第十单元保护接地.ppt

一、人体触电一、人体触电触电：触电：当人体触及带电体承受过高的电压而导致局部受伤或死亡的现象叫做触电。触电依伤害程度不同可分为电伤和电击两种。电击：电击：指电流流过人体而使内部器官受到损害，它是最危险的触电事故。当电流通过人体时，轻者使人体肌肉痉挛，产生麻电感觉，重者会造成呼吸困难，心脏麻痹，甚至导致死亡。电伤：电伤：由于电流的热效应、化学效应、机械效应以及在电流的作用下使熔化或蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤，使皮肤局部发红、起泡、烧焦或组织破坏，严重时也可危及人命。第十单元保护接地1 人体允许的安全工频电流通常为30mA以下，工频危险电流规定为50mA。安全电压为50V,在潮湿处为36V。电流通过人体的时间越长，则伤害越大。伤害程度与通电时间之间的关系伤害程度与通电时间之间的关系 电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的路经从右手到左脚时最为危险。伤害程度与电流途径的关系伤害程度与电流途径的关系 电流频率为40Hz60Hz之间时对人体的伤害最大。伤害程度与电流种类的关系伤害程度与电流种类的关系2 电流对人体的作用，女性较男性敏感；小孩遭受电击较成人危险；同时与体重有关。伤害程度与人体状况的关系伤害程度与人体状况的关系 在一定电压的作用下，通过人体的电流大小与人体电阻有关。人体电阻因人而异，与人的体质、皮肤的潮湿程度、年龄、性别以至工种职业有关系，通常情况下人体电阻为104 105，当角质外层破坏时，人体电阻则会降至8001000。伤害程度与人体电阻的关系伤害程度与人体电阻的关系3 缺乏电气安全常识；违反操作规程；设备不合格；维修维护不及时；偶然因素等。触电原因触电原因直接触电：直接接触带电体而造成的触电事故。可采用电气隔离，并且正确地执行电气设备安全运行规程。可采用电气隔离，并且正确地执行电气设备安全运行规程。间接触电：由于电气设备的绝缘损坏致使其金属外壳带电发生的触电事故。加强绝缘的定期监测和维修，采用接地保护的办法。加强绝缘的定期监测和维修，采用接地保护的办法。触电分类触电分类4二、人体触电的形式1.1.单相触电单相触电 在人体与大地之间互不绝缘情况下，人体的某一部位触及到三相电源线中的任意一根导线，电流从带电导线经过人体流入大地而造成的触电伤害。单相触电又可分为中性线接地和中性线不接地两种情况。左图为中性点接地系统的单相触电；右图为中性点不接地系统的单相触电。5火线零线单相触电电流通过的路径单相触电电流通过的路径 电流通过人体的心脏，肺部、和中枢神经系统的危险性比较大，特别是电流通过心脏时危险最大。所以从手到脚的电流途径最为危险。6 单相触电7 单相触电82.2.两相触电两相触电 两相触电，也叫相间触电，这是指在人体同时接触到两根不同的相线，或者人体同时触及到电气设备的两个不同相的带电部位时，电流由一根相线经过人体到另一根相线，形成闭合回路，如图 所示。9L1L2L3两相触电情境两相触电情境 两相触电比单相触电更危险，因为此时加在人体心脏上的电压是线电压！10 3.高压触电11高压触电12高压触电13高高压压线线高压触电的两种形式高高压压电电弧弧触触电电U跨跨步步电电压压触触电电高高压压线线啊！啊！14跨步电压触电跨步电压触电 输电线路火线断线落地时，落地点的电位即导线电位，电流将从落地点流入地中。离落地点越远，电位越低。根据实际测量，在离导线落地点20 m以外的地方，由于入地电流非常小，地面的电位近似等于零。如果有人走近导线落地点附近，由于人的两脚电位不同，则在两脚之间出现电位差，这个电位差叫作跨步电压跨步电压。离电流入地点越近，跨步电压越大；离电流入地点越远，跨步电压越小;在20 m以外，跨步电压很小，可以看作为零。跨步电压触电情况，如左图示。15跨步电压触电情境跨步电压触电情境U 当发现跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，或赶快用一条腿跳着离开危险区，否则，触电时间一长，会导致触电死亡。