保护接地、接零、漏保.ppt

第二节间接接触电击防护 保护接地和保护接零是防止间接接触电击最基本的措施 接地 临时接地 固定接地 检修接地 事故接地 工作接地 安全接地 保护接地 防雷接地 防静电接地 屏蔽接地 临时线接地 带电体与地意外接地 三相四线制中性点接地 一 接地 接零的分类 基本概念1 工作接地 DE 为了电力系统正常运行 如 变压器的中性点接地 低压系统的工作接地电阻一般 欧 可限制10千伏系统高低压短接事故时 对地电压的升高 从而保证低压系统的安全 2 保护接地 PE 接地电阻 4欧 目的 防止人碰触 漏电设备的金属外壳 适用 变压器中性点不接地的电网 方法 将电气设备不带电的金属外壳可靠接地 电机 变压器 电器 照明设备的外壳和底座 传动机构 配电屏控制板的框架 电压 电流互感器的铁芯和二次绕组 室外灯光广告金属箱 钢质电杆 铁塔 日用电器金属外壳等 3 保护接零 PE 接地电阻 4欧 目的 防止人碰触 漏电设备的金属外壳 触电 适用 变压器中性点接地的电网 方法 将电气设备不带电的金属外壳与保护零线可靠连接 4 重复接地 RE 接地电阻 10欧 补充工作接地的可靠性 在工作接地点以外将零线一处或多处通过接地装置与大地连接 5 防雷接地 引导雷击电流进入大地 建筑物防雷系统中 允许与工作接地共用接地点 接地电阻必须严格控制 欧 个别地方要求要低于 欧 在接地装置范围内 二点间的电阻差值应 欧 6 屏蔽接地 防止电磁感应干扰信号或杂波进入系统 对某些特定设备的金属外壳 弱信号联接线的外壳 屏蔽层等的接地 7 防静电接地 防止静电产生 接地电阻 30欧 二 低压配电系统接地型式 我国现行低压配电系统 TN系统 TT系统 IT系统 TT系统 电源系统中性点直接接地 负载设备的金属外壳独立接地保护 TN系统 电源系统中性点直接接地 负载设备的金属外壳接零保护 类型 TN S TN C TN C S三种 IT系统 电源系统中性点不接地 负载设备的金属外壳保护接地 不允许用保护接零 TN系统类型 TN S TN C TN C S三种 TN S系统 如图1安全可靠 国家推广使用的系统 整个系统的中性线 N 与保护线 PE 分开 设备外壳接保护线 PE TN C系统 如图2整个系统的中性线 N 与保护线 PE 合一 设备外壳接零线 PEN TN C S系统 如图3系统中有一部分线路的中性线 N 与保护线 PE 是合一的 1 TN S系统 三相五线制中性点直接接地系统 变压器四线输出 总开关箱 N线必须 重复接地 先分 PE 线 再 N 线 即三相五线制 变压器外壳 保护接地 TN S系统的特点 正常运行时 PE线没有电流 对地无电压 电气设备金属外壳接到 PE 线上 安全可靠 工作零线 仅作单相照明的负载线 与 PE 线无关 PE线在使用中严禁断线 其线径与相线一样 若用五线电缆 PE线可 相线的1 2 TN S系统较TN C系统安全 建筑工地 工业 民用等低压供电系统中 国家推荐使用 PEN 线兼作 PE线 N线 可节省一根导线 比较经济 我国过去长期按前苏联规程的规定 广泛采用这一系统 若设备漏电 零线带电 将不安全 当系统为单相回路 在PEN线中断时 设备金属外壳对地将带220V的故障电压 当人身碰触时 电击死亡的危险很大 220V电压回路见图6虚线所示 当安装剩余电流保护装置时 其PEN线穿过剩余电流保护装置 因接地故障电流产生的磁场 在剩余电流保护装置内相抵消而使剩余电流保护装置拒动 所以在TN C系统内不能装用剩余电流保护装置来防人身电击 进行电气维修时 需用四极断路器来隔断中性线上可能出现的故障电压 因PEN线含有PE线而不允许被开关切断 所以TN C系统内不能装用四极开关 