电工培训——防触电技术

1、第三章 防触电技术 掌握绝缘、屏护、间距等防止直接电击的措施；掌握绝缘、屏护、间距等防止直接电击的措施； 掌握保护接地、保护接零、加强绝缘等防止间接电击的措掌握保护接地、保护接零、加强绝缘等防止间接电击的措 施；施； 掌握双重绝缘、安全电压等防止电击的措施；掌握双重绝缘、安全电压等防止电击的措施； 第一节第一节 绝缘、屏护和安全距离绝缘、屏护和安全距离 1、绝缘防护的作用 使用绝缘材料将带电导体封护或隔离起来，使电气设备及线路能正常工 作，防止人身触电事故的发生。 2、常用绝缘材料 电工技术上将电阻率在1000Mm以上的材料称为绝缘材料。 绝缘材料按形态分为气体、液体、固体绝缘材料；按化学性质

2、可分为无 机、有机和混合绝缘材料。 常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化碳、六氟化硫等。 液体绝缘材料有变压器油、电容器油、电缆油、硅油、蓖麻油等。 固体绝缘材料使用最广泛。 绝缘性能包括电气性能、机械性能、热性能、吸潮性能、化学稳定性以及 抗生物性等。 电气性能是绝缘材料的主要性能。引起绝缘电气性能过早恶化和破坏的原 因主要有： （1）产品制造质量低劣；（2）在搬运、安装、使用及检修过程中受到机 械损伤；（3）由于设计、安装、使用不当，绝缘材料与其工作条件不相适应。 耐热性能是绝缘材料的重要性能之一。绝缘材料温度升高后，其绝缘性能 将下降。绝缘材料容许的极限工作温度称为耐热等级。绝缘材料的

3、耐热等级与 极限工作温度见下表。 绝缘材料的耐热等级与极限工作温度绝缘材料的耐热等级与极限工作温度 级 别极限工作温度() Y 90 A105 E120 B130 F 155 H180 C180以上 3、预防电气设备绝缘事故的措施 （1）不使用质量不合格的电气产品； （2）搬运、安装、运行和维修中避免绝缘受机械损伤、受潮、脏污； （3）按规程和规范安装； （4）按工作环境和使用条件正确选用电气设备； （5）按照技术参数使用电气设备； （6）正确选用绝缘材料； （7）按规定周期和项目对电气设备进行绝缘预防性试验，对有绝缘缺 陷的设备及时进行处理； （8）改善绝缘结构； 4、绝缘破坏 击穿：绝缘物

4、在强电场的作用下被破坏，丧失绝缘性能。击穿：绝缘物在强电场的作用下被破坏，丧失绝缘性能。 5、绝缘电阻、绝缘电阻 是最基本的绝缘性能指标。是最基本的绝缘性能指标。 如：新装和大修后的低压线路和设备，要求绝缘电阻不低于如：新装和大修后的低压线路和设备，要求绝缘电阻不低于0.5兆欧。兆欧。 二、二、 屏护屏护 屏护就是用防护装置将带电部位、场所或范围隔离开来。其作用主要有： （1）防止工作人员意外碰触或过分接近带电体；（2）作为检修部位与带电 体的距离小于安全距离时的隔离措施；（3）保护电气设备不受机械损伤。 常用的屏护装置有遮拦、护罩、护盖、围墙等。 一、遮拦 用于室内高压配电装置，宜做成网状，

5、金属遮拦必须妥善接地并加锁。 二、栅拦 用于室内、室外配电装置，金属制作的栅拦应妥善接地。 三、围墙 室外落地安装的变配电设施应有完好的围墙。 四、保护网 保护网分为铁丝网和铁板网两种。 屏护装置应符合间距的要求及有关规定，并根据需要配以明显标志，以引 起人们的注意。要求较高的屏护装置还应装设信号指示和连锁装置。所有的屏 护装置应符合防火、防风要求并具有足够的机械力学强度。 三、三、 安全距离安全距离 安全距离又称间距，是指为防止发生事故或短路故障而规定的带电体之 间、带电体与地面之间、带电体与其他设施之间、工作人员与带电体之间必 须保持的最小距离或最小空气间隙。安全距离的大小取决于电压的高低

