6-8接地与防雷教学课件

▉接地与接地装置接地线又分为接地干线和接地支线，接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。如图10-1所示接地体按其布置方式可分为外引式接地体和环路式接地体。按其形状划分，有管形、带形和环形几种基本形式。按其结构划分，有自然接地体和人工接地体之分。1

▉接地电流与接地短路电流凡从带电体流入地下的电流即属于接地电流。接地电流有正常接地电流和故障接地电流。正常接地电流指正常工作时通过接地装置流入地下，借大地形成工作回路的电流；故障接地电流指系统发生故障时出现的接地电流。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，如接地的380/220V系统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，接地短路电流在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。2

▉流散电阻和接地电阻如图10-2所示，接地电流流入地下以后，就通过接地体向大地作半球形散开，这一接地电流就叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫叫做流散电阻。接地电阻是接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。接地线电阻一般很小，可以忽略不计。因此，可以认为流散电阻就是接地电阻。3

▉对地电压电流通过接地体向大地作半球形流散。在距接地体越远的地方球面越大，所以流散电阻越小。一般认为在距离接地体20以上，电流就不再产生电压降了。或者说，至距离接地体20m处，电压已降为零。电工上通常所说“地”就是这里的地。通常所说的对地电压，即带电体同大地之间的电位差。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与接地电阻的乘积。如果接地体有多根钢管组成，则当电流自接地体流散时，至电位为零处的距离可能超过20m。4

▉接触电势和接触电压

接触电势是指接地电流自接地体流散，在大地表面形成不同电位时，设备外壳、构架或墙壁与水平距离0.8m处之间的电位差。

接触电压是指设备绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。如人在发生接地故障的设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压，接触电压通常按人体离开设备0.8m考虑。如图10-3所示，a的接触电压为Uc，故障设备对地电压为Ud。5

▉中性点、零点和中性线、零线发电机、变压器、电动机等电器的绕组中以及串联电源回路中有一点，它与外部各接线端间的电压绝对值相等，这一点就成为中性点或中点。当中性点接地时，该点则称为零点。由中性点引出的导线，称为中性线；由零点引出的导线，则称为零线。6

▉接地线和接地—接地线一般有中性线（代号N）、保护线（代号PE）或保护中性线（代号PEN）。

中性线（N线）的功能，一是用来接用额定电压为相电压的单相用电设备，二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流，三是用来减小负荷中性点的电位偏移。

保护线（PE线）的功能，是为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分通过保护线（PE线）接地，可在设备发生接地故障时减小触电危险。

保护中性线（PEN线），兼有中性线（N线）和保护线（PE线）功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。7

1.工作接地（又称系统接地）在电力系统中将其某一适当的点与大地连接，称为系统接地或称工作接地．如变压器中性点接地。电力系统的中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。工作接地指电力系统中性点接地方式，也就是常说的电力系统中性点运行方式。电力系统中普遍采用的中性点运行方式：中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地三种。二、接地的类型和作用（8种接地）8

2.保护接地

各种电气设备的金属外壳，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产生生过高的对地电压危及人身安全而设置的接地，称为保护接地。

保护接地示意图见图1所示。保护接零示意图见图2所示。9

3.保护接零

把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线（或）中性线紧密地连接起来称为保护接零。

保护接地示意图见图1所示。保护接零示意图见图2所示。10

4.防雷接地

为了防止电气设备和建筑物因遭受雷击而受损，将避雷针、避雷线、避雷器等防雷设备进行接地，称为防雷接地。图1

接地保护示意图图2

接零保护示意图11

5.屏蔽接地

一方面是为了防止外来电磁波的干扰和侵入，造成电子设备的误动作或通信质量的下降，另一方面是为了防止电子设备产生的高频向外部泄放，需将线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的屏蔽层，屏蔽室的屏蔽网等进行接地，称为屏蔽接地。高层建筑为减少竖井内垂直管道受雷电流感应产生的感应电势，将竖井混凝土壁内的钢筋予以接地，也属于屏蔽接地。12

