電氣安全工程-3

1、第三章第三章 間接接觸電擊防護間接接觸電擊防護 3.1 IT 3.1 IT系統(tǒng)系統(tǒng) 3.2 TT 3.2 TT系統(tǒng)系統(tǒng) 3.3 TN 3.3 TN系統(tǒng)系統(tǒng) 3.4 3.4 保護導體保護導體 3.5 3.5 接地裝置接地裝置3.1 IT3.1 IT系統(tǒng)（保護接地系統(tǒng)）系統(tǒng)（保護接地系統(tǒng)）一、接地的基本概念一、接地的基本概念 接地：就是將設備的某一部位經接地裝置與大地緊密接地：就是將設備的某一部位經接地裝置與大地緊密連接起來。連接起來。1.1.接地分類（接地分類（正常接地正常接地和和故障接地故障接地） 工作接地工作接地：正常情況下有電流流過，利用大地代替導：正常情況下有電流流過，利用大地代替導線的

2、接地，以及正常情況下沒有或只有很小不平衡電流流線的接地，以及正常情況下沒有或只有很小不平衡電流流過，用以維持系統(tǒng)安全運行的接地。過，用以維持系統(tǒng)安全運行的接地。 安全接地安全接地：正常情況下沒有電流流過的起防止事故作：正常情況下沒有電流流過的起防止事故作用的接地。用的接地。 故障接地故障接地：帶電體與大地之間的意外連接。：帶電體與大地之間的意外連接。2.2.接地電流和接地短路電流接地電流和接地短路電流 凡從接地點流入地下的電流即屬于凡從接地點流入地下的電流即屬于接地電流接地電流。 系統(tǒng)一相接地可能導致系統(tǒng)發(fā)生短路，這時的接地電流系統(tǒng)一相接地可能導致系統(tǒng)發(fā)生短路，這時的接地電流叫做叫做接地短路電

3、流接地短路電流。（。（在高壓系統(tǒng)中，接地短路電流在高壓系統(tǒng)中，接地短路電流500A500A及及以下的稱小接地短路電流系統(tǒng)；接地短路電流大于以下的稱小接地短路電流系統(tǒng)；接地短路電流大于500A500A的稱的稱大接地短路電流系統(tǒng)。大接地短路電流系統(tǒng)。）3.3.流散電阻和接地電阻流散電阻和接地電阻 接地電流入地下后自接地體向四周流散，這個自接地體接地電流入地下后自接地體向四周流散，這個自接地體向四周流散的電流叫做向四周流散的電流叫做流散電流流散電流。 流散電流在土壤中遇到的全部電阻叫做流散電流在土壤中遇到的全部電阻叫做流散電阻流散電阻。 接地電阻接地電阻是接地體的流散電阻與接地體的電阻之和。是接地體

4、的流散電阻與接地體的電阻之和。4.4.對地電壓和對地電壓曲線對地電壓和對地電壓曲線 電氣電氣 “地地”：當電氣設備發(fā)生接地短路時，在距離單根：當電氣設備發(fā)生接地短路時，在距離單根接地體或接地短路點接地體或接地短路點20m20m以外的地方，電位已近于零，電位以外的地方，電位已近于零，電位等于零的地方即稱為電氣等于零的地方即稱為電氣 “地地”。 對地電壓對地電壓：帶電體與電位為零的大地之間的電位差。：帶電體與電位為零的大地之間的電位差。 如果用曲線來表示接地體及其周圍各點的對地電壓，如果用曲線來表示接地體及其周圍各點的對地電壓，這種曲線就叫做這種曲線就叫做對地電壓曲線對地電壓曲線。5.5.接觸電動

5、勢和接觸電壓接觸電動勢和接觸電壓 接觸電動勢接觸電動勢是指接地電流自接地體流散，在大地表面是指接地電流自接地體流散，在大地表面形成不同電位時，設備外殼與水平距離形成不同電位時，設備外殼與水平距離0.8m0.8m處之間的電位處之間的電位差。差。 接觸電壓接觸電壓是指加于人體某兩點之間的電壓。是指加于人體某兩點之間的電壓。6.6.跨步電動勢和跨步電壓跨步電動勢和跨步電壓 跨步電動勢跨步電動勢是指地面上水平距離為是指地面上水平距離為0.8m0.8m（人的跨距）的（人的跨距）的兩點之間的電位差。兩點之間的電位差。 跨步電壓跨步電壓是指人站在流過電流的地面上，加于人的兩腳是指人站在流過電流的地面上，加于

