接地与接零安全课程课件
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首先要明白接零与接地的区别:接零是将保护零线(PE线)与用电设备的金属外壳作电气连接,当漏电发生时,相线与保护零线短接发生短路,短路电流瞬间熔断保险丝切断电源起保护作用;接地是将保护零线(PE线)与接地桩(地极)相连接,当发生漏电时,电流经PE线向大地释放,因为人体的电阻(几百欧以上)远远大于接地电阻(4Ω),因而流经人体的电流很小可保人身安全。重复接地是将PE线在总配电箱处和PE线的主干线的中间处及末端处再次接地,作用是保证PE线接地的可靠性,因为三个接地点同时断开的概率很低,可保接零系统安全可靠。在TN—S系统中,分配电箱和开关箱不应用PE线将箱壳与接地极相连,只需从箱内PE线接线端子板中用PE线与箱壳连接就好,也就是说要接零而不是接地。
简单地说:除了PE线主干线要有3点接地之外,用电设备的金属外壳只需用PE线(支线)与PE线的主干线相连即可,不需直接与大地(接地极)相连。请注意JGJ46规范里TN-S系统图的表述.
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电气设备的接地与接零
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日期:______年_____月_____日
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接地和接零是电气防火、安全技术重要的研究内容。美国加利福尼亚州编辑的工业电气事故统计资料指出,可靠的接地设施能够消除人身事故;火灾保险公司在总结工业经验时也指出,工业设施中大约有15%的火灾起源于电气系统,而采用更可靠的接地装置便能有效地减少火灾危险。
所谓接地,就是电气设备的任何部分与土壤间作良好的连接。在这里,接地系统按其设备和作用可分为保护接地、工作接地、保护接零和重复接地4种。在正常或事故状态下,为了保证电气设备可靠运行,而将电力系统中某一点进行接地,无论是直接接地或经特殊装置接地均称工作接地;当电气设备与带电部分相绝缘的金属外壳由于绝缘破坏可能带电,造成触电事故,为了防止这种触电的危险而将金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接,使设备外壳保持和大地同为零电位,称之为保护接地;如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接接地系统中的零线连接,称为保护接地;如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接地系统中的零线连接,称为保护接零;将零线的一点或几点再次与地作金属性连接,称为重复接地,总而言之,无论是接地和接零,其目的不外乎有两个:一是电气设备在任何范围内,它的金属外壳及其靠近它垢金属结构都始终保持低电位,以防触电危险,确保人身安全。二是提供可靠的电气通路。就是在接地短路电流通过时也不会有火花或其它明显的过热现象,以避免易燃物质或气体引燃,造成火灾危险。
在这里,我们主要谈一下接于380伏/220伏三相四线制电线系统
第 3 页 共 7 页 的电气设备在系统中性点接地时的安全保护问题。对于中性点接地的接零系统,设备外壳必须采取接零保护。这是因为当电器设备的外壳接到零线上时,若发生碰壳短路,电流将由设备外壳、零线、相线构成闭合回路。由于3种物质的合成电阻很小,从而使短路电流很大,常常大于3倍的熔丝额定电流,使保护设备迅速动作,故障设备从线路中切断,即使在故障期间,人体若触及设备外壳,由于人体与设备形成并联回路,而人体的电阻远大于三者的合成电阻,从而使通过人体的电流很小,也不会发生触电危险。在中性点接地的接零系统中,如果设备外壳未接地也未接零,当电气设备绝缘损坏,使外壳带电,此时漏电流较少,不足以使熔断器熔断,设备外壳上长期存在电压,而人体一旦触及外壳,就会有电流通过人体。由于人体电阻(8001000)大于接地电阻(一般为4)对于220V的相电压。此时通过人体的电流为0.22A,远远超过人体允许的安全电流(50mA),因而有触电危险;如果仅有设备外壳接地,当电器设备发生单相接地短路时,所产生的短路电流不足以使过流继电器动作,从而使单相接地故障电流持续存在,线路也不会跳闸。设备在持续电流作用下发热,并且使设备外壳存在对地电压,其实两相也承受了过电压。这样系统在过电压下运行,不仅使绝缘程度下降,而且人体一旦触及外壳也会有触电危险。这样看来,仅有接零系统也是不够安全的。为了使保护接零系统处于最佳的安全状态,还必须对零线进行重复接地。这样当接零电气设备发生单相短路时,在保护动作的一段时间,短时电流将大都通过零线,小部分通过重复接地和工作接地,这一部分接地电阻上的电压就是设备对地电压。与纯零系统相比,设备对地电压减少,安全性提高了。因此,在架空线路和工厂电缆敷设时常采用重复接地的方式。
