接地和接零匯總

1、一、說教材1、本章內容：第一節(jié)概述；第二節(jié) 采區(qū)供電設計舉例。2、本章在教材中的地位和作用 本章為課程教學的重點章節(jié)。3、主要知識點 采區(qū)供電的特點。 采區(qū)供電設計的步驟及具體方法。4、教學目的與任務 了解采區(qū)供電的特征。 理解采區(qū)供電的重要意義。 掌握采區(qū)供電設計的方法和步驟。 具有解決在采區(qū)供電設計中遇到的技術問題的能力。5、教學重點及難點 采區(qū)供電設計為教學重點。二、說教法1、運用設計舉例、 設計規(guī)范和設計資料， 師生共同研究和探討采區(qū)設計的方法步驟，掌握設計的技能。2、教學程序 組織教學：穩(wěn)定教學秩序。 圍繞教學內容講述采區(qū)供電設計的重要性。 強調本課的培養(yǎng)目標。 利用課件、圖片等教學

2、手段，逐步分析講解采區(qū)供電設計計算的主要方法和步驟。 總結教學目標。 布置課后練習。三、教學重、難點突破方法1、結合已學知識引入設計案例。2、由淺入深，逐步分析。3、使用課件、圖片。4、作好課后練習。四、說教法1、學生分析：基礎知識好，但接觸采區(qū)供電很少。2、學習方法：預習、通過現(xiàn)場的觀察，理論聯(lián)系實際。3、說明：本章教學內容實際上就是本教材前面有關章節(jié)所學內容的綜合應用。接地和接零人體發(fā)生觸電的三種形式1）單相觸電人體接觸三相導線中的任意一根相線，電流就從一根相線通過人體流入大地。（ 2）兩相觸電如果人體有兩點同時接觸到三相電網中的任何兩根相線，電流就會從一根相線通過人體流到另一根相線。（

3、3）跨步電壓觸電 三相高壓配電線的任一相導線斷落接地時，則有電流流入地向四周流散。以電流 入地點為圓心，在 20 米范圍內的不同同心圓的周圍上的電位是不同的，當人的兩腳站在這不同電位的 圓周上時，就有電流通過人體。二、接地接零的概念1、起重機安全規(guī)程中規(guī)定“起重機的金屬結構及所有電氣設備的金屬外殼均應有可靠接地”。這里的“接地”指的是什么？這里的“接地”是統(tǒng)一的術語，它有兩個方面的含義，即接地保護或接零保護。由于“接零”是“接 地”的方式之一，所謂“接零”就是通過零線與接地體相連接的接地方式。因此， “接地”不能理解為 只接地保護，不允許采取接零保護。同時，也不能理解為采取接地保護也行，采取接

4、零也可。是采取接 地保護，還是采取接零保護，要根據電網條件決定。不同的電網采取不同的保護方式。2、“電氣地”和對地電壓在距單根接地體或相線碰地處 20 米以外的地方的電位近于零，這電位等于零的地方稱為“電氣地” 。 電氣設備的接地部分與大地零電位點之間的電位差，稱為接地時的對地電壓。3、接觸電壓在接地電流回路上，一個人同時觸及兩點間所呈現(xiàn)的電位差。4、流散電阻 接地體的對地電壓和經接地體流入地中的接地電流之比。5、接地電阻電氣設備接地部分的對地電壓與接地電流之比稱為接地裝置的接地電阻； 接地電阻等于接地線的電阻 和流散電阻之和，由于接地線的電阻很小，所以可認為接地電阻等于流散電阻。6、接地短路

5、電氣設備的帶電部分，偶爾與金屬構架或直接與大地發(fā)生電氣連接時。7、接地短路電流當發(fā)生接地短路時，經接地短路點流入地中的電流，稱為接地短路電流（接地電流） ；在此 1000 伏以 上高壓系統(tǒng)中， 單相接地電流或同點兩相接地短路大于500 安時， 稱為大接地短路電流系統(tǒng)； 若接地短路電流小于 500 安的，稱小接地短路電流系統(tǒng)。8、中性點、零點和中性線、零線發(fā)電機、 變壓器、 電動機和電器繞組中以及串聯(lián)電源回路中有一點與外部各接線端間的電壓絕對值相 等，這一點就為中性點或中點。當中性點接地時，該點稱為零點。由中性點引出的導線，稱為中性線； 由零點引出的導線，稱為零線。三、接地和接零的分類及作用1、

