工學(xué)電氣安全接地與防雷

2023/9/21第8章電氣安全、接地與防雷主要內(nèi)容電氣安全的相關(guān)概念電氣裝置接地過(guò)電壓與防雷重點(diǎn)、難點(diǎn)保護(hù)接地防雷措施2023/9/228.1電氣設(shè)備接地電流對(duì)人體作用及有關(guān)概念（一）觸電形式分電擊和電傷高壓或雷擊觸電低壓觸電（二）安全電壓安全電流值30mA·s。安全電壓值50V（三）防護(hù)形式直接觸電防護(hù)間接觸點(diǎn)防護(hù)2023/9/23二工作接地與保護(hù)接地（一）工作接地電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地防雷接地等（二）保護(hù)接地

按國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的規(guī)定低壓電網(wǎng)有五種接地方式。2023/9/24第一個(gè)字母表示電源中性點(diǎn)的對(duì)地關(guān)系；（電力系統(tǒng)的對(duì)地關(guān)系）

T—一點(diǎn)直接接地；

I—所有帶電部分與地絕緣，或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。2023/9/25第二個(gè)字母表示裝置的外露可導(dǎo)電的部分對(duì)地關(guān)系；

T—外露可導(dǎo)電部分對(duì)地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無(wú)關(guān)；

N—外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接。橫線后面的字母(S、C或C-S)表示保護(hù)線與中性線的結(jié)合情況。2023/9/261.TN系統(tǒng)(1)TN－C系統(tǒng)PE與N合為一根PEN，投資較省。設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均接PEN線。PEN線可能有電流流過(guò)，設(shè)備外殼正常帶對(duì)地電壓和雜散電流，容易打火引起火災(zāi)和爆炸及可對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。2023/9/27如PEN線斷線，可使接PEN的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電，造成人身觸電危險(xiǎn)；可使單相設(shè)備燒壞。在一相接殼或接地故障時(shí)過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，將切除故障線路。在我國(guó)低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)有普遍，但不適于安全要求高，及抗電磁干擾要求高的場(chǎng)所。適用于工廠配電。2023/9/282023/9/29(2)TN－S系統(tǒng)PE線與N線分開，設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均接PE線。PE線與N線分開,PE線中無(wú)電流流過(guò)，因此對(duì)接PE線的設(shè)備無(wú)電磁干擾。PE線斷線時(shí)，正常情況不會(huì)使PE的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電，但在有設(shè)備發(fā)生一相接殼故障時(shí)，將會(huì)帶電，危及人身安全。2023/9/210在一相接殼或接地故障時(shí)過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，將切除故障線路。PE線與N線分開,投資較TN－C高。適于對(duì)安全或抗電磁干擾要求高的場(chǎng)所。常用于變壓器設(shè)在用電建筑物中的民用建筑供電。2023/9/2112023/9/212(3)TN－C－S該系統(tǒng)前部分全為TN－C系統(tǒng)，而后邊有一部分為TN－C系統(tǒng)，有一部分為TN－S系統(tǒng)。設(shè)備外露可導(dǎo)電部分分接PEN或PE線。綜合了TN－C與TN－S系統(tǒng)的特點(diǎn)。PE與N線一旦分開，兩者不能在相連。

