电气安全第五讲.pptx

1接地网示意图接地网示意图接地网示意图1-接地体接地体 2-接地干线接地干线 3-接地支线接地支线 4-电气设备电气设备o接地线与接地体合称接地线与接地体合称接地装置接地装置。o由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为体，称为接地网接地网。o接地线又分接地干线和接地支线。接地干线一般应采用接地线又分接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。2(二)接地电流和对地电压o当电气设备发生接地故障时，当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地作半球电流就通过接地体向大地作半球形散开，称为形散开，称为接地电流接地电流。o距离接地体越远，球面越大，其距离接地体越远，球面越大，其散流电阻越小，相对于接地点的散流电阻越小，相对于接地点的电位越低，所以接地电流的电位电位越低，所以接地电流的电位分布如图所示。分布如图所示。o试验表明，在距离接地故障点约试验表明，在距离接地故障点约20m的地方，散流电阻实际上已接的地方，散流电阻实际上已接近于零。这电位为零的地方，称近于零。这电位为零的地方，称为为电气上的电气上的“地地”或或“大地大地”图图 接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线接地电流接地电流 对地电压对地电压3(三)接触电压和跨步电压1.接触电压接触电压o接触电压是指设备的绝缘损坏接触电压是指设备的绝缘损坏时，在身体的两部位之间出现的电时，在身体的两部位之间出现的电位差，例如人站在发生接地故障的位差，例如人站在发生接地故障的设备旁边，手触及设备的金属外壳，设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚之间所呈现的电位差，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为即为接触电压接触电压。2.跨步电压跨步电压o跨步电压是指在接地故障点附跨步电压是指在接地故障点附近行走时，两脚之间所出现的电位近行走时，两脚之间所出现的电位差。在带电的断线落地点附近及雷差。在带电的断线落地点附近及雷击时防雷装置泄放雷电流的接地体击时防雷装置泄放雷电流的接地体附近行走时，同样也有跨步电压。附近行走时，同样也有跨步电压。越靠近接地点及跨步越长，跨步电越靠近接地点及跨步越长，跨步电压越大。压越大。离接地故障点距离超出离接地故障点距离超出20m时，跨步电压为零。时，跨步电压为零。跨步电压跨步电压接触电压接触电压4(四)工作接地、保护接地和重复接地1.工作接地工作接地o 工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的一种接地。要求而进行的一种接地。如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。o 各种工作接地有各自的功能。各种工作接地有各自的功能。电源中性点直接接地，能在运行中维持三相系统电源中性点直接接地，能在运行中维持三相系统中相线对地电压不变。中相线对地电压不变。防雷装置的接地，是为了对地泄放雷电流，实现防雷装置的接地，是为了对地泄放雷电流，实现防雷保护的要求。防雷保护的要求。52.保护接地与接零保护接地的型式有两种：保护接地的型式有两种：o(1)设设备备的的外外露露可可导导电电部部分分经经各各自自的的接接地地线线（PE线线）直接接地，如直接接地，如TT系统和系统和IT系统中设备外壳的接地。系统中设备外壳的接地。o(2)设设备备的的外外露露可可导导电电部部分分经经公公共共的的PE线线（如如在在TN-S系系统统中中）或或经经PEN线线（如如在在TN-C系系统统中中）接接地地。这这种种接接地地型型式式，我我国国习习惯惯称称为为“保保护护接接零零”。上上述述的的PEN线和线和PE线就称为线就称为“零线零线”。6保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理o没有装保护接地时的情况。没有装保护接地时的情况。o当当电电气气设设备备内内部部绝绝缘缘损损坏坏而而使使一一相相带带电电体体碰碰壳壳时时，若若人人接接触触此此外外壳壳，则则电电流流经经过过人人体体入入地地，在在经经过过其其它它两两相相对对地地绝绝缘缘阻阻抗抗回回到到电电源源。当当电电网网对对地地绝绝缘缘阻阻抗抗较较低低时时，考考虑虑电电网网对对地地分分布布电电容容时时，则则通通过过人人身身的的电电流流将将远远超超过过安安全全值值。