低压电网中有关电动机的接地保护问题.doc

２００４年第２期击莓娃茬斜Ｉ拔５３—————————————————————————————————————————————————————————————————一——一一浅谈低压电动机的接地问题充矿集团＊隆庄矿刘卫东刘镇摘要诚文简要舟绍了低压电动机的保护接地原理，并通过具体事例分析了低压电动机回路中单相接地保护的设定过程，特别是对于线路的单相接地保护要具体问题具体分析，不能一概而论。

如果保护设定不当。

轻者影响设备正常运行。

重者危及设备和人身安全。

关键词电动机单相接地保护设定‘７钞６卫１单相接地故障的危害性据统计，电网中盂论是架空线还是电缆，单相接地故障都占了极高的比例，许多其他故障的起因也是单相接地故障。

煤矿作为一个较特殊的行业，其负荷主要在井下，并且全部采用电缆供电，电网单相接地电容电流较大。

以兴隆庄煤矿为例，其６ｋＶ电网单相接地电容电流量高达ｌｌＳＡ，这么大的单相接地电容电流。

一旦发生单相接地故障，很容易造成相问短路电缆放炮着火．严熏时会引起瓦斯煤尘爆炸，我国‘煤矿安全规程》第４５７条明确规定：“矿井高压电网必须采取措施限制单相接地电容电流不得超过２０Ａ。

”另外，由于煤矿井下的空间狭窄。

环境恶劣，发生单相接地故障的概率很大，这不仅对矿井的生产造成镊大损失，而且舍对矿工的生命安全造成危害。

２接地故障保护根据国际ＧＢ５００５５—９３规定，低压交流电动机应装设接地故障保护，并规定接地鼓障保护应符台现行圄际＜低压配电设计规范》中规定。

当电动机短路保护器件满足接地故障保护要求时．应采用短路保护兼作接地保护。

在《低压配电设计规范》中规定：“当配电线路采用熔断器作短路保护时．对于中性点直接接地网络。

如果被保护线路末端发生单相接地短路时，其短路电流值不小于熔体额定电流的４倍。

当用自动开关作短路保护时，其短路电流不应小于自动开关瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的１．５倍。

”如果将电气设备的金属外壳用导线与大地相连，使其对地电位降低，便有可能减小人身的接触电压。

一、间接接触触电防护1) 在正常情况下电气设备不带电的外露金属部分，如金属外壳、金属护罩和金属构架等，在发生漏电、碰壳等金属性短路故障时就会出现危险的接触电压，此时人体触及这些外露的金属部分，称为间接接触触电。

2) 在电气设备、线路等出现故障的情况下，为避免发生人身触电伤亡事故而进行的防护，称为间接接触触电防护，或称为防止间接接触带电体的保护。

3) 间接接触电防护措施有以下几种：①自动切断供电电源（接地故障保护）。

②采用双重绝缘或加强绝缘的电气设备（即Ⅱ级电工产品）。

③将有触电危险的场所绝缘，构成不导电环境。

④采用不接地的局部等电位连接保护，或采取等电位均压措施。

⑤采用安全特低电压。

⑥实行电气隔离。

二、中性点与零点、中性线与零线的区别当电源侧（变压器或发电机）或者负载侧为星形接线时，三相线圈的首端（或尾端）连接在一起的共同接点称为中性点，简称中点。

中性点分电源中性点和负载中性点。

由中性点引出的导线称为中性线，简称中线。

如果中性点与接地装置直接连接而取得大地的参考零电位，则该中性点称为零点，从零点引出的导线称为零线。

通常220伏单相回路两根线中的一根称“相线”或“火线”，而另一根线称为“零线”或“地线”。

“火线”与“地线”的称法，只是实用中的一种俗称，特别是“地线”的称法不确切。

严格地说，应该是，如果该回路电源侧（三相配电变压器中性点）接地，则称“零线”；若不接地，则应称“中线”，以免与接地装置中的“地线”相混。

当为三相线路时，除了三根相线外，还可从中性点引出一根导线，即中性线，从而构成三相四线制线路。

这种线路中相线之间的电压，称为线电压，相线与零线之间的电压称为相电压。

中性点是否接地，亦称为中性点制度。

中性点制度可以大致分为两大类，即中性点接地系统与中性点绝缘系统。

而按照国际电工委员会（IEC）的规定，将低压配电系统分为IT、TT、TN三种，其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三类。

