进网作业-13接地接零与防雷

1、第十三章第十三章 接地接零与防雷接地接零与防雷2015年5月第一节 接地接零的作用与要求一、接地装置n 接地装置，包含接地体与接地线；n 接地体：也叫接地极，埋入土壤内并与大地直接接触的金属导体或导体组。按设置结构可分为人工接地体与自然接地体两类。n 接地线：连接接地体与电气设备应接地部分的金属导体。同样有自然接地线与人工接地线之分，且通常又可分为接地干线与接地支线。二、接地分类与工作接地的作用n 电气接地：简称接地， 电气设备或设施的任何部位(不论带电与不带电)，人为地或自然地与具有零电位的大地相接通的方式。n 小电流接地短路电流系统：接地短路电流500An 大电流接地短路电流系统：接地短路

2、电流500A1、接地分类2、工作接地： 由于运行和安全需要，为保证电力网在正常情况或事故情况下能可靠工作而将电气回路中某一点实行的接地。3、强电系统中，常见工作接地的主要作用是:(1)变压器和发电机的中性点直接接地：能维持相线对地的电压不变(故障相除外)，并可降低人体的接触电压及适当降低制造时对电气设备的绝缘要求。在变压器供电时，可防止高压电窜至低压用电侧的危险。(2)变压器或发电机的中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时，消除接地短路点的电弧及由此而可能引起的危害。(3)电压互感器一次侧线圈的中性点接地：主要为对一次系统中的相对地电压进行测量，例如用三相五柱式PT测量母线绝缘；(4)“两

3、线一地”制的相线接地：利用大地当作一根导线，从而可以降低线路基建投资与年运行费用，并减少线路材料的耗量。三、低压配电网中性点接地1、为何低压配电网的中性点大都实行工作接地（3方面原因）：（1）正常供电情况下，维持相线的对地电压不变，从而可向外(对负载)提供220/380V这两种不同的电压，以满足单相220V(如电灯、电热)及三相380V(如电动机)不同的用电需要。（2）当发生单相接地情况时，非接地两相的对地电压便仍为相电压。这样，既能减小人体的接触电压，同时还可适当降低对电气设备的绝缘要求，利于制造及降低造价。（3）避免高压电窜到低压侧的危险。万一高、低压线圈间绝缘损坏而引起严重漏电甚至短路时

4、，高压电便可经该接地装置构成闭合回路，使上级保护动作跳闸切断电源，从而避免低压侧工作人员遭受高压电的伤害或造成设备损坏。2、中性点（线）与零点（线）的区别l 中性点：电源的三相线圈的首端(或尾端)连接在一起的共同连接点，简称中点;l 中性线：由电源中性点引出的导线，常用N表示；l 零点：电源中性点与接地装置有良好连接时，取得大地的零电位；l 零线：由零点引出的导线，常用0表示（也记做N）。n 结论，两者区别所在，是否接地四、保护接地与保护接零1、保护接地：为了保障人身安全，避免发生触电事故，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分(如外壳等)与接地装置实行良好的金属性连接。n 保护接地的作用：人

5、体触及漏电设备的外壳，人体电阻与接地电阻相并联，人体电阻远大于接地电阻，故通过人体的故障电流远小于流经接地装置的电流，对人体的危害程度极大减小。n 保护接地的局限性：l 电源相电压为220V，按照工作接地电阻4、保护接地电阻4计算，故障回路将产生27.5A的电流。l 一般情况下，27.5A故障电流会使熔断器熔断、断路器跳闸，从而保障人身安全。l 若电气设备容量较大，所选用的熔丝与开关的额定电流较大，则不能可靠切断电源，进而也就无法保障人身安全。2、保护接零：将电气设备在正常情况下不带电的金属部分用导线直接与低压配电系统的零线相连接。l 电气设备发生单相碰壳故障时，构成一个短路回路，回路阻值较小

