接地装置教案

1、接地装置认识接地一、提出任务1、任务要求（1）熟悉接地的概念与和分类（2）熟悉接地装置的安装要求（3）能进行接地电阻的计算和测量一、接地1、 接地将电气装置的必须接地部分，通过接地装置与大地有良好的电气连接称为接地。电气设备的接地按其不同的作用，可分为工作接地、保护接地、重复接地和接零。（1）工作接地在正常或事故情况下，为了保证电气设备可靠运行而必须在电力系统中某一点进行接地，称为工作接地。这种接地可直接接地或经特殊装置接地。例如：电源中性点直接接地，能在运行中维持三相系统中相线对地电压不变；而电源中性点经消弧线圈接地，能在单相接地时消除接地点的断续电弧，防止系统出现过电压。通常要求工作接地的

2、接地电阻为0.510。防雷装置的接地，能在雷击时将强大的雷电流泄入大地，以减小雷电流流过时引起的电位升高，从而实现防雷的要求。其接地电阻通常在130范围内。（2）保护接地为防止因绝缘损坏而遭受触电的危险，将与电气设备带电部分相绝缘的金属外壳、构架和线路杆塔同接地体之间作良好的连接，称为保护接地。例如：电机、变压器以及高低压电器等外壳接地，这种接地是在发生故障时才发挥作用。其接地电阻，对高压设备为110；低压设备为10100。（3）重复接地在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地方进行重复接地：1）在架空线路终端及沿线每1km处；

3、2）电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。（4）接零将与带电部分相绝缘的电气设备的金属外壳或构架与中性点直接接地的系统中的零线相连接，称为接零。（九）接地系统在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：一种是电源中性点不接地，一种是中性点经阻抗接地，再有一种是中性点直接接地。前两种合称为小接地电流系统，亦称中性点非有效接地系统，或中性点非直接接地系统。后一种中性点直接接地系统，称为大接地电流系统，亦称中性点有效接地系统。我国366kV系统，特别是310kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如单相接地电流大于一定数值时（310kV）系统中接地电流大于30A 、20

4、kV及以上系统中接地电流大于10A时），则应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。我国110kV及以上的系统，则都采用中性点直接接地的运行方式。我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线、保护线或保护中性线。按保护接地形式，分为TN系统、TT系统和IT系统。TN系统中的所有设备的外露可导电部分均接公共保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。这种接公共PE线或PEN线也称“接零”。如果系统中的N线与PE线全部合为PEN线，则此系统称为TN-C系统。如果系统中的N线与PE线全部分开，则此系统称为TN-S系统。如果系统的前一部分，其N线与PE线合为PE

5、N线，而后一部分线路，N线与PE线则全部或部分地分开，则此系统称为TN-C-S系统。二电气接地的作用及分类（一）电气接地的作用接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行，现分别说明如下。1. 防止人身遭受雷击将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地极之间作良好的金属连接，以保护人身的安全，防止人身遭受电击。当电气设备某处的绝缘体损坏时外壳就带电，由于电源中性点接地，即使设备不接地，因线路与大地间存在电容，或者线路上某处绝缘不好，如果人体触及此绝缘损坏的电气设备外壳，则电流就经人体而成通路，从而遭受了电击的危害。有接地装置的电

6、气设备，当绝缘损坏时，接地电流将同时沿着接地极和人体两条通路流过，流过每一条通路的电流值将与其电阻的大小成反比，接地极电阻越小，流经人体的电流也就越小，通常人体的电阻比接地极电阻大数百倍，所以流经人体的电流就比流经接地极的电流小数百倍。当接地电阻极小时，流经人体的电流几乎等于零，因而，人体就能避免触电的危险。因此，无论施工或运行时，在一年中的任何季节，均应保证接地电阻不大于设计或规程中所规定的接地电阻值，以免发生电击危害。2. 保障电气系统正常运行电力系统接地一般为中性点接地，中性点的接地电阻很小，因此中性点与地间的电位接近于零。当相线碰壳或接地时，其他两相对地电压，在中性点绝缘系统中将升高为