低压配电接地系统阐述低压配电网中，低压电源设备等重要的电气设备都需要做好接地系统，不仅可保护人身安全，也可对用电设备起到故障保护作用来保证等用电设备的正常运行。

低压配电网的接地形式需要考虑三方面的内容：1.电气系统的中性线及电器设备外露导电部分与接地极的连接方式；2.采用专用的PE保护线还是采用与中性线合一的PEN保护线；3.采用只能切断较大的故障电流的过电力保护器还是采用能检测和切断较小的剩余电流的保护电器作为低压成套开关柜的接地故障防护。

根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054）的定义，将低压配电系统分为三种，即TN、TT、IT三种形式。

其中接地系统的文字符号含义间表1.表1 接地系统文字符号的含义一、TN系统TN系统：电源变压器中性点直接接地，设备外露部分与中性线相连。

TN系统的电力系统有一点直接接地，所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上，并与电源的接地点相连，这个接地点通常是配电系统的中性点。

根据电气设备外露部分与系统连接的不同方式又可以分三类：即TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。

（1）TN-C系统TN-C系统接线图如图1所示。

图1 TN-C系统接线图在TN-C系统中，将PE线和N线的功能综合起来，由一根称为PEN线的导体同时承担两者的功能（N线对PE线的阻抗为零）。

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。

由于它所固有的技术上的种种弊端，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系统的特点：1）设备外壳带电时，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，实际就是单相对地短路故障，熔丝会熔断或自动开关跳闸，使故障设备断电，比较安全。

2）TN-C系统只适用于三相负载基本平衡的情况，若三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所连接的电气设备金属外壳有一定的电压。

3）如果工作零线断线，则保护接零的通电设备外壳带电。

井下低压供电系统常见故障分析及其保护原理摘要：本文对煤矿井下低压电网中常见的的短路、漏电、过载、过电压、欠电压、断相等故障进行了深入的分析，讨论了相应的故障处理原理，针对各种保护确定一套可行的方案。

关键词：故障短路漏电保护一、井下低压供电系统特点我国矿井通常采用变电站加放射式供电的形式，以动力变压器为中心，引出主电缆，各个用电设备分别挂接在母线上，各个供电回路彼此独立，互不干扰。

供电系统结构主要分为五个部分：高压配电装置、降压变压器、总馈电开关、分支馈电开关和磁力启动器。

磁力启动器的末端接负载。

如图1所示。

图1 井下低压供电系统结构井下低压供电系统的特点：（1）我国矿井低压电网采用的电压等级目前，我国矿井供电结构主要采用6kV或10kV，通过双回路下井，在井下变电站通过井下降压变压器，将高压降为3.3kV、1140V、660V和380V等不同电压等级，目前我国井下普遍采用的是660V和1140V的低压电网，再通过不同型号的矿用电缆送到移动变电站、负荷控制中心，馈电开关或者磁力启动器等电气设备，形成了煤矿井下的配电网络，向采煤机、皮带运输机、破碎机、井下通风机等电器设备供电。

（2）井下电网的中性点接地方式井下低压电网的中性点接地方式可以分为大电流接地系统和小电流接地系统（NUGS）。

大电流接地系统包括中性点直接接地系统和中性点经低阻接地系统。

小电流接地系统包括中性点不接地系统（NUS）、中性点经消弧线圈接地系统（NES）和中性点经高阻接地系统（NRS）。

各种中性点接地方式的特点如下表2-1所示。

由于受历史条件和环境的影响，目前不同的国家采用的中性点处理方式也不同，像英国、加拿大国家大都采用的是中性点经小电阻接地和直接接地方式，日本、俄罗斯、德国等国家大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。