6、人的兩腳之間的電壓。之間的電壓。二、二、ITIT系統(tǒng)的安全原理系統(tǒng)的安全原理 將在故障情況下可能呈現(xiàn)危險對地電壓的金屬部分經將在故障情況下可能呈現(xiàn)危險對地電壓的金屬部分經接地線、接地體同大地緊密地連接起來，把故障電壓限制在安接地線、接地體同大地緊密地連接起來，把故障電壓限制在安全范圍以內的做法就稱為全范圍以內的做法就稱為保護接地保護接地。 在不接地配電網中采用接地保護的系統(tǒng)即為在不接地配電網中采用接地保護的系統(tǒng)即為ITIT系統(tǒng)系統(tǒng)。三、保護接地的應用范圍三、保護接地的應用范圍保護接地適用于各種不接地配電網。保護接地適用于各種不接地配電網。四、接地電阻的確定四、接地電阻的確定五、絕緣監(jiān)視五、絕緣

7、監(jiān)視采用高內阻的電壓表采用高內阻的電壓表六、過電壓的防護六、過電壓的防護3.2 3.2 TTTT系統(tǒng)系統(tǒng)在接地配電網中采用在接地配電網中采用接地保護接地保護的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。TTTT系統(tǒng)的原理系統(tǒng)的原理 一般情況下不能采用一般情況下不能采用TTTT系統(tǒng)。系統(tǒng)。除非采用其他措施確實有除非采用其他措施確實有困難，且土壤電阻率較低的情況下，才可考慮采用困難，且土壤電阻率較低的情況下，才可考慮采用TTTT系統(tǒng)。系統(tǒng)。且必須同時采取快速切除接地故障的自動保護裝置或其他防且必須同時采取快速切除接地故障的自動保護裝置或其他防止電擊的措施，并保證零線沒有電擊的危險。止電擊的措施，并保證零線沒有電擊的危險。 TT

8、TT系統(tǒng)主要用于低壓公用用戶，即用于未裝備配電變壓系統(tǒng)主要用于低壓公用用戶，即用于未裝備配電變壓器，從外面引進低壓電源的小型用戶。器，從外面引進低壓電源的小型用戶。3.3 3.3 TNTN系統(tǒng)（保護接零系統(tǒng)）系統(tǒng)（保護接零系統(tǒng)）一、一、TNTN系統(tǒng)的安全原理及類別系統(tǒng)的安全原理及類別 在配電網低壓中性點直接接地，電氣設備接零的保護接在配電網低壓中性點直接接地，電氣設備接零的保護接零系統(tǒng)。零系統(tǒng)。TN-STN-CTN-C-S二、二、TNTN系統(tǒng)速斷和限壓要求系統(tǒng)速斷和限壓要求 國家標準以額定電壓為依據作了一個比較簡明的規(guī)定：國家標準以額定電壓為依據作了一個比較簡明的規(guī)定： 對于相線對地電壓對于相

9、線對地電壓220V220V的的TNTN系統(tǒng)，手持式電氣設備和移動系統(tǒng)，手持式電氣設備和移動式電氣設備末端線路或插座回路的短路保護元件應保證相、零式電氣設備末端線路或插座回路的短路保護元件應保證相、零線短路持續(xù)時間不超過線短路持續(xù)時間不超過0.4s0.4s；配電線路或固定式電氣設備的末；配電線路或固定式電氣設備的末端線路應保證短路持續(xù)時間不超過端線路應保證短路持續(xù)時間不超過5s5s。三、保護接零的應用范圍三、保護接零的應用范圍 中性點直接接地的中性點直接接地的220/380220/380三相四線配電網。三相四線配電網。 TN-STN-S系統(tǒng)系統(tǒng) 有爆炸危險、火災危險性較大或安全要求較高有爆炸危險

10、、火災危險性較大或安全要求較高的場所，宜用于獨立附設變電站的車間。的場所，宜用于獨立附設變電站的車間。 TN-C-STN-C-S系統(tǒng)系統(tǒng) 宜用于廠內設有總變電站，廠內低壓配電的宜用于廠內設有總變電站，廠內低壓配電的場所及民用樓房。場所及民用樓房。 TN-CTN-C系統(tǒng)系統(tǒng) 可用于無爆炸危險、火災危險性不大、用電設可用于無爆炸危險、火災危險性不大、用電設備較少、用電線路簡單且安全條件較好的場所。備較少、用電線路簡單且安全條件較好的場所。四、重復接地四、重復接地 零線上除工作接地以外的其他點的再次接地。零線上除工作接地以外的其他點的再次接地。1.1.作用作用 減輕零線斷開或接觸不良時電擊的危險性減

