电气安全工程课件1

1、电气安全工程课件14第一章电气安全基础1.电力系统概述1. 1系统定义：由相互作用、依赖的若干部分组成的具有特定功能的有机整体，它又从属于一个更大的系统1.2 电力系统：完成电能生产、输送、分配、消费的统一整体。通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。目前世界上最大的人造机器，人类20世纪最伟大的发明之一，当今社会最庞大的工业之一，是国民经济的支柱产业（我国1/4国有资产）1.3 电力系统如何组成？一次系统发电机：电能生产，一次能源转换成二次能源（电能），火/水/核/风/太阳/地热等.电力网络（输配电系统）：电能输送和分配，包括：输电网（输电系统）和配电网（配电系统）

2、.负荷（用户）：电能消费，将电能转换成其他形式能量，电动机/照明/电炉等.简单电力系统的三相电路图# / 47电 安全工程课件14二次系统（低电压）：保证一次系统安全/可靠/经济运行的信息系统及其操作机构。T通讯T控制计克机j.或人2统1通讯I-测*-1.4电力系统电压等级：20世纪80年代，我国修订发布了额定电压的统一等级，共分为以下三类：第一类额定电压是100V以下的电压，主要用于安全照明、蓄电池及直流操作电源。具体有： 直流：6、12、24、36、48；（v） 三相交流：36； 单相交流：12、36o第二类额定电压大于100V、小于1000V的电压，主要用于电力及照明设备。具体有：直流：

3、110220、440；（V）三相交流：220,380、400；单相交流:127、220o第三类额定电压是1000V以上的电压，主要用于发、输、变、配、用设备。具体有：三相交流：6,1035、110220、500；(kv)额定电压等级线路(电网)电力设备(kV)发电机(kV)变压器电压(kV)额定电压额定电压一次二次33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.63 / 47电气安全工程课件141010.510及10.510.5及11353538.5110110121220220242330330363500500550交流电高低压划分标准:电业安全工作规程规定，电气设备分

4、为高压和低压两种：高压：设备对地电压在250V以上者；低压：设备对地电压在250V及以下者。设计、制造和安装规程通常是以1000V为界限来划分电压高低的，一般规定;低压一指额定电压在1000V及以下者；5 / 47电q安全工程课件14高压一指额定电压在1000V以上者；15电力系统负荷：我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三级。一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上、经济上造成重大损失者;中断供电将影响有重大政治、经济影响的用电单位的正常工作的负荷。一级负荷应有两个独立电源供电。所谓独立电源，就是当一个电源发生故障，

5、另一个电源应不致同时受到损坏。在一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个独立电源外，还必须增设应急电源。 二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者：中断供电系统将影响重要用电单位正常工作的负荷者；中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱者。二级负荷应由双回线路供电，供电变压器亦应有两台。做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。 三级负荷 三级负荷对于供电电源没有特殊要求，一般由单回电力线路供电。2 .电气事故2.1 电气事故的特点 严重性（危害大）； 抽象性（危害直观识别难）； 广泛性（应用广泛和非用电场所）

6、； 综合性（管理技术并重）2.2 电气事故的种类（按照电能量的不同作用形式） 触电事故；按照人体触及带电体的方式，可分为以下几种情况：单相触电；两相触电；跨步电压触电；剩余电荷触电；感应电压触电 静电危害事故；定义：物体表面过剩或不足的静止的电荷，静电荷的积聚静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电.特点：高电压、瞬间冲击性电击危害：二次伤害、火灾、爆炸、产品质量 雷电灾害事故；定义：雷电是大气中的一种放电现象。特点：电流大、电压高的特点。其能量释放出来可能形成极大的破坏力

7、。危害：（1）直击雷放电、二次放电、雷电流的热量会引起火灾和爆炸。（2）雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步电压的作用及火灾与爆炸的间接作用，均会造成人员的伤亡。(3)强大的雷电流、高电压可导致电气设备击穿或烧毁。发电机、变压器、电力线路等遭受雷击，可导致大规模停电事故。雷击可直接毁坏建筑物、构筑物。 射频电磁场危害定义：射频指无线电波的频率或者相应的电磁振薄频率，泛指100kHz以上的频率。射频伤害是由电磁场的能量造成的。特点：直观性差，各种危害尚待研究危害：在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，会造成电引爆器件发生意外