来保证维修人员的安全 PEN线因与中性线合一 产生电压降 从而使所接设备的金属外壳对地带电位 此电位可能对电子设备产生干扰 也可能在爆炸危险场所内打火引爆 按标准 易爆场所内是不允许采用TN C系统和出现PEN线的 另外 带电位的与地接触的设备金属外壳可在地内产生杂散电流 在一定程度上腐蚀地下金属结构的管道 TN C S系统 IEC标准要求 在电源进线点外 例如总配电箱外 PEN线必须先接PE母排 再通过一连接板 线 接中性线母排 如图7所示 原因 如果连接板 线 导电不良 中性线电路不通 设备不工作 故障可及时发现 设备的保护接零仍起作用 TN系统的补充保护 各设备外壳等电位联结 原因 若TN系统内PE线 PEN线上存在故障电压 各设备外壳同时存在故障电压 措施 采取等电位联结后 确人体不同部位触及不同设备时无危险电压存在 TT系统 电力系统中有一点直接接地 电气设备的金属外壳 单独接地 如图4所示 TT系统的电气装置各有自己的接地极 正常时各装置的金属外壳为 地电位 电源侧和各装置出现接地故障时互不影响 接地故障发生时 故障回路内包含两个接地电阻 工作接地 设备保护接地 回路阻抗较大 故障电流较小 一般不能用过电流保护兼作接地故障保护 GB13955 2005中明确规定 在TT系统 必须装设漏电保护装置 IT系统 电力系统与大地间不直接连接 电气装置金属外壳 通过保护接地线与接地极连接 如图5所示 IT系统在发生接地故障时 其故障电流仅为非故障相的对地电容电流 其值甚小 因此对地故障电压很低 不致引发事故 一个接地故障发生时 不需切断电源而使供电中断 它一般不引出中性线 不能提供照明 控制等需用的220V电源 且其故障防护和维护管理较复杂 加上其他原因 使其应用受到限制 三 保护接地和保护接零 保护接地 适用中性点不接地的三相电源系统 电动机正常运行 电动机外壳不带电 触及外壳没有危险 电气设备绝缘损坏 外壳带电 若线路绝缘不好或电网分布很广 人触及外壳 电流经 电源 输电线与地之间的分布容电容 人体 电源 人体触电如图 所示 若线路绝缘良好 设备对地容抗很大 流经人体电流很小 图 没有保护接地的电动机一相碰壳情况若线路电阻下降 流过人体电流将大于30mA 保护接地 电气设备的金属外壳用足够粗的金属导线与大地作可靠连接 当人体触及带电的外壳时 人体相当于接地电阻的一条并联支路 如图 所示 由于人体电阻远大于接地电阻 通过人体的电流很小 避免了触电事故 图 装有保护接地的电动机一相碰壳情况 保护接零 用于三相四线制电源中性点直接接地的配电系统 保护接零的概念在中性点接地的系统中 将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好的金属连接 图 采用保护接零情况下故障电流的示意图 电源中性点接地的配电系统中 只能采用保护接零 图4 三相四线制电源中性点直接接地的配电系统中 设备采用保护接地时故障电流的示意图 三 在采用保护措施时 不允许在同一系统上把一部分设备接零 另一部分用电设备接地 图 保护接零若外壳带电 该相线和零线形成单相短路 线路上的保护装置动作 设备断电 避免人身触电的可能性 若采用保护接地 如图 所示 接地电阻将增加为8 当电气设备外壳带电时 接地电流将不足以使熔断器熔断 设备不能立即切断电源 触电危险仍然存在 图4中性点接地系统采用保护接地的后果 2 系统采用保护接零时 零线的重要作用 零线断线 接在断线处后面一段线路上的电气设备相当于没作保护接零或保护接地 零线的应用螺栓压接 连接应牢固可靠 接触良好 所有电气设备的接零线 应以并联方式接在零线上 不允许串联 零线上禁止安装保险丝或单独的断流开关 