电气保护接地课程课件.ppt

供电技术供电技术保护接地v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项供电技术供电技术保护接地（定义）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M在正常情况下，将电气设备的金属外在正常情况下，将电气设备的金属外壳或构架用导线与接地极可靠地连接壳或构架用导线与接地极可靠地连接起来，使之与大地做电气上的连接，起来，使之与大地做电气上的连接，这种接地的方式就叫保护接地。这种接地的方式就叫保护接地。M图例图例接地极接地极保护地线保护地线供电技术供电技术保护接地（不采用）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M如果不采用保护接地，当发生人身触如果不采用保护接地，当发生人身触电时，由于触电电流不足以使熔断器电时，由于触电电流不足以使熔断器或者自动开关动作，因此危险电压一或者自动开关动作，因此危险电压一直存在，如果电网绝缘下降，则存在直存在，如果电网绝缘下降，则存在生命危险。生命危险。M图例图例供电技术供电技术保护接地（采用）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M采用保护接地之后，当发生人身触电采用保护接地之后，当发生人身触电时，由于保护接地电阻的并联，人身时，由于保护接地电阻的并联，人身触电电压下降。触电电压下降。M假设人体电阻假设为假设人体电阻假设为1000，接地电阻接地电阻为为4，电网对地绝缘电阻为，电网对地绝缘电阻为19k M图例图例供电技术供电技术保护接地（实质）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M通过人体与保护接地体并联通过人体与保护接地体并联连接，降低人身接触电压。连接，降低人身接触电压。M接地电阻越小，接触电压越接地电阻越小，接触电压越小，流过人体电流的越小。小，流过人体电流的越小。供电技术供电技术保护接地（范围）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M三相三线制供电系统三相三线制供电系统(中性点不接地系统中性点不接地系统)采用保护采用保护接地可靠。接地可靠。M对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠。一对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠。一旦外壳带电时，电流将通过保护接地的接地极、大旦外壳带电时，电流将通过保护接地的接地极、大地、电源的接地极而回到电源。因为接地极的电阻地、电源的接地极而回到电源。因为接地极的电阻值基本相同，则每个接地极电阻上的电压是相电压值基本相同，则每个接地极电阻上的电压是相电压的一半。人体触及外壳时，就会触电。所以在三相的一半。人体触及外壳时，就会触电。所以在三相四线制系统中的电气设备不推荐采用保护接地，最四线制系统中的电气设备不推荐采用保护接地，最好采用保护接零。好采用保护接零。此处接地电阻比电源处大供电技术供电技术保护接地（问题）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M如果两台设备同时进行保护接地，两者都如果两台设备同时进行保护接地，两者都发生漏电，但不为同一相，则设备外壳将发生漏电，但不为同一相，则设备外壳将带危险电压。带危险电压。M图例图例M如果将多个接地体用导体连接在一起，则如果将多个接地体用导体连接在一起，则可以解决此问题。称为等电位连接。连接可以解决此问题。称为等电位连接。连接线组成接地网。线组成接地网。M保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地的有限性在于接地电阻小。的有限性在于接地电阻小。供电技术供电技术保护接地（注意事项）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项M接地电阻一定符合要求；接地电阻一定符合要求；M接地一定可靠；接地一定可靠；M保护接地的目的是降低外壳电压，但由于保护接地的目的是降低外壳电压，但由于工作性质的要求，并不需要立即停电（一工作性质的要求，并不需要立即停电（一般允许运行半小时），所以危险一直存在。般允许运行半小时），所以危险一直存在。M从防止人身触电角度考虑，既然保护接地从防止人身触电角度考虑，既然保护接地不能完全保证安全，应当配漏电保护器；不能完全保证安全，应当配漏电保护器；但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断电，所以是个矛盾，根据现场实际情况决电，所以是个矛盾，根据现场实际情况决定漏电时是否断电。如果要求断电则安装定漏电时是否断电。如果要求断电则安装跳闸线圈。跳闸线圈。M产品：选择性漏电保护装置。产品：选择性漏电保护装置。