8、引爆 电气系统事故危害定义：系统内部元器件故障引发的事故，并可能危及人身安全特点：涉及面广，危害性大危害：人身伤亡、社会稳定、经济损失2.3 触电事故的分布规律1、年龄规律年轻人较多，老年人很少2、季节性规律雨季较多，6、7、8、9月份较多3、电压规律低压电比高压电多4、行业规律冶金、建筑、建材、矿山等行业较多。3 .电流对人体的作用3.1 电流的特点电对生物体的危害取决于电流而非电压电流效应3.2 伤害形式电击电流直接流过人体时反映在人体内部造成器官的伤害，而在人体外表不一定留下电流痕迹。电伤电流流过人体时使人的皮肤受到灼伤、烤伤和皮肤金属化的伤害，严重的可致人死亡。电流通过人体，会令人有发

9、麻、刺痛、压迫、打击等感觉，还会令人产生痉挛、血压升高、昏迷、心率不齐、窒息、心室颤动等症状，严重时导致死亡。人体工频电流试验的典型资料见表单手双脚电流途径的实验资料感觉情况初试者百分数5%50%95%手表面有感觉0.92.215手表面有麻痹似的针刺感1.83.45.0手关节有轻度压迫感，有强度的连续针刺感2.94.86.7前肢有压迫感4.06.08.0前肢有压迫感，足掌开始有连续针剌感5.37.610.05 / 47电气安全工程课件14手关节有轻度瘟享，手动作困难# / 47电 安全工程课件14上肢有连续针刺感,腕部、特别是手关节有强度痉挛6.59.512.5肩部以下有强度连续针刺感，肘部以

10、下僵直，还可以摆脱带电体7.511.014.5手指关节、躁骨、足眼有压迫感，手的大姆指（全部）痉李8.812.315.8只有尽最大努力才可能摆脱带电体10.01418.0 感知电流和感知阈值。感知电流是指在一定概率下，电流流过人体时可引起感觉的最小电流。感知电流的最小值称为感知阈值。不同的人，感知电流及感知阈值是不同的。成年男性平均感知电流约为1.1mA（有效值，下同）；成年女性约为0.7mA。对于正常人体，感知阈值平均为0.5mA,并与时间因素无关。感知电流一般不会对人体造成伤害，但可能因不自主反应而导致由高处跌落等二次事故。 摆脱电流和摆脱阈值。摆脱电流是指人在触电后能够自行摆脱带电体的最

11、大电流。摆脱电流的最小值称为摆脱阈值。成年男性平均摆脱电流约为16mA；成年女性平均摆脱电流约为10.5mA；成年男性最小摆脱电流约为9mA；成年女性最小摆脱电流约为6mA；儿童的摆脱电流较成人要小。 室颤电流和室颤阈值。室颤电流是指引起心室颤动的最小电流，其最小电流即室颤阈值。由于心室颤动几乎终将导致死亡，因此，可以认为，室颤电流即致命电流。3.3 影响触电程度的因素 人体电阻 伤害程度与电流大小的关系 伤害程度与电流持续时间的关系 伤害程度与电流途径的关系 伤害程度与电流种类的关系1、人体电阻在一般情况下，人体电阻可按10002000欧姆计算人体电阻因人而异。手有毛茧，皮肤潮湿、多汗，有损

12、伤，带有导电粉尘的电阻较小，危险性较大。2、电流大小感觉电流引起人的感觉的最小电流（LlmA/0.7niA）摆脱电流人触电后能自动摆脱电源的最大电流（16mA/10.5mA）致命电流一在短时间内能危及生命的最小电流（30-50mA）3、触电时间触电时间越长，情绪紧张，发热出汗，人体电阻减小，危险大。若可迅速脱离电源则危险小。4、电流频率人体被伤害程度与电流频率及通电时间的关系5060HZ最危险，大于或小于，其危险性降低通电时间越长，危险性越大。5、电流途径最危险：经过心脏（手一手，手脚）危险较小；不经过心脏（脚脚）6、环境影响低矮潮湿，仰卧操作，特别是在金属容器中工作，不易脱离现场的情况下触电

13、危险大，安全电压取12VO其它条件较好的场所，可取24V或36V。7、触电部位的压力压力越大，接触电阻就越小，危险性就越大。8、人体健康情况及精神状态身心健康，情绪乐观的人电阻大，较安全。情绪悲观，疲劳过度的人电阻小，较危险。3.4 人体阻抗定义：人体皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部等构成了含有电阻和电容的阻抗。皮肤阻抗ZP体内阻抗Zi人体总阻抗ZT安全电压不致使人直接致死或致残的电压体内电阻约500Q人体电阻UafuBOmAxHOCD、50 V皮肤电阻约2000C（下限1700Q）人体允许持续触电的安全电压为：11 / 47第二章直接接触电击防护用电安全导则国家技术监督局1992-11-