7、相电压的倍；而在中性点接地的系统中则接近于相电压，因此中性点接地有利于系统稳定运行，防止系统振荡，而且系统中的电气设备和线路只需按相电压考虑其绝缘水平，降低了电气设备的制造成本和线路的建设费用。系统由于有了中性点的接地线，也可保证继电保护的可靠性。3. 防止雷击和静电的危害直接遭受雷击，雷击时产生静电感应和电磁感应，物料在生产和运输中因摩擦而引起的静电，都可能造成电击或火灾危险。为了防止直击雷和静电危险，主要是使防雷装置设置接地装置。（二）电气接地的分类1. 按接地作用分类常用的接地可分为以下几种：（1）系统接地在电力系统中将其某一适当地点与大地连接，称为系统接地或称工作接地。如变压器中性点接

8、地、零线重复接地等。（2）设备的保护接地各种设备的金属外壳、线路的金属管、电缆的金属保护层、安装电气设备的金属支架等，由于导体的绝缘损坏可能带电，为了防止这些不带电金属部分发生过大的对地电压危及人身安全而设置的接地，称为保护接地。（3）防雷接地为了使雷电流安全地向大地泄放，以保护被击建筑物或电力设备而采取的接地，称为防雷接地。（4）屏蔽接地（5）防静电接地（6）等电位接地（7）电子设备的信号接地及功率接地2. 按接地形式分类接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其形状，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。（三）电气设备的接地1. 为了

9、保证安全必须将正常时不带电而故障时可能带电的电气设备的外露导电部分采用保护接地、或保护接零的措施，接地装置设计技术规程对必须接地和不须接地部分作了明确的规定。（1） 电气设备的外露导电部分接地电气设备的下列外露导电部分应予接地：1）电动机、变压器、电器、手携式及移动式用电器具等的金属底座和外壳；2）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜外壳；3）电气设备传动装置；4）互感器的二次绕组；5）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座，全封闭组合电气的金属外壳；6）户内、外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮拦和金属门；7）交、直流电力电缆接线盒、终端盒和膨胀器的金

10、属外壳和电缆的金属护层，可触及穿线的钢管、敷设线缆的金属线槽、电缆桥架；8）金属照明灯具的外露导电部分；9）在非沥青地面的居民区，不接地、经消弧线圈接地和电阻器接地系统中，无避雷线架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔，装有避雷线的架空线路的杆塔；10）安装在电力线路杆塔上开关设备、电容器等电气装置的外露导电部分及支架；11）铠装控制电缆的金属护层，非铠装或非金属护套电缆闲置的12根芯线；12）封闭母线金属外壳；13）箱式变电站的金属箱体。（2）电气设备外露导电部分不接地电气设备的下列外露导电部分可不接地：1）在非导电场所，例如有木质、沥青等不良导电地面及绝缘墙的电气设备；2）在干燥场所，交流

11、额定电压50V以下，直流额定电压120 V以下电气设备或电气装置的外露导电部分，但爆炸危险场所除外；3）安装在配电屏、控制屏和电气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，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等。4）安装在已接地的金属构架上电气接触良好的设备，如套管底座等，但爆炸危险场所除外；5）额定电压220V及以下的蓄电池室内的支架；6）与已接地的机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外露导电部分，但爆炸危险场所除外。（3）外部导电部分外部导电部分中可能有电击危险的地方应予接地，通常需要接地的部分如下：1）建筑物内或其上的大面积可能带电的金属构架可能与

12、人发生接触时，则应予以接地，以提高其安全性；2）电气操作起重机的轨道和桁架；3）装有线缆的升降机框架；4）电梯的金属提升绳或缆绳，如已与电梯本体连接成导电通路的则可不接地；5）变电所或变压器室以外的线间电压超过750V的电器设备周围的金属间隔、金属遮栏等类似的金属围护结构；6）活动房屋或旅游车中的裸露的金属部分，包括活动房屋的金属结构、旅游车金属车架应接地。安装接地装置一、接地装置的敷设要求1为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不宜小于其长度的两倍，水平接地体的间距不宜小于5m。2接地体与建筑物的距离不宜小于1.5m。3围绕屋外配电装置、屋内配电装置、主控制楼、主厂房及其它需要装设接地