同时，碰壳处出现的漏电火花还可能引起火灾或爆炸。同时，碰壳处出现的漏电火花还可能引起火灾或爆炸。7保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理o有保护接地时的情况。有保护接地时的情况。o当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电流大为减电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电流大为减少。少。8保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理o通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系：通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系：oRgr接地极的接地电阻，低压系统接地极的接地电阻，低压系统Rgr=10；oIgr流过接地极的电流，流过接地极的电流，A。9保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理o以以中中性性点点绝绝缘缘的的660V低低压压电电网网为为例例，其其单单相相接接地地电电流不大于流不大于1A。o其人身触电电流为：其人身触电电流为：Ima=101A/1000=0.01A=10mA30mAo可可见见，保保护护接接地地对对人人身身触触电电安安全全是是非非常常重重要要的的。另另外外，接接地地电电阻阻Rgr越越小小，则则流流经经人人体体的的电电流流Ima就就越越小小，电流大部分由接地极入地。电流大部分由接地极入地。10o将将接接地地电电阻阻的的数数值值控控制制在在规规程程规规定定的的范范围围以以内内，就就可可以以使使通通过过人人身身的的电电流流降降到到反反应应电电流流以以内内，确确保保人人身身安全。安全。o由由于于装装设设了了保保护护接接地地装装置置，碰碰壳壳处处的的漏漏电电电电流流大大部部分分将将经经接接地地极极入入地地。即即使使设设备备外外壳壳与与大大地地接接触触不不良良而而产产生生火火花花，但但由由于于接接地地装装置置的的分分流流作作用用，使使电电火火花花能能量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理11保护接地与接零保护接地与接零o必须必须注意注意：同一低压配电系统中，：同一低压配电系统中，不能有的设备采不能有的设备采取保护接地而有的设备又采取保护接零取保护接地而有的设备又采取保护接零；否则，当采；否则，当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采取保护接取保护接地的设备发生单相接地故障时，采取保护接零的设备外露可导电部分（外壳）将带上危险的电压，零的设备外露可导电部分（外壳）将带上危险的电压，如图所示。如图所示。外壳接零外壳接零外壳接地外壳接地IE123.重复接地在在TN系系统统中中，为为确确保保公公共共PE线线或或PEN线线安安全全可可靠靠，除除在在电电源源中中性性点点进进行行工工作作接接地地外外，还还应应在在PE线线或或PEN线的下列地点进行重复接地：线的下列地点进行重复接地：o(1)在架空线路终端及沿线每隔在架空线路终端及沿线每隔1km处；处；o(2)电缆和架空线引入车间和其他建筑物处。电缆和架空线引入车间和其他建筑物处。o如如果果不不进进行行重重复复接接地地，则则在在PE线线或或PEN线线断断线线且且有有设设备备发发生生单单相相接接壳壳短短路路时时，接接在在断断线线后后面面的的所所有有设设备备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压。的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压。o如如果果进进行行了了重重复复接接地地，则则在在发发生生同同样样故故障障时时，断断线线后面的设备外壳呈现的对地电压大大降低。后面的设备外壳呈现的对地电压大大降低。13重复接地的作用重复接地的作用a)没有重复接地的系统中，没有重复接地的系统中，PE线或线或PEN线断线时线断线时 b)采取重复接地的系统中，采取重复接地的系统中，PE线或线或PEN线断线时线断线时14二二.