6、，足可以使熔断器熔断、断路器跳闸，从而切断电源、保障人身安全。n保护接零注意事项：n三相四线制低压电源的中性点必须要良好接地，工作接地电阻值应符合要求。n在采用接零保护方式的同时，还应装设足够的重复接地装置。n同一低压电网中(指同一台配电变压器的供电范围内)，在选择采用保护接零方式后，便不允许再(对其中任一设备)采用保护接地方式（保护接零、保护接地不得混用）。n保护零线上不准装设开关和熔断器。n零线截面应保证在低压电网内任何一处短路时，能够承受大于熔断器额定电流2.5-4倍及自动开关额定电流1.25-2.5倍的短路电流，且不小于相线载流量的一半。n所有电气设备的保护接零线，应以“并联”方式连接

7、到零干线上，不得串联。3、为什么保护接地与保护接零不可混用？l 如果同时采用了接地与接零两种保护方式，当实行保护接地的设备(如M2)万一发生了碰壳故障，则零线的对地电压将会升高到电源相电压的一半或更高。这时，实行保护接零(因直接与零线相接)的所有设备(如M1)上，便会带有同样高的电位，使设备外壳等金属部分将呈现较高的对地电压，从而危及操作人员安全。 0VuW/2地电位0V4、保护接地与保护接零的选择l 在中性点接地的低压配电系统中，应优先选用保护接零方式(同时要进行重复接地)。 大多数工厂企业(包括乡镇企业)都由单独的配电变压器供电，采用保护接零。 城市公用电网(即由同一台配变供给多用户的低压

8、网络)，应采用同一种保护方式，且常统一实行保护接地。 在农村配电网络内，皆因不便于统一与严格管理等原因，为避免接零与接地两种保护方式混用而引起事故，所以规定一律不实行保护接零，而采用保护接地方式。l 在中性点不接地的低压配电网络中，应采用保护接地方式。l 对所有高压电气设备，一般都实行保护接地。五、重复接地和共同接地1、重复接地：在中性点直接接地的低压配电系统中，为确保接零保护方式的安全可靠，防止零线断线所造成的危害，系统中除工作接地外，还必须在整个零线的其他部位再行接地。2、共同接地：将若干电气设备需要实行接地的不同部位同时接地。（1）配电系统中，为防止架空配电网受过电压危害，常将变压器中性

9、点、变压器外壳及避雷器接地引下线三者共同与一个接地装置相连接。这种方式称为配电系统的“三点共同接地”。l 如果不实行这种三点共同接地的方式，则当雷电流经过避雷器及接地装置泄入大地时，避雷器上的残压和雷电流在接地装置上所产生的电压降，将通过接地体加到变压器的外壳与绕组上，使变压器要承受超出其额定电压很多倍的高电压，这就很可能会导致变压器绕组绝缘损伤，甚至造成击穿。l 三点共同接地后，当避雷器动作时，加在变压器绕组及外壳上的电压就只有避雷器上的那部分残压，减少了在接地体上的那段电压降，从而能够保障变压器安全运行。（2）变压器的铁芯与外壳要同时接地l 变压器运行时，铁芯及其各种连接的金属结构都处于线

10、圈所产生的强磁场中。如果铁芯不与箱体(外壳)同时接地，则由于强磁场的作用，便会使铁芯与箱体间存在较高的电位差，很可能由此形成间隙放电。l 铁芯和箱体若实行同时接地，就可保护它们始终都处于相同地位。l 对于铁芯的接地常采用一点接地方式。这是出于各芯片间要求相互绝缘以限制涡流来考虑的。若将整个铁芯接地，各片间就互相连通，势必产生很大涡流。由于片间绝缘相对来说比较薄弱，虽能阻止涡流，但却不能阻挡高压静电的泄漏。所以当实行一点接地方式后，对于感应高电压来说，实际上相当于将整个铁芯接地了。六、必须实行保护接地或接零的设备（了解）电动机、变压器、电器的外壳及其操作机构。配电盘、控制屏及变配电所的金属构架与

