电气安全技术课件

1、间接接触电击防护 间接接触电击防护措施：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。 3.2.1 IT系统 3.2.2 TT系统 3.2.3 TN系统 3.2.4 保护导体 3.2.5 接地装置,3.2.1 IT系统 一、接地的基本概念 二、IT系统的安全原理 三、保护接地的应用范围 四、接地电阻的确定 五、绝缘监视 六、过电压的防护,IT系统即保护接地系统 字母表示配电不接地或经高阻抗接地，字母表示电气设备外壳接地。(),接地的基本概念 接地即将设备的某一部位经接地装置与大地紧密联结起来。 接地分类 接地电流和接地短路电流 流散电阻和接地电阻 对地电压

2、和对地电压曲线 接触电动势和接触电压 跨步电动势和跨步电压,接地分类 正常接地：工作接地和安全接地； 故障接地：带电体与大地之间的意外连接。,工作接地：正常情况下有电流，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地；,安全接地：正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地。,接地电流和接地短路电流 接地电流：从接地点流入地下的电流； 接地短路电流：系统单项接地可能导致发生短路的接地电流。 小接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流500A； 大接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流500A。,流散电阻和接地电阻 流散电阻：自接地体向四周流散的

3、接地电流（流散电流）在土壤中遇到的全部电阻； 接地电阻：接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。,对地电压和对地电压曲线 对地电压：带电体与电位为零的大地之间的电位差； 对地电压曲线：表示接地体及其周围各点对地电压的曲线。（）,对地电压曲线：,对地电压曲线,接触电动势和接触电压 接触电动势：设备外壳与水平距离0.8m处之间的电位差； 接触电压：加于人体某两点之间的电压。() 忽略人体对地的流散电阻，接触电动势等于接触电压。,跨步电动势和跨步电压 跨步电动势：地面上水平距离为0.8m两点之间的电位差； 跨步电压：加于人的两脚之间的电压。(),IT系统的安全原理 在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的

4、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。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。 (),IT系统安全原理：,IT系统安全原理 （a）示意图 （b）等效电路图,保护接地的应用范围 各种不接地配电网 凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险对地电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。 电气设备的某些金属部分 除另有规定的外，有些电气设备金属部分可以不接地。,它们主要包括： 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； 电气设备的传动装置； 屋内

5、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； 配电，控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座；, 交、直流电力电缆的金属接关盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属属护层，可触及的金属保护管和穿线的钢管； 电缆桥架和井架； 装有避雷线的电力线路杆塔； 装在配电线路杆塔； 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；, 除尘器的构架； 封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分； 六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体； 电热设备的金属外壳； 控制电缆的金属护层。,电气设备金属部分可以不接地的情况： 在木质、沥青等不

6、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巳接地的的其他物体时，则仍应接地； 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；, 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特物上引起危险电压的绝缘子的金属底座等； 安装在巳接地金属框架上的设备，如穿墙套等（但应保证设备底座与金属框架接触良好）； 额定电压220V及其以下的蓄电池室内的内的金属支架；, 由发电厂、变电所和工业、企业区域

7、内引出的铁路轨道； 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，木结构或木杆塔上方的电气设备的金属外壳一般也不必接地。,接地电阻的确定 保护接地的基本原理是在故障情况下，将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限值UL以内，即漏电设备对地电压UE满足： UE=IEREUL 保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确定的。 但针对不同情况计算方法及要求有所不同！, 低压设备； 高压设备； 小接地短路电流系统 大接地短路电流系统 发电厂和区域变电站； 架空线路和电缆线路。,绝缘监视（接地故障监视） 低压配电网的绝缘监视，可以用三

8、只规格相同的电压表来实现；() 高压配电网的绝缘监视相对较为复杂。监视仪表（器）通过电压互感器同配电网连接。但原理基本相同。,低压配电网绝缘监视,高压配电网绝缘监视,过电压的防护 对于不接地配电网,由于配电网与大地之间没有直接的电气连接,在意外情况下可能产生很高的对地电压。 为了减轻过电压的危险，在不接地低压配电网中，把低压配电网的中性点或者一相经击穿保险器接地。(),TT系统 一、TT系统的原理 二、TT系统的应用,TT系统即电源直接接地的保护系统。第一个字母表示电源直接接地。,TT系统,TT系统的原理(),TT系统的应用 TT系统主要用于低压公用用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进低压

9、电源的小型用户。 一般情况下不能采用TT系统。除非采用其他防止间接接触电击的措施确有困难，且土壤电阻率较低的情况下，才可考虑采用TT系统。而且在这种情况下，还必须同时采取快速切除接地故障的自动保护装置或其他防止电击的措施，并保证零线没有电击的危险,即保证在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值，即： UE=IEREUL,TN系统 一、TN系统的安全原理及类别 二、TN系统速断和限压的要求 三、保护接零的应用范围 四、重复接地 五、工作接地 六、保护接零的计算 七、速断保护元件,TN系统即保护接零系统。字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，

10、亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。（）,TN系统的安全原理 保护接零的原理：（）当某相带电部分碰连设备外壳（即外漏导电部分）时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流能促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障部分设备断开电源，消除电击危险。,保护接零系统 （a）原理图 （b）等效电路,TN系统的类别 TN系统分为TN-S、TN-C-S、TN-C三种方式，分别代表：保护零线（PE）与工作零线（中性线N）完全分开、干线部分的前一部分保护零线与工作零线公用、干线部分保护零线与工作零线完全公用。（）,TN系统速断和限压的要求 在接零系统中，单相短路电流越大，保护元件动作越快；反之

