電力系統(tǒng)接地方式的基礎(chǔ)知識(shí)

1、電力系統(tǒng)接地方式的基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四火線、零線、地線 為了使交流電有很方便的動(dòng)力轉(zhuǎn)換功能， 通常工業(yè)用電，三根正弦交流電,電流相位(反映電流的方向 大小)相互相差120度。通常我們將每一根這樣的導(dǎo)線稱為相線(火線),通常電力傳輸是以三相四線的方式，三相電的三根頭稱為相線，三相電的三根尾連接在一起稱中性線也叫零線。叫零線的原因是三相平衡時(shí)刻中性線中沒(méi)有電流通過(guò)了，再就是它直接或間接的接到大地，跟大地電壓也接近零。地線是把設(shè)備或用電器的外殼可靠的連接大地的線路，是防止觸電事故的良好方案火線又稱相線，它與零線共同組成供電回路。在低壓電網(wǎng)中用三相四線

2、制輸送電力，其中有三根相線一根零線。為了保證用電安全，在用戶使用區(qū)改為用三相五線制供電，這第五根線就是地線，它的一端是在用戶區(qū)附近用金屬導(dǎo)體深埋于地下，另一端與各用戶的地線接點(diǎn)相連，起接地保護(hù)的作用。第2頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四中性點(diǎn)、中性線、零點(diǎn)零點(diǎn)與零線 在星形聯(lián)結(jié)的三相電路中，其中三個(gè)繞組連在一起的點(diǎn)稱為三相電路的中性點(diǎn)。由中性點(diǎn)引出的線稱為中性線。 當(dāng)三相電路中性點(diǎn)接地時(shí)，該中性點(diǎn)成為零點(diǎn)。此時(shí)，由零點(diǎn)引出的線稱為零線。即為一般所稱的三相四線中性點(diǎn)與中性線中性點(diǎn)中性線火線零點(diǎn)火線火線零線第3頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四中性

3、點(diǎn)為什么要接地三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，中線無(wú)電流，無(wú)電壓。三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，中線有電流，有電壓。OO 0，只有中性點(diǎn)接地， OO =0才能保證三相電壓平衡，設(shè)備正常工作。oUAUBUC三相負(fù)載對(duì)稱三相負(fù)載不對(duì)稱UAO=UBO=UCOUAOUBOUCO第4頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四火線、零線、地線的顏色L(Live wire)N(Naught wire)E(Earth wire)黃綠相間藍(lán)黃綠紅第5頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四電力術(shù)語(yǔ)接地線：接地線分為自然接地線和人工接地線。 為其它用途裝設(shè)的金屬導(dǎo) 線，兼 做接地線，稱為自然接地線。為接地需

4、要專門安裝的金屬導(dǎo)線，稱為人工 接地線。按接地線在配電系統(tǒng)中所處的層次不同，分為接地干線和接地支 線。零線： (零線又稱中性線、工作零線N)。零線是帶電的線，零線對(duì)地電壓為0。零線 不帶電是因?yàn)殡娫吹牧硪欢?(零線)接了地,我們?cè)诘厣辖佑|零線的時(shí)候，因?yàn)?沒(méi)有位差,就不會(huì)形成電流。零線的最近接地點(diǎn)是在變電所或者供電的變壓器 處。地線： (地線又稱保護(hù)零線PE)。地線的對(duì)地電位為零。使用的電器的最近點(diǎn)接地。 工作接地：為使電路或設(shè)備達(dá)到運(yùn)行的要求的接地，如變壓器中性點(diǎn)接地。該接地 稱為工作接地或配電系統(tǒng)接地。保護(hù)接地：將電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架用導(dǎo)線與接地極可靠地連接起來(lái)，使之與 大地做電氣上的

5、連接，這種接地的方式就叫保護(hù)接地。保護(hù)接零：保護(hù)接零又叫保護(hù)接中線，在三相四線制系統(tǒng)中，電源中線是接地的， 將電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架用導(dǎo)線與電源零線(即中線)直接連接，就 叫保護(hù)接零。重復(fù)接地：三相四線制的零線一處或多處經(jīng)接地裝置與大地再次連接，稱為重復(fù)接 地。第6頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四接地的分類 電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架與土壤之間作良好的電氣連接稱為接地?？煞譃楣ぷ鹘拥睾捅Ｗo(hù)接地兩種。 1 工作接地 ：為了保證電器設(shè)備在正常及事故情況下可靠工作而進(jìn)行的接地，如三相四線制電源中性點(diǎn)的接地。 2 保護(hù)接地 ：為了防止電器設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，不帶電的金屬外殼或框架