11、金属遮栏。电线、电力电缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间头的金属包皮，以及母线的外罩与保护网。电焊用变压器、互感器的二次线圈及局部照明变压器的二次线圈。照明灯具、电扇及电热设备的金属底座与外壳。避雷针、避雷器、保护间隙和耦合电容器底座，架空地线及线路的金属杆塔。超过安全电压，但未采用隔离变压器的手持电动工具或移动电具的外壳等。第二节 接地装置的装设与维护一、自然接地体与大地有可靠连接的建筑物的钢结构件。敷设于地下而数量不少于两根的电缆金属外皮。建筑物钢筋混凝土基础的钢筋部分。敷设在地下的金属管道及热力管道等。注：以下金属物体不能作为自然接地体：l输送可燃性气体或液体(如煤气、天然气、石

12、油)的金属管道；l包有黄麻、沥青层等绝缘物的金属管道。二、装设接地装置的技术要求1、直流回路均不能利用自然接地体作为电流回路地零线、接地线或接地体。直流回路专用的中性线、接地体及接地线也不能与自然接地体相接。因直流的电介作用，容易使地下建筑物和金属管道等受到侵蚀而损坏。2、爆炸与火灾危险场所的接地要求：l 将整个电气设备、金属设备、管道、建筑物金属结构全部接地，并且在管道接头处要敷设跨接线。l 接地或接零的导线要采用裸导线、扁钢或电缆芯线，并有足够截面。在1000V以下中性点接地的配电网络内，为保证能迅速可靠地切断接地短路故障，当线路采用熔断器保护时，熔体额定电流应小于接地短路电流的1/4;若

13、线路上装设自动开关时，自动开关瞬时脱扣器的整定电流应小于接地短路电流的1/2。3、电缆线路的接地要求：l高压电缆：在任何情况下，外皮都要接地;l低压电缆：除在危险场所，如潮湿、有腐蚀性气体、有导电尘埃场所外，一般可不接地;l地下敷设的电缆，其外皮两端都应接地。4、携带型用电设备的接地要求：l用电设备的插头与插座，应有接地触头，如单相三孔和三相四孔。l接地触头和金属外壳应有可靠的电气连接，接地线要用软铜线，其截面要与相线一样。l设备外壳的接地(零)线直接放线接到地(零)干线上(称直放接)。三、接地体的制作及施工安装1、接地体施工技术要求：（1）接地体材料：l 垂直埋设：垂直埋设：钢管，钢管，DN

14、50mmDN50mm，壁厚，壁厚3.5mm3.5mm，长度，长度2 22.52.5m m； 角钢角钢，404040404 4，或者，或者505050505 5，长度，长度2 22.52.5m ml 水平埋设：水平埋设：扁钢，厚度扁钢，厚度4mm4mm，截面积，截面积48mm48mm；圆钢，直径；圆钢，直径8mm8mm；长度长度5 520m20m（2）接地体间距：l 垂直接地体，不小于垂直接地体，不小于2 2倍长度；水平接地体，不小于倍长度；水平接地体，不小于5m5m。 补充：相邻接地体之间保持一定距离，是为减少之间的屏蔽作用。当多根接地体互相靠拢时，入地电流的流散相互受到排挤，影响各接地体的电

15、流向大地成半球形状散开，使得接地装置的利用率下降，这种现象叫接地体的屏蔽效应。3、埋设深度：接地体顶端距地面应不小于0.6m。4、垂直接地体制作与安装 50镀 锌钢 管 及 镀锌 扁 钢2500接 地 极 的 制 做接 地 极 的 制 做600800B50B BB四、接地线的施工安装1、人工接地线安装要求n 一般采用一般采用扁钢或圆钢扁钢或圆钢。l 室内：扁钢，厚度3mm，截面积24mm2；圆钢，直径5mm；采用绝缘导线时，铜芯线25mm2，铝芯线35mm2l 室外：扁钢，厚度4mm，截面积48mm2；圆钢，直径6mm；采用绝缘导线时，铜芯线25mm2，铝芯线35mm2n 接地体与接地线之间应

16、采用接地体与接地线之间应采用焊接或压接焊接或压接，连接应牢固可靠；搭接长度，连接应牢固可靠；搭接长度为为扁钢宽度的扁钢宽度的2 2倍倍或者是或者是圆钢直径的圆钢直径的6 6倍倍。n 接地线应涂标志色，保护接地：黑色；接地中性线：紫底黑条。接地线应涂标志色，保护接地：黑色；接地中性线：紫底黑条。2、接地线截面规定及安装工艺（1）输配电系统的工作接地：l10kV10kV避雷器的接地支线：避雷器的接地支线： 宜采用多股导线，可选用铜芯或铝芯绝缘电线和裸线，也可用扁钢、圆钢或多股镀锌绞线，截面不小于16mm2；l避雷针和避雷线的接地线：避雷针和避雷线的接地线： 截面不应小于25mm2，接地干线则通常用

