TT系统安全.doc

IT系统的安全原理(图文)http:/www.RiskMW.com2010-08-29 11:31:37 互联网 浏览：1196 发布评论(0)间接接触电击即电气设备出现故障(如漏电故障)时发生的电击。保护接地，保护接零、加强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位联结、安全电压和漏电保护都是防间接接触电击的技术措施。其中，保护接地和保护接零是防止间接接触电击的基本技术。接地和接零IT 系 统IT系统即保护接地系统，保护接地是应用最广泛的安全措施之一，不论是交流设备还是直流设备，不论是高压设备还是低压设备，都采用保护接地作为必须的安全技术措施。一、接地的基本概念接地，就是将设备的某一部位经接地装置与大地紧密连接起来。1.接地分类接地分为临时接地和固定接地两种。临时接地又包含检修接地和故障接地。固定接地又分为工作接地和安全接地，安全接地包含保护接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地等。工作接地是指为维持电力系统正常运行而在变压器或发电机中性点的接地。(安全管理交流-)2.接地电流和接地短路电流凡从接地点流入地下的电流即为接地电流。系统一相接地可能导致系统发生短路，这时的接地电流叫做接地短路电流。在高压系统中，接地短路电流可能很大，接地短路电流在500A及以下的称小接地短路电流系统;接地短路电流大于500A的称大接地短系统。3. 流散电阻和接地电阻流散电阻是接地电流在土壤中遇到的全部电阻。接地电阻是接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。接地线的电阻一般很小，可忽略不计，因此，在绝大多数情况下可以认为流散电阻就是接地电阻。4. 对地电压和对地电压曲线对地电压就是带电体与电位为零的大地之间的电位差。显然，对地电压等于接地电流和接地电阻的乘积：Ud=RdId。电流通过接地体向大地作半球形流散，与半球面积对应的土壤电阻随着远离接地体而迅速减小，在离开接地体20m以外，电流不再产生电压降。电气工程上通常说的“地”就是这里的地。如果用曲线来表示接地体及其周围各点的对地电压，这种曲线就叫做对地电压曲线。下图所示的是单一接地体的对地电压曲线。5.接触电压接触电压是指加于人体某两点之间的电压，如上图所示。6.跨步电压跨步电压是指人站在流过电流的地面上,加于人的两脚(人的跨距按0.8m计)之间的电压，如上图中的Uw1和Uw2。二、 IT系统的安全原理在不接地配电网中，当一相碰壳时，接地电流IE通过人体和配电网对地绝缘阻抗构成回路。如各相对地绝缘阻抗对称，即 Z1=Z2=Z3=Z，则运用戴维南定理可以比较简单地求出人体承受的电压和流经人体的电流。 运用戴维南定理可以得出图b所示的等值电路。等值电路中的电动势为网络二端开路，即没有人触电时该相对地电压。因为对称，该电压即相电压U，该阻抗即Z/3。 根据等值电路，不难求得人体承受的电压和流过人体的电流分别为： 式中 :U 相电压;Up,Ip人体电压和人体电流;Rp 人体电阻;Z 各相对地绝缘阻抗。对于对地绝缘电阻较低，对地分布电容又很小的情况，由于绝缘阻抗中的容抗比电阻大得多，可以不考虑电容。这时，可简化为下面两式 ，求得人体电压和人体电流分别为： 对于对地分布电容较大，对地绝缘电阻很高的的情况，由于绝缘阻抗中的电阻比容抗大得多，可以不考虑电阻。这时，也可简化复数运算，求得人体电压和人体电流分别为: 由左各式不难知道，在不接地配电网中，单相电击的危险性决定于配电网电压、配电网对地绝缘电阻和人体电阻等因素。一般情况下RERp，漏电设备故障对地电压(即人体可能承受低压的极限)可表示为 因为RE|Z|，所以漏电设备故障对地电压大大降低。只要适当控制RE的大小，即可限制该故障电压在安全范围之内。例如，在前面第一章第四节的例题中流过人体的电流就是在没有保护接地情况下得到的，其大小为 79.2mA，如有保护接地，且接地电阻RE=4，则人体电流减小为2.3mA 。由此可见，故障情况下可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保护接地。在不接地配电网中采用接地保护的系统称为IT系统。字母I表示配电网不接地或经高阻抗接地，字母T表示电气设备外壳接地。只有在不接地配电网中，由于其对地绝缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围之内。三、保护接地的应用范围1. 各种不接地配电网保护接地适用于各种不接地配电网。在这类配电网中，凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外均应接地。