电气装置的接地及其接地电阻电气装置的接地及其接地电阻(一一)电气装置应该接地或接零的金属部分电气装置应该接地或接零的金属部分oGB50169-2006电气装置安装工程电气装置安装工程接地装置施工及接地装置施工及验收规范验收规范规定，电气装置的下列金属部分，均应接地规定，电气装置的下列金属部分，均应接地或接零：或接零：o(1)电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等的金属底座和外壳。的金属底座和外壳。o(2)电气设备的传动装置。电气设备的传动装置。o(3)屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近屋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。带电部分的金属遮栏和金属门。o(4)配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座。金属框架和底座。o(5)交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和可触及的电缆金属护层和穿线的钢管。穿线的属外壳和可触及的电缆金属护层和穿线的钢管。穿线的钢管之间或钢管与电器设备之间有金属软管过渡的，应钢管之间或钢管与电器设备之间有金属软管过渡的，应保证金属软管段接地畅通。保证金属软管段接地畅通。15(一一)电气装置应该接地或接零的金属部分电气装置应该接地或接零的金属部分o(6)电缆桥架、支架和井架。电缆桥架、支架和井架。o(7)装有避雷线的电力线路杆塔。装有避雷线的电力线路杆塔。o(8)装在配电线路杆上的电力设备。装在配电线路杆上的电力设备。o(9)在非沥青地面的居民区内，不接地、经消弧线圈接地在非沥青地面的居民区内，不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统中无避雷线的架空电力线路的金属杆塔和高电阻接地系统中无避雷线的架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。和钢筋混凝土杆塔。o(10)承载电气设备的构架和金属外壳。承载电气设备的构架和金属外壳。o(11)发电机中性点柜外壳，发电机出线柜、封闭母线的发电机中性点柜外壳，发电机出线柜、封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分。外壳及其他裸露的金属部分。o(12)气体绝缘全封闭组合电器（气体绝缘全封闭组合电器（GIS）的外壳接地端子和）的外壳接地端子和箱式变电站的金属箱体。箱式变电站的金属箱体。o(13)电热设备的金属外壳。电热设备的金属外壳。o(14)铠装控制电缆的金属护层。铠装控制电缆的金属护层。o(15)互感器的二次绕组。互感器的二次绕组。16电气装置安装工程电气装置安装工程接地装置施工及验收规范接地装置施工及验收规范(二二)电气装置可不接地或不接零的金属部分电气装置可不接地或不接零的金属部分GB50169-2006规定，电气装置的下列金属部分可规定，电气装置的下列金属部分可不接地或不接零：不接地或不接零：o(1)在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压为流额定电压为400V及以下或直流额定电压为及以下或直流额定电压为440V及以及以下的电气设备的外壳；但当有可能同时触及上述电气下的电气设备的外壳；但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。o(2)在干燥场所，交流额定电压为在干燥场所，交流额定电压为127V及以下或直流及以下或直流额定电压为额定电压为110V及以下的电气设备的外壳。及以下的电气设备的外壳。17(二二)电气装置可不接地或不接零的金属部分电气装置可不接地或不接零的金属部分o(3)安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子的金属底座等。的金属底座等。o(4)安装在已接地金属构架上的设备，如穿墙套管等。安装在已接地金属构架上的设备，如穿墙套管等。o(5)额定电压为额定电压为220V及以下的蓄电池室内的金属支及以下的蓄电池室内的金属支架。架。o(6)由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路轨道。轨道。o(7)与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。动机和电器的外壳。