工学电气安全接地与防雷.pptx

2024/4/3 周三1第第8章章 电气安全、接地与防雷电气安全、接地与防雷l主要内容主要内容电气安全的相关概念电气安全的相关概念电气装置接地电气装置接地过电压与防雷过电压与防雷l重点、难点重点、难点保护接地保护接地防雷措施防雷措施2024/4/3 周三28.1 电气设备接地电气设备接地l电流对人体作用及有关概念电流对人体作用及有关概念（一）触电形式（一）触电形式l分电击和电伤分电击和电伤l高压或雷击触电高压或雷击触电l低压触电低压触电（二）安全电压（二）安全电压l安全电流值安全电流值 30mAs。l安全电压值安全电压值 50V（三）防护形式（三）防护形式l直接触电防护直接触电防护l间接触点防护间接触点防护2024/4/3 周三3二二 工作接地与保护接地工作接地与保护接地（一）工作接地（一）工作接地l电力系统中性点的接地电力系统中性点的接地l防雷接地等防雷接地等（二）保护接地（二）保护接地 按国际电工委员会按国际电工委员会(IEC)的规定低压电的规定低压电网有五种接地方式。网有五种接地方式。2024/4/3 周三4l第一个字母表示电源中性点的对地关系；第一个字母表示电源中性点的对地关系；（电力系统的对地关系）（电力系统的对地关系）T T一点直接接地；一点直接接地；I I所有带电部分与地绝缘，或一点经所有带电部分与地绝缘，或一点经 阻抗接地。阻抗接地。2024/4/3 周三5l第二个字母表示装置的外露可导电的部分第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系；对地关系；T T外露可导电部分对地直接电气连接，外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；与电力系统的任何接地点无关；N N外露可导电部分与电力系统的接地外露可导电部分与电力系统的接地 点直接电气连接。点直接电气连接。l横线后面的字母横线后面的字母(S、C或或C-S-S)表示保护线表示保护线与中性线的结合情况。与中性线的结合情况。2024/4/3 周三61.TN系统系统(1)TNC系统系统lPE与与N合为一根合为一根PEN，投资较省。，投资较省。l设备外露可导电部分均接设备外露可导电部分均接PEN线。线。lPEN线可能有电流流过，设备外壳正常线可能有电流流过，设备外壳正常带对地电压和杂散电流，容易打火引起带对地电压和杂散电流，容易打火引起火灾和爆炸及可对电子设备产生电磁干火灾和爆炸及可对电子设备产生电磁干扰。扰。2024/4/3 周三7l如如PEN线断线，可使接线断线，可使接PEN的设备外露的设备外露可导电部分带电，造成人身触电危险；可导电部分带电，造成人身触电危险；可使单相设备烧坏。可使单相设备烧坏。l在一相接壳或接地故障时过电流保护装在一相接壳或接地故障时过电流保护装置动作，将切除故障线路。置动作，将切除故障线路。在我国低压配电系统中应有普遍，在我国低压配电系统中应有普遍，但不适于安全要求高，及抗电磁干扰要但不适于安全要求高，及抗电磁干扰要求高的场所。求高的场所。适用于工厂配电。适用于工厂配电。2024/4/3 周三82024/4/3 周三9(2)TNS系统系统lPE线与线与N线分开，设备外露可导电部分线分开，设备外露可导电部分均接均接PE线。线。lPE线与线与N线分开线分开,PE线中无电流流过，线中无电流流过，因此对接因此对接PE线的设备无电磁干扰。线的设备无电磁干扰。lPE线断线时，正常情况不会使线断线时，正常情况不会使PE的设的设备外露可导电部分带电，但在有设备发备外露可导电部分带电，但在有设备发生一相接壳故障时，将会带电，危及人生一相接壳故障时，将会带电，危及人身安全。身安全。2024/4/3 周三10l在一相接壳或接地故障时过电流保护装在一相接壳或接地故障时过电流保护装置动作，将切除故障线路。置动作，将切除故障线路。lPE线与线与N线分开线分开,投资较投资较TNC高。高。适于对安全或抗电磁干扰要求高的适于对安全或抗电磁干扰要求高的场所。场所。