第一章-接地的基本原理2..优秀PPT.ppt

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1、1.4接触电压和跨步电压R0 人体的阻抗人体的阻抗Rb 地板地板/脚部电阻脚部电阻RE 可可触触及及的的主主动动导导电电部部件件的接地电阻的接地电阻If 故障电流故障电流Ut 接触电压接触电压Us 地板地板/脚部电阻上的电压降脚部电阻上的电压降Uf 故障电压故障电压Uf=Ut+Us=If RE（地板材料放置在适当的（地板材料放置在适当的地板上地板上）1.4.1接触电势与接触电压在地表面离设备水平距离为0.8米处与沿设备外壳（可触及的主动导电部件）可触及的主动导电部件）离地面高度为1.8米处两点的电位差，称为接触电势接触电势人体接触这两点时所承受的电压叫人体接触这两点时所承受的电压叫接触电压接触

2、电压如图：rA为人脚站立点离半球形接地极球心的距离r0为半球形接地极球心的半径或者I0为流过人体的电流，Rb为一只脚与地面的接触电阻由接地电流引起大地电位上升 当接地电流流入接地电极，其旁边的大地的电位分布亦变更。在平安上重要的是地表面的电位。如x点的电位为Vx：(以无限远方为基准)在Vx式中如取xr，便得出半球状电极自身的电位v，即1.4.2跨步电势与跨步电压 由图124知道，大地电位以与离接地电极的距离成反比例下降。中心的平坦部分是存在接地电极的部分。如人在地面以跨步（0.8m）立着，两足之间便可能有电压V，把V这个值称为跨步电压。rc和rd是两脚离半球中心的距离或者电位梯度 在接地电极中

3、，可因各种各样的缘由有接地电流流人，如室外的输配电线可能有雷击电流流入，如是在室内电气设备接着的接地电极上，在发生接地事故时便有故障电流流入。偶然在接地电极上有接地电流流入之际，担忧在接地电极旁边立着的人会因跨步电压触电。这里，比电位更重要的是 电位梯度，它可把电位微分求得：由上式知道，电位梯度与离电极的距离x的平方成反比，即电位梯度在靠近电极的地方最大，随离电极距离增大而急速降低。平安的区域每0.8m跨步电压不应大于50V。跨步电压触电示意图1.4.4人身触电事故分析一、人身触电的危害 1.电流对人体的损害电流的热效应能使触电者烧伤甚至造成局部机体炭化；电流的化学效应能引起人体内部组织发生电

4、解作用，严峻的会造成人体机能失常；电流对人体生理性质的损害。由于电流的猛烈刺激使人体内部组织机能受到破坏引起心室抖动或呼吸停止使触电者因大脑缺氧快速死亡。2.人体对电流的反应(1)感知电流 使人体有感觉的最小电流 男性约为1.1mA，女性约为0.7mA；(2)摆脱电流 工频摆脱电流，成年男性约为16mA以下，女性约为10mA以下（3)致命电流(室颤电流)致命电流又称之为心室抖动最小电流，工频电流为30mA3电流对人体损害程度的几个因素 触电时对人体的损害程度与电流的大小、触电持续时间、电源的频率、电压的高低、电流通过人体的途径以及人体的健康状况有关(1)电流大小的影响通过人体的电流越大，人体的

5、生理反应越明显引起心室抖动的所需时间越短，致命危急就越大。当通过人体电流超过50mA时就有致命危急，当工频100mA的电流通过人体时，可很快使人致命。(2)触电持续时间的影响 触电持续时间越长危急性越大其缘由是：1)电流通过人体时间越长，由于电流对人体的发热和电解作用。使人体电阻渐渐减小，在电源电压确定的状况厂，会使电流增人。对人体组织的破坏越加厉害。2)人体心脏每收缩和扩张一次中间约有0.1s的间隙在这0.1s特定时间内心脏对电流最为敏感，在这特定时间内电流通过心脏即使较小的电流也可能引起心室抖动 因此当触电时间超过1s，则必定与心脏的敏感期重合。心室抖动电流与电流的持续时间的关系可用下式表

6、示：当t1s时，I50mA；当t1s时，It=50mAs (该式所允许的时间范围是0.1-5s）以能量为允许限度的心室抖动电流与电流的持续时间的关系：It=0.0135(3)电流频率对人体的影响电流的频率对触电的损害程度有干脆影响25-300Hz的沟通电对人体的损害程度最大、当低于或高于以上频率范围时它的损害程度就会显著减轻。对于直流电来讲它的损害程度要远比工频沟通电小。人体对直流电的极限忍耐电流值约为100mA。(4)电压高、低对人体的影响 人体触电电压越高通过人体的电流越大危急就越大。由于通过人体电流与作用于人体上的电压并非线性关系。随着作用于人体上电压得上升人体电阻急剧下降，致使电流快速

7、增加，从而对人体的损害更为严峻。1000V以上的高电压触电还能伴随弧光烧伤、击穿甚至引起心肌纤维断裂，因此后果更为严峻。IEC规定平安电压为50V。25V以上考虑实行防电击措施。（5)电流途径的影响电流通过心脏、呼吸系统和中枢神经时危害性最大。实践证明。人身触电从左手到脚是最危急的电流途径因为在这种状况下电流通过心脏、肺部、脊椎等重要器官会造成心室抖动、呼吸停止和截瘫等。另外电流通过头部也是较危急的途径因为电流通过头部会号致昏迷并有可能造成脑损伤，使人不醒而死亡、接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值(6)人体电阻、健康状况的影响 人体电阻因人而异，一般为几百到一千多欧姆人体的健康状