安全用电→接地与接零
第一节、接地与接零
一、几个基本概念
1、中线与零线
电机和变压器三相绕组星形连接的公共点称中点,从中点引出的导线称中线。接地的中点称为零点,从零点引出的导线称零线。
2、保护接地保护接零
将电气设备不带电的金属部分用导线通过接地体和大地紧密连接起来,称保护接地;和供电系统的零线连接起来称保护接零。二者都是为了防止人体触电、保护人身安全。如图-1
3、工作接地
将电力系统的中性点直接或经过消弧线圈与大地连接起来称工作接地。工作接地的作用是保证电网的正常运行。它能使接地继电保护装置准确动作。能消除单相电弧接地过电压,能防止零序电压(中点或零点电压)偏离、保持三相电压基本平衡。工作接地还有其他作用。
目前我国电网接地的情况是,110KV以上的系统均采用中点直接接地方式。30~60KV系统普遍采用经过消弧线圈(铁芯电感)接地方式。380V及其以下的低压系统,由于中点接地能保持三相电压平衡,可以方便地取出相电压供照明和单相用电设备使用,所以一般采用中点直接接地方式。
4、接地装置
它由接地体和接地导线(连接用电设备和接地体的导线)组成。接地体有单根接地体(单根棒、管、带等形状的金属物体)、互相连接的多根接地体和网状接地体。建筑工地上多用单根接地体。
5、接地电阻
当发生接地短路时,短路电流以半球形状向大地扩散。在扩散过程中,电流路径的面积越来越大,电流遇到的阻力越来越小,在距离接地体20m以外的地方可以认为电流的阻力为零。接地电阻包括接地装置本身的电阻、接地体和大地的接触电阻和距离接地点20m以内的大地电阻。前者很小,以后面两者为主。
常用设备的接地电阻允许值
接地类型 允许值 备注
大接地短路电流系统接地 R≤0.5 短路电流>500A
小接地短路电流系统接地 R≤10 短路电流<500A
大变压器或发电机工作接地 R≤4 容量>400KVA
零线重复接地 R≤10 容量≤100KVA
“保护接地和接零”的教学
《电工基础》(高等教育出版社,周绍敏主编)第十章中的第五节介绍了 “保护接地和接零”的安全用电措施。这部分内容是机电专业学生必需掌握的基础知识,加上职中学生基础较差,理解力不强,笔者认为教师应对这部分内容进行补充,才能使学生较全面地理解。
教学中可采取以下三步。先讲保护接地和接零的基本概念,讲错误的联接并对其危险性进行分析,最后讲联接施工中应注意的事项。
一、保护接地和保护接零
保护接地就是把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置联接起来。为保证接地效果,接地电阻小于4欧。采取保护措施后即使外壳因绝缘不好而带电,工作人员碰到外壳就相当于人体与接地电阻并联,而人体的电阻远比接地电阻大,因此,流过人体的电流极为微小,保证了人身安全。此种安全措施适用于系统中性点不接地的低压电网。
保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中,把电气设备的金属外壳与中线联接起来。此时,如果电气设备的绝缘损坏而碰壳,由于中线的电阻小,所以短路电流很大,立即使电路中的熔丝烧断,切断电源,从而消除触电危险,此种安全措施于系统中性点直接接地的低压电网。
二、常见错误联接
在实际工作中,常有一些不规则的保护接地和接零,甚至是错误的保护接地和接零,起不到保护作用或作用不可靠,甚至导致相反作用使事故范围扩大。常见的错误联接如下:
㈠将家用电器的金属外壳用导线和自来水管联接
此种保护措施是不可靠的,甚至是危险的。因为陆地低压电网采用的是系统中性点接地的供电方式,自来水管的接地电阻远达不到国家规定的要求,尤其采用屋顶水箱供水的自来水管,接地电阻更大。一旦用电器外壳带电,势必导致触电危险,也可能导致其它用电器带电。
㈡在系统中性点不接地的电网中,采用保护接零的联接
船舶电网采用三相三线系统中性点不接地的供电方式,其目的是为了提高船舶电网的可靠性和安全性。因为船舶的接地体——船体本身是一个很大的良导体,船仓内各种各样的易燃易爆炸气体又较多,采用中性点不接地电网,在发生某相绝缘损坏并对地短路时,因不会产生很大的相、地短路电流,不会破坏原三相电网的平衡并因短路点产生电弧而导致事故的发生,并且能维持系统在短时间内正常供电,此为该电网的优点。