在我国井下电网中，普遍采用中性点不接地的方式，当井下电网发生单相接地故障时，由于大地与中性点之间绝缘，故障时的接地电流比较小，而三相电网线电压之间保持平衡，从而使生产设备在短时间内可以继续工作。

低压配电系统保护接地和接零问题摘要：为了确保低压配电系统的电气设备及用电器具的安全使用，必须采取适当措施，防止工作人员发生电击危险及电气设备、用电器具烧毁。

保护接地和保护接零是确保安全用电最重要的技术措施之一，电气设备和用电器具的外露可导电部分均应可靠接地，当绝缘损坏，其金属外壳带有危险电压时，保护接地和保护接零能保护人身的安全。

但是，这一工作尚存在着许多错误的理解和做法，现就此问题谈一些看法。

关键词：低压配电系统；保护；接地；接零前言：压配电主要的保护措施就是保护接地和保护接零两种。

但是它们的用途，应用范围和保护方式有着很大的不同，在日常的生活中，只有正确的区分和理解两种保护方式的不同，才能正确的认识它们，从而减少安全事故的发生，保证日常生活中的用电安全和质量，保障人们生活和生产的顺利进行。

1 保护接地与保护接零概念1.1电力系统和电气设备的接地按功能可分为工作接地和保护接地两大类。

此外，还有为进一步保证保护接地可靠性的重复接地。

工作接地是指为了保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，如电源中性点的直接接地，或经消弧线圈的接地以及防雷设备的接地等；保护接地是指为了保障人身安全、防止间接触电而将电气设备的外露可导电部分进行接地。

1.2低压电气设备的接地按型式分为保护接地与保护接零。

我们把电气设备的外露可导电部分别经各自的接地线（单独 PE线）分别直接接地叫做保护接地，而把设备的外露可导电部分经公共的保护线（公共PE 线）或保护中性线（PEN 线即零线）接地，叫做保护接零。

2 低压配电系统保护方式的选择保护接地方式和保护接零方式是低压配电系统中重要的技术方式，保证人身安全和电气设备的安全是他们的共同目的，只有努力的加强技术措施，能够有效的避免触电事故的发生和电气设备损坏。

这两种选择方式主要有以下几个方面的区别。

2.1两者的保护原理有本质的区别在低压配电系统中，保护接地方式和保护接零方式有着本质的不同，正如上文分析，保护接地是指设备漏电后对地电压的限制，这里的对地电压不能超过规定的范围。

浅谈低压电网中保护接地与保护接零的应用摘要：该文通过叙述保护接地与保护接零的定义及工作原理，重点阐述两者在电网中应用的异同，根据工作实际需要正确选择合适的保护方式，具有建设性和针对性意义。

关键词：保护接地保护接零中性点重复接地等人体的触电方式有很多种，有直接触电，也有间接触电，比较典型的间接触电有跨步电压触电和接触电压触电。

将电气设备正常运行情况下不带电的金属外壳或架构通过接地装置与大地连接，用来防护间接触电，称作保护接地；将电气设备正常运行情况下不带电的金属外壳或构架与电网的零线直接连接，用来防护间接触电，称作保护接零。