17、扁钢或圆钢，扁钢截面不小于4mm12mm，圆钢直径不小于6mm；l配电变压器低压侧中性点的接地支线：配电变压器低压侧中性点的接地支线： 要采用裸铜绞线，其截面不应小于35mm2;变压器容量小于100kVA时，接地支线截面可降至25mm2。（2）设备金属外壳保护接地的接地线l 当接地线最小截面的安全载流量不能满足表13一3的规定时，则接地支线必须按相应的电源相线截面的1/3选用;接地干线必须按相应的电源相线截面的1/2选用。五、变配电所和车间的接地 单根接地体周围的电位分布不均匀，在接地电流或接地电阻较大时，容易使人受到接触电压或跨步电压的威胁。特别是在接地体埋设点距被保护设备较远的情况下，采用

18、“外引式”接地时，情况就更严重(若相距20米以上则加到人体上的电压将为设备外壳上的全部对地电压)。 单根接地体或“外引式”接地的可靠性较差，万一引线断开时就极不安全。因上述两个原因，在变配电所、车间内，一般都采用环路式接地装置。l若接地区域范围较大，可在环路式接地装置范围内，每隔5IO米宽度增设一条水平接地带作为均压连接线(见图13-17)。l该均压连接线还可作为接地干线用，使各被保护设备的接地线连接更为方便、可靠。l在人员进出频繁的出入口等处，还需装设均压用的扁钢，以减少跨步电压的影响。第三节 接地电阻的要求及测量一、常用接地电阻允许值容量100kVA以上的变压器或发电机的工作接地，R4；容

19、量小于100kVA的变压器或发电机的工作接地， R10； 100kVA及以下低压配电系统的零线重复接地， R10 ；当重复接地有3处以上时， R30； 电气设备不带电金属部分的保护接地， R4；引入线装有25A以下熔断器的设备的保护接地，R4； 低压线路杆搭的接地或低压进户线绝缘子脚的接地， R30； 变配电所母线上FZ型阀型避雷器的接地， R4； 线路出线段FS型阀型避雷器接地、管型避雷器接地、独立避雷针接地(个别可取R30)，工业电子设备(包括X光机)的保护接地，均为R10 ；烟囱的防雷保护接地， R30（包括水塔或料仓的防雷接地均同此项要求)。二、接地电阻的测量1、电流-电压表法 RX=

20、UV/IA2、接地电阻仪测量l 俗称接地摇表 E：接被接地体； P：电压极； C：电流极；l P极距离受测接地体20米；l C极距离受测接地体40米；l 受测接地体、P极、C极排列在一条线上20米40米四端钮测量仪的接线方式： P2、C2分别接被测体，消除测量导线的附加电阻引起的误差。第四节 防雷装置的种类与作用一、过电压分类大气过电压：也叫雷电过电压，又分直击雷过电压、感应雷过电压、雷电侵入波；内部过电压：分为操作过电压、弧光接地过电压、谐振过电压；几个名词：l直击雷：低空雷云对建筑物或其他物体直接放电；l感应雷：雷云出现在线路附近时，使靠近的导体上感应出大量相反电荷；雷云放电、消失后，线路上感生出的电荷成为自由电荷，由于自身的互相排斥而快速向导线两侧移动，由此形成过电压；1.雷电侵入波：线路遭雷击后产生的高压冲击雷电荷，沿导线或金属管道侵入室内。二、雷电的破坏作用l雷电流大，数十到数百kA；l雷电压高，300400kV，所以雷电的破坏性很大。电性质的破坏作用：击穿绝缘，引发短路；发生触电事故；热性质的破坏作用：产生热量，引发火灾、爆炸事故；机械性质的破坏作用：气体急剧膨胀，