城市轨道交通车站低压配电与照明系统课件 模块1 任务4 低压配电与照明系统接地

第2课常用工具和仪表任务四低压配电系统接地一、接地与接零1.接地接地是指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。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。接地是为保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施，通过金属导线与接地装置连接来实现。按照作用，电力系统接地类型分为工作接地、保护接地、重复接地、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地。一、接地与接零1.接地（1）工作接地工作接地是指将电力系统的中性点直接接入大地，或经消弧线圈、电阻等与大地金属连接。工作接地一、接地与接零1.接地（1）工作接地电力系统采取中性点接地可使接地继电保护装置准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡。工作接地一、接地与接零1.接地（2）保护接地保护接地是为防止电气设备的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地。保护接地一、接地与接零1.接地（2）保护接地保护接地是防止人身触电事故、保证电气设备正常运行的重要技术措施，可防止在绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体，以保证人身安全。一、接地与接零1.接地（3）重复接地重复接地是在中性点直接接地的系统中，在零线的一处或多处用金属导线连接接地装置。重复接地一、接地与接零1.接地（3）重复接地零线重复接地能够缩短故障持续时间，降低零线上的压降损耗，减轻相、零线反接的危险性。在保护线发生断路后，当电气设备的绝缘损坏或相线漏电时，零线重复接地还能降低故障设备的对地电压，减小发生触电事故的危险性。因此零线重复接地在供电网络中具有相当重要的作用。一、接地与接零1.接地（4）防雷接地防雷接地是防雷措施的一部分，其作用是受到雷电袭击时把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是将避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置，当受到雷电袭击时，避雷装置将雷电引向自身，雷电流经过避雷器引下线和接地装置进入大地，从而防止雷电流对人或物造成损害。一、接地与接零1.接地（5）屏蔽接地屏蔽接地是一种电磁兼容性措施，指通过将电缆或设备周围的金属屏蔽层接地，来减少电磁干扰的一种方法。屏蔽接地主要是为了保护设备，防止设备受到干扰而发生故障或产生误差。屏蔽接地能够有效地降低电磁辐射和电磁敏感性，减小噪声信号对电气设备造成的影响，保证设备的正常工作，提高电气设备的可靠性和安全性。一、接地与接零1.接地（6）防静电接地防静电接地是为了消除导体上的静电、降低静电放电损害设备等而采取的措施。接地是消除静电危害最简单、最常用的办法，其类型包括直接接地、间接接地和跨接接地。一、接地与接零2.接零接零是指中性点直接接地的电网中，一切电气设备正常情况下不带电的金属外壳以及和它相连接的金属部分与零线作可靠的电气联接。保护接零是把电气设备的金属外壳和电网的零线可靠连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。保护接零一、接地与接零2.接零

注意：采用保护接零时，电源零线不允许断开，否则保护失效。通常为了安全，除了电源零线不允许安装开关和熔断器外，用户可端将电源零线再重复接地，以防零线断开。接地电阻一般小于10

