外，重復(fù)接地還能增加單相接地短路電流，加速了線路保護(hù)裝置的動(dòng)作，從而縮短事故待續(xù)時(shí)間。架空線路的重復(fù)接地對(duì)雷電流有分流作用，有助于改善防雷性能。(二)電氣規(guī)程對(duì)重復(fù)接地裝置的有關(guān)規(guī)定：1、必須設(shè)置重復(fù)接地的處所TN系統(tǒng)的保護(hù)線PE保護(hù)零線PEN必須在下列處所重復(fù)接地三、保護(hù)接零戶外架空線路的干線和長度超過200米的分支線的終端及沿線每1公里處；電纜或架空線在引入車間或大型建筑物處；以金屬外皮作為保護(hù)線的低壓電纜；同

29、桿架設(shè)的高、低壓架空線路的共同敷設(shè)段的兩端。三、保護(hù)接零2、對(duì)重復(fù)接地電阻的要求：當(dāng)工作接地電阻不大于4 時(shí)，每一重復(fù)接地裝置的重復(fù)接地電阻不應(yīng)大于10 ；在工作接地電阻允許不大于10 的場(chǎng)合，每一重復(fù)接地的接地電阻不應(yīng)大于30 ，但重復(fù)接地點(diǎn)不得小于二處。重復(fù)接地可以從保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN引接，也可以從保護(hù)零設(shè)備的外殼引接。三、保護(hù)接零五、采用保護(hù)接零的注意事項(xiàng)(一)在由同一臺(tái)變壓器供電的系統(tǒng)中，不應(yīng)有一部分設(shè)備保護(hù)接零而另一部分設(shè)備保護(hù)接地(即同一系統(tǒng)中，不應(yīng)保護(hù)接地和保護(hù)接零混用)。如圖所示，在保護(hù)接地和保護(hù)接零混用的情況下：當(dāng)采用保護(hù)接地的電動(dòng)機(jī)發(fā)生碰殼故障時(shí)，若故障電流受阻抗R

30、O+RE的限制，其數(shù)值不足以使開關(guān)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，碰殼設(shè)備外殼對(duì)地電壓：三、保護(hù)接零 U 220 Ub2= RO= 4 = 110(伏) RO+RE 4+4 保護(hù)零線PEN對(duì)地電壓 U 220 UPEN= = RE= 4 = 110(伏) RO+RE 4+4 也就是說,不采用保護(hù)接地的電動(dòng)機(jī)外殼帶有危險(xiǎn)的電壓,而且所有接零的正常設(shè)備的外殼全部都帶有危險(xiǎn)電壓,在線路保護(hù)裝置未動(dòng)作的情況下,設(shè)備外殼將長時(shí)間帶電,反而擴(kuò)大了觸電危險(xiǎn)范圍。三、保護(hù)接零 因此，除非采用保護(hù)接地的設(shè)備裝設(shè)有能確保自動(dòng)快速地切除碰殼故障的繼電保護(hù)裝置，在同一臺(tái)變壓器供電系統(tǒng)中是不允許將保護(hù)接地和保護(hù)接零混用。 如果把保護(hù)接

31、地的電動(dòng)機(jī)（M2）也同時(shí)接零，這樣做則是允許的，因?yàn)榇藭r(shí)電源工作接地電阻RE變成了重復(fù)接地，這對(duì)于安全是不益無害的。三、保護(hù)接零 （二）、采用保護(hù)接零的系統(tǒng)，其工接地裝置必須可靠，接地電阻值必須符合要求。 因?yàn)槿绻ぷ鹘拥鼗芈窋嚅_，這相當(dāng)于在中性點(diǎn)不接地的三相四線制系統(tǒng)中采用保護(hù)接零花（如圖2-19），其后果除了當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作，零線及所有保護(hù)接零設(shè)備外殼都將帶上危險(xiǎn)的電壓外，電網(wǎng)非故障相對(duì)地電壓亦將升高（最大可達(dá)線電壓值）。三、保護(hù)接零 后者也增加了不安全因素： 一是觸電危險(xiǎn)增加； 二是可能導(dǎo)致兩相接地短路； 此外，工作接地回路斷開，還將使高壓竄入低壓時(shí)失去防護(hù)。