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此系統(tǒng)比較靈活，對(duì)對(duì)安全或抗電磁干擾要求高的場(chǎng)所采用TN－S系統(tǒng)，而其它情況則采用TN－C系統(tǒng)。廣泛地應(yīng)用于分散的民用建筑中，特別適合一臺(tái)變壓器供好幾幢建筑物用電的系統(tǒng)。2023/9/2142023/9/2152.TT系統(tǒng)沒(méi)有公共的PE線，設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的PE線直接接地。由于各設(shè)備的PE線之間無(wú)電磁聯(lián)系，因此互相之間無(wú)電磁干擾。當(dāng)發(fā)生一相接地故障時(shí)則形成單相短路，但短路電流不大，影響保護(hù)裝置動(dòng)作，此時(shí)設(shè)備外殼對(duì)地電壓近110v，危及人身安全。2023/9/216省去了公共PE線，較TN經(jīng)濟(jì)，但單獨(dú)裝設(shè)PE線，又增加了麻煩。適用于抗電磁干擾要求高的場(chǎng)所及分散的用電系統(tǒng)。2023/9/2172023/9/218(3)IT系統(tǒng)沒(méi)有N線，不適于接相電壓的單相設(shè)備。設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的PE線直接接地，互相之間無(wú)電磁干擾。發(fā)生一相接地故障時(shí)三相用電設(shè)備仍能繼續(xù)工作。2023/9/219應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)裝置，以便發(fā)生一相接地故障時(shí)，給予報(bào)警信號(hào)。應(yīng)用于對(duì)連續(xù)供電要求高及有易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)所。2023/9/2202023/9/221三重復(fù)接地在TN系統(tǒng)中為確保公共PE或PEN線安全可靠，除電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還必需在PE或PEN線的下列地方進(jìn)行必要的重復(fù)接地。電流或架空線在引入建筑物或車間處。在架空線的干線和分支線的終端及沿線每一公里處。

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重復(fù)接地雖可使PE或PEN斷線，并發(fā)生一相接地故障時(shí)對(duì)人的危險(xiǎn)程度大大降低，但對(duì)人還是有危險(xiǎn)，所以，PE或PEN一定要可靠牢固，不允許裝設(shè)開關(guān)或熔斷器。2023/9/223四接地故障保護(hù)（一）TN系統(tǒng)的接地故障保護(hù)1.切除故障的時(shí)間要求：相對(duì)地額定電壓為220V的TN系統(tǒng)：配電干線和供給固定式用電設(shè)備的末端配電線路不應(yīng)大于5s。供電給手握式或移動(dòng)式用電設(shè)備的末端配電線路不應(yīng)大于0.4s。2023/9/2242.單相接地故障的保護(hù)措施(1)利用線路的過(guò)電流保護(hù)空氣斷路器：當(dāng)Sp≥2或1.5時(shí)，可在0.1~0.4s(DW)之間切除或0.01~0.02s(DZ)之間切除。

熔斷器：當(dāng)被保護(hù)線路末端單相短路電流為熔體額定電流的某一倍數(shù)時(shí)才能達(dá)到5s或0.4s切除。2023/9/225(2)采用等電位連接單相接地短路時(shí)，切除故障時(shí)間超過(guò)5s或0.4s,可采用總等電位或局部等電位連接，使人體接觸故障設(shè)備外殼時(shí)，其電壓差不大于50V。2023/9/2262023/9/227(3)采用零序保護(hù)只適用于變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)單相接地故障，當(dāng)高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)兼作變壓器低壓側(cè)單相接地保護(hù)靈敏度不夠時(shí)采用，在低壓線路上很少采用。(4)采用漏電保護(hù)保護(hù)人體觸電不發(fā)生心室纖維顫動(dòng)的界限值30mA·s。2023/9/228（二）TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)1.TT系統(tǒng)接地故障保護(hù)應(yīng)符合：

Iop(E)

－－接地故障保護(hù)裝置動(dòng)作電流。

RE－－設(shè)備金屬外殼的接地電阻。2.TT系統(tǒng)切除單相接地故障只有使用漏電保護(hù)。2023/9/229（三）IT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)1.IT系統(tǒng)接地故障保護(hù)應(yīng)符合：

Id

－－發(fā)生第一次接地故障時(shí)的故障電流。

RE－－設(shè)備金屬外殼的接地電阻。由于IT系統(tǒng)中性點(diǎn)是絕緣的，因此單相接地短路電流很小，UE≤50V，因此IT系統(tǒng)的單相接地短路可以不必?cái)嚅_故障線路，系統(tǒng)仍可繼續(xù)運(yùn)行。2023/9/2302.IT