6、因漏電使人體接觸時(shí)發(fā)生觸電事故而進(jìn)行的接地。適用于中性點(diǎn)不接地的三相三線制低壓電網(wǎng)。工作接地保護(hù)接地第7頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四接地的目的接地：利用大地作為導(dǎo)線或者為了消除設(shè)備的導(dǎo)電部分對(duì)地電壓的升高而接地。為了保證人身安全和設(shè)備而接地。圖示：第8頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地與保護(hù)接零（深入探討） 接地和接零是安全用電的主要保護(hù)措施。接地和接零是否符合技術(shù)要求，關(guān)系到能否保證人身和設(shè)備安全。因此，正確選擇接地、接零方式，正確安裝接地，接零裝置是非常重要的。第9頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四正確接

7、入方式保護(hù)接零 在中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中，由于單相對(duì)地電流較大，保護(hù)接地就不能完全避免人體觸電的危險(xiǎn)，而要采用保護(hù)接零。將電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架與電網(wǎng)的零線相連接的保護(hù)方式叫保護(hù)接零。適用于中性點(diǎn)接地的三相四線制低壓電網(wǎng)。電站的電氣設(shè)備（如電機(jī)）也接入的是中性點(diǎn)接地的三相四線制低壓電網(wǎng)，而采用的是保護(hù)接地，非保護(hù)接零。設(shè)想：假如發(fā)生漏電，金屬外殼帶電，人體沒(méi)觸電的原因是發(fā)生漏電后漏電保護(hù)器已經(jīng)直接斷電了。（漏電保護(hù)器在開關(guān)附近）第10頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四三相三線制供電系統(tǒng)(中性點(diǎn)不接地系統(tǒng))采用保護(hù)接地可靠。對(duì)三相四線制系統(tǒng)，采用保護(hù)接地十分不可靠。一旦外殼

8、帶電時(shí)，電流將通過(guò)保護(hù)接地的接地極、大地、電源的接地極而回到電源。因?yàn)榻拥貥O的電阻值基本相同，則每個(gè)接地極電阻上的電壓是相電壓的一半。人體觸及外殼時(shí)，就會(huì)觸電。所以在三相四線制系統(tǒng)中的電氣設(shè)備不推薦采用保護(hù)接地，最好采用保護(hù)接零。此處接地電阻比電源處大正確接入方式第11頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地如果兩臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行保護(hù)接地，兩者都發(fā)生漏電，但不為同一相，則設(shè)備外殼將帶危險(xiǎn)電壓。圖例如果將多個(gè)接地體用導(dǎo)體連接在一起，則可以解決此問(wèn)題。稱為等電位連接。連接線組成接地網(wǎng)。保護(hù)接地要耗費(fèi)很多鋼材，因?yàn)楸Ｗo(hù)接地的有限性在于接地電阻小。存在問(wèn)題：第12頁(yè)，共23頁(yè)，

9、2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四接地電阻一定符合要求；接地一定可靠；保護(hù)接地的目的是降低外殼電壓，但由于工作性質(zhì)的要求，并不需要立即停電（一般允許運(yùn)行半小時(shí)），所以危險(xiǎn)一直存在。從防止人身觸電角度考慮，既然保護(hù)接地不能完全保證安全，應(yīng)當(dāng)配漏電保護(hù)器；但從安全生產(chǎn)角度考慮，不允許漏電就斷電，所以是個(gè)矛盾，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定漏電時(shí)是否斷電。如果要求斷電則安裝跳閘線圈。產(chǎn)品：選擇性漏電保護(hù)裝置。保護(hù)接地注意事項(xiàng)：第13頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地保護(hù)接地的作用：1）對(duì)電源中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備金屬外殼不接地，當(dāng)設(shè)備帶電部分某處絕緣損壞碰

10、殼時(shí)，外殼就帶電，其電位與設(shè)備帶電部分的電位相同，顯然這是十分危險(xiǎn)的。 2）采取保護(hù)接地后，接地電流將同時(shí)沿著接地體與人體兩條途徑流過(guò)。因?yàn)槿梭w電阻比保護(hù)接地電阻大得多，所以流過(guò)人體的電流就很小，絕大部分電流從接地體流過(guò)（分流作用），從而可以避免或減輕觸電的傷害。 第14頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地保護(hù)接地的實(shí)質(zhì)和關(guān)鍵實(shí)質(zhì)：通過(guò)接地電阻與人身電阻的并聯(lián)，使整體電阻下降。當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，降低人體觸電電流。關(guān)鍵：接地電阻越小越好。第15頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地局限性在電源中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，保護(hù)接地有一定的局限性。這