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注意：在同一台变压器供电的低压电网中，不允许将有的设备接地、有的设备接零。否则，如果某台设备出现漏电时，若其接地电阻较大，故障电流不足以使保护装置动作，将使所有保护接零设备的金属外壳均带电，即使人体触及无故障的接零设备金属外壳时，也会发生触电事故。低压系统的电源中性点一般都接地，所以，用电设备的金属外壳大多采用保护接零。想想：下图接地方法是否正确？错误。同一低压电网中不允许电气设备有的接零保护，有的接地保护。结论：一、接地与接零3.接地装置接地装置将电气设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下，从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。接地装置由接地体和接地线组成。直接与土壤接触的金属导体称为接地体或接地极，电气设备需与接地体连接的金属导体称为接地线。接地体可分为自然接地体和人工接地体两类，钢筋混凝土建筑物的钢筋、金属井管和金属构件等作为接地体的称为自然接地体，人工埋入大地的钢管角钢、圆钢、扁钢及铜板等金属物作为接地体的称为人工接地体。接地装置按接地体数量的多少，可分为单极接地装置、多极接地装置和接地网络。一、接地与接零一、接地与接零3.接地装置（1）单极接地装置单极接地装置由一个接地体与接地线组成的接地装置。接地线一端与接地体相连，另一端与电气设备的接地点相连。它适用于对接地要求不太高和电气设备接地点较少的场合。（a）单极接地装置一、接地与接零3.接地装置（2）多极接地装置多极接地装置由两个或两个以上接地体与接地线组成，各接地体之间用接地干线连成一体。多极接地装置一、接地与接零4.接地电阻根据配电系统的类型以及接地故障电流的大小规定了不同的接地电阻值。例如：大接地短路电流系统接地电阻应小于等于0.5Ω；容量在100kVA以上的变压器或发电机接地电阻应小于等于4Ω；独立避雷针、独立的安全保护、小接地电流系统、容量在100kVA及以下的变压器或发电机、高低压设备共用的接地电阻应小于等于10Ω；低压线路金属杆、水泥杆及烟囱的接地电阻应小于等于30Ω；防静电接地电阻一般要求小于等于100Ω；共用接地体（联合接地）接地电阻应不大于1Ω等。一、接地与接零3.接地装置（3）接地网络接地网络将多个接地体用接地干线连接成网络。接地网络具有接地可靠、接地电阻小的特点，适合大量电气设备接地的需要，多用于配电站、大型车间等场所。接地网络平面图4.接地电阻接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所受到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻大小直接体现了电气装置与“地”接触的良好程度。二、低压配电系统接地系统根据现行的国家标准《低压配电设计规范》，低压配电系统按接地形式分为TN系统、TT系统、IT系统。TN、TT、IT中，第一个字母表示电源端与地的关系：T表示电源中性点直接接地，I表示电源中性点不接地或通过高阻抗接地；第二个字母表示电气设备外露可导电部分与地的关系：T表示电气设备外露可导电部分直接接地，此接地点与电源端的接地点没有关系，N表示电气设备外露可导电部分与电源中性点直接连接。二、低压配电系统接地系统1.TN系统TN系统即电源中性点直接接地、设备外露可导电部分与电源中性点直接电气连接的系统。TN系统主要是靠单相电源漏电故障变成单相短路故障，并通过短路保护切断电源来实现电击防护的。TN系统节省材料，在我国和其他许多国家得到广泛应用。根据中性线（N线）与保护线（PE线）的不同安排方式，TN系统分为TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统三种形式。二、低压配电系统接地系统1.TN系统（1）TN-C系统TN-C系统如图1-40所示，将保护线和中性线的功能综合起来，由一根称为保护中性线（PEN线）的导体同时承担两者的功能。在用电设备处，PEN线既连接到负荷中性点上，又连接到设备外露的可导电部分。由于技术上的弊端，现在已很少采用，尤其是在民用配电中已基本上不允许采用TN-C系统。TN-C系统二、低压配电系统接地系统1.TN系统（2）TN-S系统TN-S系统如图1-41所示，TN-S系统电源中性线N直接接地，用电设备外露可导电部分通过保护线连接到电源中性点，与系统中性点共用接地体，其中性线和保护线是分开的。TN-S系统的最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后，不能再有任何电气连接，这一条件一旦破坏，TN-S系统便不再成立。TN-S系统二、低压配电系统接地系统1.TN系统（3）TN-C-S系统TN-C-S系统是TN-C系统和TN-S系统的结合形式，在TN-C-S系统中，前半部分采用TN-C系统，后半部分将保护中性线PEN分开形成单独的N线和PE线，系统相当于TN-S系统。TN-C-S系统二、低压配电系统接地系统2.TT系统TT系统就是电源中性点直接接地、用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。通常将电源中性点的接地叫做工作接地，而设备外露可导电部分的接地叫做保护接地。TT系统二、低压配电系统接地系统3.IT系统IT系统就是电源中性点不接地、用电设备外露可导电部分直接接地的系统。IT系统三、城市轨道交通综合接地系统地铁车站装有数量庞大的交流电气装置，为了使这些装置在电力系统正常运行和故障时能够保证设备和人的安全，需要对地铁车站做综合接地的设计。地铁车站设置综合接地系统的目的在于保障运营人员及乘客的安全，保护轨道交通设备设施防止电击和电气干扰，使全线形成统一的高低压兼容、强弱电合一的接地系统，满足车站内各类设备的工作接地、安全接地及防雷接地功能。三、城市轨道交通综合接地系统城市轨道交通综合接地就是将轨道沿线的牵引供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、隧道等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统。同时该贯通地线也是牵引回流的一个主要路径，从原理上来看，就是将共用接地系统通过等电位联结构成一个等电位体。三、城市轨道交通综合接地系统地铁车站综合接地系统主要由接地网、接地母排、接地端子箱和接地电缆等组成，整条地铁线路各车站综合接地网应通过接地扁钢连接起来，使全线形成统一的综合接地系统。某地铁车站综合接地系统接地扁钢三、城市轨道交通综合接地系统地铁车站综合接地系统应满足以下要求：1.在车站变电所设置强电和弱电设备共用的综合接地网，接地网接地电阻应满足各种设备的接地要求。2.车站综合接地系统分别设置强电设备接地引出线、弱电设备接地引出线和预留设备接地引出线，且每组引出线间的电气距离满足相关要求。3.接地装置应考虑土壤随季节变化的影响，接地电阻在四季中均应满足要求。三、城市轨道交通综合接地系统4.综合接地系统应同时满足变电所设备、弱电设备及其他需接地的车站设备对接地的要求。5.保护运营人员和旅客安全，防止电击；保护轨道交通设备、设施，防止损坏。城市轨道交通车站综合接地网的设计采用人工接地网，水平接地体一般距站台底板下800mm敷设。实际工程设计中应设置包含结构钢筋在内的总等电位联结措施，并充分利用自然接地体作为接地装置，在站台板下结构主体上预埋与结构钢筋相连的钢板，通过接地母排与人工接地网连接。设计综合接地系统时，在保证人身安全、设备安全及运营可靠性的基础上，尽可能减少投资。四、等电位联结等电位联结是把建筑物内及其附近的所有金属物，如钢筋、金属管道、机器基础金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线等，用电气连接的方式统一连接起来，使整座建筑物成为一个良好的等电位体等电位联结等电位联结分为总等电位联结和局部等电位联结。总等电位联结是通过每一进线配电箱附近的总等电位联结母排将进线配电箱的保护母排、公用设施的金属管道、建筑物金属结构和接地引出线互相连通，它的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除建筑物以外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。局部等电位联结是在局部范围内通过局部等电位联结端子板用铜芯线将墙体钢筋、金属结构件、公用设施的金属管道、用电设备外壳等互相连通。四、等电位联结等电位联结对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用起着非常重要的作用，主要有：1.等电位联结是内部防雷措施的一部分，等电位联结将本层柱内主筋、建筑物的金属构架、金属装置、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位联结网络，可防止直击雷、感应雷、或其他形式的雷，避免火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。2.等电位联结可以将静电电