《电工技术基础与技能》课件-模块9用电保护

《电工技术基础与技能》模块九用电保护模块知识目标理解用电保护的重要性。0102掌握保护接地的方法及应用。模块技能目标能够给电气装置采取保护接地措施。单元一、保护接地保护接地

近年来，随着时代的进步和科技的发展，电气设备在现代工业、农业、交通运输业、国防以及国民经济各领域的应用已非常广泛。人们与电气设备的频繁接触，使用电安全问题越来越突出。用电安全措施有工作接地、保护接地、重复接地等。其中，保护接地能限制对地电压，在某些情况下，还能促使电网保护装置动作，成为用电安全的一道重要保护措施。当电气设备出现绝缘层损坏、漏电等情况，使原本不带电的电气设备带电时，采取保护接地措施能有效预防人体触电事故的发生。一、保护接地的基本概念1.名词术语（1）接地（earth）在系统、装置或设备的给定点与局部地之间做电连接。(2）系统接地（systemearthing）电力系统的一点或多点的功能性接地。(3）保护接地（protectiveearthing）为电气安全，将系统、装置或设备的一点或多点接地。（4)接地极（earthingelectrode)埋人土壤或特定的导电介质（如混凝土或焦炭）中与大地有电接触的可导电部分。（5）接地导体（线）（earthingconductor)在系统、装置或设备的给定点与接地极或接地网之间提供导电通路或部分导电通路的导体（线）。一、保护接地的基本概念1.名词术语(6)接地系统（earthingsystem）系统、装置或设备的接地所包含的所有电气连接和器件。(7）接地装置（earthconnection)接地导体（线）和接地极的总和。8）接地电阻（earthingresistance)在给定频率下，系统、装置或设备的给定点与参考地之间的阻抗的实部。(9)外露可导电部分（exposedconductivepart)P设备上能触及到的可导电部分，它在正常情况下不带电，但在基本绝缘损坏时会带电。(10)保护导体（PE）为了安全目的设置的导体。一、保护接地的基本概念2.保护接地的基本概念保护接地（protectiveearthing）就是将可能带电的电气设备的外露可导电部分（如电气设备的外壳、构架、支架以及与其相连的可导电部分）用保护导体（PE）与接地装置直接可靠连接的一种防止触电的保护接线方式。保护接地电源中性线不接地。U、V、W为三相电源。Rd为接地电阻，一般不能超过4Ω。二、保护接地的基本原理保护接地的原理实质上是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值，保护器就能自动切断电源。二、保护接地的基本原理1.没有保护接地的人体触电分析若电气设备因绝缘材料损坏或者其他情况导致电气设备外露可导电部分带电，当人体站在地上接触到外露可导电部分时，由于电源相线与地之间存在分布电容，将会有电流通过人体及分布电容回到电源。

通常情况下这个电流值不大，但是如果电网分布很广或者电网绝缘强度显著下降，这个通过人体的电流可能达到危险值，导致人体触电。没有保护接地的人体触电示意图二、保护接地的基本原理2.带有保护接地的人体触电分析在电气设备采取保护接地措施情况下，若电气设备因绝缘材料损坏或者其他情况下导致电气设备外露可导电部分带电，当人体站在地上触及带电的电气设备外露可导电部分时，人体与接地电阻并联。带有保护接地的人体触电示意图二、保护接地的基本原理2.带有保护接地的人体触电分析由于人体电阻Rr远远大于接地电阻Rd，根据并联电路分流知识可知，此时通过人体的电流很小，从而避免了触电事故，安全系数大大提高。所以，在电源中性点不接地的电力系统中，必须采取安全措施，对电气设备采取保护接地措施。带有保护接地的人体触电示意图三、保护接地的应用1.TT系统应用实例

保护接地的应用较为广泛，主要应用在电源中性点一般不直接接地的电力系统中，如低压系统中常用的TT系统和IT系统。TT系统有一个直接接地点，电气装置的外露可导电部分接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置上。一旦外露可导电部分因故障带电，人体站在地上触及后，良好的接地装置可大大减少通过人体的电流，降低触电的危害。三、保护接地的应用2.IT系统应用实例

IT系统的带电部分与大地间不直接连接（经阻抗接地或不接地），而电气装置的外露可导电部分是接地的。当人体站在地上触及电气设备外露可导电部分时，由于人体的电阻远远大于接地电阻，故流经人体的电流较小。由于人体电阻和接地电阻并联，且同电源中性线对地阻抗（中性线对地阻抗值大于人体与接地电阻形成的并联电阻值）进行串接分压，故人体分压较低，大大提高了人体触电的安全系数。三、保护接地的应用3.保护接地的范围

1)电力系统、装置或设备的下列部分（给定点）应接地：①有效接地系统中部分变压器的中性点和有效接地系统中部分变压器、谐振接地、低电阻接地以及高电阻接地系统的中性点所接设备的接地端子。②高压并联电抗器中性点接地电抗器的接地端子。③电动机、变压器和高压电器等的底座和外壳。④发电机中性点柜的外壳、发电机出线柜、封闭母线的外壳和变压器、开关柜等（配套）的金属母线槽等。《交流电气装置的接地设计规范》三、保护接地的应用3.保护接地的范围

1)电力系统、装置或设备的下列部分（给定点）应接地：⑤气体绝缘金属封闭开关设备的接地端子。⑥配电、控制和保护用的屏（柜、箱）等的金属框架。⑦箱式变电站和环网柜的金属箱体等。⑧发电厂、变电站电缆沟和电缆隧道内以及地上各种电缆金属支架等。⑨屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门。⑩电力电缆接线盒、终端盒的外壳，电力电缆的金属护套或屏蔽层，穿线的钢管和电缆桥架等。《交流电气装置的接地设计规范》三、保护接地的应用3.保护接地的范围

1)电力系统、装置或设备的下列部分（给定点）应接地：⑪装有地线（架空地线，又称避雷线）的架空线路杆塔。⑫除沥青地面的居民区外，其他居民区内，不接地、谐振接地和高电阻接地系统中无地线架空线路的金属杆塔。⑬装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置。⑭高压电气装置传动装置。⑮附属于高压电气装置的互感器的二次绕组和铠装控制电缆的外皮。《交流电气装置的接地设计规范》三、保护接地的应用3.保护接地的范围

2）附属于高压电气装置和电力生产设施的二次设备等的下列金属部分可不接地：①在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流标称电压380V及以下、直流标称电压220V及以下的电气装置外壳，但当维护人员可能同时触及电气装置外壳和接地物件时除外。②安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电测量仪表、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。③安装在已接地的金属架构上，且保证电气接触良好的设备。④标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架。《交流电气装置的接地设计规范》单元二、工作接地

低压供电系统中，系统建设安装时除了需要解决保护接地问题，还需要解决工作接地的问题。工作接地主要为保证系统的正常运行，在用电安全中占有非常重要的地位，不可或缺。一、工作接地的基本概念及原理工作接地指的是电力低压供电系统的变压器中性点或中性线接地，即系统接地。1.基本概念2.原理在设备正常使用或出现突发事故的情况下，为了保证电气设备可靠运行，必须将电力系统中的某一点接地。这种接地可直接接地，如配电变压器低压侧的中性点接地、电流互感器二次侧接地；也可以经过特殊装置接地，如消弧线圈接地等。二、电气设备接地的种类三、工作接地的作用工作接地的主要作用是保证系统电位的稳定性即减轻低压系统因单相接地、高低压短接等原因所产生过电压的危险性，防止绝缘击穿。工作接地能降低触电电压，迅速切断故障设备，降低电气设备对地的绝缘