8、况和精神状态正常与否对于触电后果有确定的影响假如有心脏病、神经系统疾病、结核病、或醉酒的人因触电损害的程度要比正常人严峻。另外性别和年龄的不同对触电后果也有不同的程度女性较男性敏感小孩遭遇电击较成人危急。1.4.5防接触电压和跨步电压触电措施降低接地电阻改善地面电位分布提高地表层电阻率（例如：建筑物防雷设计规范第4.3.5条：防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m。当小于3m时应实行下列措施之一：水平接地体局部深埋不应小于1m;水平接地体局部应包绝缘物,可接受5080mm厚的沥青层;接受沥青碎石地面或在接地体上面敷设5080mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体2m。）1.5接地参

9、数的数值计算方法（简介）1.5.1综述接地参数的计算为设计地网供应理论依据，减小设计的盲目性，在保证人员和设备平安的条件下，做到投资小、效率高。1.接地参数的近似计算主要近似处理方法：将接地极几何形态做某些变更以便于进行数学分析 假设电流在接地极上匀整分布（1）工频接地电阻的计算1）考虑到屏蔽效应的各种水平接地极的接地电阻 不适用于大型接地网2）圆板公式的变形和和环状地线接地公式（D为等值直径d为埋深）由由圆板电极接地公式近似得：地网接地公式为r为等值半径，为等值半径，L为买地导体的总长为买地导体的总长度，略去了埋深的影响，偏大。度，略去了埋深的影响，偏大。3）我国现行接地规程接地电阻计算公式

10、利用圆板和圆环电极的接地电阻公式用线性內插法求得式中：S接地网总面积 L-接地体总长度，包括垂干脆地体在内 d-水平接地体的直径或等值直径 h-水平接地体埋设深度(2)跨步电势step;接触电势Etouch或网孔电势Emesh的计算(IEEE方法)存在问题:2.接地参数的数值计算略1.6接地和接零爱护一、基本概念1)工作接地 依据电力系统远行的须要而进行的接地(例如变压器中性点接地)称为工作接地。2)爱护接地 将电气设备正常运行状况下不带电的金属外壳和架构，通过接地装置与土壤连接，它是用来防护间接触电的。因此，称作爱护接地。3)爱护接零 将电气设备正常远行状况不不带电的金属外壳和架构与配电系统

11、的零线干脆进行电气连接。也是用来防护间接触电的，因此，称作爱护接零。试验证明，在离开短路接地故障点20m以外的地方，电位趋近于零、我们把这零电位的地方称为电气上的地”。二、配电系统的爱护接地形式 依据GB90892的规定,配电系统接地型式共有TN、TT及IT三种 电源变压器的中性点干脆接地 可触及的导电部件与一般PEN导体相连接 在全系统内N线和PE线是合一的 图 2.TN-C 系统 图 14.5 TN-C 系统 TN-S 系统 中性点干脆接地，可触及的导电部件与PE导体相连接，在全系统内N线和PE线是分开的 TN-C-S系统系统 电源变压器的中性点干脆接地 可触及的导电部件与PEN导体相连接

12、，并且部分与爱护PE导体相连接 在全系统内，仅在电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的，电源进线点后即分开为两根线 TT系统 电源变压器的中性点干脆接地 可触及的导电部件与单设的装置接地系统（与电源系统接地不相关）相连接 IT系统 电源变压器的中性点不接地或电源的一点经高阻抗接地（例如1000）。可触及的导电部件接地三、爱护接地1爱护接地的应用范围 高、低压不接地电网（三相三线制）和部分低压中性点接地电网的金属外壳、架构、支架、框架等金属部分2.爱护接地的作用只要爱护接地电阻（规定不大于4欧）远远小于人体电阻就能保证接触电压低于平安电压四、爱护接零1.爱护接零的应用范围中性点干脆接地的三相四

13、线制(TNC)和三相五线制(TNS)低压配电系统。2.爱护接零的作用发生故障时短路电流很大。促使线路上的爱护装置快速动作切断故障设备的电源。!中性线应在规定地点接受重复接地。沟通工作接地电阻不应大于4欧，重复接地电阻不应大于10欧重复接地 低压供电系统接受接零爱护时，陈电源变压器的中性点必需进行工作接地外，还必需做重复接地。所谓重复接地系指在中性线(应为PEN线)上的一处或多处通过接地体再次与大地做良好的金属联结。重复接地的接地电阻值不应大于10欧姆。重复接地作用：(1)降低漏电设备外壳的对地电压 没有重复接地和有重复接地时，中性线断线时的状况如图88所示。没有重复接地时，漏电设备外壳对地电压

14、等于单相短路电流I k在中性线部分产生的电压降，它近似等于相电压。有重复接地后，漏电设备外壳对地电压仅为相电压的一部分。(2)减轻中性线断线时的触电危急中性线上有重复接地后一旦出现中性线断线时、接在断线点后面的全部电气设备的金属外壳的对地电压，仅为相电压的一部分。当有人触及电气设备外壳时，虽然还有危急，但是危急程度已大大降低。(3)减轻或消退三相负荷严峻不平衡时中性线上可能出现的对地电压，原规程规定，由于三相负荷不平衡造成的中性线电流一般不允许超过线电流的25。但是当中性线断线时引起的中性点位移，将导致三相电压不平衡，造成三相电流的不平衡，从而使得中性线电位上升即呈现出危急的对地电压。假如有了重复接地，将给三相不平衡电流供应一条通路。因此，可以减轻或消退中性线断线时，在中性线上可能出现的危急电压。