保護(hù)接地與保護(hù)接零

保護(hù)接地與保護(hù)接零,賴錦文 2019年10月2日,接地的基本概念,接地就是利用接地裝置將電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的某一點(diǎn)與大地直接構(gòu)成回路。 使電力系統(tǒng)在發(fā)生故障或遭受雷擊時(shí)，形成對(duì)地電流和流泄雷電流,從而保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和人身安全。 接地可分為工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零、重復(fù)接地及防雷接地。,接地的分類,工作接地（DE） 是指電氣設(shè)備（如變壓器中性點(diǎn)）為保證其正常工作而進(jìn)行的接地。 保護(hù)接地（PE） 將在故障情況下，可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)對(duì)地電壓的設(shè)備金屬外殼或構(gòu)架等，與大地進(jìn)行可靠的電氣連接。 保護(hù)接零（PEN） 在電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備在正常情況下，不帶電的金屬外殼或構(gòu)架等，用導(dǎo)線與保護(hù)零線緊密可靠的連接。,5-1低壓配電系統(tǒng)的形式,根據(jù)配電系統(tǒng)接地方式的不同，把低壓配電系統(tǒng)分為：IT、TT和TN三種形式 TN系統(tǒng)又分成TN-C、TN-S和TN-C-S三種,低壓配電系統(tǒng)代號(hào)的含義,第一位字母表示系統(tǒng)與大地之間的關(guān)系 I表示系統(tǒng)所有帶電的零部件與大地絕緣，或通過一定的阻抗接地 T表示系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地 第二位字母表示設(shè)備外殼與大地之間的關(guān)系 T表示設(shè)備外殼直接接地，與電源的接地點(diǎn)無關(guān) N表示設(shè)備外殼與電源的接地點(diǎn)有直接電連接（接零） 其余字母 C表示中性線（N）與保護(hù)線（PE）合用一根導(dǎo)體 S表示中性線（N）與保護(hù)線（PE）分開獨(dú)立使用（從第一點(diǎn)分開后不允許再次相接）,TT系統(tǒng)（三相四線制）,三相四線制中性線、負(fù)載直接接地系統(tǒng) 每臺(tái)設(shè)備均經(jīng)過各自的PE線單獨(dú)接地。 特點(diǎn)：抗電磁干擾；若有設(shè)備因絕緣不良或損壞,但當(dāng)接地電阻值較大時(shí)，使其外露可導(dǎo)電部分帶電時(shí)，漏電電流一般很小不足以使線路過流保護(hù)裝置動(dòng)作，增加了觸電危險(xiǎn)。 要求：必須裝設(shè)靈敏的漏電保護(hù)裝置。 應(yīng)用：農(nóng)村用電、老式民居、電子設(shè)備。,IT系統(tǒng),三相三線制、三相四線制中性線不直接接地，負(fù)載接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地，每臺(tái)設(shè)備均經(jīng)各自的PE線接地。 要求：需裝設(shè)單相接地保護(hù)。 應(yīng)用：對(duì)連續(xù)供電要求較高或?qū)闺姶鸥蓴_要求較高的易燃易暴場所。 如礦井、冶煉金屬等。,TN系統(tǒng),TN-C系統(tǒng)（三相四線制） 保護(hù)接零 PEN線中可有電流通過，其斷線，會(huì)造成人身觸電危險(xiǎn)，且會(huì)造成有的相電壓升高而燒毀單相用電設(shè)備。PEN線須連接牢固。 應(yīng)用： 該系統(tǒng)對(duì)于單相負(fù)荷及三相不平衡負(fù)荷的線路，PEN線總有電流流過，其產(chǎn)生的壓降，將會(huì)呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上，對(duì)敏感性電子設(shè)備不利。此外，PEN線上微弱的電流在危險(xiǎn)的環(huán)境中可能引起爆炸。所以有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境不能使用TN-C系統(tǒng)。,TN系統(tǒng),TN-S系統(tǒng)（三相五線制） 保護(hù)單獨(dú)接地 PE線與N線分開，PE線中沒有電流通過，所有設(shè)備之間不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾； PE線斷線不會(huì)使設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電，比較安全。 