在有腐蚀性物质的环境中 零线表面应有防腐涂料 在零线的一定间隔距离及终端 保护零线必须重复接地 图 采用保护接零时零线断开的后果设备外壳漏电 不能构成短路 保护装置不能切断电源 设备外壳不漏电 外壳将带有相电压 图6中性点不接地系统采用保护接零的后果 系统仍可照常运行 这时大地与接地的相线同电位 则接在零线上的用电设备外壳对地的电压将等于相线电压值 十分危险 如图6所示 图7不正确的接零保护 图8重复接地 若没有重复接地 当零线某处发生断线时 断线处后面的所有电气设备就处在既没有保护接零 又没有保护接地的状态 一旦有一相电源碰壳 断线处后面的零线和与其相连的电器设备的外壳都将带上等于相电压的对地电压 是十分危险的 如图9所示 图9无重复接地时零线断线情况 若有重复接地 当零线偶尔断线 电器设备外壳带电时 相电压经过漏电的设备外壳 与重复接地电阻 工作接地电阻构成回路 如图10所示 使事故的危险程度有所减轻 但对人还是危险的 因此 零线断线事故应尽量避免 图10有重复接地时零线断线情况 电气设备接地 接零保护的一般要求 电气设备金属外壳应接地或接零保护 不允许不接 中性点接地的电网 三相五线制 三相四线制 采用保护接零 重复接地 同时应有自动切除接地短路故障的保护装置 中性点不接地的电网 三相三线制 电气设备金属外壳应采用保护接地 同一系统中 不允许同时采用保护接地和保护接零 设备都须备有接地线座或接地母线 并有接地标志 足够线径 四 应采取保护接零或保护接地措施电气设备 电机 变压器 电器 照明器具 携带式及移动式用电器具等的底座和外壳 电气设备的传动装置 电压和电流互感器的二次绕组 室内外配电装置的金属架 钢筋混凝土构架 靠近带电体的金属门窗 金属围栏 穿线的钢管 金属接线盒 电缆头 盒外壳 机床的机身及装有电气元件的附属设备 装有避雷线的电力线路的杆塔和装在配电线路电杆上的开关设备及电容器的外壳 室外的广告灯牌和夜景照明的户外灯座外壳 不锈钢公共汽车停靠站点和金属外壳 等电位联结 指电气装置各外露可导电部分 实现电位基本相等 作用 降低联结范围内的接触电压 防止人身触电 按 低压配电设计规范 的规定 接地故障保护时 在建筑物内应作总等电位连接 接地点距离太远 不能满足要求时 应在建筑物的局部范围内作局部等电位联结 等电位联结要求 采用铜线联结时 干线截面积 16mm2 支线截面积 6mm2 等电位联结分类 总等电位联结 MEB 辅助等电位联结 SEB 局部等电位联结 LEB 总等电位联结 MEB 进线配电箱PE PEN 母排与公用设施金属管道 建筑物金属结构 人工接地极引线 建筑物每一电源进线柜都应做总等电位联结 各个总等电位联结端子板应互相连通 辅助等电位联结 SEB 电源网络阻抗过大 不能满足防电击要求 TN系统同一配电箱供给的固定和移动式电气设备 浴室 游泳池 医院手术室等场所 局部等电位联结 LEB 一局部场所范围内作多个辅助等电电位联结 PE母线或PE干线 公用设施的金属管道 包括建筑物金属结构 3 住宅楼做等电位联结 效果胜过单纯的接地 浴室 国际电工标准列为电击危险大的特殊场所 引入浴室的 PE 线与金属给排水管 金属浴盆 金属采暖管地面钢筋网用铜质端子板 螺栓连接 设置在便于检测的位置 金属地漏 扶手 浴巾架 肥皂盒等孤立之物可不作连接 等电位联结线采用BVR4平方毫米导线 沿地面内和墙内穿塑料管暗敷 卫生间备用插座 电热水器插座 煤气热水器插座和洁身器插座的PE线 镜前灯的PE线 浴缸的预留接线盒和与本层建筑物钢筋网相连的地面或墙上预埋件等分别与局部等电位联结端子板 LEB 相连 第三节接地装置 一 接地装置安全接地装置接地体自然接地体人工接地体接地线自然接地线人工接地线 