14、241主题内容与适用范围本标准规定了用电安全的基本原则，用电安全的基本要求以及电气装置的检查和维护安全要求，其目的是为人身和财产提供安全保障。各类设备、产品、场所的安全要求和措施，应依据本标准在有关标准中作出具体规定。本标准适用于交流额定电压1000V及以下、直流1500V以下的各类电气装置的操作、使用、检查和维护。2用电安全的基本原则2.1 直接接触防护a.防止电流经由身体的任何部位通过；b.限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。2.2 间接接触防护a.防止故障电流经由身体的任何部位通过；b.限制可能流经人体的故障电流，使之小于电击电流；c.在故障情况下触及外露可导电部分时，可能引起流经

15、人体的电流等于或大于电击电流时,能在规定的时间内自动断开电源。定义：防止危险的带电部分不被有意或无意的触及两个原则：a.防止电流经由身体的任何部位通过；b.限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。基本措施：绝缘、屏护、间距2.1 绝缘（图片）定义：利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离作用： 防止设备、元件短路； 防止触电。是衡量电气设备寿命的指标2.1.1绝缘材料定义：又称电介质，凡由电阻系数大于的物质构成的材料，在电工技术上便称为绝缘材料。种类：气体绝缘材料，常用的有空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等；电气设备举例：空气断路器、真空断路器、氢冷发电机、SF6断路器液体绝缘材料，常用的有从石油

16、原油中提炼出来的绝缘矿物油，十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等合成油以及苞麻油；电气设备举例：变压器、多油断路器、少油断路器、充油电缆、电容器注意：防水、防杂质（变压器）固体绝缘材料，常用的有树脂绝缘漆，纸、纸板等绝缘纤维制品，漆布、漆管和绑扎带等绝缘浸渍纤维制品，绝缘云母制品，电工用薄膜、复合制品和粘带，电工用层压制品，电工用塑料和橡胶、玻璃、陶瓷等。分类：有机、无机、复合电气设备举例：绝缘子2.L2绝缘材料的电气性能对绝缘材料的基本要求 良好的介电性能 良好的耐热性能 导热性与耐潮性，较高的力学强度，且又便于加工绝缘材料的性能指标 绝缘电阻率P（或电导丫）、图2-1绝缘材料导电1）等电

17、电路（b）电流曲线 相对介电常数!、 介质损耗角tan6 绝缘电阻和绝缘电阻率泄漏电流11吸收电流la充电电流IC（1）在正常工作时（稳态），漏导电流决定了绝缘材料的导电性,因此，漏导支路的电阻越大，说明材料的绝缘性能越好。（2）温度、湿度、杂质含量、电磁场强度的增加都会降低电介质材料的电阻率。 介电常数介电常数是表征电介质极化特征的性能参数。（储电能力，又称相对电容率）绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素而产生变化。通过测量介电常数，能够判断电介质受潮程度。2-2 电介质中电流与电压的相量关系 介质损耗在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。

18、介质损耗一种是由漏导电流引起的；另一种是由于极化引起的。总结：介质损耗将使介质发热，是介质热击穿的根源。电气设备中使用的电介质，要求它的tan6值愈小愈好。影响绝缘材料介质损耗的因素1.1.3 绝缘的破坏绝缘击穿当施加于电介质上的电场强度高于临界值时，会使通过电介质的电流突然猛增，这时绝缘材料被破坏，完全失去了绝缘性能，这种现象称为电介质的击穿。发生击穿时的电压称为击穿电压，击穿时的电场强度简称击穿场强。名词：击穿电压、击穿场强 气体电介质击穿机理 液体电介质击穿机理 固体电介质击穿机理绝缘老化电气设备在运行过程中，其绝缘材料由于受热、电、光、氯、机械力（包括超声波）、辐射线、微生物等因素的长

19、期作用，产生一系列不可逆的物理变化和化学变化，导致绝缘材料的电气性能和机械性能的劣化。 热老化 电老化绝缘损坏1.1.4 绝缘检测和绝缘试验目的：检查电气设备或线路的绝缘指标是否符合要求。内容：主要包括绝缘电阻试验、耐压试验、泄漏电流试验和介质损耗试验绝缘电阻的测量兆欧表耐压试验2.2 屏护（图片）定义：屏护是遮拦、护罩、护栏等装置将带电体同外界隔离起来的电气安全防护措施。作用：防电击、电弧烧伤、防止短路、便于安全操作等。屏护装置举例：变压器遮拦、母线护网、开关罩盖、开关柜、检修遮拦屏护装置主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。其安全条件要求如下：屏护装置所用材料应有足够的机械