應(yīng)用：適用于內(nèi)部設(shè)有變電所的建筑物。電子設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場所、新建住房。,TN系統(tǒng),TN-C-S系統(tǒng)(即TN-C與TN-S的組合) 運(yùn)行方式靈活，兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的優(yōu)越性，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 應(yīng)用：現(xiàn)代企業(yè)、民用建筑。 PE與N分開后不能再合并,N線、PE線、PEN線功能,N線（中性線） 用來接額定電壓為相電壓的單相設(shè)備 用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中不平衡電流的單相電流 減小負(fù)荷性電位偏移 PE線（保護(hù)線） 是為保障人身安全，防止發(fā)生觸電事故而設(shè)的接地線。 PEN線（保護(hù)中性線） 兼有N線、PE線功能 習(xí)慣上稱為“零線”，設(shè)備外殼接PEN或PE線的接地形式稱為“接零”。 N線（中性線）藍(lán)色、 PE線（保護(hù)線）黃綠色,5-2接地與接零工作原理,意義： 為保證電氣設(shè)備和人身的安全，在整個(gè)電力系統(tǒng)中，包括發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的每個(gè)環(huán)節(jié)所使用的各種電器設(shè)備和電氣裝置都需要接地。如果沒有接地，則對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行和人身安全就存在威脅。,一、保護(hù)接地的作用,防止間接接觸觸電。 防止本應(yīng)不帶電的金屬外殼或框架，因漏電使人體接觸時(shí)發(fā)生觸電事故 使電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備能穩(wěn)定的工作。,接地的分類,保護(hù)接地 工作接地 重復(fù)接地 過電壓保護(hù)接地（防雷接地） 靜電接地 隔離接地,IT系統(tǒng)的保護(hù)接地,電氣設(shè)備外殼未裝保護(hù)接地時(shí): 當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時(shí)：由于外殼帶電 , 當(dāng)人觸及外殼,接地電流 Ie將經(jīng)過人體入地后, 再經(jīng)其它兩相對(duì)地絕緣電阻R及分布電容C回到電源。當(dāng)R值較低、C較大時(shí)，Ib將達(dá)到或超過危險(xiǎn)值。,IT系統(tǒng)的保護(hù)接地,電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地時(shí): Rb與Ro并聯(lián)，且 RbRo 通過人體的電流可減小到安全值以內(nèi)，Ro越小越好,利用接地裝置的分流作用來減少通過人體的電流。,TT系統(tǒng)的保護(hù)接地,電氣設(shè)備外殼未裝保護(hù)接地時(shí) 當(dāng)設(shè)備外殼絕緣破損時(shí)，就會(huì)使外殼帶上危險(xiǎn)電壓。電壓接近相電壓。 人接觸外殼，相當(dāng)于單相觸電。,TT系統(tǒng)的保護(hù)接地,電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地時(shí) 當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生絕緣破損時(shí)，因?yàn)楸Ｗo(hù)接地電阻與電源工作接地電阻串聯(lián)，所以危險(xiǎn)電壓將被分壓。 人接觸外殼，當(dāng)兩個(gè)接地電阻阻值相同時(shí)，人接觸外殼，相當(dāng)于承受1/2相電壓 另外當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生絕緣破損時(shí)，因?yàn)楸Ｗo(hù)接地電阻與電源工作接地電阻串聯(lián)，且阻值很小，會(huì)產(chǎn)生較大的接地短路電流，將熔絲熔斷或使斷路器動(dòng)作跳閘。