1 自然导体的利用 应当优先利用自然接地体 当自然接地体的接地电阻符合要求时 可不敷设人工接地体 发电厂和变电所除外 与大地有可靠接触的金属结构和钢筋混凝土基础 埋设在地下非可燃管道 金属井管 金属管桩 水工构筑物等 自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连 线路杆塔除外 利用自来水管及电缆的铅 铝包皮作接地体时 必须取得主管部门同意 以便互相配合施工和检修 接地线要有防腐措施 埋入地下部分做好防锈处理 还要防止机械损坏 利用建筑物的钢结构 起重机轨道 工业管道等自然接地时 其伸缩缝或接头处应予以跨接 跨接线应有一定的长度并做成 字型 不能破坏伸缩缝 2 人工接地体 材料 钢管 角钢 圆钢或废钢铁等 敷设种类垂直敷设 三角形 正方形 多边形 星形 对称形排列 水平敷设 间距应大于 米 垂直接地体钢管长度 直径50毫米 2 5米长 打入地下2 3米 顶面埋深 0 6米 间距 接地体的 倍 尽可能寻找土壤电阻率小 50欧 米 处 采用多支线外引接地装置 至少两根 接地装置的地下部分须圆钢搭焊 圆钢搭焊长度 圆钢直径的 倍 双面焊接 二 接地线 交流电气设备应优先利用自然导体作接地线 车间电气设备较多时 宜敷设接地干线 各电气设备外壳分别与接地干线连接 接地干线经两条连接线与接地体连接 非经允许 接地线不得作其他电气回路使用 不得用蛇皮管 管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线 三 降低接地电阻的施工法1 高土壤电阻率地区 外引接地法 将接地体引至附近的水井 泉眼 水沟 河边 水库边 大树 或敷设水下接地网 接地体延长法 延长水平接地体 增加接触面 深埋法 在土壤电阻率较低的地方深埋接地体 化学处理法 在接地周围置换或加入低电阻率的固体或液体材料 以降低流散电阻 常用的减阻剂 工业食盐 木炭 石灰等 严禁 埋入废电池 严禁 污染地下水源 换土法 给接地坑内换上低电阻土壤 粘土或黑土 2 冻土地区 接地体敷设在融化地带或融化地带的水池 水坑中 敷设深钻式接地体 可充分利用井管或其他深埋在地下的金属构件作接地体 在房屋融化盘内敷设接地体 除深埋式接地体外 再敷设深度为0 5m的延长接地体 以便在夏季地层表面化冻时起流散作用 在接地体周围人工处理土壤 以降低冻结温度和土壤电阻率 四 接地体和接零装置的基本要求 导电的连续性 同一系统中 最远点接地点之间的电阻 欧 正常情况 晴天R接地 欧 特殊 重要场合R接地 欧 连接可靠性 接地体尽可能使用熔焊 不使用螺栓连接 并在设置点标明接地符号 足够的机械强度和热稳定性而无热损坏 零线截面积应满足 任何一点发生短路时 短路电流 熔丝额定电流的 倍 自动开关断开电流的1 5倍 4 地下安装距离 接地体与建筑物的距离 1 5米 与独立避雷针距离 米 接地体与地面距离应大于0 6米 四 接地测量 接地电阻应当定期测量 雨季前或其他土壤最干燥的季节测量 雷雨天不得测量防雷装置的接地电阻 测量方法电流表 电压表法 接地电阻测量仪法测量 常用 为保证测量的正确性 被测接地体应与其他接地体分开 把测量回路同电力网分开 五 接地电阻测量仪 结构手摇发电机 或电子交流电源 电位差计式测量机构 有接线端子 E P C或C2 P2 P1 C1 测量方法 离被测接地体一定距离向地下打入电流极和电压极 E 端 C2与P2端并接 接于被测接地体 P 端 P1端 接于电压极 与接地体距离40m C 端 C1端 接于电流极 与接地体距离20m 摇把转速 120r min左右 调节电位器旋钮 使仪表指针保持在中心位置 被测接地电阻值 被测电流 5A时 