常用于变压器设在用电建筑物中的常用于变压器设在用电建筑物中的民用建筑供电。民用建筑供电。2024/4/3 周三112024/4/3 周三12(3)TNCSl该系统前部分全为该系统前部分全为TNC系统，而后边系统，而后边有一部分为有一部分为TNC系统，有一部分为系统，有一部分为TNS系统。系统。l设备外露可导电部分分接设备外露可导电部分分接PEN或或PE线。线。l综合了综合了TNC与与TNS系统的特点。系统的特点。lPE与与N线一旦分开，两者不能在相连。线一旦分开，两者不能在相连。2024/4/3 周三13 此系统比较灵活，对对安全或抗电此系统比较灵活，对对安全或抗电磁干扰要求高的场所采用磁干扰要求高的场所采用TNS系统，系统，而其它情况则采用而其它情况则采用TNC系统。系统。广泛地应用于分散的民用建筑中，广泛地应用于分散的民用建筑中，特别适合一台变压器供好几幢建筑物用特别适合一台变压器供好几幢建筑物用电的系统电的系统。2024/4/3 周三142024/4/3 周三152.TT系统系统l没有公共的没有公共的PE线，设备外露可导电部分线，设备外露可导电部分经各自的经各自的PE线直接接地。线直接接地。l由于各设备的由于各设备的PE线之间无电磁联系，因线之间无电磁联系，因此互相之间无电磁干扰。此互相之间无电磁干扰。l当发生一相接地故障时则形成单相短路，当发生一相接地故障时则形成单相短路，但短路电流不大，影响保护装置动作，但短路电流不大，影响保护装置动作，此时设备外壳对地电压近此时设备外壳对地电压近110v，危及人，危及人身安全。身安全。2024/4/3 周三16l省去了公共省去了公共PE线，较线，较TN经济，但单独经济，但单独装设装设PE线，又增加了麻烦。线，又增加了麻烦。适用于抗电磁干扰要求高的场所及分散适用于抗电磁干扰要求高的场所及分散的用电系统。的用电系统。2024/4/3 周三172024/4/3 周三18(3)IT系统系统l没有没有N线，不适于接相电压的单相设备线，不适于接相电压的单相设备。l设备外露可导电部分经各自的设备外露可导电部分经各自的PE线直接线直接接地，互相之间无电磁干扰。接地，互相之间无电磁干扰。l发生一相接地故障时三相用电设备仍能发生一相接地故障时三相用电设备仍能继续工作。继续工作。2024/4/3 周三19l应装设单相接地保护装置，以便发生一应装设单相接地保护装置，以便发生一相接地故障时，给予报警信号。相接地故障时，给予报警信号。应用于对连续供电要求高及有易燃易爆应用于对连续供电要求高及有易燃易爆的危险场所。的危险场所。2024/4/3 周三202024/4/3 周三21三三 重复接地重复接地 在在TN系统中为确保公共系统中为确保公共PE或或PEN线安全可靠，除电源中性点进行工作接线安全可靠，除电源中性点进行工作接地外，还必需在地外，还必需在PE或或PEN线的下列地线的下列地方进行必要的重复接地。方进行必要的重复接地。l电流或架空线在引入建筑物或车间处。电流或架空线在引入建筑物或车间处。l在架空线的干线和分支线的终端及沿线在架空线的干线和分支线的终端及沿线每一公里处。每一公里处。2024/4/3 周三22 重复接地虽可使重复接地虽可使PE或或PEN断线，并发断线，并发生一相接地故障时对人的危险程度大大降生一相接地故障时对人的危险程度大大降低，但对人还是有危险，所以，低，但对人还是有危险，所以，PE或或PEN一定要可靠牢固，不允许装设开关或熔断一定要可靠牢固，不允许装设开关或熔断器。器。2024/4/3 周三23四四 接地故障保护接地故障保护（一）（一）TN系统的接地故障保护系统的接地故障保护1.切除故障的时间要求：切除故障的时间要求：相对地额定电压为相对地额定电压为220V的的TN系统：系统：l 配电干线和供给固定式用电设备的末配电干线和供给固定式用电设备的末端配电线路不应大于端配电线路不应大于5s。l供电给手握式或移动式用电设备的末端供电给手握式或移动式用电设备的末端配电线路不应大于配电线路不应大于0.4s。2024/4/3 周三242.