18(三)接地电阻及其要求o 接地电阻是接地线和接地体的电阻与接地体散流电接地电阻是接地线和接地体的电阻与接地体散流电阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，因阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，因此接地电阻可认为就是接地体的散流电阻。此接地电阻可认为就是接地体的散流电阻。o 接地电阻按其通过电流的性质分以下两种：接地电阻按其通过电流的性质分以下两种：(1)工频接地电阻：是工频接地电流流经接地装置入工频接地电阻：是工频接地电流流经接地装置入地所呈现的接地电阻。地所呈现的接地电阻。(2)冲击接地电阻：是雷电流流经接地装置入地所呈冲击接地电阻：是雷电流流经接地装置入地所呈现的接地电阻。现的接地电阻。19 表表 部分电力装置要求的工作接地电阻值部分电力装置要求的工作接地电阻值3 上述上述(序号序号6)装置的重复接地装置的重复接地7 与总容量在与总容量在100kVA及以下的发电机或变压及以下的发电机或变压器相联的接地装置器相联的接地装置6上述上述(序号序号4)装置的重复接地装置的重复接地5 与总容量在与总容量在100kVA以上的发电机或变压器以上的发电机或变压器相联的接地装置相联的接地装置 1kV以下系统以下系统4 与与1kV以下系统共用的接地装置以下系统共用的接地装置 仅用于该系统的接地装置仅用于该系统的接地装置 1kV以上小电流接地系统以上小电流接地系统2 仅用于该系统的接地装置仅用于该系统的接地装置1kV以上大电流接地系统以上大电流接地系统1 接接 地地 电电 阻阻 值值 接接 地地 的的 电电 力力 装装 置置 特特 点点电力装置名称电力装置名称序序 号号且且 且且 当当 A时时 下页接续下页接续20 接接 地地 电电 阻阻 值值 接接 地地 的的 电电 力力 装装 置置 特特 点点电力装置名称电力装置名称序序 号号 防雷建筑物防雷建筑物1514 第三类防雷建筑物第三类防雷建筑物 第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物 第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物13与电机有电气联系与电机有电气联系 12与电机无电气联系与电机无电气联系 线路上装设的避雷器或保护间隙线路上装设的避雷器或保护间隙 11与序号与序号6装置共用装置共用 10与序号与序号4装置共用装置共用 变配电所装设的避雷器变配电所装设的避雷器9 独立避雷针和避雷器独立避雷针和避雷器 避雷装置避雷装置8 表表 部分电力装置要求的工作接地电阻值（续）部分电力装置要求的工作接地电阻值（续）注：注：为工频接地电阻；为工频接地电阻；为冲击接地电阻；为冲击接地电阻；为流经接地装置的单相短路电流；为流经接地装置的单相短路电流；为单相接地电容为单相接地电容 电流，按式电流，按式(1-6)计算。计算。21三三.接地装置的装设与布置接地装置的装设与布置(一一)自然接地体的利用自然接地体的利用o如果经测量自然接地体接地电阻满足要求，且这些自如果经测量自然接地体接地电阻满足要求，且这些自然接地体又满足短路热稳定条件时，除然接地体又满足短路热稳定条件时，除35kV及以上变配电及以上变配电所外，一般不必再装设人工接地装置。所外，一般不必再装设人工接地装置。o可以利用的自然接地体，按可以利用的自然接地体，按GB50169-2006规定有：规定有：(1)埋设在地下的金属管道，但不包括可燃和有爆炸物质埋设在地下的金属管道，但不包括可燃和有爆炸物质的管道；的管道；(2)金属井管；金属井管；(3)与大地有可靠连接的建筑物的金属结构；与大地有可靠连接的建筑物的金属结构；(4)水工建筑物及其类似的构筑物的金属管、桩等。水工建筑物及其类似的构筑物的金属管、桩等。22(一一)自然接地体的利用自然接地体的利用o对于变配电所来说，可利用其建筑物的钢对于变配电所来说，可利用其建筑物的钢筋混凝土基础作为自然接地体。筋混凝土基础作为自然接地体。o对对310kV变配电所来说，如果其自然接变配电所来说，如果其自然接地电阻满足规定值时，可不另设人工接地。地电阻满足规定值时，可不另设人工接地。o对对35kV及以上变配电所则还必须敷设以水及以上变配电所则还必须敷设以水平接地体为主的人工接地网。平接地体为主的人工接地网。o利用自然接地体时，一定要保证其良好的利用自然接地体时，一定要保证其良好的电气连接。在建、构筑物结构的结合处，除已电气连接。在建、构筑物结构的结合处，除已焊接者外，都要采用跨接焊接，而且跨接线不焊接者外，都要采用跨接焊接，而且跨接线不得小于规定值。得小于规定值。23(二)人工接地体的装设o人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种。