保護接地與保護接零

保護接地與保護接零

Thursday,December12,20192021/6/271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，形成對地電流和流泄雷電流,從而保證電力系統(tǒng)的安全運行和人身安全。接地可分為工作接地、保護接地和保護接零、重復(fù)接地及防雷接地。2021/6/272接地的分類工作接地（DE）是指電氣設(shè)備（如變壓器中性點）為保證其正常工作而進行的接地。保護接地（PE）將在故障情況下，可能呈現(xiàn)危險對地電壓的設(shè)備金屬外殼或構(gòu)架等，與大地進行可靠的電氣連接。保護接零（PEN）

在電源中性點接地的系統(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)線與保護零線緊密可靠的連接。2021/6/273§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2021/6/274低壓配電系統(tǒng)代號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，與電源的接地點無關(guān)

N表示設(shè)備外殼與電源的接地點有直接電連接（接零）其余字母

C表示中性線（N）與保護線（PE）合用一根導(dǎo)體

S表示中性線（N）與保護線（PE）分開獨立使用（從第一點分開后不允許再次相接）

2021/6/275TT系統(tǒng)（三相四線制）三相四線制中性線、負載直接接地系統(tǒng)每臺設(shè)備均經(jīng)過各自的PE線單獨接地。特點：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，使其外露可導(dǎo)電部分帶電時，漏電電流一般很小不足以使線路過流保護裝置動作，增加了觸電危險。要求：必須裝設(shè)靈敏的漏電保護裝置。應(yīng)用：農(nóng)村用電、老式民居、電子設(shè)備。2021/6/276IT系統(tǒng)三相三線制、三相四線制中性線不直接接地，負載接地系統(tǒng)中性點不接地或經(jīng)高阻抗接地，每臺設(shè)備均經(jīng)各自的PE線接地。要求：需裝設(shè)單相接地保護。應(yīng)用：對連續(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。2021/6/277TN系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)（三相四線制）保護接零PEN線中可有電流通過，其斷線，會造成人身觸電危險，且會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)對于單相負荷及三相不平衡負荷的線路，PEN線總有電流流過，其產(chǎn)生的壓降，將會呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上，對敏感性電子設(shè)備不利。此外，PEN線上微弱的電流在危險的環(huán)境中可能引起爆炸。所以有爆炸危險環(huán)境不能使用TN-C系統(tǒng)。

2021/6/278TN系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)（三相五線制）保護單獨接地PE線與N線分開，PE線中沒有電流通過，，所有設(shè)備之間不會產(chǎn)生電磁干擾；PE線斷線不會使設(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、實驗場所、新建住房。

2021/6/279TN系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)(即TN-C與TN-S的組合)運行方式靈活，兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的優(yōu)越性，經(jīng)濟實用。應(yīng)用：現(xiàn)代企業(yè)、民用建筑。PE與N分開后不能再合并2021/6/2710N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荷性電位偏移PE線（保護線）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）藍色、PE線（保護線）黃綠色2021/6/2711§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，在整個電力系統(tǒng)中，包括發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的每個環(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，則對設(shè)備的安全運行和人身安全就存在威脅。2021/6/2712一、保護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。2021/6/2713接地的分類保護接地工作接地重復(fù)接地過電壓保護接地（防雷接地）靜電接地隔離接地2021/6/2714IT系統(tǒng)的保護接地電氣設(shè)備外殼未裝保護接地時:當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：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，Ib將達到或超過危險值。R'C'IbIe2021/6/2715IT系統(tǒng)的保護接地電氣設(shè)備外殼采用保護接地時:Rb與Ro并聯(lián)，且