单相接地故障的保护措施单相接地故障的保护措施(1)利用线路的过电流保护利用线路的过电流保护空气断路器：当空气断路器：当Sp2或或1.5时，可在时，可在0.10.4s(DW)之间切除或之间切除或0.010.02s(DZ)之间切除。之间切除。熔断器：当被保护线路末端单相短路电熔断器：当被保护线路末端单相短路电流为熔体额定电流的某一倍数时才能达流为熔体额定电流的某一倍数时才能达到到 5s 或或 0.4s切除。切除。2024/4/3 周三25(2)采用等电位连接采用等电位连接 单相接地短路时，切除故障时间超过单相接地短路时，切除故障时间超过5s 或或 0.4s,可采用总等电位或局部等电位连可采用总等电位或局部等电位连接，使人体接触故障设备外壳时，其电接，使人体接触故障设备外壳时，其电压差不大于压差不大于50V。2024/4/3 周三262024/4/3 周三27(3)采用零序保护采用零序保护 只适用于变压器低压侧出现单相接地故只适用于变压器低压侧出现单相接地故障，当高压侧过电流保护兼作变压器低障，当高压侧过电流保护兼作变压器低压侧单相接地保护灵敏度不够时采用，压侧单相接地保护灵敏度不够时采用，在低压线路上很少采用在低压线路上很少采用。(4)采用漏电保护采用漏电保护 保护人体触电不发生心室纤维颤动的界保护人体触电不发生心室纤维颤动的界限值限值30mAs。2024/4/3 周三28（二）（二）TT系统的接地故障保护系统的接地故障保护1.TT系统接地故障保护应符合：系统接地故障保护应符合：Iop(E)接地故障保护装置动作电流。接地故障保护装置动作电流。RE设备金属外壳的接地电阻。设备金属外壳的接地电阻。2.TT系统切除单相接地故障只有使用漏电系统切除单相接地故障只有使用漏电保护。保护。2024/4/3 周三29（三）（三）IT系统的接地故障保护系统的接地故障保护1.IT系统接地故障保护应符合：系统接地故障保护应符合：Id 发生第一次接地故障时的故障电流。发生第一次接地故障时的故障电流。RE设备金属外壳的接地电阻。设备金属外壳的接地电阻。由于由于IT系统中性点是绝缘的，因此单相接系统中性点是绝缘的，因此单相接地短路电流很小，地短路电流很小，UE50V，因此，因此IT系统的单系统的单相接地短路可以不必断开故障线路，系统仍相接地短路可以不必断开故障线路，系统仍可继续运行。可继续运行。2024/4/3 周三302.IT 系统接地故障保护有几种：系统接地故障保护有几种：(1)采用绝缘监视装置采用绝缘监视装置(2)采用过电流保护装置采用过电流保护装置 当接地故障发展到二相、三相时，采用当接地故障发展到二相、三相时，采用过电流保护装置，切除故障的时间要求过电流保护装置，切除故障的时间要求与与TN系统一样。系统一样。2024/4/3 周三31(3)采用漏电保护采用漏电保护 当过电流保护装置不能满足切除故障的当过电流保护装置不能满足切除故障的时间时，采用。则：漏电保护器的额定时间时，采用。则：漏电保护器的额定不动作电流不动作电流Iop(E)0 大于第一次接地故障时大于第一次接地故障时相线上的电流。相线上的电流。(4)采用过电压保护采用过电压保护 单相接地故障或二相接地故障时，非故单相接地故障或二相接地故障时，非故障相的电压升高相电压的障相的电压升高相电压的3倍或倍或2倍。倍。2024/4/3 周三32（四）漏电保护（四）漏电保护 漏电保护整定电流及时间的选择漏电保护整定电流及时间的选择1.单级时：单级时：(1)漏电保护器额定动作电流漏电保护器额定动作电流RE设备金属外壳的接地电阻。设备金属外壳的接地电阻。Ur安全接触电压，一般干燥场所取安全接触电压，一般干燥场所取56V；潮湿场所取；潮湿场所取25V；特别潮湿场所；特别潮湿场所取取 2.5V。2024/4/3 周三33(2)漏电保护器额定不动作电流应大于系统漏电保护器额定不动作电流应大于系统的正常泄漏电流的正常泄漏电流Ig，即：，即：l对照明线路和居民生活用电的单相回路：对照明线路和居民生活用电的单相回路：2024/4/3 周三34l对三相电力线路或电力照明混合线路：对三相电力线路或电力照明混合线路：Iop(E)0漏电保护器的额定不动作电流，漏电保护器的额定不动作电流，mA；IN线路最大供电电流，线路最大供电电流，A。