6、分類（1）工作接地 在正?；虬l(fā)生事故情況下，為了保證電氣設備可靠地運行，必須在電力系統(tǒng)中某一點進行接地。這 種接地可采取直接接地或經特殊裝置（如消弧線圈、電抗、電阻、擊穿保險絲）接地兩種方法。（2）保護接地為了防止因絕緣損壞而引起觸電事故，將與電氣設備帶電部分相絕緣的金屬外殼或構架同接地體之 間作良好的連接。如 TT、 IT 系統(tǒng)。（3）重復接地將零線上的一點或多點與地再次作金屬連接（4）保護接零將與帶電部分相絕緣的電氣設備外殼或構架跟中性點直接接地系統(tǒng)中的零線相連接；如 TN（TN C、TN S）2、作用（1）工作接地作用降低人體觸電時的接觸電壓； 使保護裝置迅速動作， 切斷故障設備， 降低

7、對電氣設備和輸電線路的絕 緣水平的要求，減輕高壓竄入低壓的危險。（2）保護接地防止人體觸及帶電外殼而觸電。 因為當電氣設備絕緣損壞而使外殼帶電時， 如外殼未接地， 則外殼帶 有相電壓， 如外殼接地， 漏電電流將通過接地裝置流入大地， 降低了外殼對地電壓，甚至可降低到安全 電壓。設備外殼的對地電壓，與電網條件、中性點接地電阻及設備外殼接地電阻值的大小有關。（3）重復接地零線斷線又發(fā)生一相碰殼故障時， 重復接地可降低設備外殼的對地電壓， 減少人體觸電的危險。 如零 線沒有斷線， 但發(fā)生一相碰殼而熔斷時， 零線重復接地能明顯降低故障設備后面所有接零設備外殼的對 地電壓。零線重復接地可使短路電流增大，

8、加速熔斷熔斷。（4）保護接零 當電氣設備外殼發(fā)生碰殼時，相電壓通過機殼、零線構成回路。在一般情況下，這一回路電流遠遠超 過熔絲的熔斷電流；故它能迅速熔斷熔絲，或使保護裝置可靠迅速地動作，而斷開故障設備。（5）接地保護和接零保護的區(qū)別 在接零保護中，設備金屬外殼僅僅與零線相連接是不夠的，線路上還必須有保護裝置，同時相零回路 阻抗應足夠小，保證有足夠大的單相短路電流使保護裝置動作。在 1000 伏以下的中性點直接接地的低壓供電系統(tǒng)中，電氣設備外殼應采取接零保護； 而中性點不接地的電源系統(tǒng)中，應采取接地保護。四、接地和接零的相關要求1、在接零系統(tǒng)中，接零保護合格的條件是什么？保護接零實質上就是發(fā)生碰

9、殼事故時，借零線形成單相短路，迫使線路上的保護裝置迅速動作而切 除故障。而單相短路電流是由相零回路阻抗決定：相零回路阻抗校驗I=220/Z 4I 額 （熔斷器） 1.5I 整（脫扣器）其中 Z=Zxl+ZbZxl 相零回路阻抗Zb 變壓器阻抗2、如何計算相零回路阻抗？計算相零回路的阻抗，主要是驗證線路上保護裝置動作的可靠性。對于不同導線的電阻和電抗可以近似：導線電阻 R=PL/S導線電抗 架空線： 0.380.35 /KM電纜： 0.080.10 /KM不同變壓器電阻和電抗可以按表查出22然后再求出總阻抗 Z=（ R）2+（ X）23、列表對照日常檢驗時判定相零回路阻抗是否合格?一般按電壓損失