32、工作接地的電阻值也必須保證在規(guī)定的范圍內(nèi)（一般要求不大于4歐）。 如果接地不良或電阻值過大，除了會(huì)使電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)。 如圖2-20：三、保護(hù)接零 非故障相電壓過高及增加高壓竄入低壓的危險(xiǎn)外，設(shè)備發(fā)生碰殼故障時(shí)，開關(guān)保護(hù)裝置還可能因接地短路電流受限制而拒絕動(dòng)作，使所有保護(hù)接零設(shè)備的外殼長時(shí)間帶上危險(xiǎn)電壓。 因此，必須加強(qiáng)對(duì)工作接地裝置的維護(hù)、檢查以保證其完整性。三、保護(hù)接零（三）、保護(hù)接零必須有靈敏可靠的短路保護(hù)裝置配合。因?yàn)楸Ｗo(hù)接零的保安原理是借助保護(hù)線PE將磁殼的故障電流擴(kuò)大為短路電流，從而迫使線路的短路保護(hù)裝置迅速動(dòng)作而切斷電源。低壓線路的保護(hù)裝置通常是熔斷器和自動(dòng)開關(guān)，接零保護(hù)的

33、有效性在于能否迅速使熔斷或使自動(dòng)跳閘，從而使觸電者盡快脫離電源。線路保障裝置能否迅速動(dòng)作主要取決于接地短路電流的大小和保護(hù)裝置動(dòng)作電流的大小。三、保護(hù)接零 規(guī)程要求單相短路電流IK不小于熔斷器熔件額電流的4倍（熔斷時(shí)間不大于10-15秒），不小于自動(dòng)開關(guān)瞬時(shí)（動(dòng)作時(shí)間不超過0.1秒）或短延時(shí)（動(dòng)作時(shí)間不超過0.1-0.4秒）脫扣器整定電流的1.5倍。三、保護(hù)接零 六、對(duì)保護(hù)線PE或保護(hù)零線零截面積的要求 （一）保護(hù)接零系統(tǒng)對(duì)相零回路阻抗的要求： （1）相零回路阻抗對(duì)保護(hù)接零的有效性具有十分重要的意義。 如保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN的截面過小，使相零回路阻抗過大，短路電流不足以使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作

34、，這樣將會(huì)使碰殼故障時(shí)保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN的對(duì)地電壓持續(xù)過高，保護(hù)零的作用也就失效。三、保護(hù)接零 所以，保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN的截面應(yīng)盡量大些，以減小相零回路的阻抗。 （2）通過保護(hù)零PEN的電流 在TN-C系統(tǒng)中，當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或只有單相用電設(shè)備時(shí)，保護(hù)零線PEN將有電流通過，這種情況，保護(hù)零線PEN截面應(yīng)滿足截流量的要求。 一般要求TN系統(tǒng)的保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN截面的額定電流不應(yīng)小于相線截面的額定電流的一半。 （3）機(jī)械強(qiáng)變 為了防止零線斷線的危險(xiǎn)，保護(hù)線PE或PEN必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 （二）、保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN的連接要求 設(shè)備與保護(hù)線PE 或保護(hù)零線PEN

35、之間的連接應(yīng)牢固可靠，接觸良好。 與設(shè)備外殼的連接應(yīng)接在專用接地螺栓上，還應(yīng)加上彈簧墊圈防止螺母松脫。 銅質(zhì)線本身之間連接要采用焊接。三、保護(hù)接零 采用自然接地體（如行車軌道、電線管）作為保護(hù)或保護(hù)零線時(shí)，對(duì)連接不可靠的地方要另加跨接線。 應(yīng)敷設(shè)在不易碰觸損傷或脫落的地方，跨越通道時(shí)必須有妥善的防護(hù)。 在有腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境中，裸導(dǎo)體線表面要刷上防腐涂料。 平時(shí)加強(qiáng)維護(hù)和檢查。特別要注意檢查臨時(shí)用電設(shè)備、斷線或松脫。 必須強(qiáng)調(diào)指出的是，所有電氣設(shè)備的保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN以并聯(lián)方式接在零干線上，嚴(yán)禁串聯(lián)。三、保護(hù)接零 （三）禁止在保護(hù)線PE或保護(hù)零線PEN上安裝熔斷器或單獨(dú)的斷流開關(guān)。 （四

36、）有保護(hù)接零要求的單相移動(dòng)式用電設(shè)備，應(yīng)使用三孔插座供電。三、保護(hù)接零四、人工接地裝置的施工 （一）人工接地體制作 人工接地體按其埋設(shè)方式的不同有垂直接地體和水平接地體兩種。接地體多采用型鋼制成，其截面應(yīng)滿足熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度要求。 （二）人工接地體敷設(shè) 接地體采用垂直敷設(shè)效果較好。在多巖石地區(qū)可采取水平敷設(shè)。 （三）人工接地線的施工 1、對(duì)接地（零）線的要求： 人工接地（零）線多用扁鋼和園鋼制作。 低壓電氣設(shè)備地面上外露的接地線可用有色金屬導(dǎo)線； 移動(dòng)式電氣設(shè)備則使用橡套軟電纜的專項(xiàng)合同用線芯作接地線。 在一般情況下，接地干線的允許載流量不應(yīng)小于供電網(wǎng)中最大容量線路相線的電流之半；接地支線的允許載流量