16 保护接地 电气设备在使用中，若设备绝缘损坏或击穿而造成外壳带电，人体触及外壳时有触电的可能。为此，电气设备必须与大地进行可靠的电气连接，即接地保护。接地保护。电力系统和电气装置的中性点，电气设备的外露导电部分通过导体与大地相连称为接地接地。接地的目的：接地的目的：一是保证人身安全，使人可能接触到的设备外露导电部分的电位基本降低到接近地电位，当人触及这些部位时，即使这些部位带电，因其电位与地电位基本接近，可以减少电击危险。二是保证电力系统正常、稳定运行。17课题一 接地的概念与人身安全一、地和接地1、地-一般距接地点1520米处，两点间的电位差可以不计，可以认为电压降为零，这就是常说的“地”2、接地-电气装置通过接地装置与大地有良好的电气连接称为接地。18二、零和接零1、零由变压器和发电机中性点与地有良好的连接，即为常说的零，引出并接了地的中性线称为零线。2、接零 电器设备的某部分直接与零线相连接叫作接零。19 当电动机某一相绕组的绝缘损坏使外壳带电，而在外壳接零的情况下，就形成了单相短路，迅速将这一相熔丝熔断，从而使外壳不带电。R0 PE接零也能起到与接地相似的安全保护作用。20三、人身安全电压与电流1、人体允许电流 男-9mA 女-6mA 有保护装置的情况下30mA 在空中、水中等可能因电击导致摔死、淹死的5mA212、人身电阻 在一定电压的作用下，通过人体的电流大小与人体电阻有关。人体电阻因人而异，与人的体质、皮肤的潮湿程度、年龄、性别以至工种职业有关系，通常情况下人体电阻为10000 100000，当角质外层破坏时，人体电阻则会降至8001000。223、安全电压（1）安全等级。42、36、24、12、6V（2）安全电压的选用。36或12V234 4、跨步电压和接触电压、跨步电压和接触电压 输电线路火线断线落地时，落地点的电位即导线电位，电流将从落地点流入地中。离落地点越远，电位越低。根据实际测量，在离导线落地点20 m以外的地方，由于入地电流非常小，地面的电位近似等于零。如果有人走近导线落地点附近，由于人的两脚电位不同，则在两脚之间出现电位差，这个电位差叫作跨步电压跨步电压。离电流入地点越近，跨步电压越大；离电流入地点越远，跨步电压越小;在20 m以外，跨步电压很小，可以看作为零。跨步电压触电情况，如左图示。1 1、跨步电压、跨步电压24 2、接触电压25 课题二 保护接地 电气设备在使用中，若设备绝缘损坏或击穿而造成外壳带电，人体触及外壳时有触电的可能。为此，电气设备必须与大地进行可靠的电气连接，即接地保护。接地保护。电力系统和电气装置的中性点，电气设备的外露导电部分通过导体与大地相连称为接地接地。接地的目的：接地的目的：一是保证人身安全，使人可能接触到的设备外露导电部分的电位基本降低到接近地电位，当人触及这些部位时，即使这些部位带电，因其电位与地电位基本接近，可以减少电击危险。二是保证电力系统正常、稳定运行。26 为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按其作用的不同，主要可分为：保护接地保护接地、保护接零保护接零。保护接零保护接零工作接地工作接地保护接地保护接地接地体接地体NPE一、接地的分类一、接地的分类一、接地的分类一、接地的分类27一、保护接地一、保护接地 1.工作原理2.适用范围 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。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。定义：定义：通过人体的电流：通过人体的电流：保护接地是通过限制带电外壳对地电压或减小通过人体的电流保护接地是通过限制带电外壳对地电压或减小通过人体的电流来达到保证人身安全的目的。适当选择接地装置的接地电阻来达到保证人身安全的目的。适当选择接地装置的接地电阻R RE E，就可，就可以保证人身的安全。以保证人身的安全。