接地電阻及跨步電壓的計算ppt課件

跨步電壓及其計算,小組成員：宋坤儒李總胡東陽韋松吳劍鋒,1,預備知識接地技術是保障人身和設備的一項電氣安全措施，為電力系統(tǒng)正常工作提供了零電位基準參考點。計算接地體的接地電阻是恒定電場計算的一項重要工作。,接地體：在工程上，為了接地，將金屬導體埋于地內，將系統(tǒng)中需要接地的部分與該導體相連接，這種埋入地內的導體系統(tǒng)稱為接地體。,接地電阻：電流在流經大地時遇到的電阻，包括接地器本身的電阻、接地導線的電阻、接地器和大地之間的接觸電阻，以及兩接地器之間土壤的電阻。,危險區(qū)：一些大功率電力設備的接地電流太大，流入大地后還在地面上形成較強的電位分布，也會造成很大的跨步電壓，當其超過允許值時仍會威脅地面操作人員的安全，在實踐中必需計算出這一區(qū)域(稱為危險區(qū))，對其做出標記或圍欄，以確保真正的安全。,2,接地體在工程實際中的作用,考慮到一些電力設備可能會遇到很大的工作電流、短路電流或雷擊電流，在安裝時必須配有接地裝置，以使這些短促而巨大的電流通過接地線送到接地體，再分流入大地。,例如三相高壓變壓器中性工作接地、配電機房的防雷接地等,3,接地電阻的計算,1.接地體深埋地下時的接地電阻,接地體深埋于地下時，我們認為其離地表面無窮遠，基本不受接地電流的影響，該情況下接地電阻的計算十分簡單。,如圖，接地體是半徑為a的球形良導體，土壤是電導率為的不良導體。此時電流可看做球形對稱分布，對于距球心為r處的任一閉合球面，穿過它的體電流密度為J,4,由歐姆定律的微分形式,這種情況下因為接地體離地面太遠，對地表面影響微乎其微，因此不必考慮其危險區(qū)范圍,5,2.接地體淺埋于地面h深的情況,在生產實踐中，從施工操作和經濟等方面考慮，不可能每次都將接地體埋得非常深，因此對危險隱患必須加以考慮并采取相應的防范措施。設一個半徑為a的球形接地體埋于地下h深處有較大接地電流時它對地面的影響不能忽略，且形成的電場已無對稱可言(必須考慮邊界條件)。若還用常規(guī)方法去計算接地電阻與地面上危險區(qū)，將會很繁瑣。所以采用電磁場理論的鏡像法進行計算。,6,由深埋時的計算情況我們可知，接地體到無窮遠處電位為，此時由于鏡像接地體的作用，接地體的真正電位應當是接地體到無窮遠處電位和鏡像到接地體上電位的相互疊加由第一問可知，球形接地體到距其球心為r處的電位為,7,3.緊貼地面埋于大地的半球形接地體的接地電阻。由鏡象法得一個孤立球：,當ra時,由良導體與不良導體邊界面條件，良導體球內部場強與外部土壤場強相比很小，所以我們可以把導體球看作等勢體，當ra時，有,接地電阻為,接地電阻為,8,1.跨步電壓的定義電力系統(tǒng)接地體一旦有電流通過，由于接地電阻的存在，在地面上存在電位分布。此時，人體跨步的兩足之間的電壓稱為跨步電壓。當跨步電壓超過允許值時，將威脅人的生命。2.跨步電壓的計算與危險區(qū)（以第三種情況為例）,設U0為人體安全的臨界跨步電壓（通常小于5070V），可以確定危險區(qū)半徑r0為,9,第二種情況下的跨步電壓與危險區(qū)計算,10,11,有跨步電壓存在時如何避免觸電,12,觸電方式,一、直接接觸觸電1、單相觸電（1）中性點接地系統(tǒng)中的單相觸電（2）中性點不接地系統(tǒng)中的單相觸電2、兩相觸電二、間接接觸觸電1、接觸電壓觸電2、跨步電壓觸電三、其它類型觸電1、剩余電荷觸電2、雷電電擊3、感應電壓觸電4、靜電電擊,13,1.剩余電荷觸電電氣設備的相間絕緣和對地絕緣都存在電容效應。由于電容器具有儲存電荷的性能，因此在剛斷開電源的停電設備上，都會保留一定量的電荷，稱為剩余電荷。如此時有人觸及停電設備，就可能遭受剩余電荷電擊。另外，如大容量電力設備和電力電纜、并聯(lián)電容器等在搖測絕緣電阻后或耐壓試驗后都會有剩余電荷的存在。設備容量越大、電纜線路越長，這種剩余電荷的積累電壓越高。因此，在搖測絕緣電阻或耐壓試驗工作結束后，必須注意充分放電，以防剩余電荷電擊。,14,2.感應電壓觸電由于帶電設備的電磁感應和靜電感應作用，能使附近的停電設備上感應出一定的電位，其數值的大小決定于帶電設備電壓的高低、停電設備與帶電設備兩者接近程度的平行距離、幾何形狀等因素。感應電壓往往是在電氣工作者缺乏思想準備的情況下出現(xiàn)的，因此，具有相當的危險性。在電力系統(tǒng)中，感應電壓觸電事故屢有發(fā)生，甚至造成傷亡事故。3.靜電觸電靜電電位可高達數萬伏至數十萬伏，可能發(fā)生放電，產生靜電火花，引起爆炸、火災，也能造成對人體的電擊傷害。由于靜電電擊不是電流持續(xù)通過人體的電擊，而是由于靜電放電造成的瞬間沖擊性電擊，能量較小，通常不會造成人體心室顫動而死亡。但是其往往造成二次傷害，如高處墜落或其他機械性傷害，因此同樣具有相當的危險性。,15,電流對人體的危害,電流對人體傷害的主要作用機理心室纖維性顫抖是電擊致死的主要原因。一個心動周期由產生興奮期、興奮擴展期和興奮復原期所組成。在興奮復原期內有一個相對較小的部份稱為易損期，在易損期內，心肌纖維處于興奮的不均勻狀態(tài)，假如受到足夠幅度電流的刺激，心室纖維發(fā)生顫抖和血壓降低，如電流足夠大將導致死亡。,16,當電流量進入身體達到1822毫安（mA）時，會引起呼吸肌不能隨意收縮，致使呼吸停止，產生嚴重窒息；如電流量超過22亳安以上，可使心室發(fā)生纖顫，造成心泵排血困難，幾分鐘內即可停止心臟跳動。所以心室纖顫是觸電死亡的主要原因。如一次超過10安培的電流量就會把皮肉擊穿。大腦和其它神經組織通過大量電流時，都會失去所有的正常興奮性，而使傷者很快進入觸電后昏迷狀態(tài)。如受到過大電流的損害，人的中樞神經系統(tǒng)會立即產生強烈反應，這時觸電者會發(fā)生面色蒼白、呼吸急促、心跳加快、血壓下降和神志不清等癥狀；如強大電流繼續(xù)進入人體，將會麻痹其呼吸、心跳中樞，使呼吸、心跳停止，如救治不及時則會很快死亡。,17,影響電流對人體