供电技术供电技术保护接地 -作用分析v保护接地的作用：保护接地的作用：v1）对电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金）对电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金属外壳不接地，当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳属外壳不接地，当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时，外壳就带电，其电位与设备带电部分的电位相时，外壳就带电，其电位与设备带电部分的电位相同，显然这是十分危险的。同，显然这是十分危险的。v2）采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与）采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。因为人体电阻比保护接地电阻人体两条途径流过。因为人体电阻比保护接地电阻大得多，所以流过人体的电流就很小，绝大部分电大得多，所以流过人体的电流就很小，绝大部分电流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减轻触电的伤害。轻触电的伤害。供电技术供电技术保护接地的实质和关键v实质：通过接地电阻与人身电阻的并联，使实质：通过接地电阻与人身电阻的并联，使整体电阻下降。当发生漏电时，降低人体触整体电阻下降。当发生漏电时，降低人体触电电流。电电流。v关键：接地电阻越小越好。关键：接地电阻越小越好。供电技术供电技术保护接地-局限性v在电源中性点直接接地的系统中，保护接在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。这是因为在该系统中，地有一定的局限性。这是因为在该系统中，当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地线、短路，短路电流流经相线和保护接地线、电源中性点接地装置。如果接地短路电流电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。也是很危险的。供电技术供电技术保护接零保护接零v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项供电技术供电技术保护接零（定义）保护接零（定义）v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项v保护接零又叫保护接中线，在三相保护接零又叫保护接中线，在三相四线制系统中，电源中线是接地的，四线制系统中，电源中线是接地的，将电气设备的将电气设备的金属金属 外壳或构架用导外壳或构架用导线与电源零线线与电源零线(即中线即中线)直接连接，直接连接，就叫保护接零。就叫保护接零。v图例图例工作零线工作零线接接零零线线供电技术供电技术保护接零（不采用）保护接零（不采用）v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项v对三相四线制，如果不采用保护对三相四线制，如果不采用保护接零，设备漏电时，人的接触电接零，设备漏电时，人的接触电压为火线电压，十分危险。人体压为火线电压，十分危险。人体触及外壳便造成单相触电事故。触及外壳便造成单相触电事故。v图例图例供电技术供电技术保护接零（采用）保护接零（采用）v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项v对三相四线制，如果采用保护接零，对三相四线制，如果采用保护接零，当设备漏电时，将变成单相短路，造当设备漏电时，将变成单相短路，造成熔断器熔断或者开关跳闸，切除电成熔断器熔断或者开关跳闸，切除电源，就消除了人的触电危险。因此采源，就消除了人的触电危险。因此采用保护接零是防止人身触电的有效手用保护接零是防止人身触电的有效手段。段。v图例图例 供电技术供电技术保护接零（实质）保护接零（实质）v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项v保护接零的基本作用是当某保护接零的基本作用是当某相带电部分碰连设备外壳时，相带电部分碰连设备外壳时，通过设备外壳形成该相对零通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，线的单相短路，短路电流促短路电流促使线路上过电流保护装置迅使线路上过电流保护装置迅速动作，把故障部分断开电速动作，把故障部分断开电流流，消除触电危险。，消除触电危险。v保护接零的实质是提高动作保护接零的实质是提高动作电流，而保护接地的实质是电流，而保护接地的实质是降低人身触电电压。降低人身触电电压。供电技术供电技术保护接零（范围）保护接零（范围）v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项M这种安全技术措施用于这种安全技术措施用于中性点直接接地，电压为中性点直接接地，电压为380/220380/220伏的三相四线制伏的三相四线制配电系统。配电系统。M三线三线制不可能进行三线三线制不可能进行保护接零，因为没有零线。保护接零，因为没有零线。供电技术供电技术保护接零（问题）v定义v不采用情况v采用情况v实质v适用范围v存在问题v注意事项v工作零线不允许断线，为防止可将工作零线重复接地。v接零线一定要真正独立地接到零线上去。