13、网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互连接不应少于两根干线。对大接地短路电流系统的发电厂和变电所，各主要分接地网之间宜多根连接。为了确保接地的可靠性，接地干线至少应在两点与地网相连接。自然接地体至少应在两点与接地干线相连接。4接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面宜保持250300mm的距离。接地线与建筑物墙壁间应有1015mm 的间隙。5接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。与公路、铁道或化学管道等交叉的地方，以及其他有可能发生机械损伤的地方，对接地线应采取保护措施。在接地线引进建筑物的入口处，应设标志。6接地线的连接需注意以下几点：（1） 接地线连接处应焊接。如采用搭接焊，其搭接长度

14、必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。在潮湿的和有腐蚀性蒸汽或气体的房间内，接地装置的所有连接处应焊接。该连接处如不宜焊接，可用螺栓连接，但应采取可靠的防锈措施。（2） 直接接地或经消弧线圈接地的主变压器、发电机的中性点与接地体或接地干线连接，应采用单独的接地线。其截面及连接宜适当加强。（3） 电力设备每个接地部分应以单独的接地线与接地干线相连接。严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分。7接地网中均压带的间距D应考虑设备布置的间隔尺寸，尽量减少埋设接地网的土建工程量及节省钢材。视接地网面积的大小，一般可取5、10。对330kV及500kV大型接地网，也可采用20间距。但对经常需巡视操作的地方

15、和全封闭电器则可局部加密（如取D=23）。二、接地装置的安装接地装置的安装分接地体的安装和接地线的安装。接地体的安装又分自然接地体的利用和人工接地体的装设。接地装置的安装1、一般原则。在设计和安装接地装置时，首先应充分利用自然接地体，以节约投资，节约钢材。自然接地体是用于其他目的，但与土壤保持紧密接触的金属导体。如果实地测量所利用的自然接地体电阻已能满足要求，而且又满足热稳定条件，就不必再装设人工接地装置，否则应装设人工接地装置。2、自然接地体可利用：上下水的金属管道、与大地有可靠联接的建筑物和构筑物的金属结构、敷设于地下的非可燃可爆的各种金属管道、非绝缘的架空地线以及敷设于地下其数量不少于二

16、根的电缆金属外皮等，变配电所则可利用其建筑物钢筋混凝土基础作为自然接地体。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。2. 人工接地体的装设用来作为人工接地体的一般有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材。如在有化学腐蚀性的土壤中，则应采用镀锌的上述几种钢材或铜质的接地体。人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种基本结构型式，接地体宜垂直埋设；多岩石地区接地体可水平埋设。（二）接地线的安装接地线是接地装置中的另一组成部分。在设计接地线中为了节约有色金属、减少施工费用，应尽量选择自然导体作为接地线，但要求它具有良好的电气连接。只有当自然导体在运行中电气连续性不可靠或有发生危险的可能，以及阻抗较大不能满足接地要求

17、时，才考虑采用人工接地线或增设辅助接地线。在选择人工接地线时，除了其电阻值要达到设计要求外，还应检验其热稳定及机械强度。用来作为自然接地线的有：数量为两根的电缆的金属外皮，若只有一根，则应敷设辅助接地线；各种金属构件、金属管道、钢筋混凝土等，其全长应为完好电气通路。若金属构件、金属管道串联后作接地线时，应在其串接部位焊接金属跨接线。为了连接可靠并有一定的机械强度，人工接地线一般采用钢质扁钢或圆钢接地线；只有当采用钢质线施工安装困难时，或移动式电气设备和三相四线制照明电缆的接地芯线，才可采用有色金属作人工接地线，但铝线不能作为地下的接地线。为了防止机械损坏及锈蚀情况，接地线必须要有足够大的尺寸。

18、对于1000以上的系统一般要根据单相短路电流校验其热稳定。对于1000以下中性点不接地系统，其接地干线的截面，根据载流量来说，不应小于相线中最大容许负荷的50%；单独用电设备则不应小于其分支供电线容许负荷的,在任何情况下，钢质接地线的截面不大于100，铝质接地线则为35,铜质接地线则为25。接地线应该敷设在易于检查的地方，并须有防止机械损伤及防止化学作用的保护措施。从接地体或从接地体连接干线引出的接地干线应明设，并涂漆标明，一般涂上紫色；穿越楼板或墙壁时，应穿管保护；接地干线要支持牢固；若采用多股导线连接时，要采用接线耳。从接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离愈短愈好。接地线相互之间及接地体