10、、 機械強度等條件進行設計的配電線路都有較大的截面。 在線路截面已確定的條件下， 線路越長，阻抗越大，短路電流也就越小。因此，可根據短路電流的要求，對相零回路的允許長度進行 驗算。 為了方便，推薦下面四個表格，供檢驗時參考使用。表中的允許長度為從變壓器開始到檢驗點的 導線長度。 應用這四個不合格， 只要量一下檢驗點到變壓器的導線長度，而不考慮線路的敷設方式， 也 不用進行繁瑣的計算，凡線路長度不超過表中數(shù)值，都能產生足夠的單相短路電流。不合格時， 再進行 詳細計算或測試。表 1 用熔斷器保護時接零線路允許長度參考表（一）熔斷器額定電流（ A ）5 及以下2060100160200260允許長度

11、（ m ）300250200160140120110線路截面大一級時的允許長度（ m）500400350300280260240表 2 用熔斷器保護時接零線路允許長度參考表（二）熔斷器額定電流（ A ）350430600對于不同變壓器320KV A8060對于不同變壓器 的允許長度 （ m）560KV A908070750 及 1000KVA220180133表 3 用自動開關保護時接零線路允許長度參考表（一）自動額定電流（ A ）22 及以下4590150240300390允許長度（ m ）450380320280240220190線路截面大一級時的允許長度（ m）7006004804604

12、45420400表 4 用自動開關保護時接零線路允許長度參考表（二）自動開關額定電流（ A ）525645900120015001800210025003000350040004500對于不同變320KVA14080壓器的允許560KVA160100906030長度（ m）750 及 1000KV A320210180140110908065554540354、相零回路阻抗合格有困難時，應采取什么措施？ 相零回路阻抗不合格的原因，一般是由于起重機離孌壓器過遠，線路過長，截面過小，導致阻抗 過大， 此時應實際檢測線路的電壓降，如電壓降過大，起重機不能維持正常工作時，起重機必須加大 供電線路截面或

13、設置專用變壓器供電，使電壓降和相零回路阻抗都滿足規(guī)定要求。如果電壓降能夠使 起重機維持正常工作，起重機應采取接地保護，同時設置漏電保護裝置，其動作電流與接地電阻乘積 不得大于 50V 。接零系統(tǒng)中，起重機金屬結構不接零，或接零時相零回路阻抗不合格，又不設置漏電保護裝置， 只采取接地保護是不允許。五、防止觸電的技術措施防止觸電， 確保安全用電的技術措施有兩個方面。 一 是防止直接接觸帶電體的直接觸電； 二是防止由 于設備絕緣破壞后使金屬外殼意外帶電，而有人偶爾接觸外殼所引起的間接觸電。對于直接觸電， 可采取絕緣和罩蓋封閉來防止觸及帶電體； 設置圍欄等防止意外觸及帶電體， 以及采 取聯(lián)鎖裝置以保證

14、只有在斷電時才能接觸帶電體。對于間接觸電，可采取以下防護措施：1、 加強絕緣。采取有雙重絕緣和加強絕緣的電氣設備。2、 電氣隔離。這種措施是采取 1： 1 或其他隔離變壓器，或采取有同等隔離能力的發(fā)電機供電，把 中性點直接接地的供電系統(tǒng)變?yōu)椴唤拥叵到y(tǒng)， 以減少觸電的危險。 其帶電部分不能同其他回路或 大地相連，以保持隔離要求。3、保護接地或保護接零和漏電保護。對于不同的低壓電網，采取適當?shù)倪B接方法，使發(fā)生故障時能 地規(guī)定的時間內自動斷開電源，以防止觸電。4、采取安全電壓。額定電壓不超過 50V 時，通常不必另行采取防止觸電措施。 注：針對上述第 3、4 點引出什么情況下低壓電網中性點可直接接地

15、或不接地？當條件要求較高， 而且裝有能迅速、 可靠地自動切除接地故障的裝置時， 電力網可采用中性點不接地 系統(tǒng)。 在礦山地區(qū)， 向礦井中供電的配電變壓器的低壓側中性線不接地的，主要為了防止在絕緣損壞時產生火花引起爆炸的危險，同時礦井中空間小，環(huán)境潮濕，為了保證人員安全，所以采取低壓電網中性 點不接地系統(tǒng)。大部分工業(yè)用電、 城市公用電網。 電網分支線較多，一般采取中性點直接接地的電網，即配電變壓器 低壓側的中性線是直接接地的。六、在中性直接接地的低壓系統(tǒng)電源系統(tǒng)中，起重機金屬結構只采取保護接地，有什么危 險？為什么？如下圖得： D 表示起重機電氣設備，采用接地保護，其接地電阻rD 4 ，電源中性