20、强度和良好的耐火性能。为防止因意外带电而造成触电事故，对金属材料制成的屏护装置必须实行可靠的接地或接零。遮栏、栅栏等屏护装置上应有“止步，高压危险!”等标志。必要时应配合采用声光报警信号和联锁装置。4）屏护装置应有足够的尺寸，与带电体之间应保持必要的距离。遮栏高度不应低于1.7m,下部边缘离地不应超过网眼遮栏与带电体之间的距离应满足最小安全距离，网眼手指不能伸入。栅遮栏的高度户内不应小于1.2m,户外不应小于1.5m,栏条间距离不应大于0.2m。对于低压设备，遮栏与裸导体之间的距离不应小于0.8m。户外变配电装置围墙的高度一般不应小于2.5m。2.3 间距定义：间距是指带电体与地面之间，带电体

21、与其他设备和设备与设施之间，带电体与带电体之间的必要安全距离。起作用是防止人体触及或接近带电体造成触电事故；防止电压放电和各种短路故障导致火灾事故，以及为了方便操作。其距离的大小取决于电压高低、设备类型、安装方式和周围环境等。2.3.1 .线路间距架空线路架空线路挡距架空线路导线间距架空线路安全净距接户线和进户线从配电线路到用户进线处第一个支持点之间的一段导线称为接户线。从接户线引入室内的一段导线称为进户线,安全特点：线路长度一般较短；临近或处于用户区；电缆线路直埋电缆与电缆沟敷设电缆232变配电设备间距带电体间距变压器间距233用电设备间距配电箱开关插座照明灯具2.3.4 检修间距高压作业高

22、处作业类别电压等级10kV35kV无遮拦作业，人体及其所携带工具与带电 体之间0.71.0无遮拦作业，人体及其所携带工具与带电 体之间，用绝缘杆操作0.40.6线路作业，人体及其所携带工具与带电体 之间1.02.5建电水冲洗，小型喷嘴与带电体之间0.40.6喷灯或气焊火焰与带电体之间1.53.0距离不足时，应装设临时遮拦。距离不足时，邻近线路应当停电。火焰不应喷向带电体。起重作业电气安全工程课件14第三章间接接触电击防护在正常情况下，直接防护措施能保证人身安全，但是当电气设备绝缘发生故障而损坏时，造成电气设备严重漏电，使不带电的外漏金属部件呈现危险电压，也可能造成触电。间接接触电击防护目的是为

23、了防止电气设备发生故障情况下，发生人身触电事故，也是为了防止电气设备事故进一步扩大。目前主要采用保护接地接零以及等电位连接等技术措施。1.接地技术的基本概念11技术术语：接地与接地技术：在电力系统中，由于正常运行的需要和为了保障人身、设备的安全，将电力系统及其电气设备的某些部分与埋入大地的金属导体相连接，即为接地。接地技术就是研究接地原理、方法及其实施，如何避免减轻人身伤亡事故，保证人身和设备安全而发展起来的一门科学技术。接地体、接地线与接地装置：接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体。分为自然接地体和人工接地体。接地线：电气设备与接地体连接的导线接地装置：接地线和接地体总称接地装置。接地

24、电流和接地短路电流凡从接地点流入地下的电流即属于接地电流。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，如0.4kV系统中的单相接地短路电流。在高压系统中，接地短路电流可能很大，接到电流500A及以下的称小接地短路电流系统；接地短路电流大于500A的称大接地短路电流系统。流散电阻和接地电阻接地电流入地下后自接地体向四周流散这个自接地体向四周流散的电流叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫做流散电阻。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。电气上的“地”、对地电压和对地电压曲线

25、电流通过接地体向大地作半球形流散。因为半球面积与半径的平方成正比，半球的面积随着远离接地体而迅速增大，因此，与半球面积对应的土壤电阻随着远离接地体而迅速减小,至离接地体20m处，半球面积已达2500皿，土壤电阻己可小到忽略不计。这就是说，可以认为在离开接地体20m以外，电流不再产生电压降了。或者说，至远离接地体20m处，电压几乎降低为零。电气工程上通常说的“地”就是这里的地，而不是接地体周围20m以内的地。对地电压，即带电体与大地之间的电位差，也是指离接地体20m以外的大地而言的。简单地说，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。如果用曲线来