人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种。a)垂直埋设的管形或棒形接地体垂直埋设的管形或棒形接地体 b)水平埋设的带形接地体水平埋设的带形接地体 最常用的垂直接地体为直径最常用的垂直接地体为直径50mm、长、长2.5m的钢管。的钢管。钢管直径小于钢管直径小于50mm，易弯曲，不适于用机械方法打入土中；，易弯曲，不适于用机械方法打入土中；钢管直径大于钢管直径大于50mm，则钢材耗用增大，而散流电阻减小甚微（例如钢管直，则钢材耗用增大，而散流电阻减小甚微（例如钢管直径由径由50mm增大到增大到125mm时，散流电阻仅减小时，散流电阻仅减小15%）。）。钢管长度小于钢管长度小于2.5m时，增加散流电阻很多；时，增加散流电阻很多；钢管长度大于钢管长度大于2.5m时，难于打入土中，而散流电阻也减小不多。时，难于打入土中，而散流电阻也减小不多。为了减少外界温度变化对散流电阻的影响，埋入地下的接地体，其为了减少外界温度变化对散流电阻的影响，埋入地下的接地体，其顶端离地顶端离地面不宜小于面不宜小于0.6m。24(三)防雷装置的接地装置要求o避避雷雷针针宜宜设设独独立立的的接接地地装装置置。防防雷雷的的接接地地装装置置（包包括括接接地地体体和和接接地地线线）及及避避雷雷针针（线线、网网）引引下下线线的的结结构尺寸，应符合要求。构尺寸，应符合要求。o为为了了防防止止雷雷击击时时雷雷电电流流在在接接地地装装置置上上产产生生的的高高电电位位对对被被保保护护的的建建筑筑物物和和配配电电装装置置及及其其接接地地装装置置进进行行“反反击击闪闪络络”，危危及及建建筑筑物物和和配配电电装装置置的的安安全全，防防直直击击雷雷的的接接地地装装置置与与建建筑筑物物和和配配电电装装置置及及其其接接地地装装置置之之间间应应有有一一定定的的安安全全距距离离，此此安安全全距距离离与与建建筑筑物物的的防防雷雷等等级级有有关关，在在GB50057-1994中中有有具具体体规规定定，但但总总的的来来说说，空空气气中中的的安安全全距距离离不不小小于于5m，地地下下的的安安全全距距离离不不小小于于3m。25防雷装置的接地装置防直击雷的接地装置对建防直击雷的接地装置对建筑物和配电装置及其接地筑物和配电装置及其接地装置间的安全距离装置间的安全距离 S0-空气中间距空气中间距(不小于不小于5m)SE-地下间距地下间距(不小于不小于3m)26四、接地电阻的测量四、接地电阻的测量测量方法：测量方法：1.1.电流、电压表法电流、电压表法 2.2.用接地电阻测量仪测量用接地电阻测量仪测量27最最简简单单的的测测量量方方法法有有电电流流、电电压压表表法法。图图中中A为为被被测测的的接接地地极极；B为为第第一一辅辅助助接接地地极极（金金属属探探针针），用用于于测测定定A与与大大地地零零电电位位的的电电压压；C为为第第二二辅辅助助接接地地极极（金金属属探探针针），使使测测量量电电流流能能在在A、C和和大大地地之之间间形形成成回回路路。合合上上开开关关QS，测测取取电电压压表表和和电电流流表表的的读读数数（Vtg和和Igr），则则接接地地极极A的的接接地地电电阻阻Rgr=Vtg/Igr。电流、电压表法电流、电压表法28用接地电阻测量仪测量用接地电阻测量仪测量接地电阻测试仪俗称接地电阻摇表，其测量机构接地电阻测试仪俗称接地电阻摇表，其测量机构为流比计。测试方案和要求同前。为流比计。测试方案和要求同前。测量仪由手摇发电机、电流互感器、电位器及检测量仪由手摇发电机、电流互感器、电位器及检流计等组成。全部机构装于铝合金铸造的便携式外壳流计等组成。全部机构装于铝合金铸造的便携式外壳内，附件有辅助接地探测针（电位探针内，附件有辅助接地探测针（电位探针P和电流探针和电流探针C）及联接导线等，装于附件袋内。）及联接导线等，装于附件袋内。常用的接地电阻测试仪的型号规格如下表。常用的接地电阻测试仪的型号规格如下表。180mm120mm110mm 误差误差2.5%2/20/200晶体管接地电阻测试仪晶体管接地电阻测试仪ZC34A 172mm116mm135mm10/100/1000接地电阻测试仪接地电阻测试仪ZC29-110/100/1000170mm110mm164mm 在额定值的在额定值的30%及以下，及以下，误差为额定值的误差为额定值的1.5%；在；在额定值的额定值的30%以上，误差为以上，误差为指示值的指示值的5%1/10/100接地电阻测试仪接地电阻测试仪ZC8外形尺寸外形尺寸:(:(长长宽宽高高)准准 确确 度度量量 程程名名 称称型型 