19、之间的连接应采用焊接，焊接时应牢固无虚焊。接地线与电气设备的联接的方法可采用焊接或用螺栓连接。接至电气设备上的接地线，应用镀锌螺栓连接；有色金属接地线不能采用焊接时，可用螺栓连接。接地线与接地体之间的连接应采用焊接或压接，连接应牢固可靠。电气装置中的每一个接地元件，应采用单独的接地线与接地体或接地干线相连接。几个接地元件不可串联连接在一个接地线中。接地电阻一接地电阻的概念电流经接地体流入大地时，接地体本身、接地体与土壤之间的接触部分以及土壤本身都要呈现一定的电阻，这一电阻叫接地体的接地电阻。接地电阻的数值等于接地体对大地零电位区域的电压与流经接地体的全部电流的比值，等于接地极电阻和流散电阻之和

20、。按通过接地体流入地中的工频电流求得的电阻，称为工频接地电阻，通常简称接地电阻；按通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻，称为冲击接地电阻。（一）工频接地电阻工频接地电阻允许值如表10-1所示。表中为考虑到季节变化的最大接地电阻值。计算入地短路电流时应考虑：1. 应按510年发展后的系统最大运行方式确定。2. 大接地短路电流系统中计算用的流经接地装置的入地短路电流，采用在接地装置内或外短路时，经接地装置流入地中的最大短路周期分量的起始有效值。并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流（架空避雷线对地绝缘的线路除外）。按计算时，不应及入引进线路的避雷线接地的作用。

21、按计算时，则可计入上述作用。表10-1 不同系统、不同接地装置下的工频接地电阻允许值系统名称接地装置特点接地电阻大接地短路电流系统一般电阻率地区高电阻率地区小接地短路电流系统仅用于高压电力设备的接地装置高压与低压电力设备共用的接地装置高电阻率地区高压和低压电力设备发电厂和变电所低压电力设备低压电力设备并列运行的发电机、变压器等电力设备的总容量不超过100重复接地电力设备接地电阻允许达到10的电力网的重复接地（重复接地不少于三处）（二）冲击接地电阻冲击接地电阻的允许值如表10-2所示。表10-2 不同接地装置下冲击接地电阻允许值名称接地装置特点接地电阻独立避雷针一般电阻率地区高电阻率地区接地装置

22、不与接地网连接接地装置与接地网连接不作规定，但至35kV以下设备接地点的接地体长度不的小于15m配电装置构架上避雷针符合电力设备过电压保护设计技术规程第71条的要求不作规定，但与主接地网连接处应埋设集中接地装置，至变压器接地点的接地体长度不得小于15 m主厂房屋顶上避雷针符合电力设备过电压保护设计技术规程第67条的要求不作规定，但应将主厂房梁柱的钢筋连在具有良好电路的整体，并与人工接地体连接避雷器装置在地面的构架上不作规定，但与主接地网连接处应埋设集中接地装置防静电接地二降低接地电阻的方法降低接地电阻，主要从选择复式接地装置和降低土壤电阻率这两方面进行。（一） 选择复式接地装置为了降低接地电阻

23、，往往用多根的单一接地体以金属体并联连接而组成复合接地体或接地体组。由于各单一接地体埋置的距离往往等于单一接地体的长度而远小于40m，此时，电流流入各单一接地体时，将受到相互的限制，而妨碍电流的流散。换句话说，即等于增加各单一接地体的电阻。这种影响电流流散的现象，称为屏蔽作用。由于屏蔽作用，接地体组的接地电阻，并不等于各单一接地体接地电阻的并联值，即总的接地电阻比由单个接地体的接地电阻并联求得的要大，其影响可用接地体的利用系数来表示。此时，接地体组的工频接地电阻按式（10-8）计算。式中为接地体的工频利用系数，它与接地体的形状、单一接地体的根数和位置有关。工频利用系数和冲击利用系数之间的关系为（但应小于1或等于1）。则复式接地装置的冲击接地电阻为 (10-17)式中，单根水平接地体或垂直接地体的冲击接地电阻（）；冲击利用系数，其值恒小于1，在0.8左右，具体数值列于表10-7表10-7 各种接地装