,保護(hù)接地工作原理,采用保護(hù)接地后，人觸及帶電外殼時(shí)，由于人體電阻與接地裝置電阻并聯(lián)，人的電阻有10002000，而保護(hù)接地電阻小于4，因此大部分電流通過保護(hù)接地裝置流走了，僅有一小部分電流通過人體，大大減輕了人身觸電危險(xiǎn)。,保護(hù)接地存在的問題,TT系統(tǒng)當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生絕緣破損時(shí)，人接觸外殼，將承受1/2相電壓。若不能使熔絲及時(shí)熔斷或斷路器動(dòng)作跳閘。還是會(huì)危及人身安全。 TT系統(tǒng)具有局限性與不完善性 保護(hù)接零適用于TN低壓配電系統(tǒng)型式。,二、保護(hù)接零,定義： 保護(hù)接零是將電氣設(shè)備的金屬外殼與供電變壓器的零線（三相四線制供電系統(tǒng)中的零干線）直接相連接。,保護(hù)接零工作原理,當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí)，外露部分不帶電，人體觸及外殼相當(dāng)于觸及零線，無危險(xiǎn)。 假如電氣設(shè)備發(fā)生帶電部分碰殼或漏電，就構(gòu)成了單相短路，短路電流很大，使碰殼相電源自動(dòng)切斷（熔斷器熔斷絲熔斷或自動(dòng)空氣開關(guān)跳閘），這時(shí)人碰到金屬外殼就不會(huì)發(fā)生觸電。,PEN,保護(hù)接零的優(yōu)點(diǎn),克服了保護(hù)接地受制于接地電阻的局限性。 當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生足夠大的短路電流，動(dòng)作迅速，可靠性高。,采用保護(hù)接零的條件,任何時(shí)刻都應(yīng)保證工作零線與保護(hù)零線的暢通。 保護(hù)零線與工作零線（單相設(shè)備除外）不得裝設(shè)熔斷器、斷路器。 中性點(diǎn)直接可靠接地，工作接地電阻不大于4。 工作零線、保護(hù)零線應(yīng)可靠重復(fù)接地，重復(fù)接地電阻應(yīng)不大于10，重復(fù)接地的次數(shù)應(yīng)不小于3次。 在相線截面大于25mm2時(shí)，零線截面不得小于相線的1/2，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性。 為使熔斷器、斷路器快速動(dòng)作，要求短路電流大于4倍熔體額定電流，或1.5倍斷路器瞬時(shí)動(dòng)作電流。 接零系統(tǒng)中，不允許同時(shí)采用接地保護(hù),重復(fù)接地,重復(fù)接地及要求,為確保保護(hù)接零的可靠，需要相隔一定距離將中性線或接地線重新接地，稱為重復(fù)接地。 一旦中性線斷線，設(shè)備外露部分就會(huì)帶電，人體觸及會(huì)有觸電的可能。而在重復(fù)接地的系統(tǒng)中，即使出現(xiàn)中性線斷線，但外露部分因重復(fù)接地而使其對(duì)地電壓大大下降，對(duì)人體的危害也大大下降。不過應(yīng)盡量避免中性線或接地線出現(xiàn)斷線的現(xiàn)象。 重復(fù)接地不少于3處，接地電阻小于10。,三相五線制,因?yàn)槿嗨木€保護(hù)接零系統(tǒng)中的零線，不可避免的有電流流過。它又要兼作保護(hù)線，故負(fù)擔(dān)極重。一旦工作接地電阻變大，會(huì)造成所有采取保護(hù)接零設(shè)備，外殼帶上危險(xiǎn)電壓。零線斷線更是危險(xiǎn)。 為此應(yīng)該采用三相五線制 采用重復(fù)接地進(jìn)一步提高可靠性,不準(zhǔn)保護(hù)接地和保護(hù)接零同時(shí)使用,保護(hù)接地和保護(hù)接零同時(shí)使用時(shí) 當(dāng)A相絕緣損壞碰殼時(shí)，接地電流 此電流不足以使大容量的保護(hù)裝置動(dòng)作，而使所有接零設(shè)備外殼長期帶電，其對(duì)地電壓為110V。,5-3接地接零保護(hù)裝置安裝規(guī)范,接地體 接地線 接零線 等電位接線,一、接地體,接地裝置由接地體和接地線組成 埋入地下直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體 接地體分自然接地體與人工接地體,自然接地體,指兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件。 金屬井管、鋼筋混凝土建筑物內(nèi)的鋼筋、金屬管道和設(shè)備行車的鋼軌、埋地的非可燃可爆的金屬管道及埋地敷設(shè)的不少于兩根的電纜金屬外皮等。 利用自然接地體時(shí)，一定要保證良好的電氣連接。