号号测量步骤视频测量步骤视频30测量步骤测量步骤（1）沿沿被被测测接接地地极极E，使使电电位位探探测测针针P和和电电流流探探测测针针C依直线彼此相距依直线彼此相距20m,且且P位于位于E和和C之间之间;（2）用导线将）用导线将E、P和和C与仪表相应端钮联接；与仪表相应端钮联接；（3）将将仪仪表表水水平平放放置置，检检查查检检流流计计的的指指针针是是否否指指示示黑线上，否则可调整零位调节器黑线上，否则可调整零位调节器S0，使之对准黑线；，使之对准黑线；（4）转转动动量量限限转转换换开开关关SA，将将倍倍率率标标度度盘盘拨拨于于乘乘10倍倍数数档档，慢慢慢慢转转动动发发电电机机的的手手把把，同同时时转转动动测测量量表表度度盘盘（电电位位器器3RP随随之之转转动动），使使检检流流计计的的指指针针对对准准黑黑线；线；（5）如如测测量量标标度度盘盘的的读读数数小小于于1时时，应应将将倍倍数数表表度度盘盘置置于于乘乘1的的倍倍数数档档，在在重重新新调调整整测测量量表表度度盘盘，已已得得到正确的读数，即为所测接地极到正确的读数，即为所测接地极E的电阻值的电阻值Rgr。31自动自动/数字接地电阻测量仪数字接地电阻测量仪32五五.低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结(一一)低压配电系统的接地故障保护低压配电系统的接地故障保护o接接地地故故障障是是指指低低压压配配电电系系统统中中的的相相线线对对地地或或对对与与地地有有联联系系的的导导电电体体之之间间的的短短路路，包包括括相相线线与与大大地地、相相线线与与PE线线或或PEN线线以以及相线与设备的外露可导电部分之间的短路。及相线与设备的外露可导电部分之间的短路。o接接地地故故障障的的危危害害很很大大。在在TN系系统统中中，接接地地故故障障就就是是单单相相短短路路，故故障障电电流流很很大大，必必须须迅迅速速切切除除，否否则则将将产产生生严严重重后后果果，甚甚至至引引起起火火灾灾或或爆爆炸炸。在在TT系系统统和和IT系系统统中中，接接地地故故障障电电流流虽虽然然较较小小，但但故故障障设设备备的的外外露露可可导导电电部部分分可可能能呈呈现现危危险险的的对对地地电电压压。如如不不及及时时予予以以信信号号报报警警或或切切除除故故障障，就就有有发发生生人人身身触触电电事事故故的的可可能能。因因此此对对接接地地故故障障必必须须重重视视，应应该该对对接接地地故故障障采采取取适适当当的的安安全全防防护措施。护措施。o接接地地故故障障保保护护电电器器的的选选择择，应应根根据据低低压压配配电电系系统统的的接接地地形形式式、电电气气设设备备类类别别（移移动动式式、手手握握式式或或固固定定式式）以以及及导导体体截截面面大大小小等因素确定。等因素确定。33o1.TN系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护oTN系统中配电线路的接地故障保护可由线路的过电系统中配电线路的接地故障保护可由线路的过电流保护或零序电流保护来实现。流保护或零序电流保护来实现。o2.TT系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护o在在TT系统中，一般装设漏电电流保护作接地故障保系统中，一般装设漏电电流保护作接地故障保护。护。o3.IT系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护o在在IT系统中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘系统中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘监视装置发出音响或灯光报警信号。当发生第二次接监视装置发出音响或灯光报警信号。当发生第二次接地故障时，可形成两相接地短路，这时应由过电流保地故障时，可形成两相接地短路，这时应由过电流保护或漏电电流保护来切断故障回路。护或漏电电流保护来切断故障回路。34(二)低压配电系统的漏电电流保护1.漏电保护器的功能与原理漏电保护器的功能与原理o漏漏电电保保护护器器又又称称“剩剩余余电电流流保保护护器器”（RCD）：在在规规定定条条件件下下，当当漏漏电电电电流流（剩剩余余电电流流）达达到到或或超超过过规规定定值值时时能能自自动动断断开开电电路路的的一一种种保保护护电电器器。它它用用来来对对低低压压配配电电系系统统中中的的漏漏电电和和接接地地故故障障进进行行安安全全防防护护，防防止止发发生生人人身身触触电电事事故故及及因因接接地地电电弧弧引引发发的火灾。的火灾。o漏漏电电保保护护器器按按其其反反应应动动作作的的信信号号分分，有有电电压压动动作作型型和和电电流流动动作作型型两两类类。