第五章系统接地与防雷.ppt
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1、内容提要:本章概述供电系统的保护接地与防雷保护。,第5章 供电系统的保护接地与防雷,第5章供电系统的保护接地与防雷,第一节 供电系统的保护接地 第二节 供电系统的防雷保护,第一节 供电系统的保护接地,一、电流对人体的危害,电流对人体的伤害程度与通过人体电流的强度、持续时间、频率、路径及人体健康状况等因素有关。电流大小不同,引起人体的生理、病理效应不同。我国规定触电时间不超过ls的安全电流为30mA(50Hz) 。一般情况下通过人体的工频电流超过50mA时,心脏就会停止跳动,发生昏迷,并出现致命的电烧伤。工频100mA电流通过人体时,很快使人致命。,图5-1 是人体触电时间与通过人体电流对人身机
2、体反应的曲线,二、接地和接地装置,1接地的基本概念,电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接,称为接地。 接地装置是由接地体和接地线两部分组成的。 埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体或接地极。 接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线,称为接地线。 由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体,称为接地网。,2接地装置的构成,接地装置是由接地极 (埋入地中并与大地接触的金属导体)和接地线 (电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分)所组成。由若干接地极在大地中相互连接而组成的总体,称为接地网。,接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线,当电气设备发生接地故障时,电
3、流就通过接地体向大地作半球形散开,这一电流称为接地电流IE。 试验表明,在距单根接地体或接地故障点20m左右的地方,实际上散流电阻已趋近于零,电位为零的地方,称为电气上的“地”或“大地”。电气设备的接地部分与零电位的“地”(大地)之间的电位差,就称为接地部分的对地电压,如图中的UE。,3接地装置的散流效应,跨步电压和接触电压示意图,接触电压是指设备的绝缘损坏时,在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。 跨步电压是指在故障点附近行走,两脚之间出现的电位差,4接地电阻的组成及电力系统对接地电阻的要求,a) 土壤电阻:土壤电阻的大小用土壤电阻率表示。土壤电阻率就是 的正立方体土壤的电阻值。 b)
4、接地线:自然接地线包括建筑物的金属结构,生产用的金属构架如吊车轨道、配电装置外壳,布线的钢管,电缆外皮以及非可燃和爆炸危险的工业管道等。 c) 接地极 :自然接地极主要有:地下水管道,非可燃、非爆炸性液、气金属管道;建筑物和构筑物的金属结构和电缆外皮。,(2)电力系统对接地电阻的要求,电力系统在不同情况下对接地电阻的要求是不同的。具体内容见表5-3,(1)决定接地电阻的因素,电热水器莫忘“接地”,已购买电热水器且正在使用中的家庭,要认真了解热水器使用说明,清楚自家接通电热水器的电线规格、载流量是否符合容量要求;插座型号性能是否匹配和防水,有无准确可靠的接地装置。,碰淋浴水怎会发麻,据权威机构统
5、计,自1997年以来,我国年均发生电热水器伤人事故高达1000起以上,消费者投诉约5900起。但经质检机构测试,大部分伤人的电热水器均符合国家标准,属合格产品。根据国家现行的电热水器标准,其说明书上都写明“严禁在地线不可靠情况下使用”的警示语,然而这并没有引起多数消费者的普遍重视。,天气开始转冷,家庭中电热水器的使用频率将会明显增多。前天,家住沪郊的滕先生向质监部门反映,他买下一台贴有“合格证”的电热水器后,请来同事安装。当天晚上开启龙头淋浴时,忽然感觉淋浴水有点发麻。忙叫正规的电工上门检查,原来连接电热水器的电线没有“接地”,电工说,幸好发现及时,否则后果不堪设想。,事情经过是这样的,前几天
6、的时候,电脑音箱里发出次次的电流声音,显示器好像解除不太良好似的,会闪动,闪几秒钟就不闪了,后来我把电脑换了一个房间,然后就开不了机器,开始我以为是插板的问题,后来第二天可以启动了,但是关机以后就再也启动不了了,按四到五次电源键的时候,蓝灯会亮一下,然后就灭了,同时CPU风扇会转,发现机箱带电,试着触碰了一下,发麻了半天,然后就打开机箱清理了一下灰尘,用电笔测试,发现机箱内部只要金属部分就带电,再次插上电源的时候,主板灯亮一下就灭了,开始的时候还是一直亮着的。,电脑无法启动,机箱漏电,触碰发麻,测试电源外壳也有电,第一,正确的连接地线,保证接地良好。正确的接线方法是到室外埋一根钢管,再从钢管上
7、接一根电线到计算机的外壳上这样就可以有效的把计算机外壳上的静电引入大地释放掉,当然,如果家中有暖气管等接地装置,只要从计算机外壳上直接接一根电线到暖气管上就可以了。 第二,在操作电脑前先用手接触一下地线或是暖气管,另外要穿不易产生静电的鞋子和衣服。当打开机箱维修电脑时,先把手放在接地装置上把静电导走以免损坏机箱内部的板卡。,5工频接地电阻的计算,(1) 人工接地极工频接地电阻的计算,不同类型的单个接地极的接地电阻计算公式,在设计手册中均有介绍,读者可根据需要参考有关设计手册 。在实际的供电系统设计中,往往单个接地极的接地电阻不能满足某些系统对接地电阻的要求,因此,必须将数根接地极进行并联成组。