将导线多绕几圈放进钳口 实际被测电流 表读数 钳口内导线数 六 接地装置的检查和维护 各部位连接应牢固 无松动 无脱焊 无严重腐蚀 接地线无机械损伤或化学腐蚀 人工接地体周围无堆放强烈腐蚀性物质 地面以下50cm以内接地线的腐蚀和锈蚀情况 接地电阻应合格 对接地装置进行定期检查的周期 变 配电站接地装置 每年检查一次 并于干燥季节每年测量一次接地电阻 车间电气设备的接地装置 每两年检查一次 并于干燥季节每年测量一次接地电阻 防雷接地装置 每年雨季前检查一次 避雷针的接地装置 接地电阻测量 一次 5年 手持电动工具接零线或接地线 每次使用前应检查 腐蚀性的土壤 接地装置每1次 5年局部挖开检查 应对接地装置进行维修的情况有 焊接连接处开焊 螺丝连接处松动 接地线有机械损伤 断股或有严重锈蚀 腐蚀 锈蚀或腐蚀30 以上者应予更换 接地体露出地面 接地电阻超过规定值 第六节漏电保护一 漏电保护装置 剩余电流保护装置 缩写RCD 用途 防止由漏电引起的单相电击事故 防止由漏电引起的火灾和设备烧毁事故 检测和切断各种一相接地故障 漏电断路器还可用于过载 过压 欠压和缺相保护 二 类型电流型漏电保护器 国内外广泛使用 电压型漏电保护器 三 电流型漏电保护装置的原理 通过零序电流互感器检测 漏电流 信号处理 执行机构动作 开关设备迅速切断电源 四 漏电保护装置的选用 其他性能的选择 连接户外架空线路的电气设备 选 冲击电压不动作型漏电保护装置 照明线路 宜采用分级保护的方式 支路宜选高灵敏度漏保 干路宜选中灵敏度漏保 U额定 线路电压 I额定 负载电流 动作参数选用 防止人身触电事故额定动作电流 30mA 动作时间为0 1S 浴室 游泳池 隧道等场所额定动作电流 15mA 动作时间为0 1S 防止电气设备烧毁 额定动作电流 100mA 动作时间为0 1S 防止火灾额定动作电流 200mA 数安的漏保 不允许突然停电的场所 火灾报警 消防水泵 消防通道照明 医院手术室等 选不切断电源的漏电报警装置 发声光信号 1 漏电保护装置的组成其构成主要有三个基本环节 即检测元件 中间环节 包括放大元件和比较元件 和执行机构 其次 还具有辅助电源和试验装置 1 检测元件 它是一个零序电流互感器 检测元件的作用是将漏电电流信号转换为电压或功率信号输出给中间环节 2 中间环节 其功能是对检测到的漏电信号进行处理 中间环节通常包括放大器 比较器 脱扣器 或继电器 等 不同型式的漏电保护装置在中间环节的具体构成上型式各异 3 执行机构 该机构用于接收中间环节的指令信号 实施动作 自动切断故障处的电源 执行机构多为带有分励脱扣器的自动开关或交流接触器 4 辅助电源 当中间环节为电子式时 辅助电源的作用是提供电子电路工作所需的低压电源 5 试验装置 这是对运行中的漏电保护装置进行定期检查时所使用的装置 通常是用一只限流电阻和检查按钮相串联的支路来模拟漏电的路径 以检验装置能否正常动作 五 需要安装漏电保护装置的场所 带金属外壳的I类设备和手持式电动工具 安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备 建筑施工的电气施工机械设备 临时性电气设备 宾馆类的客房内的插座 触电危险性较大的民用建筑物内的插座 游泳池 喷水池或浴室类场所的水中照明设备 安装在水中的供电线路和电气设备 直接接触人体的电气医疗设备 胸腔手术室除外 等 六 不需要安装漏电保护装置的设备或场所有 使用安全电压供电的电气设备 一般境情况下使用 类设备 使用隔离变压器供电的电气设备 采用了不接地的局部等电位联结安全措施场所中的电气设备等 七 漏电保护装置的运行 使用中漏保1次 月按 试验按钮 查动作可