电电电电压压压压动动动动作作作作型型型型技技技技术术术术上上上上尚尚尚尚存存存存在在在在一一一一些些些些问问问问题题题题，所所以以现现在在生生产产的漏电保护器差不多都是电流动作型。的漏电保护器差不多都是电流动作型。o电电流流动动作作型型漏漏电电保保护护器器利利用用零零序序电电流流互互感感器器来来反反应应接接地地故故障障电电流流，以以动动作作于于脱脱扣扣机机构构。它它按按脱脱扣扣机机构构的的结结构构分分，又又有有电电磁磁脱扣型和电子脱扣型两类。脱扣型和电子脱扣型两类。35电流动作的电磁脱扣型漏电保护器的原理正常运行时，穿过零序电流互感器正常运行时，穿过零序电流互感器TAN的三相电流相量和为零，零序电流的三相电流相量和为零，零序电流互感器互感器TAN二次侧不产生感应电动势，二次侧不产生感应电动势，因此极化电磁铁因此极化电磁铁YA的线圈中没有电流的线圈中没有电流通过，其衔铁靠永久磁铁的磁力保持在通过，其衔铁靠永久磁铁的磁力保持在吸合位置，使开关维持在合闸状态。当吸合位置，使开关维持在合闸状态。当设备发生漏电或单相接地故障时，就有设备发生漏电或单相接地故障时，就有零序电流穿过互感器零序电流穿过互感器TAN的铁心，使其的铁心，使其二次侧感生电动势，于是电磁铁二次侧感生电动势，于是电磁铁YA的的线圈中有交流电流通过，从而使电磁铁线圈中有交流电流通过，从而使电磁铁YA的铁心中产生交变磁通，与原有的的铁心中产生交变磁通，与原有的永久磁通叠加，产生去磁作用，使其电永久磁通叠加，产生去磁作用，使其电磁吸力减小，衔铁被弹簧拉开，使自由磁吸力减小，衔铁被弹簧拉开，使自由脱扣机构脱扣机构YR动作，开关跳闸，断开故动作，开关跳闸，断开故障电路，从而起到漏电保护的作用。障电路，从而起到漏电保护的作用。电流动作的电磁脱扣型漏电保护器电流动作的电磁脱扣型漏电保护器TAN-零序电流互感器零序电流互感器 YA-极化电磁铁极化电磁铁 QF-断路器断路器 YR-自由脱扣机构自由脱扣机构36电子脱扣型漏电保护器电子脱扣型漏电保护器o电电子子脱脱扣扣型型漏漏电电保保护护器器是是在在零零序序电电流流互互感感器器TAN与与自自由由脱脱扣扣机机构构YR之之间间接接入入一一个个电电子子放放大大器器AV。当当设设备备发发生生漏漏电电或或单单相相接接地地故故障障时时，互互感感器器TAN二二次次侧侧感感生生的的电电信信号号经经电电子子放放大大器器AV放放大大后后，接接通通脱脱扣扣机机构构YR，使使开开关关跳跳闸闸，从从而也起到漏电保护的作用。而也起到漏电保护的作用。电流动作的电子脱扣型漏电保护器电流动作的电子脱扣型漏电保护器TAN-零序电流互感器零序电流互感器 AV-电子放大器电子放大器 QF-断路器断路器 YR-自由脱扣机构自由脱扣机构372.漏电保护器的分类o漏电保护器按其保护功能和结构特征，可分以下四类：漏电保护器按其保护功能和结构特征，可分以下四类：o(1)漏电保护开关漏电保护开关它由零序电流互感器、漏电脱扣器和主开它由零序电流互感器、漏电脱扣器和主开关组装在一绝缘外壳之中，关组装在一绝缘外壳之中，具有漏电保护及手动通断电路的功具有漏电保护及手动通断电路的功能，但不具过负荷和短路保护的功能。能，但不具过负荷和短路保护的功能。这类产品主要应用于住这类产品主要应用于住宅，通称漏电开关。宅，通称漏电开关。o(2)漏电断路器漏电断路器它是在低压断路器的基础上加装漏电保护部它是在低压断路器的基础上加装漏电保护部件所组成，因此件所组成，因此具有漏电保护及过负荷和短路保护的功能具有漏电保护及过负荷和短路保护的功能。它。它的有些产品就是在低压断路器之外拼装漏电保护附件而成。例的有些产品就是在低压断路器之外拼装漏电保护附件而成。例如如C45系列小型断路器拼装漏电脱扣器后，就成了家用及类似场系列小型断路器拼装漏电脱扣器后，就成了家用及类似场所广泛应用的漏电断路器。所广泛应用的漏电断路器。o(3)漏电继电器漏电继电器它由零序电流互感器和继电器组成，具有检它由零序电流互感器和继电器组成，具有检测和判断漏电和接地故障的功能，测和判断漏电和接地故障的功能，由继电器发出信号，并控制由继电器发出信号，并控制断路器或接触器切断电路。断路器或接触器切断电路。o(4)漏电保护插头漏电保护插头/座座它由漏电开关或漏电断路器与插头它由漏电开关或漏电断路器与插头/座组座组合而成，使插头合而成，使插头/座回路连接的设备座回路连接的设备具有漏电保护功能具有漏电保护功能。