保护接地、保护接零是间接触电防护措施中最基本的措施。

所谓间接触电防护措施是指防止人体各个部位触及正常情况下不带电，而在故障情况下才变为带电的电器金属部分的技术措施。

1、保护接地保护接地应用十分广泛，是防止间接触电的重要技术措施之一。

1.1 防止触电的原理1.1.1电气设备外壳无保护接地时的危险当电动机正常工作时，其外壳不带电，触及外壳的人并无危险。

一旦电动机的绝缘损坏，其外壳将带电并长期存在着电压，该电压数值接近于相电压，当人体触及带电的电动机外壳时，就会发生单相触电，如图1（a）所示。

1.1.2保护接地的作用当电动机装设了接地保护时，如图1（b）所示，如果电动机外壳带电，则接地短路电流将同时沿着接地体和人体与电网对地绝缘阻抗z形成两条通路，流过每一条通路的电流值将与其电阻大小成反比，接地体的接地电阻rd越小，流经人体的电流也就越小，只要控制接地电阻的阻值，就能使流过人体的电流小于安全电流，把人体的接触电压降低到安全电压以下，从而保证人身安全。

1.2 保护接地的局限性及适用范围在中性点不接地的低压电网中，保护接地可以有效地防止或减轻间接触电的危险，但在中性点直接接地的电网中情况则有所不同。

如果电动机外壳带电，则接地短路电流将同时沿着接地体和人体与电网中性线电阻rg形成两条通路，而一般中性线的电阻要求要很小（小于4ω），此时，通过人体的电流和加在人体上的电压，对人均是很危险的，在多数情况下，是不足以使电路中的过流保护装置动作的。

煤矿井下采掘工作面低压电网的漏电保护相关知识一、电网漏电保护从保护原理上分类有哪种保护方式什么叫漏电：在供电系统中（主要是电缆），由于绝缘老化或机械性损坏而产生微小的导电芯线对地电流时就是漏电。

对于中性点不接地的供电电网一相漏电时，流入地中的电流，只能通过其它两项的对地电容和对地绝缘电阻构成回路。

根据理论分析和实践证明，在煤矿井下供电系统中，由于一相漏电可能使正常情况下不带电的电气设备外皮（如开关、电动机的外壳和电缆外皮）产生危险电压，当人身触及这些带电外皮时会造成人身触电受伤以致死亡事故发生；同时漏电所产生的电火花可能引起瓦斯、煤尘爆炸或使电雷管超前引爆；长时间较大的漏电电流还可能使设备外皮发热以致引起火灾；如一相漏电不能及时消除，当另外一相接地或漏电时，可能造成相间短路，产生电弧、高温极易引起瓦斯、煤尘爆炸、引发火灾和造成电气设备和损坏。

因此，漏电故障必须经常监视、及时发现并使之消除。

所以井下低压电网必须安装漏电保护装置。

电网漏电保护装置的种类很多，有的是专门制成一个完整的设备，有的则只是制作成一个部件或一块插板安装在开关箱内，但从原理上看常见的漏电保护不外以下四种：（一）附加直流电源的检测保持方式如图5－2－1所示。

附加直流电源的漏电保护原理是在三相电抗器组成的人为中性点（图5－2－1a）或变压器的中性点（图5－2－1b）上附加直流电源。

使直流电流I由正极流出，入“地”后，经绝缘电阻r A、r B、r C进入三相电网，再经三相电抗器SK（图5－2－1a）或（图5－2－1b）那样，经变压器绕组、零序电抗器LK、千（KΩ）表和直流继电器J，返回负极。

图5-2-1附加直流电源漏电保护原理（a ）直流电源加在人为中性点与地之间 （b ）直流电源加在变压器中性点与地之间对于稳定的直流电源，电容器C 和电网对地电容C A 、C B 、C C 除了投入瞬间外，不会有电流流过。

显然这个直流回路能用千欧表监视电网的绝缘电阻值，这个回路流过的电流如用I 表示时，则∑+∑=r R U I 式中：U —直流检测电源电压，伏；R ∑—为检漏继电器的内阻，其中包括直流继电器线圈的内阻R J 、千欧表的内阻R Ω零序电抗线圈的直流电阻R 0和三相电抗器线圈的电阻之和，欧；r ∑—三相电网每相对地绝缘电阻的并联值。