16、點 O 接地電阻rO4。當電氣設備絕緣破壞相線碰殼時， 事故電流 IR經 rD和 rO形成回路，且有 IR=220（/ rD+r O）=27.5A ， 此時 rD和 rO按來 4考慮， rD上電壓為 110V ，對人體是危險電壓。此時事故電流 IR不能引起相線上熔 斷器 RD 熔斷，因為 27.5A 的電流，只能使用 6.9A 的熔斷器，這樣設備上 110V 危險電壓長期存在，這 是不安全的。 因此，中性點直接接地的低壓電源系統(tǒng)中，起重機上的電氣設備不得只采取保護接地。能否用降低接地電阻 rD 和 rO 的方法來增加事故電流 ,以保證裝置動作 ?從理論上可以。例如，對于 150A 的熔斷器，事

17、故電流必須大于 600A ，接地電阻 rD和 rO 應為： rD+r O 220/600=0.37 要求這樣小的接地電阻，在土壤電阻率較優(yōu)高的場合，很難辦到，同時也不經濟，這個辦法行不通。能否用降低保護接地電阻的方法降低事故設備對地電壓呢？理論上也可以，我們把事故設備對地電 壓限制在安全電壓以內，取 U D=50V ，則有 rD=UD/UO* rO =50/（22050）* r O =0.29 r O，根據串聯(lián)電路 電壓分配關系，要想滿足 U D=50V ，就必須滿足： rD 0.29 rO rO 4 ，時刻維持這個關系是不易辦到 的。得到這樣小的電阻，耗資很大，有些場合也不可能辦到。七、在接

18、零系統(tǒng)中，起重機金屬結構能否又接地又接零？能否只接地不接零？能否只接零 不接地？起重機金屬結構可以又接地又接零。因為金屬結構與零線直接連接，金屬結構的接地，等于零線的 重復接地。起重機金屬結構不能只接地不接零。 除非還加設合格有效的漏除非還加設合格有效的漏電保護裝置。由于起重機金屬結構接零后再接地， 屬零線的重復接地。 當供電變壓器距離起重機 50 米以內時， 起 重機金屬結構可只接零，不再重復接地，超過 50 米時，必須重復接地。引出：某電力變壓器中性點接地電阻 rO=4 ，為起重機 Q 和機床 J 同時供電。機床采取 接零保護，零線重復接地電阻 rC=10；起重機采取接地保護，接地電阻 r

19、 D=4；起重機 總電源開關熔斷器其熔體額定電流為 100A。試論證是否安全？同一臺變壓器供電系統(tǒng)中，不允許一部分電氣設備采取接零保護，一部分電氣設備只采取接地保護。 如果起重機上電氣設備絕緣破壞發(fā)生碰殼時，電流IK 可通過保護接地電阻 rD流向大地，通過變壓器中性點接地電阻 rD 和重復接地電阻 rC，使零線電位升高，造成機床外殼帶電，危及人身安全。圖中rD與 rC是并聯(lián)的，并聯(lián)電阻 r 并=1/(1/r D+1/c)=2.857 。接地電流 IK =U/(r 并+r D)=32A 。這個電流表不能使起 重機上 100A 的熔斷器熔體熔斷。此時零線電位UO將上升 UO=r 并IK=92V，接

20、零保護的機床外殼將帶的 92V 對地電壓，若機床處零線沒有重復接地，或者起重機保護接地電阻還小，則電壓 UO 還會增高。糾正的辦法是，起重機也采取接零保護，或者加設有效的漏電保護裝置。引出：在中性點不接地的低壓電源系統(tǒng)中，起重機電氣設備采取接地保護是否安全？對接 地電阻有何要求？這決定于接地電阻的大小。 中性點不接地的低壓系統(tǒng)， 對地是絕緣的， 帶電部分意外碰殼發(fā)生單相接 地短路時， 故障電流通過接地電阻、 線路與大地間電容構成回路。 一般情況下，線路對地電容決定的容 抗都比較大，因此單相接地電流一般都很小。對于 380V 的對地絕緣的電網中，單相接地電流一般不超 過 1A ，這樣在保護接地電