系統(tǒng)接地故障保護(hù)有幾種：(1)采用絕緣監(jiān)視裝置(2)采用過(guò)電流保護(hù)裝置當(dāng)接地故障發(fā)展到二相、三相時(shí)，采用過(guò)電流保護(hù)裝置，切除故障的時(shí)間要求與TN系統(tǒng)一樣。2023/9/231(3)采用漏電保護(hù)當(dāng)過(guò)電流保護(hù)裝置不能滿足切除故障的時(shí)間時(shí)，采用。則：漏電保護(hù)器的額定不動(dòng)作電流Iop(E)0

大于第一次接地故障時(shí)相線上的電流。(4)采用過(guò)電壓保護(hù)單相接地故障或二相接地故障時(shí)，非故障相的電壓升高相電壓的√3倍或2倍。2023/9/232（四）漏電保護(hù)漏電保護(hù)整定電流及時(shí)間的選擇1.單級(jí)時(shí)：(1)漏電保護(hù)器額定動(dòng)作電流RE－－設(shè)備金屬外殼的接地電阻。Ur－－安全接觸電壓，一般干燥場(chǎng)所取56V；潮濕場(chǎng)所取25V；特別潮濕場(chǎng)所取

2.5V。2023/9/233(2)漏電保護(hù)器額定不動(dòng)作電流應(yīng)大于系統(tǒng)的正常泄漏電流∑Ig

，即：對(duì)照明線路和居民生活用電的單相回路：2023/9/234對(duì)三相電力線路或電力照明混合線路：Iop(E)0－－漏電保護(hù)器的額定不動(dòng)作電流，mA；IN－－線路最大供電電流，A。2023/9/235(3)對(duì)住宅用電設(shè)備的漏電保護(hù)：在干燥的場(chǎng)所，可選用漏電動(dòng)作電流為220mA，動(dòng)作時(shí)間為0.1s。

對(duì)潮濕等潮濕，可選用漏電動(dòng)作電流為30mA、10mA、6mA的快速漏電保護(hù)器。

2023/9/2362.幾級(jí)時(shí)（不宜超過(guò)三級(jí)〕Iop(E)·1－－上一級(jí)漏電保護(hù)器額定動(dòng)作電流，mA；Iop(E)·2－－下一級(jí)漏電保護(hù)器額定動(dòng)作電流，mA；K－－可靠系數(shù)，常取2；tf－－上一級(jí)保護(hù)器可返回時(shí)間，s；tfd－－下一級(jí)保護(hù)器分?jǐn)鄷r(shí)間，s。2023/9/2372023/9/2383.漏電保護(hù)電器接線方式系統(tǒng)接地型式為TN—S的配電系統(tǒng)(2)系統(tǒng)接地型式為TN—C的配電系統(tǒng)

(3)系統(tǒng)接地型式為TT的配電系統(tǒng)

2023/9/2392023/9/2402023/9/2412023/9/242五接地的要求及裝設(shè)（一）接地裝置1.接地電流和接地電壓2.接觸電壓和跨步電壓3.接地裝置接地線與接地體，合為接地裝置。(1)人工接地體(2)自然接地體2023/9/243（二）接地電阻及其要求接地電阻是接地體的散流電阻與接地線和接地體電阻的總和。工頻接地電阻沖擊接地電阻2023/9/2442023/9/245（三）接地裝置的裝設(shè)1.一般要求首先充分利用自然接地體，人工接地裝置作為補(bǔ)充。人工接地裝置的布置應(yīng)使接地裝置附近的電位分布盡可能均勻分布以降低接觸電壓和跨步電壓。2023/9/2462.自然接地體的利用利用自然接地體時(shí)，一定要保證良好的電氣連接（焊接〕。3.人工接地體(1)單根接地體的裝設(shè)(2)多根接地體的裝設(shè)間距一般不小于5m。

2023/9/247(3)環(huán)路接地體及接地網(wǎng)的裝設(shè)建筑供電系統(tǒng)特別是工廠接地體廣泛采用。