38漏电保护器的类型o漏电保护开关漏电保护开关o漏电断路器漏电断路器o漏电保护继电器漏电保护继电器o漏电保护插头插座漏电保护插头插座39各种各种RCD在低压配电线路中的接线示意图在低压配电线路中的接线示意图RCD1-单极单极2线线 RCD2-双极双极2线线 RCD3-3极极3线线 RCD4-3极极4线线RCD5-4极极4线线 QF-断路器断路器 YR-漏电脱扣器漏电脱扣器 漏电保护器按极数分，有单极漏电保护器按极数分，有单极2线、双极线、双极2线、线、3极极3线、线、3极极4 线和线和4极极4线等多种型式，其在低压配电线路中的接线如线等多种型式，其在低压配电线路中的接线如图。图。40(三三)漏电保护器的装设场所与要求漏电保护器的装设场所与要求 1.漏电保护器（漏电保护器（RCD）的装设场所）的装设场所 由由于于人人手手握握住住手手持持式式或或移移动动式式电电器器时时，如如果果该该电电器器漏漏电电，则则人人手手因因触触电电痉痉挛挛而而很很难难摆摆脱脱，触触电电时时间间一一长长，就就会会导导致致死死亡亡。而而固固定定式式电电器器漏漏电电，如如人人体体触触及及，会会因因电电击击刺刺痛痛而而弹弹离离，一一般般不不会会继继续续触触电电。由由此此可可见见，手手持持式式和和移移动动式式电电器器触触电电的的危危险险性性远远远远大大于于固固定定式式电电器器触触电电。因因此此一一般般规规定定，安安装装有有手手持持式式和和移移动动式式电电器器的的回回路路上上应应装装设设RCD。由由于于插插座座主主要要是是用用来来连连接接手手持持式式和和移移动动式式电电器器的的，因因此此插插座座回回路路上上一一般般也也应应装装设设RCD。GB50096-1999住住宅宅设设计计规规范范规规定定，除除空空调调电电源插座外，其他电源插座回路均应装设源插座外，其他电源插座回路均应装设RCD。412.PE线和线和PEN线不得穿过线不得穿过RCD的零序电流互感器铁心的零序电流互感器铁心 在在TN-S系系统统中中或或TN-C-S系系统统中中的的TN-S段段装装设设RCD时时，PE线线（保保护护接接地地线线）不不得得穿穿过过零零序序电电流流互互感感器器的的铁铁心心。否否则则，在在发发生生单单相相接接地地故故障障时时，由由于于进进出出互互感感器器铁铁心心的的故故障障电电流流相相互互抵抵消消，RCD不不会会动动作作，如如图图a所所示示。而而在在TN-C系系统统中中或或TN-C-S系系统统中中的的TN-C段段装装设设RCD时时，PEN线线不不得得穿穿过过零零序序电电流流互互感感器器的的铁铁心心，否否则则，在在发发生生单单相相接接地地故故障障时时，RCD同同样不会动作，如图样不会动作，如图b所示。所示。42 对于对于TN-C系统，如果发生单相接地故障，就形成单相短路，其过电系统，如果发生单相接地故障，就形成单相短路，其过电流保护装置应该动作，切除故障。流保护装置应该动作，切除故障。要在要在TN-C系统中装设系统中装设RCD，必须采取如上图，必须采取如上图b的接线，但此接线已的接线，但此接线已非非TN-C系统而是系统而是TN-C-S系统了。系统了。RCD在TN系统中的正确接线a)TN-S系统中RCD的正确接线 b)b)TN-C-S系统的TN-S段中RCD的正确接线TN-S系统中和系统中和TN-C-S系统的系统的TN-S段中段中RCD的正确接线的正确接线433.RCD负荷侧的负荷侧的N线与线与PE线不能接反线不能接反 如图所示低压配电线路中，假设其中插座如图所示低压配电线路中，假设其中插座XS2的的N线端子线端子误接于误接于PE线上，而其线上，而其PE线端子误接于线端子误接于N线上，则插座线上，则插座XS2的的负荷电流负荷电流I I 不是经不是经N线而是经线而是经PE线返回电源，从而使线返回电源，从而使RCD的的零序电流互感器一次侧出现不平衡电流零序电流互感器一次侧出现不平衡电流I I，造成漏电保护器，造成漏电保护器RCD无法合闸。无法合闸。为了避免为了避免N线与线与PE线接错，建议在电气安装中，线接错，建议在电气安装中，N线使用线使用淡蓝色绝缘线，淡蓝色绝缘线，PE线使用黄绿双色绝缘线，而线使用黄绿双色绝缘线，而A、B、C三相三相则分别使用黄、绿、红色绝缘线。则分别使用黄、绿、红色绝缘线。44 不同回路共用一根N线可引起RCD误动 4.装设装设RCD时，不同回路不应共用一根时，不同回路不应共用一根N线线 在电气施工中，为节约线路投资，往往将几回配电线路在电气施工中，为节约线路投资，往往将几回配电线路共用一根共用一根N线。如图所示线路中，将装有线。如图所示线路中，将装有RCD的回路与其他回的回路与其他回路共用一根路共用一根N线。这将使线。这将使RCD的零序电流互感器一次侧出现不的零序电流互感器一次侧出现不平衡电流而引起平衡电流而引起RCD误动，因此这种做法是不允许的。误动，因此这种做法是不允许的。455.低压配电系统中多级RCD的装设要求o为了有效地防止因接地故障引起为了有效地防止因接地故