26、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。图3-1所示的是单一接地体的对地电压曲线，显然，履着离开接地体，曲线逐渐变平，即曲线的陡度逐渐减小。图3“对地电压跨步电压曲线1.2接地分类况下没有或只有把:蒜甯流过，安全 安全接地：是正胃小电流接地况确保护接地作用41防雷接地;触电的保护接地、防雷接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如接地短路等。保护接地：是一手大电流接地措施防静电接地叫一下屏蔽接地电压的金属部分同大地紧密连接起来。防雷接地：又叫过电压保护接地，是指为限制过电压危险影响而设的接地（如避雷针，避雷器）2电网接地运行方式及其安全性分析电网种类很多。按照电压

27、可分为1000伏以上的高压电网和100。伏及100。伏以下的低压电网；按电流种类可分为交流电网和直流电网；按相数可分为三相电网和单相电网；按用途可分为动力电网、照明电网和专用电网等；按运行方式可分为直接接地电网、经阻抗接地电网和不接地电网等。高压电网运行方式： 中性点直接接地运行方式 中性点经阻抗接地运行方式 中性点不接地运行方式低压电网运行方式： 中性点直接接地运行方式 中性点不接地运行方式接地电网和不接地电网对出现的各种电气故障防护能力是不相同的。本节将重点讨论这两种低压电网的安全特征。2.1 接地电网（工作接地）我国最常用的低压接地电网是用电电压380/220V（线电压380V、相电压2

28、20V）,供电电压0.4/0.23kV（线电压0.4kV、相电压0.23kV）的中性点直接接地的三相四线制电网。380V用于动力设备，220V用于照明设备和单相设备。接地电网单相触电的危险性/=式中u十t螂相密耿，Ro工作接地电阻Rd人脚下的土壤流散电阻Rs一鞋的电阻Rr人体的电阻结论：触电的危险性主要决定于Rs的大小.在接地电网中，单相触电的危险性是比较大2.1.2 接地电网抑制过电压的能力过电压是指一切对电气设备或电气线路绝缘有危害的电压升高。电网中出现过电压的原因很多，根据造成过电压的原因，过电压分可为外部过过电压和内部过电压。外部过电压主要有雷击过电压、雷电感应过电压、电磁感应过电压和

29、静电感应过电压等；内部过电压主要有操作过电压、谐振过电压以及变压器高压侵入低压等。由于电网直接接地，各种过电压都将受到一定的抑制。例：以设高压图3-3 接地电网高 压侵入低压 10kV,低压变压器高压侵入低压为例来分析接地电网的安全性。0.4kV,尽管高压相线对地电压将近为5800V,但当高压侧意外与低压侧发生短路时，由于10kV是不接地电网，单相接地电流lad不超过2030A,如能控制RNW4C,即可限制低压中性点对地电压UN不超过80120V。结论：由于接地电阻小（一般RNW4C）,因此，接地电网可大大地抑制过电压，减轻了触电的危险性，同时由于控制了各导体间产生过大的电位差，也减轻了由放电

30、火花所造成的火灾的危险性。但是，该故障还是会影响到电气设备的正常运行，应及时排除。2.1.3 接地电网单相接地的危险性17 / 47单相接地是电网最常见的故障之一。一相故障接地不仅破坏了电网的运行方式，破坏了电气设备的安全运行，甚至损坏电气设备本身，还有可能危及人身安全。图3-4接单相接地地电网此REUc=IdRd=凡U=U-U&+RdUa=Uh=U+Un+叫故障接地电阻Rd一般不会低于15C,在工作接地电阻符合规定的条件下(一般要求RNW4C),可以把中性线对地电压Ud限制在50V以下；由于对地电压被抑制住了，这种电网在单相接地时触电的危险性虽然增加，但增加不大。由于故障接地电流可达数安乃至

31、数十安，这种故障容易被检测出来，故障点也比较容易确定。结论：(1)只要保证工作接地RNW4Q,中性点对地电压Ud将被抑制，各相对地电压变化不大,触电的危险性增加不多；(2)由于故障接地电流Id较大，单相接地故障易被检测出来，便于采用常规保护器件，使故障状态时间缩短；(3)虽然触电的危险性增加不大，但由于三相电压的不平衡，也将危及到电气设备的正常运行，应及时排除故障。2.2 不接地电网除10kV及10kV以下的高压电网多采用不接地电网外,井下配电常采用低压不接地电网。2.2.2 不接地电网单相触电危险性如图3-5所示，在不接地电网中，单相触电时流过人体的电流只能通过电网各相对地绝缘阻抗成回路，绝