2024/4/3 周三35(3)对住宅用电设备的漏电保护：对住宅用电设备的漏电保护：在干燥的场所，可选用漏电动作电流为在干燥的场所，可选用漏电动作电流为220mA，动作时间为，动作时间为0.1s。对潮湿等潮湿，可选用漏电动作电流为对潮湿等潮湿，可选用漏电动作电流为30mA、10mA、6mA的快速漏电保护的快速漏电保护器。器。2024/4/3 周三362.几级时（不宜超过三级几级时（不宜超过三级Iop(E)1上一级漏电保护器额定动作电上一级漏电保护器额定动作电流，流，mA；Iop(E)2下一级漏电保护器额定动作电下一级漏电保护器额定动作电流，流，mA；K可靠系数，常取可靠系数，常取2；tf上一级保护器可返回时间，上一级保护器可返回时间，s；tfd下一级保护器分断时间，下一级保护器分断时间，s。2024/4/3 周三372024/4/3 周三383.3.漏电保护电器接线方式漏电保护电器接线方式(1)(1)系统接地型式为系统接地型式为TNTNS S的配电系统的配电系统(2)(2)系统接地型式为系统接地型式为TNTNC C的配电系统的配电系统(3)(3)系统接地型式为系统接地型式为TTTT的配电系统的配电系统 2024/4/3 周三392024/4/3 周三402024/4/3 周三412024/4/3 周三42五五 接地的要求及装设接地的要求及装设（一）接地装置（一）接地装置1.接地电流和接地电压接地电流和接地电压2.接触电压和跨步电压接触电压和跨步电压3.接地装置接地装置 接地线与接地体，合为接地装置。接地线与接地体，合为接地装置。(1)人工接地体人工接地体(2)自然接地体自然接地体2024/4/3 周三43（二）接地电阻及其要求（二）接地电阻及其要求 接地电阻是接地体的散流电阻与接接地电阻是接地体的散流电阻与接地线和接地体电阻的总和。地线和接地体电阻的总和。l工频接地电阻工频接地电阻l冲击接地电阻冲击接地电阻2024/4/3 周三442024/4/3 周三45（三接地装置的装设（三）接地装置的装设1.一般要求一般要求l首先充分利用自然接地体，人工接地装首先充分利用自然接地体，人工接地装置作为补充。置作为补充。l人工接地装置的布置应使接地装置附近人工接地装置的布置应使接地装置附近的电位分布尽可能均匀分布以降低接触的电位分布尽可能均匀分布以降低接触电压和跨步电压。电压和跨步电压。2024/4/3 周三462.自然接地体的利用自然接地体的利用 利用自然接地体时，一定要保证良好的利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接（焊接电气连接（焊接。3.人工接地体人工接地体(1)单根接地体的装设单根接地体的装设(2)多根接地体的装设多根接地体的装设 间距一般不小于间距一般不小于5m。2024/4/3 周三47(3)环路接地体及接地网的装设环路接地体及接地网的装设l建筑供电系统特别是工厂接地体广泛采建筑供电系统特别是工厂接地体广泛采用。用。l接地网络环路内电位分布均匀，跨步电接地网络环路内电位分布均匀，跨步电压和接触电压大大减少。压和接触电压大大减少。l接地环路外侧，特别是有人出入的走道接地环路外侧，特别是有人出入的走道处，应采用高绝缘路面，或加装帽檐式处，应采用高绝缘路面，或加装帽檐式均压环均压环。l接地体与建筑物基础间保持不小于接地体与建筑物基础间保持不小于1.5m的水平距离，一般取的水平距离，一般取23m。2024/4/3 周三48（四）防雷装置的接地要求（四）防雷装置的接地要求 避雷针宜单独装设独立的接地装置，并避雷针宜单独装设独立的接地装置，并与建筑物保持足够的安全距离，空气中与建筑物保持足够的安全距离，空气中的安全距离大于后等于的安全距离大于后等于5m,地中的间距地中的间距大于或等于大于或等于3m。（五）接地装置计算（五）接地装置计算2024/4/3 周三492024/4/3 周三50