21、阻上的電壓降不可能很大，有可能降到安全電壓以下，它的大小決定于保護 接地電阻的大小。如果保護接地電阻上電壓降按 50V ，接地電流按 12.5A 考慮，則接地電阻為 rD=4，所以在 380V 不 接地電源系統(tǒng)中，規(guī)定保護接地電阻不得大于4。如果系統(tǒng)很小，容量不超過 100KV A，單相接地電流更小，可以放寬要求，規(guī)定保護接地電阻不得大于10 。只要滿足接地電阻的要求，故障設備上的對地電壓不會超過安全電壓，是安全的。七、如上圖 IT 接地系統(tǒng)，設電網各相對地電壓均為220V ，各相對地絕緣電阻均可視為無限大，各相對地電容均為 0.55 F，人體電阻為 2000，RE 與人體電阻1）如不采用接地

22、保護，其單相電擊的危險？2）如圖中虛線所示的那樣，設備上有接地，情況將發(fā)生極大的變化。這時，接地電阻RP并聯(lián)，一般情況下 RE RP，漏電設備故障對地電壓（即人體可能承受低壓的極限）可表示為：因為 RE【 Z】的，所以漏電設備對地電壓大大降低，只要適當控制RE 的大小，即可限制該故障電壓在安全范圍之內。如有 RE=4，則有人體電壓降低為 4.6V ，人體電流減少為 2.3mA 。 上面這種做法， 只有在不接地配電網中， 由于其對地絕緣阻抗較高，單相接地電流較小，才有可能通過 保護接地把漏電設備故障對地電壓限制在安全范圍內。3）IT 系統(tǒng)應用范圍：適用于各種不接地配電網，包括交流不接地配電網和直

23、流不接地配電網。4）接地電阻的確定：國3-3低壓配電網址嫌號枇捋3- 7不接地電網搗壓滯低壓 y（Y/Y0- J2）接法則低斥 中性點對地電壓If升高到將近5 800 V。由電壓祁址圖（見圖3 -7b）可燦 其他各相苛地 電壓 % UiE jr3E也榜升髙到略低干或略高J 5 800 1?這籽給低壓系統(tǒng)的安全運行譴成 極大的戚肪。八、吊鉤有電麻人，一般情況下是什么原因引起的？1、起重機上電氣設備絕緣破壞碰殼，發(fā)生單相接地短路時，線路上保護裝置不動作，金屬結構和吊 鉤長期帶電。保護裝置不動作的原因可能有： （ 1）在接零系統(tǒng)中，起重機金屬結構不接零，而采取接地 保護；（2）無保護裝置； （3）相

24、零回路阻抗過大，可能是接線接觸不良或斷路。2、零線電位升高。起重機采取接零保護，但與起重機同一低壓電源系統(tǒng)的其他電氣設備，有的只接 地沒有接零或零線斷路，并發(fā)生碰殼，使零線電位升高到70110V ，與零線同電位的吊鉤帶電。3、三根滑線供電的起重機上的 220V 交流電源，采取金屬結構做電流回路。當車輪與軌道或其他部大地構成回路， 發(fā)生吊鉤麻人甚位接觸不良造成接地回路斷路時，電流將通過金屬結構和吊鉤、人體、 至觸電事故。4、接地回路斷路，漏電電流使吊鉤帶電。我們先分析一下以下帶電現(xiàn)象。把絕緣良好的電動機放在絕緣桌上，通電后用測電筆測其外殼會發(fā)光，用手接觸外殼會有麻電的感覺，用萬用表對地測量會有50 200V 有電壓，我們來分析一下這種帶電產生的原因。如圖，R1 為電機相線對外殼絕緣電阻； R2為外殼對地絕緣電阻； U 為相電壓。 R1 和 R2 是串聯(lián)的。外殼對地電壓 U2=R2/ （R1+R2）U 。當 U2 50 80V 時，就會使驗電筆發(fā)光，通過人體電流達13mA 時，對人體產生刺激，有麻人的感覺。如R2=0，即電機外殼接地，則