（1 1）1000V1000V及以上高压配电装置中的设备均采用保护接地；及以上高压配电装置中的设备均采用保护接地；（2 2）1000V1000V以下低压配电装置中的设备，在中性点不接地电网中采用以下低压配电装置中的设备，在中性点不接地电网中采用保护接地（三相四线制系统）；没有中性线的情况下采用保护接地保护接地（三相四线制系统）；没有中性线的情况下采用保护接地（三相三线制系统）；（三相三线制系统）；（3 3）在供电系统中，凡由于绝缘破坏或其他原因而可能带有危险电）在供电系统中，凡由于绝缘破坏或其他原因而可能带有危险电压的金属部分，均应采用保护接地。压的金属部分，均应采用保护接地。在中性点不接地系统中，如果电气设备的外壳不接地，当电气在中性点不接地系统中，如果电气设备的外壳不接地，当电气设备绝缘损坏，发生一相碰壳时，设备外壳电位将上升为较高的电设备绝缘损坏，发生一相碰壳时，设备外壳电位将上升为较高的电压（大于相电压的一半），人接触设备时，故障电流压（大于相电压的一半），人接触设备时，故障电流IEIE将全部通过将全部通过人体流入地中，这显然是很危险的。人体流入地中，这显然是很危险的。当有保护接地，而人体触及电机外壳时，电流将同时沿着接当有保护接地，而人体触及电机外壳时，电流将同时沿着接地装置和人体流过。地装置和人体流过。28二、保护接零与零线的重复接地二、保护接零与零线的重复接地 1、保护接零、保护接零 1.工作原理 2.适用范围及要求3.保护接零和保护接地方式混用的危险性 将电气装置正常情况下不带电的金属部分与系统零线连接将电气装置正常情况下不带电的金属部分与系统零线连接起来，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。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。定义：定义：（1 1）额定电压）额定电压1000V1000V以下的低压配电装置中，在三相四线制中性点以下的低压配电装置中，在三相四线制中性点直接接地的直接接地的380380200V200V电网中，电气设备外壳广泛采用保护接零。电网中，电气设备外壳广泛采用保护接零。（2 2）严禁在保护零线上安装熔断器或单独的断流开关。）严禁在保护零线上安装熔断器或单独的断流开关。（1 1）系统并存保护接地和保护接零时，当部分设备实行保护接零，）系统并存保护接地和保护接零时，当部分设备实行保护接零，则另一某台接地设备发生某相碰壳对地短路，该设备的容量较大、熔则另一某台接地设备发生某相碰壳对地短路，该设备的容量较大、熔体的熔断电流也较大时，碰壳所产生的短路电流将不足以使熔断器熔体的熔断电流也较大时，碰壳所产生的短路电流将不足以使熔断器熔断，导致电源不能切断。断，导致电源不能切断。（2 2）接地短路电流产生的压降，将使电网中性线的对地电压升高到）接地短路电流产生的压降，将使电网中性线的对地电压升高到电源相电压的一半或更高，从而所有接零电气设备的外壳均带有该升电源相电压的一半或更高，从而所有接零电气设备的外壳均带有该升高的电压。高的电压。此时，人体接触运行中的接零电气设备的外壳，便会发生触电事故此时，人体接触运行中的接零电气设备的外壳，便会发生触电事故 若没有采用保护接零措施，在电气设备的某一相绝缘损坏以后，若没有采用保护接零措施，在电气设备的某一相绝缘损坏以后，运行人员接触设备的金属的结构或外壳时形成电流流过人体回路，运行人员接触设备的金属的结构或外壳时形成电流流过人体回路，导致触电。导致触电。采用保护接零后，当某一相绝缘损坏时，单相接地短路电流采用保护接零后，当某一相绝缘损坏时，单相接地短路电流IKIK则通过该相和零线构成回路，使线路上的保护装置迅速动作，则通过该相和零线构成回路，使线路上的保护装置迅速动作，从而将漏电设备与电源断开，消除了触电危险，并使低压系统迅从而将漏电设备与电源断开，消除了触电危险，并使低压系统迅速恢复正常工作，从而起到保护作用。速恢复正常工作，从而起到保护作用。292、重复接地、重复接地 重复接地：零线的一处或多处通过接地体与地作良好的金属连接。1.作用 2.设置原则（1 1）零线重复接地：架空线路的干线和分支线的首终端；无分支的架）零线重复接地：架空线路的干线和分支线的首终端；无分支的架空线路的沿线每空线路的沿线每1km1km处；电缆和架空线在引入屋内的进线处；车间内零处；电缆和架空线在引入屋内的进线处；车间内零干线的终端处；零干线很长时其中间的适当部位处。