8、,组合接地极是用扁钢连接的,人工接地网的总接地电阻,人工接地极组的总电阻为,钢管数,扁钢,非金属长效防腐降阻模块,接地模块,接地棒,6. 冲击接地电阻的计算,冲击接地电阻,三、保护接地,为保证人体触及意外带电的电气设备时的人身安全,而将电气设备的金属外壳进行接地即为保护接地(又称安全接地),依据低压配电系统的对地关系、电气设备(或装置)的外露可导电部分的对地关系以及整个系统的中性线(neutral wire,简写N线)与保护线(protective wire,简写PE线)的组合情况,低压配电系统接地型式有IT系统、TT系统和T N系统(包括TN-C、TN-S、TN-C-S系统)共5种。,1、
9、IT系统,电源小电流接地系统的保护接地方式,电气设备的不带电金属部分直接经接地体接地,电气设备的保护接地(IT系统),2、 TT系统,配电系统的中性线N引出,但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地,TT系统,3、 TN系统,TN系统,四、共同接地与重复接地,1、共同接地 要想用简单可靠的方法保证安全,就应当采取共同接地的方式(见图5-9)。这样就可以将两相分别接地短路变成相间短路,迅速使保护装置动作。,图5-9 共同接地,2、重复接地 同一低压系统中,不能有的采取保护接地,有的又采取保护接零,否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时,采取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电
10、压。中性点不接地系统中的设备不允许采用保护接零。因为任一设备发生碰壳时都将使所有设备外壳上出现近于相电压的对地电压,这是十分危险的。在中性线上不允许安装熔断器和开关,以防中性线断线,失去保护接零的作用,为安全起见,中性线还必须实行重复接地,以保证接零保护的可靠性。,在中性点直接接地的低压电力网中采用接零时,将零线上的一点或多点再次与大地作金属性连接,称为重复接地。,重复接地可在系统中发生碰壳短路时降低零线的对地电压,减轻触电的危险。当采用保护接零而零线断裂时,如果在断线后的电力设备有一相碰壳,则后面的零线会带上相电压,造成危险。采用了重复接地后,接在断裂处后面的所有电气设备外壳上的对地电压UE
11、 U,危险程度大大降低,,五、漏电保护器的应用,漏电保护(又称剩余电流保护)是从泄漏电流,人体触电等非金属性单相接地故障考虑,用来保护人身及设备安全的一种保护方式。,漏电保护器的类型按其工作原理可分为电压动作型、电流动作型、电压电流动作型、交流脉冲型和直流动作型等。由于电流动作型的检测特性较好,既可作全系统的总保护,也可作各干线、支线的分级保护,所以是目前应用较为普遍的一种。 电流动作型漏电保护器主要由零序电流互感器、脱扣机构及主开关组成。零序电流互感器是一个检测元件,可以安装在变压器中性点与接地板之间,构成全网总保护,也可安装在干线或分支线上,构成干线或分支线保护。如图5-13所示。,图5-
12、13 电流动作型漏电保护器工作原理图 a)全网总保护 b)支干线保护,干线或分支线回路的漏电保护工作原理可用图5-14来说明。,图5-14 干线回路漏电保护工作原理,(1)漏电保护用于TN系统中,从使用漏电保护装置的地点起,TNC系统应改用TNS系统,即保护线不再用作中性线,使整体成为TNCS系统。,(2)漏电保护应用于TT系统中,可以降低对设备接地电阻值的要求。但是装设漏电保护和不装漏电保护的设备不能共用一个接地装置。,9.4 电气安全与触电急救,9.4.3 电气安全的一般措施,1. 电气安全的一般措施,在供配电系统中,必须特别注意安全用电。这是因为,如果使用不当,可能会造成严重后果,如人身
13、触电事故、火灾、爆炸等,给国家、社会和个人带来极大的损失。 保证电气安全的一般措施有: (1) 加强电气安全教育 (2) 严格执行安全工作规程,电气安全用具分为基本电气安全用具和辅助电气安全用具两类。 1)基本电气安全用具 2) 辅助电气安全用具,9.4 电气安全与触电急救,1. 触电的急救处理 触电者的现场急救是抢救过程中关键的一步。如能及时、正确的抢救,则因触电而呈假死的人有可能获救。反之,则可能带来不可弥补的损失。因此,电业安全工作规程将“特别要学会触电急救”规定为电气工作人员必须具备的条件之一。,1) 脱离电源,2) 如果触电者接触低压带电设备,救护人员应设法迅速切断电源,如拉开电源开
14、关,或使用绝缘工具、干燥的木棒等不导电的物体解脱触电者;也可抓紧触电者的衣服将其拖开。为使触电者与导体解脱,最好用一只手进行抢救。,3)如果触电者接触高压带电设备,救护人员应设法迅速切断电源,或用适合该绝缘等级的绝缘工具解脱触电者。救护人员在抢救过程中,要注意保持自身与带电部分的安全距离。,9.4 电气安全与触电急救,4)如果触电者处于高处,解脱电源后,可能会从高处坠落,要采处相应的措施。以防触电者摔伤。,5)在切断电源后,应考虑事故照明、应急灯照明等,以便继续进行急救。,(2)急救处理 当触电者脱离电源后,应根据具体情况,迅速救治,同时赶快通知医生。,1)如触电者神志尚清,则应使之平躺,严密
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