,人工接地體,是指人為埋入地中的金屬構(gòu)件，按打入的方式不同可分為垂直接地體和水平接地體。,人工接地體垂直敷設(shè),鍍鋅鋼管 直徑40-50mm，壁厚至少3.5mm 鍍鋅角鐵 40mm40mm4mm 50mm50mm5mm 鍍鋅圓鋼 直徑25-30mm 長度一般2.5-3m 垂直打入0.8m深的溝內(nèi) 垂直接地體的間距不宜小于其長度的2倍 接地體具體根數(shù)由接地電阻值決定,人工接地體水平敷設(shè),接地體應(yīng)平直，無明顯彎曲。 地溝底面應(yīng)平整，不應(yīng)有石塊或其它影響接地體與土壤緊密接觸的雜物。傾斜地形沿地形等高線敷設(shè)。 鍍鋅扁鐵 40mm4mm 50mm5mm 鍍鋅圓鋼 16-20mm 互相間距不小于5m,接地線與接地體的連接要求1,接地裝置（含接地體和接地線）應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和一定的抗腐蝕能力。 攜帶式用電設(shè)備： 應(yīng)使用0.75- 1.5mm2的多股軟銅線。當(dāng)采用多股軟銅線作為專用芯線接地時(shí)，截面積不應(yīng)小于1.5mm2。 接地裝置的連接要牢固可靠。地下接地裝置的連接應(yīng)采用焊接。當(dāng)采用搭接焊時(shí)，搭接長度應(yīng)為扁鋼寬度的兩倍（且至少三個(gè)棱邊焊接）或圓鋼直徑的6倍。,接地線與接地體的連接要求2,若不能采用焊接時(shí)，可采用螺栓和卡箍連接，但必須保證有良好的接觸，在有振動(dòng)的地方，應(yīng)采取防松動(dòng)的措施 接至電力設(shè)備上的接地線應(yīng)采用螺栓連接，并加裝彈簧墊片，以防螺帽松動(dòng)。 電力設(shè)備的每個(gè)接地部分，應(yīng)用單獨(dú)的接地線與接地體或接地干線連接。禁止串接,二、電氣設(shè)備的接地范圍,電動(dòng)機(jī)、電焊變壓器、變壓器、電加熱設(shè)備和電力電容器等的金屬底座及外殼； 電器設(shè)備的傳動(dòng)裝置； 電流互感器的二次線圈； 配電、控制、保護(hù)用的柜、屏、臺(tái)、箱、盤等的金屬框架、開啟門和基礎(chǔ)型鋼； 鋼質(zhì)電纜終端箱和鋼質(zhì)計(jì)費(fèi)電能表箱的箱體； 電纜的金屬鎧裝層、電纜接線盒及終端盒的外殼、穿線的鋼導(dǎo)管、母線槽外殼、金屬線槽和電纜橋架及金屬支架等； 日用電器的金屬外殼； 電梯橋廂、起重機(jī)軌道； 靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門。,三、單相三眼插座的接法,等電位連接,等電位連接,等電位就是，在一個(gè)帶電線路中如果選定兩個(gè)測試點(diǎn)，測得它們之間沒有電壓即沒有電位差，則我們就認(rèn)定這兩個(gè)測試點(diǎn)是等電位的，它們之間也是沒有阻值的。 用導(dǎo)線將電位相同的地方連接起來稱為等電位連接。 建筑中的等電位聯(lián)結(jié)是將建筑物中各電氣裝置和其它裝置外露的金屬及可導(dǎo)電部分與人工或自然接地體同導(dǎo)體連接起來以達(dá)到減少電位差稱為等電位聯(lián)結(jié)。 等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和輔助等電位聯(lián)結(jié)。,總等電位聯(lián)結(jié)（MEB）,總等電位聯(lián)結(jié)作用于全建筑物。 它在一定程度上可降低建筑物內(nèi)間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的危險(xiǎn)故障電壓的危害。 它應(yīng)通過進(jìn)線配電箱近旁的接地母排（總等電位聯(lián)結(jié)端子板）將下列可導(dǎo)電部分互相連通： 進(jìn)線配電箱的PE（PEN）母排； 公用設(shè)施的金屬管道，如上、下水、熱力、燃?xì)獾裙艿溃?建筑物金屬結(jié)構(gòu)； 如果設(shè)置有人工接地，也包括其接地極引線。,總等電位聯(lián)結(jié)的優(yōu)點(diǎn),住宅樓做總等電位聯(lián)結(jié)后，可防止TN系統(tǒng)電源線路中的PE和PEN線傳導(dǎo)引入故障電壓導(dǎo)致電擊事故，同時(shí)可減少電位差、電弧、電火花發(fā)生的機(jī)率，避免接地故障引起的電氣火災(zāi)事故和人身電擊事故；同時(shí)也是防雷安全所必需。 采用等電位聯(lián)結(jié)比接地效果更好。 因此，在建筑物的每一電源進(jìn)線處，一般設(shè)有總等電位聯(lián)結(jié)端子板，由總等電位聯(lián)結(jié)端子板與進(jìn)入建筑物的金