干线的终端处；零干线很长时其中间的适当部位处。（2 2）屋内设备接地时，将零线与所有低压开关等设备及控制屏的接地）屋内设备接地时，将零线与所有低压开关等设备及控制屏的接地装置连接。装置连接。（3 3）低压线路零线每一重复接地装置的接地电阻不应大于）低压线路零线每一重复接地装置的接地电阻不应大于1010。（4 4）在电力设备接地装置的接地电阻允许达到）在电力设备接地装置的接地电阻允许达到1010的电力网中，每一的电力网中，每一重复接地装置的接地电阻不应超过重复接地装置的接地电阻不应超过3030，重复接地不应少于三处。，重复接地不应少于三处。无重复接地无重复接地 有重复接地有重复接地 无重复接地时，如（无重复接地时，如（a a）所示，当零线发生断线的同时，电动机一）所示，当零线发生断线的同时，电动机一相绝缘损坏碰壳，这时，在断线处前面的电动机外壳上的电压接近相绝缘损坏碰壳，这时，在断线处前面的电动机外壳上的电压接近于零值，而在断线处后面的电动机失去保护，外壳上的电压接近于于零值，而在断线处后面的电动机失去保护，外壳上的电压接近于相电压值。相电压值。有重复接地时，如图（有重复接地时，如图（b b）所示，在断线处前电动机外壳上的电）所示，在断线处前电动机外壳上的电压接近于零值，断线处后的电动机其保护方式变成保护接地，其外压接近于零值，断线处后的电动机其保护方式变成保护接地，其外壳上的电压降低，所以提高了保护接零的安全性。壳上的电压降低，所以提高了保护接零的安全性。采用保护接零时，零线重复接地可以减轻零线意外断线或接触不良采用保护接零时，零线重复接地可以减轻零线意外断线或接触不良时，接零设备上电击的危害性，减轻零线断线时负载中性点时，接零设备上电击的危害性，减轻零线断线时负载中性点“漂移漂移”；还能降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压，缩短漏电故障；还能降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压，缩短漏电故障持续时间，改善架空线路的防雷性能。持续时间，改善架空线路的防雷性能。30三、接地的TN、TT、IT 系统1.IT系统 2.TN系统 3.TT系统 低压配电系统低压配电系统按电气设备的接地方式不同分：按电气设备的接地方式不同分：ITIT系统、系统、TTTT系统和系统和TNTN系统。系统。TNTN系统分为：系统分为：TNTNC C系统、系统、TNTNS S系统、系统、TNTNC CS S系统。系统。在中性点不接地系统或经阻抗（在中性点不接地系统或经阻抗（10001000）接地系统中将电气设）接地系统中将电气设备正常情况下不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。备正常情况下不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。在中性点直接接地系统中电气设备在正常情况下不带电的金属在中性点直接接地系统中电气设备在正常情况下不带电的金属外壳用保护线通过中性线与系统中性点相连接。外壳用保护线通过中性线与系统中性点相连接。TN TNS S系统：整个系统中系统：整个系统中的中性线的中性线N N与保护线与保护线PEPE是分开是分开的，保护线上没有电流流过，的，保护线上没有电流流过，设备外壳不带电，广泛用于中设备外壳不带电，广泛用于中小企业以及民用生活中。小企业以及民用生活中。TN TNC CS S系统：整个系统：整个系统中的中性线系统中的中性线N N与保护与保护线线PEPE部分是合一的，局部部分是合一的，局部采用专设的保护线。采用专设的保护线。TN TNC C系统：保护接系统：保护接零，整个系统中的中性线零，整个系统中的中性线N N与保护线与保护线PEPE是合一的。是合一的。通常适用于三相负荷比较通常适用于三相负荷比较平衡且单相负荷容量较小平衡且单相负荷容量较小的场所。的场所。在中性点接地系统中，将电气在中性点接地系统中，将电气设备外壳，通过与系统接地无关的设备外壳，通过与系统接地无关的接地体直接接地。