32、缘阻抗是各相与大地之间的等效应阻抗，可视为绝缘电阻与分布电容的并联。R3R.U_3Uur=u=u1VTz7-7用+/3R,+Z4+%3+Z绝缘阻抗z是绝缘电阻R和分布电容C的并联阻抗。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，求得人体电压和人体电流分别为3.冏对华对呻浮容较大,多，可直呆著点电阻。这时，地苛啬化复数运算,阻很高的的情况，由于绝缘阻抗中的电阻比容抗大得求得人体电压和人体电流分别为Up =3Rp3/? -y p coC3叫CU/9 疗 R)C?+1_3叫C/yy/9 疗 R2pC2 +1由上列各式不难知道，在不接地电网中

33、，单相触电的危险性取决于电网电压、电网对地绝缘阻抗和人体电阻等三方面的因素。例题：设不接地电网各相对地电压均为220Y,各相对地绝缘电阻均可视为无限大，各相对地电容均为0.55nF,人体电阻为2000C,试判断单相触电的危险性。在给定了人体电阻的情况下判断人体触电的危险性，必须求出流过人体的电流。将上述条件代入对应公式可求得人体电流为：通过这个例子的计算可以说明，不接地电网中单相触电也有致命的危险，但与同样电压的接地电网相比，危险性较小。222不接地电网抑制过电压的能力的变压器,由于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。以变压器高压侵入低压为例。与低压中性点短路

34、对地电压将大幅度变压器为10/0.4kV则低压中性点对地电压UNO升高到将近5800V,由电压矢量图可知,Ua略高于5800V,Ub=Uc略低于5800V,这将给低压系统的安全运行造成极大的威胁。结论：不接地电网抑制过电压的能力差，因此，不接地电网中应该有有效的过电压保护措施。2.2.3 不接地电网单相接地的危险性电气安全工程课件14结论：(1)在不接地电网中发生一相接地故障时，三相电压将严重不平衡，接地相对地电压很低,另两相对地电压将升高到接近线电压，这样大幅度的电压升高，不仅会增加单相触电的危险性，完全失去不接地电网单相触电危险性小的优越性，而且还可能损坏电气设备的绝缘,可能产生放电火花，

35、增加火灾的危险性。(2)由于故障接地电流Id很小，接地故障检测困难，这种接地故障可能潜伏下来，成为危险的隐患。因此，在比较重要的接地电网中，应当针对一相接地故障装设绝缘监视装置。本节对低压电网的运行方式进行了比较分析。接地电网的单相触电的危险性比不接地电网大，不接地电网出现过电压的危险性和发生一相接地故障时的危险性比接地电网要大。这里所说的危险性是相对这两种电网而言的。无论接地电网还是不接地电网，出现以上故障时，对人体来说都是致命的。从安全角度考虑，接地电网在抑制过电压、减轻故障条件下的触电危险性等方面有明显的优点。而且三相四线制线路能提供两组电压，同时供给动力和照明用电，大大节省了变配电设备

36、，具有良好的经济性能。因此，我国和世界各国绝大部分都采用中性点直接接地的三相四线制电网。对于触电危险性大、过电压危险性不大、供电连续性要求较高，同且电网对地绝缘水平高、对地分布电容不大的场合，宜采用不接电网。在我国，这种电网主要用于矿井。对于配电范围较大、用电设备数量大，对地绝缘阻抗难以保证、过电压危害比较严重的场合，应采用接地电网。就安全防护来讲，不同的电网应采取不同的防护方式，不同电网中的用电设备应采取不同种类的安全防护措施。3保护接地与保护接零保护接地和保护接零，也称接地保护和接零保护，虽然两者都是安全保护措施，但是他们实现保护的原理不同。简单的说，保护接地是将故障电流引入大地，保护接零

37、是将故障引入系统，促使保护装置迅速动作而切断电源。3.1保护接地作用及原理分析3.L1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。(与不接地电网单相触电作比较)如果设备外壳不接地，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o3RUp=-l-U=U如果设备外壳有短地蝌亍施等猫蹄;Z不难求得人体承受的电压和流过人体的电流分U=yyu=JU由于人体经过的电流将大禽冰3电流褊夹叁工一瓦例如，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64.8mA,如有保护接地，且接地电阻RE=4C,则人体电流减小为2.3mA。上

38、述做法，即将在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，仅当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O3.1.2在接地配电网中，当一相碰壳时,接地电流IE通过人体和配电网中兴电阻抗构成回路。（与接地电网单相触电作比较）在接地的配电网中，如果电气设备没有采取任何防止间接接触电击的措施，则漏电时触及该设备的人所承受的接触电压可能接近相电压，其危险性大于不接地的配电网中单相电击的危险性。如果采取保护接地，一相漏电，则故障电流主要经接地电阻R