它们主要包括：(1) 电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳;(2) 电气设备的传动装置;(3) 屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架，以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门;(4) 配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架和底座;(5) 交、直流电力电缆的金属接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层，可触及的金属保护管和穿线的钢管;(6) 装有避雷线的电力线路杆塔;(7) 装在配电线路杆上的电力设备;(8) 在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地短路电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔等。2. 电气设备的某些金属部分电气设备下列金属部分，除另有规定外，可不接地：(1) 在木质、沥青等不良导电地面，无裸露接地导体的干燥的房间内，交流额定电压380V及以下，直流额定电压440V及以下的电气设备的金属外壳;但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地;(2) 在干燥场所，交流额定电压127V及其以下，直流额定电压110V及其以下的电气设备的外壳;(3) 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时不会在支持物上引起危险电压的绝缘子的金属底座等;(4) 安装在已接地金属框架上的设备，如穿墙套管等(但应保证设备底座与金属框架接触良好);(5) 额定电压220V及其以下的蓄电池室内的金属支架;(6) 由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路轨道;(7) 与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。此外，木结构或术杆塔上方的电气设备的金属外壳一般也不必接地。四、接地电阻的确定保护接地的原理是限制漏电设备外壳对地电压在安全限值UL以内,即漏电设备对地电压UE=IEREUL。各种保护接地电阻就是根据这个原则来确定的。1. 低压设备接地电阻在380V不接地低压系统中，单相接地电流很小，为限制设备漏电时外壳对地电压不超过安全范围，一般要求保护接地电阻RE4。当配电变压器或发电机的容量不超过100kVA时，可取RE10。2. 高压设备接地电阻(1) 小接地短路电流系统如果高压设备与低压设备共用接地装置，要求设备对地电压不超过120V，其接地电阻为RE120/IE10式中 : RE 接地电阻, IE 单相接地电流,A。如果高压设备单独装设接地装置，设备对地电压可放宽至250V，其接地电阻为 RE250/IE10(2) 大接地短路电流系统在大接地短路电流系统中，由于按地短电流很大，很难限制设备对地电压不超过某一范围，而是靠线路上的速断保护装置切除接地故障。要求其接地电阻为: RE2000/IE但当接地短路电流IE400OA时，可采用RE0.53. 架空线路和电缆线路的接地电阻无避雷线的高压电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆的接地电阻RE30。低压电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆的接地电阻RE1030。三相三芯电力电缆两端的金属外皮均应接地。五、绝缘监视在不接地配电网中，发生一相故障接地时，其他两相对地电压升高，可能接近相电压，这会增加绝缘的负担、增加触电的危险。而且，不接地配电网中一相接地的接地电流很小，线路和设备还能继续工作，故障可能长时间存在。这对安全是非常不利的。因此，在不接地配电网中，需要对配电网进行绝缘监视，并设置声光报警信号。下图左为低压绝缘监视，右图为高压绝缘监视 用三支电压表分别在线路三相和接地装置之间。电压表的要求如下：三只电压表的规格相同电压表量程选择适当。选用高内阻的电压表。以上监视方法对一相接地故障很敏感，但其缺点：三相绝缘同时降低故障无反应。三相绝缘在安全范围内，但相差较大时，会出现误信号。在低压配电网中，为了比较准确地检测配电网对地绝缘情况，可以借用专用方法测量绝缘阻抗。下左图表示一种无源测量装置的基本线路。右图表示有源测量装置的基本线路。 无源测量装置的基本线路 有源测量装置的基本线路六、过电压的防护由第一章第四节的分析可知，不接地配电网，由于配电网与大地之间没有直接的电气连接，在意外情况下可能会使整个低压系统产生很高的过电压，将给低压系统的安全运行造成极大的威胁。