11、輕零線斷開或接觸不良時電擊的危險性零線斷線與不平衡負荷零線斷線與不平衡負荷 降低漏電設備對地電壓降低漏電設備對地電壓 縮短漏電故障持續(xù)時間縮短漏電故障持續(xù)時間 改善架空線路的防雷性能改善架空線路的防雷性能2.2.重復接地的要求重復接地的要求五、工作接地五、工作接地 工作接地指配電網的一點在變壓器或發(fā)電機近處的接地。工作接地指配電網的一點在變壓器或發(fā)電機近處的接地。 工作接地的主要作用是工作接地的主要作用是抑制故障時配電網對地電壓不致升抑制故障時配電網對地電壓不致升高太多高太多，以免過分增加觸電的危險性，并，以免過分增加觸電的危險性，并減輕絕緣的額外負擔減輕絕緣的額外負擔或防止絕緣擊穿或防止絕緣

12、擊穿。其次，由于接地的配電網中單相接地故障電。其次，由于接地的配電網中單相接地故障電流可達到數安乃至數十安，流可達到數安乃至數十安，故障比較容易被檢測，故障點也比故障比較容易被檢測，故障點也比較容易確定較容易確定。3.4 3.4 保護導體保護導體相相- -零線回路檢測零線回路檢測 停電測量法停電測量法 不停電測量法不停電測量法 零線連續(xù)性測試零線連續(xù)性測試一、保護導體的組成保護導體包括保護接地線、保護接零線和等電位聯(lián)結線。分為人工保護導體和自然保護導體。保護干線必須與電源中性點和接地體相連。保護支線應與保護干線相連。二、保護導體的截面積如規(guī)定斷開時間不超過5s，保護導體最小截面應符合下列熱穩(wěn)定

13、要求： 3.4 3.4 保護導體保護導體tKISSSPE三、等電位聯(lián)結等電位聯(lián)結指保護導體與建筑物的金屬結構、生產用的金屬裝備以及允許用作保護線的金屬管道等用于其他目的的不帶電導體之間的聯(lián)結（包括IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)中各用電設備金屬外殼之間的聯(lián)結）。四、保護導體的安裝五、相零線回路檢測1.相零線回路阻抗停電測量法2.相零線回路阻抗不停電測量法3.零線連續(xù)性測試 3.5 3.5 接地裝置接地裝置 接地裝置：是接地體（極）和接地線的總稱。分類： 按接地體的結構，接地體可分為兩類：即自然接地體與人工接地體。 按接地體布置的方式，又可分為兩種：外引式接地體與網絡式接地體兩種。一、自然接地體和人工接地體一

14、、自然接地體和人工接地體 自然接地體是用于其他目的，且與土壤保持緊密接觸的金屬導體。人工接地體可采用鋼管、角鋼、圓鋼或廢鋼鐵等材料制成。 優(yōu)先利用自然接地體！優(yōu)先利用自然接地體！表3-1 鋼制接地體和接地線的最小尺寸二、接地線二、接地線 交流電氣設備應優(yōu)先利用自然導體作接地線。在非爆炸危險環(huán)境，如自然接地線有足夠的截面積，可不再另行敷設人工接地線。表3-2 低壓電氣設備外露銅、鋁接地線截面積三、接地裝置的安裝三、接地裝置的安裝 安裝步驟如下：1. 準備角鋼；2. 準備連接角鋼的扁鋼，以及與室內接地干線相連的扁鋼，并挖溝；3. 將角鋼打入地中；4. 放扁鋼入溝并將干線焊在角鋼上；5. 填土，作檢

15、查井；6. 測量接地電阻。圖3-19 角鋼接地體安裝圖3-20 接地干線安裝（a）安裝示意圖 （b）支持卡子安裝圖 （c）接線端子圖 當網絡接地體外部跨步電動勢大于允許數值時，應采取適當的措施。其措施主要有：1）敷設帽檐式均壓條圖3-21 網絡式接地體圖3-22 帽檐式均壓條2）敷設互不連接的均壓條圖3-23 網絡外均壓條及對地電壓曲線1-無均壓條；2-有均壓條四、接地裝置的連接四、接地裝置的連接 圖3-24 接地裝置的連接（1）-扁鋼和扁鋼；（2）-圓鋼和圓鋼；（3）-圓鋼和扁鋼 圖3-25 接地線的連接 （a）-焊接螺絲連接；（b）-卡箍螺絲連接五、接地裝置設計的條件五、接地裝置設計的條件 土壤類型、土壤分層、巖層性質及深度、水源位置、靜水位變化、凍土層深度、最大接地短路電流等。六、降低接地電阻的施工法六、降低接地電阻的施工法1. 高高土壤土壤電阻率地區(qū)電阻率地區(qū)(1) 外引接地法 (2) 接地體延長法 (3) 深埋法 (4) 換土法 (5) 化學處理法 這種方法是在接地周圍置換或加入低電阻率的固體或液體材料，以降低流散電阻。 圖