6.防静电接地

静电是由于磨擦等原因而产生的积蓄电荷，要防止静电放电产生事故或影响电子设备的工作，就需要有使静电荷迅速向大地泄放的接地，称为防静电接地。

7.等电位接地

医院的某些特殊的检查和治疗室、手术室和病房中，病人所能接触到的金属部分（如床架，床灯，医疗电器等），不应发生有危险的电位差，因此要把这些金属部分相互连接起来成为等电位体并予以接地，称为等电位接地．高层建筑中为了减少雷电流造成的电位差，将每层的钢筋网及大型金属物体连接成一体并接地，也是等电位接地。13

8.电子设备的信号接地及功率接地

电子设备的信号接地（或称逻辑接地）是信号回路中放大器、混频器、扫描电路、逻辑电路等的统一基准电位接地，目的是不致引起信号量的误差．功率接地是所有继电器、电动机、电源装置、大电流装置、指示灯等电路的统一接地，以保证在这些电路中的干扰信号泄露到地中，不致于干扰灵敏的信号电路。14

三、常见保护接地方式

1.国际电工委员会（IEC）

2.TN系统

3.TT系统

4.IT系统

5.重复接地与等电位联接15

按ＩＥＣ的标准，低压配电系统根据保护接地的形式不同分为：IT系统，TT系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地（保护接地）；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接（接零保护）。

国际电工委员会（IEC）对系统接地文字符号的意义规定如下：第一个字母表示电力系统的对地关系：

T：电源端有一点直接接地；

I：所有带电部分与地绝缘或一点经高阻抗接地1.国际电工委员会（IEC）16

第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系；

T：外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；

N：外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接（在交流系统中，接地点通常就是中性点）。后面还有字母（第三个字母）时，这些字母表示中性线与保护线的组合：

S：中性线和保护线是分开的；

C：中性线和保护线是合一的。

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2.TN系统19

2.TN系统

TN--S系统(b)20

2.TN系统

TN－C－S系统(c)21

如图所示，TT系统的电源中性点直接接地，与用电设备接地无关。PE为保护接地，设备的金属外壳也直接接地，且与电源中性点相连。

TT系统的工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地的接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时，若有人触摸带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻远远小于人体的电阻，因此大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人体起到保护作用。3.TT系统22

TT接地系统3.TT系统23

但TT系统在确保安全用电方面也存在着不足之处：

1)在采用TT系统的电气设备发生单相碰壳故障时，接地电流并不很大，往往不能使保护装置动作，这将导致线路长期带故障运行。

2)当TT系统中的电气设备只是由于绝缘不良引起漏电时，因漏电电流往往不大（仅为毫安级），不可能使线路的保护装置动作，这也导致漏电设备的金属外壳长期带电，增加了人体触电的危险。3.TT系统24

如图所示，IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。

4.IT系统25

IT系统4.IT系统26

IT系统适用于环境条件不良、易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂等。4

IT系统27

保护接地适用于中性点不接地（对地绝缘）的电网中。在这种电网中凡由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。但是，在干燥场所，交流额定电压５０伏以下，直流额定电压１1０伏及以下的电气设备金属外壳可不接地；以及在干燥且有木质、沥青等不良导电地面的场所，交流额定电压３８０伏及以下，可不接地。4.IT系统28

1．重复接地

如图示。将零线上的一点或多点与地再次做电气连接称为重复接地。RC表示重复接地的接地电阻，不应大于10欧。例如架空线路沿线每一公里处以及在引入大型建筑物、车间等处的零线都要重复接地。其作用是：降低漏电设备的对地电压；减轻断线时的触电危险和三相负荷不对称时对地电压的危险性；缩短碰壳或接地短路持续时间；改善架空线路的防雷性能。5.重复接地与等电位联接29

图工作接地、保护接地、保护接零、重复接地示意图(a)工作接地、保护接地和重复接地示意图(b)保护接地示意图(a)(b)5.重复接地与等电位联接30

2.等电位联接建筑物内人员所