11、是因?yàn)樵谠撓到y(tǒng)中，當(dāng)設(shè)備發(fā)生碰殼故障時(shí)，便形成單相接地短路，短路電流流經(jīng)相線和保護(hù)接地線、電源中性點(diǎn)接地裝置。如果接地短路電流不能使熔絲可靠熔斷或自動(dòng)開關(guān)可靠跳閘時(shí)，漏電設(shè)備金屬外殼上就會(huì)長(zhǎng)期帶電，也是很危險(xiǎn)的。第16頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地不采用保護(hù)接地，當(dāng)發(fā)生人身觸電時(shí)，由于觸電電流不足以使熔斷器或者自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，因此危險(xiǎn)電壓一直存在，如果電網(wǎng)絕緣下降，則存在生命危險(xiǎn)。采用保護(hù)接地之后，當(dāng)發(fā)生人身觸電時(shí)，由于保護(hù)接地電阻的并聯(lián)，人身觸電電壓下降。局限性第17頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四對(duì)三相四線制，如果采用保護(hù)接零，當(dāng)

12、設(shè)備漏電時(shí)，將變成單相短路，造成熔斷器熔斷或者開關(guān)跳閘，切除電源，就消除了人的觸電危險(xiǎn)。因此采用保護(hù)接零是防止人身觸電的有效手段。圖例 實(shí)質(zhì)保護(hù)接零的基本作用是當(dāng)某相帶電部分碰連設(shè)備外殼時(shí)，通過(guò)設(shè)備外殼形成該相對(duì)零線的單相短路，短路電流促使線路上過(guò)電流保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，把故障部分?jǐn)嚅_電流，消除觸電危險(xiǎn)。 保護(hù)接零的實(shí)質(zhì)是提高動(dòng)作電流，而保護(hù)接地的實(shí)質(zhì)是降低人身觸電電壓。保護(hù)接零第18頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四零線斷線重復(fù)接地正確接法錯(cuò)誤接法工作零線不允許斷線，為防止可將工作零線重復(fù)接地。接零線一定要真正獨(dú)立地接到零線上去。存在問(wèn)題：保護(hù)接零第19頁(yè)，共23頁(yè)，2

13、022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四一定有快速可靠的開關(guān)，否則將加重觸電的危險(xiǎn)性。采取保護(hù)接零，一定防止單相設(shè)備電源端火零接反，否則設(shè)備外殼將帶上火線電壓。同一電網(wǎng)中不宜同時(shí)用保護(hù)接地和接零：電機(jī)1漏電，形成單相接地短路時(shí)，如果短路電流不足以使其動(dòng)作，則電機(jī)2的外殼將長(zhǎng)期帶電。如果電機(jī)1的接地電阻和電網(wǎng)中心點(diǎn)電阻相同，則外殼電壓為110V。即所有采用保護(hù)接零的設(shè)備外殼都有危險(xiǎn)電壓。因此不允許。注意事項(xiàng)保護(hù)接零第20頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四保護(hù)接地和保護(hù)接零的比較 (1)保護(hù)接地和保護(hù)接零是維護(hù)人身安全的兩種技術(shù)措施。 (2)保護(hù)原理不同。低壓系統(tǒng)保護(hù)接地

14、的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地電壓，使其不超過(guò)某一安全范圍；保護(hù)接零的主要作用是借接零線路使設(shè)備漏電形成單相短路，促使線路上保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。 (3)適用范圍不同。保護(hù)接地適用于一般的低壓不接地電網(wǎng)及采取其它安全措施的低壓接地電網(wǎng)。保護(hù)接零適用于低壓接地電網(wǎng)。 (4)線路結(jié)構(gòu)不同。保護(hù)接地系統(tǒng)除相線外，只有保護(hù)地線。保護(hù)接零系統(tǒng)除相線外，必須有零線和接零保護(hù)線；必要時(shí)，保護(hù)零線要與工作零線分開；其重要裝置也應(yīng)有地線。 發(fā)生漏電時(shí)，保護(hù)接地允許不斷電運(yùn)行，因此存在觸電危險(xiǎn)，但由于接地電阻的作用，人體接觸電壓大大降低；保護(hù)接零要求必須斷電，因此觸電危險(xiǎn)消除，但必須可靠動(dòng)作第21頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四低壓配電系統(tǒng)的幾種接地方式 按國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低壓 配電接地，接零系統(tǒng)分有IT、TT、TN三種基本形式：在TN形式中又分有TNC、TNS 和TNCS三種派生形式。第22頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)15分，星期四低壓配電系統(tǒng)接地TNC、TNS 和TNCS第一個(gè)字母表示電源側(cè)