39、E和工作接地电阻RN构成回路。漏电设备对地电压和零线对地电压分别为：Rn+ReR”一URn+Re由于RE和RN同在一个数量级。二者都可能远远超过安全电压，人触及漏电设备或触及零线都可能受到致命的电击。另一方面，由于故障电RE和RN构成回路，如不计及带电体与外壳之间的过渡电阻，其大小为n+E由于RE和RN都是欧姆级的电阻，因此，IE不可能太大。这种情况下，一般的过电流保护装置不起作用，不能及时切断电源，使故障长时间延续下去。3.2 保护接零作用及原理分析3.2.1 基本概念 中性点三相绕线组的联结点（丫联结） 零点一将中性点引地称零点。 中性线 零线N：由中性点引出的导线。保证电流通路。 火线

40、保护线PE-公共线，将外露可导电部分接到中性点上去的线。 保护零线保护中性线PEN（工作零线）二者兼有 保护接零：将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，亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。这种做法就是保护接零322保护接零作用及原理分析由于相零回路阻抗很小，当设备金19 / 47式中:UZL-ZPEZE- ZT- Z相零线回路阻扰，Z=ZL+ZPE+ZE+ZTo属外壳漏电时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流ISS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。323保护接零系统速断和限压的要求在接零系统中，单相

41、短电流越大，保护元件动作越快；反之，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。稳态单相短路电流ISS按下式计算：-配电网相电戌方=相线阻抗：-保护零线阻抗：回路中电器元件阻抗:变压器计算阻抗；显然，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。就电流对人体的作用而言，电流通过人体的持续时间越长，致命的危险性越大，引起心室颤动所需要的电流越小。因此，确定速断保护的动作时间应当同时考虑可能的接触电压。电气安全工程课件14保护接零不仅起过电流速断保护作用，还能降低漏电唏备对地电压。由接零等值电路可以求出保护装置动作前漏电设备对地电压为,、一

42、JssZpE应当指出，与不接地配电网不同，在这里欲嘛电蛋备料电压限制在某一安全范围内是困难的。为了实现保护接零要求，可以采用一般过电流保护装置或剩余电流保护装置。3.3 保护接地与保护接零的适用范围3.3.1 凡正常情况下不带电，当绝缘损坏或其他特殊情况下可能带电的电器或机械设备的金属部分，都应该实行保护接地或接零。电机、变压器、电器、携带式或移动式用电具的金属底座和外壳；电气设备的传动装置；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；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

43、属护层，可触及的金属保护管和穿线的钢管；电缆桥架、支架和井架；装有避雷线的电力线路杆塔；装在配电线路杆上的电力设备；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；(10)封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分；3.3.2 不实行保护接地或接零的设备在木质、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；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

44、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；由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路轨道；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。3.4 接地的一般要求(1)所有的电气设备都应采用接地或接零。设计中应首先考虑自然接地。输送易燃易爆物质的金属管道不能做接地体(2)在允许不同的电气设备使用一个总的接地

45、装置时，其接地电阻值应满足其中最小值的要求。(3)接地极与独立避雷针接地极之间的地下距离不应小于3m(4)防雷保护的接地装置可与一般电气设备的接地装置相连接，并与埋地金属管道相互连接。(5)专用电气设备的接地应与其他设备的接地以及防雷接地分开，并应单独设置接地装置。35对零线的基本要求零线的连接应牢固可靠、接触良好。零线的截面选择要适当，一方面考虑三相不平衡时通过零线的电流密度，另一方面零线要有足够的机械强度.所有电气设备的接零线，均以并联的方式接在零线上，不允许串联。在有腐蚀性物质的环境中，零线的表面要涂上必要的防腐涂料。3.6 重复接地在中性点直接接地的低压配电网中，为确保接零保护的安全可

46、靠，防止零线断线所造成的危害，除工作接地以外零线上的其他点再进行必要的接地。即重复接地。1.重复接地的作用接地总是会限制对地电压的，但如果仅仅这么说，那就不太具体了。为此，现从以下方面详细说明重复接地的作用。减轻零线断开或接触不良时电击的危险性。(2)降低漏电设备的23 / 47对地电压。同一般接地措施一样，重复接地也有降低故障对地电压(等化对地电位)的作用。缩短漏电故障持续时间。因为重复接地和工作接地构成零线的并联分支，所以当发生短路时能增大单相短路电流，而且线路越长，效果越显著，这就加速了线路保护装置的动作,缩短了漏电故障持续时间。(4)改善架空线路的防雷性能。架空线路零线上的重复接地对雷