11、，动作越慢。单相短路电流决定于配电网电压和相零线回路阻抗。相零线回路阻抗不能太大，以保证发生漏电时有足够的单相短路电流迫使线路上的保护元件迅速动作。,相零线回路阻抗 包括：保护零线阻抗；相线阻抗；回路中电器元件阻抗和变压器计算阻抗等。,保护接零的应用范围 保护接零用于中性点直接接地的220/380V三相四线配电网。 TN-S系统可用于有爆炸危险、火灾危险性较大或安全要求较高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。TN-C-S系统宜用于场内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。TN-C系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。,重复接地 重复接地：零

12、线上除工作接地以外的其他点的再次接地。 重复接地的作用 重复接地的要求,重复接地的作用 减轻零线断开或接触不良时电击的危险性； 降低漏电设备的对地电压； 缩短漏电故障持续时间； 改善架空线路的防雷性能。,重复接地的要求 电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处、配电线路的最远端及每1km处、高低压线路同杆架设时，共同敷设的两端应做重复接地。,线路上的重复接地宜采用集中埋设的接地体，车间内宜采用环形重复接地或网络重复接地。零线与接地装置至少有两点连接，除进线处的一点外，其对角线最远点也应连接，而且车间周围过长，超过400m者，每200m应有一点连接。 一个配电系统可敷设多处重复接地，并尽量均匀分布，

13、以等化个点电位。,工作接地 工作接地指配电网的一点在变压器或发电机近处的接地。 工作接地的主要作用是抑制故障时配电网对地电压不致升高太多，以免过分增加触电的危险性，并减轻绝缘的额外负担或防止绝缘击穿。其次，由于接地的配电网中单相接地故障电流可达到数安乃至数十安，故障比较容易被检测，故障点也比较容易确定。,保护接零的计算 保护接零的计算主要是单相短路电流的计算。 短路电流的特征 单相短路电流的计算 单相短路电流决定于相-零线回路阻抗，即决定于相零线回路的设计。 相零线回路阻抗 变压器的阻抗 电路元件的阻抗 导线的阻抗,速断保护元件 速断保护元件：短路保护元件或剩余电流保护（漏电保护）元件。 常见

14、的短路保护元件是熔断器和低压断路器的电磁式过电流脱扣器。 在不致错误切断线路、不影响正常工作的前提下，保护元件的动作电流越小越好。,保护导体 一、保护导体的组成 二、保护导体的截面积 三、等电位连接 四、保护导体的安装 五、相-零线回路检测,保护导体的组成 保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联接线。保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。,保护导体的截面积 为满足导电能力、热稳定性、机械稳定性、耐化学腐蚀的要求，保护导体必须有足够的截面积。,等电位连接 等电位连接：保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其它目的的不带电导体之间的连接（包括IT系统

15、和TT系统中各用电设备金属外壳之间的连接）。 总等电位联接：总开关柜内保护导体端子排与自然导体之间的连接。,通过等电位联接可以实现等电位环境。等电位环境内可能的接触电压和跨步电压应限制在安全范围内。采用等电位环境时应采取防止环境边缘处危险跨步电压的措施，并应考虑防止环境内高电位引出和环境外低电位引入的危险。,保护导体的安装 由变压器中性点引出的保护导体应与配电方式相适应；户外架空线路一般没有自然导体可作为保护零线，而应当用同样的方法架设保护零线 ；户内架空线路可采用起重机轨道，车间金属结构等自然导体作保护零线 ；电缆线路应利用其专用保护芯线和金属包皮作保护零线 等。,相-零线回路检测 相-零线

16、回路检测是TN系统的主要检测项目，主要包括保护零线完好性、连续性检查和相-零线回路阻抗测量。测量相-零线回路阻抗是为了检验接零系统是否符合规定的速断要求。 相-零线回路阻抗停电测量法（P67） 相-零线回路阻抗不停电测量法（P68） 零线连续性测试,接地装置 接地装置是接地体（极）和接地线的总称。 一、自然接地体和人工接地体 二、接地线 三、接地装置的安装 四、接地装置的连接 五、接地装置设计的条件 六、降低接地电阻的施工法 七、流散电阻的计算 八、接地测量 九、接地装置的检查和维护,自然接地体和人工接地体 自然接地体：用于其它目的且与土壤保持紧密接触的金属导体。 人工接地体：采用钢管、角钢、

17、圆钢或废钢铁等材料制成的接地体。 人工接地网：复合接地体。,接地线 交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。 接地线的涂色和标志应符合国家标准。非经允许，接地线不得作其他电器回路使用；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。,接地装置的安装 典型角钢垂直接地体 接地体敷设注意事项： 1、安全可靠； 2、经济合理 ； 3、维护检修方便。,接地装置的连接 接地体装置的连接必须保证设备至接地体之间导电的连续性。,接地装置设计的条件 设计接地体时，首先应考虑的是接地电阻允许值、接触电动势和跨步电动势允许值、可靠的连接、足够的防腐蚀能力和热稳定性等安全要求。当然，作为设计也

18、必须考虑到节省投资和施工方便等经济原则。另外还应考虑其他必要的条件。, 土壤类型 土壤分层 岩层性质及深度 水源位置 静水位变化 冻土层深度 最大接地短路电流,降低接地电阻的施工方法 高土壤电阻率地区 外引接地法 接地体延长法 深埋法 化学处理法 换土法, 冻土地区 将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，或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。,流散电阻的计算 流散电阻是接地电阻的主要成分。在工频条件下，如果接地线不长，可以认为流散电阻就是接地电阻。流散电阻主要决定于接地装置的结构和土壤条件。 土壤电阻率 人工接地体的流散电阻 自然接地体的流散电阻,土壤电阻率的主要影响因素： 土壤种类 土壤含水量 土壤温度 土壤化学成分 土壤物理性质 季节的影响,人工接地体的流散电阻 静电比拟法的应用 单一接地