零线断线重复接地正确接法错误接法供电技术供电技术保护接零（注意事项）保护接零（注意事项）v定义定义v不采用情况不采用情况v采用情况采用情况v实质实质v适用范围适用范围v存在问题存在问题v注意事项注意事项v一定有快速可靠的开关，否则将加重触电的危一定有快速可靠的开关，否则将加重触电的危险性。险性。v采取保护接零，一定防止单相设备电源端火零采取保护接零，一定防止单相设备电源端火零接反，否则设备外壳将带上火线电压。接反，否则设备外壳将带上火线电压。v同一电网中不宜同时用保护接地和接零：电机同一电网中不宜同时用保护接地和接零：电机1 1漏电，形成单相接地短路时，如果短路电流不漏电，形成单相接地短路时，如果短路电流不足以使其动作，则电机足以使其动作，则电机2 2的外壳将长期带电。如的外壳将长期带电。如果电机果电机1 1的接地电阻和电网中心点电阻相同，则的接地电阻和电网中心点电阻相同，则外壳电压为外壳电压为110V110V。即所有采用保护接零的设备。即所有采用保护接零的设备外壳都有危险电压。因此不允许。外壳都有危险电压。因此不允许。供电技术供电技术保护接地和保护接零的比较保护接地和保护接零的比较 (1)(1)保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施。保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施。(2)(2)保护原理不同。低压系统保护接地的基本原理是限制保护原理不同。低压系统保护接地的基本原理是限制漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围；保护接零的漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围；保护接零的主要作用是借接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路主要作用是借接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作。上保护装置迅速动作。(3)(3)适用范围不同。保护接地适用于一般的低压不接地电适用范围不同。保护接地适用于一般的低压不接地电网及采取其它安全措施的低压接地电网。保护接零适用于低网及采取其它安全措施的低压接地电网。保护接零适用于低压接地电网。压接地电网。(4)(4)线路结构不同。保护接地系统除相线外，只有保护地线路结构不同。保护接地系统除相线外，只有保护地线。保护接零系统除相线外，必须有零线和接零保护线；必线。保护接零系统除相线外，必须有零线和接零保护线；必要时，保护零线要与工作零线分开；其重要装置也应有地线。要时，保护零线要与工作零线分开；其重要装置也应有地线。发生漏电时，保护接地允许不断电运行，因此存在触发生漏电时，保护接地允许不断电运行，因此存在触电危险，但由于接地电阻的作用，人体接触电压大大降电危险，但由于接地电阻的作用，人体接触电压大大降低；保护接零要求必须断电，因此触电危险消除，但必低；保护接零要求必须断电，因此触电危险消除，但必须可靠动作须可靠动作供电技术供电技术低压配电系统的几种接地方式低压配电系统的几种接地方式 按国际电工委员会(IEC)标准规定，低压 配电接地，接零系统分有IT、TT、TN三种基本形式：在TN形式中又分有TNC、TNS 和TNCS三种派生形式。供电技术供电技术 形式划分的第1个字母反映电源中性点接地状态；T表示电源中性点工作接地；I表示电源中性点没有工作接地(或采用 阻抗接地)；第2个字母反映负载侧的接地状态；T表示负载保护接地，但与系统接地相互独立；N表示负载保护接零，与系统工作接地相连。第3个字母 C表示零线(个性线)与保护零线共用一线；第4个字母 S表示中性线与保护零线各自独立，各用各线。供电技术供电技术 低压配电系统的几种接地方式低压配电系统的几种接地方式(IT)vIECIEC规定，低压配电系规定，低压配电系统按接地方式的不同统按接地方式的不同分为三类分为三类:IT,TT:IT,TT和和TNTN系统。系统。v ITIT方式供电系统方式供电系统：中：中性点不接地系统进行性点不接地系统进行接地保护。接地保护。vTTTT方式供电系统方式供电系统：中：中性点直接接地系统进性点直接接地系统进行保护接地。在行保护接地。在TTTT系系统中负载的所有接地统中负载的所有接地都称为保护接地。都称为保护接地。vTNTN方式供电系统：中方式供电系统：中性点直接接地系统进性点直接接地系统进行保护接零。称为接行保护接零。称为接零保护系统。分为零保护系统。分为 TN-CTN-C系统系统 TN-STN-S系统系统vI I表示电源测没有工作接地，表示电源测没有工作接地，T T表示负表示负载侧电气设备进行接地保护。载侧电气设备进行接地保护。v供电距离不长时，安全可靠。一般用供电距离不长时，安全可靠。一般用于不允许停电或者要求严格连续供电于不允许停电或者要求严格连续供电的地方。因为电源中性点不接地，如的地方。因为电源中性点不接地，如果发生单相接地故障，单相漏电电流果发生单相接地故障，单相漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，所很小，不会破坏电源电压的平衡，所以比中性点接地系统还安全。以比中性点接地系统还安全。