接地体直接接地。TNTN、TTTT、ITIT的字母含义：的字母含义：第一个字母表示电力系统的对地关系：第一个字母表示电力系统的对地关系：T T：中性点直接接地，：中性点直接接地，I I：中性点不接地或经阻抗接地；：中性点不接地或经阻抗接地；第二个字母表示电气装置外壳的对地关系：第二个字母表示电气装置外壳的对地关系：T T：独立于电力系统接地点而直接接地，：独立于电力系统接地点而直接接地，N N：与电力系统接地点进行电气连接。：与电力系统接地点进行电气连接。配电系统导线代号：配电系统导线代号：电源的中性线：代号（电源的中性线：代号（N N）；）；保护线：代号（保护线：代号（PEPE）；）；保护中性线：代号（保护中性线：代号（PENPEN）。）。31四、保持接地方式的选择（1）1000V及以上的高压电气装置，在各种情况下均应采取保护接地；1000V以下的在中性点不接地的电力网中，应采用保护接地；在中性点直接地的电力网中，应采用保护接零和零线的重复接地。（2）同一个电源供电的低压配电网中，只能采用一种保护方式。32五、接地电阻的允许值（详见152页）接地电阻：（一）高压设备的接地电阻1、中性点接地系统2、小电流接地系统（二）低压设备的接地电阻33课题三、电气装置的接地341、必须接地或接零的部分1、电机、变压器、电器、携带式或移动式用电设备等的金属底座和外壳。2、电力设备传动装置3、互感器的二次组4、配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属柜架和底座。5、户内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门。-电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管。35二、不需要接地或接零的部分36一、接地装置1 1、接地装置：由接地体和接地线组成由接地体和接地线组成2、接地装置的作用二、接地装置的敷设（1）自然接地体：与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋地的非可燃可爆的金属管道及埋地敷设的不少于两根的电缆金属外皮等均可作为自然接地体。对于现场存在自然接地体的可以直接利用，利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。（2）人工接地体：指人为埋入地中的金属构件指人为埋入地中的金属构件课题四、接地装置课题四、接地装置37如下图所示，人工接地体有垂直埋设的（如图a)）和水平埋设的（如图b)）基本结构型式。最常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管。为了减少外界温度变化对流散电阻的影响，埋入地下的接地体，其顶面埋设深度不宜小于0.6m。38三、要求三、要求（1）接地电阻应满足接地系统的要求；（2）接地设施应具有足够的机械强度（3）接地应有防腐蚀措施（4）接地体要求适当的埋深，利用地质钻探孔作深井接地体。（5）接地网应遍及需要保护接地的电气设备所在地点，为各设备提供接地引出抽头。（6）接地网边缘一般应封闭成环，并在场内增设均压带。（7）应充分利用自然接地体，大面积接地网应以水平接地体为主；（8）节省钢材和投资，减少工作量。39四、降低接地电阻值的措施四、降低接地电阻值的措施四、降低接地电阻值的措施四、降低接地电阻值的措施1 1 1 1）敷设外引接地网敷设外引接地网敷设外引接地网敷设外引接地网2 2 2 2）深埋接地体深埋接地体深埋接地体深埋接地体3 3 3 3）换土换土换土换土4 4 4 4）利用降阻剂。利用降阻剂。利用降阻剂。利用降阻剂。5 5 5 5）敷设水下接地网敷设水下接地网敷设水下接地网敷设水下接地网40五、接地网的布置五、接地网的布置41加装均压带的环路式接地网421、接地体；2、接地干线；3、接地支线；4、设备43思考练习思考练习思考练习1.什么是保护接地和保护接零？各在什么条件下采用？2.重复接地的作用是什么？其接地电阻值要求为多少？3.什么是跨步电压和接触电压？其允许值各是多少？44