Rb》Ro通過人體的電流可減小到安全值以內(nèi)，Ro越小越好IbIeI0R'C'R0利用接地裝置的分流作用來減少通過人體的電流。2021/6/2716TT系統(tǒng)的保護接地電氣設(shè)備外殼未裝保護接地時當(dāng)設(shè)備外殼絕緣破損時，就會使外殼帶上危險電壓。電壓接近相電壓。人接觸外殼，相當(dāng)于單相觸電。2021/6/2717TT系統(tǒng)的保護接地電氣設(shè)備外殼采用保護接地時當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生絕緣破損時，因為保護接地電阻與電源工作接地電阻串聯(lián)，所以危險電壓將被分壓。人接觸外殼，當(dāng)兩個接地電阻阻值相同時，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，因為保護接地電阻與電源工作接地電阻串聯(lián)，且阻值很小，會產(chǎn)生較大的接地短路電流，將熔絲熔斷或使斷路器動作跳閘。2021/6/2718保護接地工作原理采用保護接地后，人觸及帶電外殼時，由于人體電阻與接地裝置電阻并聯(lián)，人的電阻有1000～2000Ω，而保護接地電阻小于4Ω，因此大部分電流通過保護接地裝置流走了，僅有一小部分電流通過人體，大大減輕了人身觸電危險。2021/6/2719保護接地存在的問題TT系統(tǒng)當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生絕緣破損時，人接觸外殼，將承受1/2相電壓。若不能使熔絲及時熔斷或斷路器動作跳閘。還是會危及人身安全。TT系統(tǒng)具有局限性與不完善性保護接零適用于TN低壓配電系統(tǒng)型式。2021/6/2720二、保護接零定義：保護接零是將電氣設(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。2021/6/2721保護接零工作原理當(dāng)設(shè)備正常工作時，外露部分不帶電，人體觸及外殼相當(dāng)于觸及零線，無危險。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，使碰殼相電源自動切斷（熔斷器熔斷絲熔斷或自動空氣開關(guān)跳閘），這時人碰到金屬外殼就不會發(fā)生觸電。PEN2021/6/2722保護接零的優(yōu)點克服了保護接地受制于接地電阻的局限性。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時會產(chǎn)生足夠大的短路電流，動作迅速，可靠性高。2021/6/2723采用保護接零的條件任何時刻都應(yīng)保證工作零線與保護零線的暢通。保護零線與工作零線（單相設(shè)備除外）不得裝設(shè)熔斷器、斷路器。中性點直接可靠接地，工作接地電阻不大于4Ω。工作零線、保護零線應(yīng)可靠重復(fù)接地，重復(fù)接地電阻應(yīng)不大于10Ω，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，零線截面不得小于相線的1/2，并具有足夠的機械強度與熱穩(wěn)定性。為使熔斷器、斷路器快速動作，要求短路電流大于4倍熔體額定電流，或1.5倍斷路器瞬時動作電流。接零系統(tǒng)中，不允許同時采用接地保護2021/6/2724重復(fù)接地2021/6/2725重復(fù)接地及要求為確保保護接零的可靠，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)備外露部分就會帶電，人體觸及會有觸電的可能。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)接地而使其對地電壓大大下降，對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10Ω。2021/6/2726三相五線制因為三相四線保護接零系統(tǒng)中的零線，不可避免的有電流流過。它又要兼作保護線，故負擔(dān)極重。一旦工作接地電阻變大，會造成所有采取保護接零設(shè)備，外殼帶上危險電壓。零線斷線更是危險。為此應(yīng)該采用三相五線制采用重復(fù)接地進一步提高可靠性2021/6/2727不準保護接地和保護接零同時使用保護接地和保護接零同時使用時當(dāng)A相絕緣損壞碰殼時，接地電流此電流不足以使大容量的保護裝置動作，而使所有接零設(shè)備外殼長期帶電，其對地電壓為110V。2021/6/2728§5-3接地接零保護裝置安裝規(guī)范接地體接地線接零線等電位接線2021/6/2729一、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2021/6/2730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，一定要保證良好的電氣連接。2021/6/2731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。2021/6/2732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

40mm×40mm×4mm50mm×50mm×5mm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2021/6/2733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

40mm×4mm50mm×5mm鍍鋅圓鋼

16-20mm互相間距不小于5m2021/6/2734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)有足夠的機械強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，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，搭接長度應(yīng)為扁鋼寬度的兩倍（且至少三個棱邊焊接）或圓鋼直徑的6倍。2021/6/2735接地線與接地體的連接要求2若不能采用焊接時，可采用螺栓和卡箍連接，但必須保證有良好的接觸，在有振動的地方，應(yīng)采取防松動的措施接至電力設(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。電力設(shè)備的每個接地部分，應(yīng)用單獨的接地線與接地體或接地干線連接。禁止串接2021/6/2736二、電氣設(shè)備的接地范圍電動機、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)備的傳動裝置；電流互感器的二次線圈；配電、控制、保護用的柜、屏、臺、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)計費電能表箱的箱體；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、起重機軌道；靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門。2021/6/2737三、單相三眼插座的接法2021/6/2738等電位連接2021/6/2739等電位連接等電位就是，在一個帶電線路中如果選定兩個測試點，測得它們之間沒有電壓即沒有電位差，則我們就認定這兩個測試點是等電位的，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)。

2021/6/2740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故障電壓的