v但是如果供电距离很长时，电容不容但是如果供电距离很长时，电容不容忽略，危险性增加忽略，危险性增加供电技术供电技术 低压配电系统的几种接地方式低压配电系统的几种接地方式(TT)vIEC规定，低压配电系规定，低压配电系统按接地方式的不同统按接地方式的不同分为三类分为三类:IT,TT和和TN系统。系统。v IT方式供电系统方式供电系统：中：中性点不接地系统进行性点不接地系统进行接地保护。接地保护。vTT方式供电系统方式供电系统：中：中性点直接接地系统进性点直接接地系统进行保护接地。在行保护接地。在TT系系统中负载的所有接地统中负载的所有接地都称为保护接地。都称为保护接地。vTN方式供电系统：中方式供电系统：中性点直接接地系统进性点直接接地系统进行保护接零。称为接行保护接零。称为接零保护系统。分为零保护系统。分为 TN-C系统系统 TN-S系统系统v当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或者设备绝缘损坏漏电时），由于有接或者设备绝缘损坏漏电时），由于有接地保护，可以大大减少漏电的危险性。地保护，可以大大减少漏电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定但是，低压断路器（自动开关）不一定跳闸，造成漏电设备的外壳电压对地电跳闸，造成漏电设备的外壳电压对地电压高于安全电压。压高于安全电压。v当漏电比较小时，即是有熔断器也不一当漏电比较小时，即是有熔断器也不一定熔断，所以还需要漏电保护器的保护，定熔断，所以还需要漏电保护器的保护，因此因此TT系统难以推广。系统耗费钢材，系统难以推广。系统耗费钢材，施工不方便。施工不方便。供电技术供电技术低压配电系统低压配电系统的几种接地方式的几种接地方式(TN)新国标规定，凡含有中性线的三相系新国标规定，凡含有中性线的三相系统统称为三相四线制系统，即统统称为三相四线制系统，即TN系统。系统。这种系统将电气设备正常不带电的金属这种系统将电气设备正常不带电的金属外壳与中性线相连接。在我国外壳与中性线相连接。在我国380/220V低压配电系统，广泛采用中性点直接接低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线地的运行方式，而且引出有中性线N和和保护线保护线PE。供电技术供电技术TN系统vTN系统按其系统按其PE线的形式又可分为三种：线的形式又可分为三种：TN-C系统系统 TN-S系统系统 TN-C-S系统系统供电技术供电技术TN-C系统v系统的中性线系统的中性线N和和保护线保护线PE合为一根合为一根PEN线，电气设备线，电气设备的金属外壳与的金属外壳与PEN线相连。若开关保线相连。若开关保护装置选择适当，护装置选择适当，可满足供电要求，可满足供电要求，并且其所用材料少，并且其所用材料少，投资小。故在我国投资小。故在我国应用最普遍。应用最普遍。供电技术供电技术TN-C系统特点v由于三相不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，由于三相不平衡，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外壳对地有一定地电压。所以与保护线所连接的电气设备外壳对地有一定地电压。v如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。v如果电源的相线碰地，则设备的外壳电压升高，使中性线的如果电源的相线碰地，则设备的外壳电压升高，使中性线的危险电位蔓延。危险电位蔓延。v只适用于三相负载基本平衡情况。只适用于三相负载基本平衡情况。供电技术供电技术TN-S系统v系统的中性线系统的中性线N和保护和保护线线PE是分开的，所有设是分开的，所有设备的金属外壳均与公共备的金属外壳均与公共PE线相连。正常时线相连。正常时PE上无电流，因此各设备上无电流，因此各设备不会产生电磁干扰，所不会产生电磁干扰，所以适用于数据处理和精以适用于数据处理和精密检测装置使用。此外，密检测装置使用。此外，N和和PE分开，则当分开，则当N断断线也不影响线也不影响PE线上设备线上设备防触电要求，故安全性防触电要求，故安全性高。缺点是用材料多，高。缺点是用材料多，投资大。在我国应用不投资大。在我国应用不多。多。供电技术供电技术TN-S系统特点系统特点v把工作零线和专用保护线严格分开的系统。把工作零线和专用保护线严格分开的系统。v正常工作时，保护零线上没有电流，只有工正常工作时，保护零线上没有电流，只有工作零线上有不平衡电流。作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，线对地没有电压，电气设备金属外壳接在专用的保护线上，安电气设备金属外壳接在专用的保护线上，安全可靠。全可靠。v工作零线只用作单相负载回路。工作零线只用作单相负载回路。v专用保护线（保护零线）不允许断线。专用保护线（保护零线）不允许断线。vTN-S系统安全可靠，但造价高。系统安全可靠，但造价高。供电技术供电技术TN-C-S系统v这种系统前这种系统前边为边为TN-C系系统，后边为统，后边为TN-S系统系统（或部分为（或部分为TN-S系统）。系统）。它兼有两系统它兼有两系统的优点，适于的优点，适于配电系统末端配电系统末端环境较差或有环境较差或有数据处理设备数据处理设备的场所。的场所。