47、电流有分流作用，有利于限制雷电过电压.2.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，共同敷段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400nl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，以等化各点电位。每一重复接地的接地电阻不得超过10Q；在变压器低压工作接地的接地电阻允许不超过10Q电 安全工程课件14的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过30Q

48、,但不得少于三处。低压配电系统接地方式按照IEC（国际电工委员会）以及GB50054.95低压配电设计规范规定，低压供电系统的接地型式按配电系统和电气设备不同的接地组合分类。其一般由两个字母组成，必要时可加后续字母，其共有五种形式：IT系统TT系统TN-S系统TN-C系统TNC-S系统其中第一个字母表示电源侧（配电变压器或发电机）接地方式：T为法文Terre的首字母,表示直接接地；I为法文Isolant的首字母，表示不接地或通过大阻抗接地。其中第二个字母表示电气设备外露导电部分接地方式；T表示独立于电源接地点的直接接地；N为法文Neutre的首字母，表示直接与电源系统接地点或该点引出的导体相连

49、接。后续字母表示中性线与保护线的关系：C是法文Combinaison的首字母，表示中性线与保护线合并为一根导体；S是法文Separateur的首字母，表示中性线与保护线分开为两根相互独立的导体。第一节IT系统LUT系统定义：I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护，如图所示。1.2IT系统保护原理及保护接地作用在不接地配电网中，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。（与不接地电网单相触电作比较）如果设备外壳不接地，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&3Rpu=ju=JUpRp+%3Rp+Z如果设备外

50、壳有接地,护，根据等填电路，不难求得人体承受的电压和流过人体的电流分别为U,二U=/eU由于人廨经过的电虢意义大减小34+z电流分配关系例如，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64.8mA,如有保护接地，且接地电阻RE=4A,则人体电流减小为2.3mA。上述做法，即将在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，仅当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。1.3 安全评价； 供电的可靠性高

51、 IT方式供电系统在供电距离不是很长时、对地电容不大情况下，安全性好。 如果供电距离很长，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了，此时会增加触电危险性。 抑制过电压能力差。 单相接地时，由于短路电流较小，不易检测出故障，保护装置可能不动作。 单相接地时，另两相电压升高，对绝缘不利，可能会损坏设备，且增加触电危险。1.4 安全措施：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。这时，如某设备另一相漏电，即使该设备上有合格的保护接地，也不可能将其故障电压限制在安全范围以内。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

52、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（接地故障监视），并设置声光双重报警信号。压配电网的绝缘监视高压配电网的绝缘监视过电压的防护配电网中出现过电压的原因很多。由于外部原因造成的有雷击过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压；由内部原因造成的有操作过电压、谐振过电压以及来自变压器高压侧的过渡电压或感应电压。为了减轻过电压的危险在不接地低压配电网中，可把低压配电网的中性点或者一相经击穿保险器接地。1.5 适用范围：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室、地下矿井、电力炼钢等。第二节TT系统23 / 47电气安全工程课件142.1

53、 TT系统定义:# / 47电 安全工程课件14TT系统是指电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分用PE线接到接地极（此接地极与中性点接地没有电气联系）。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地# / 47TT系统2.2 TT系统安全原理：在接地配电网中，当一相碰壳时，接地电流IE通过人体和配电网中性点阻抗构成回路。（与接地电网单相触电作比较）在接地的配电网中，如果电气设备没有采取任何防止间接接触电击的措施，则漏电时触及该设备的人所承受的接触电压可能接近相电

54、压，其危险性大于不接地的配电网中单相电击的危险性。如果采取保护接地，一相漏电，则故障电流主要经接地电阻RE和工作接地电阻RN构成回路，漏电设备对地电压和零线对地电压分别为：UExURn +4&URn十七由于RE和RN同在一个数量级。二者都可能远远超过安全电压，人触及漏电设备或触及零线都可能受到致命的电击.另一方面，由于故障电流主要经RE和RN构成回路，如不计及带电体与外壳之间的过渡电阻，其大小为/_U由于RE和RN都是，媚怨姆阻,因此，IE不可能太大。这种情况下，一般的过电流保护装置不起作用，不能及时切断电源，使故障长时间延续下去。2.3 TT系统安全评价：1）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。2）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，因此宜系统难以推广。3）宜系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。现在有的建筑单位是采用TT系统，施工单位借用其电源作