6、、设安全距离的大小取决于电压的高低、设 备的类型和安装方式等，并在规程中作出明确规定。备的类型和安装方式等，并在规程中作出明确规定。 一、线路间距 架空线路导线与地面或水面的距离不应低于下表所列的数值。 导线与地面或水面的最小距离导线与地面或水面的最小距离（m） 线路经过地区线路经过地区 线路电压（线路电压（kV） 1以下以下1035 居民区居民区 非居民区非居民区 交通困难地区交通困难地区 不能通航或浮运的河、湖冬季水面（或冰面）不能通航或浮运的河、湖冬季水面（或冰面） 不能通航或浮运的河、湖最高水面（不能通航或浮运的河、湖最高水面（50年一遇的洪水年一遇的洪水 水面）水面） 6 5 4 5

7、 3 65 55 45 5 3 7 6 5 55 3 架空线路应避免跨越建筑物，架空线路不应跨越燃烧材料作屋顶的建筑 物。架空线路必须跨越建筑物时，应与有关部门协商并取得有关部门的同意。 架空线路与建筑物的距离不应低于下表所列的数值。 导线与建筑物的最小距离导线与建筑物的最小距离（m） 线路电压（线路电压（kV）1以下以下1035 垂直距离垂直距离253040 水平距离水平距离101530 架空线路导线与街道或厂区树木的距离不应低于下表所列的数值。 导线与树木的最小距离导线与树木的最小距离（m） 线路电压（线路电压（kVkV）1以下以下1035 垂直距离垂直距离101530 水平距离水平距离1

8、020 35 架空线路应与有爆炸危险的厂房和有火灾危险的厂房保持必要的防火间 距，与铁道、道路、管道、索道及其它架空线路之间的距离应符合有关规程 的规定。 几种线路同杆架设时应取得有关部门同意，并应符合下列要求： 1电力线路在通讯线路上方，高压线路在低压线路上方。 2通讯线路与低压线路之间的距离不得小于15m；低压线路之间不 得小于06m；低压线路与10kV高压线路之间不得小于12m；l0kV高压线 路与10kV高压线路之间不得小于08m。 10kV接户线对地距离不应小于40m；低压接户线对地距离不应小于 25m；低压接户线跨越通车街道时，对地距离不应小于6m；跨越通车困难 的街道或人行道时，

9、不应小于35m。 直接埋地电缆埋设深度不应小于07m。 二、设备间距 变配电设备各项安全距离一般不应小于下表所列的数值。 变配电设备的最小允许距离变配电设备的最小允许距离（mm） 额定电压（额定电压（kVkV）1以下以下136l0203560 不同相带电部分不同相带电部分 之间及带电部分之间及带电部分 与接地部分之间与接地部分之间 户外户外75200200200300400500 户内户内2075100125180300550 带电部分至板状带电部分至板状 遮栏遮栏 户外户外 户内户内50105130155210330580 带电部分至网状带电部分至网状 遮栏遮栏 户外户外1753003003

10、00400500700 户内户内100175200225280400650 带电部分至栅栏带电部分至栅栏 户外户外82595095095010501 1501350 户内户内80082585087593010501300 无遮栏裸导体至无遮栏裸导体至 地面地面 户外户外2500270027002700280029003 100 户内户内2500250025002500250026002850 需要不同时停需要不同时停 电检修的无遮栏电检修的无遮栏 裸导体之间裸导体之间 户外户外2000220022002200230024002600 户内户内18751875190019251980210023

11、50 室内安装的变压器，其外廓与变压器室四壁应留有适当距离。变压器外 廓至后壁及侧壁的距离，容量l000kVA及以下者不应小于06m，容量 1250kVA及以上者不应小于08m；变压器外廓至门的距离，分别不应小于 08m和10m。 配电装置的布置，应考虑设备搬运、检修、操作和试验方便 。为了工作 人员的安全，配电装置需保持必要的安全通道。 低压配电装置正面通道的宽度，单列布置时不应小于15m；双列布置时 不应小于2m。 低压配电装置背面通道应符合以下要求： 1宽度一般不应小于lm，有困难时可减为08m。 2通道内高度低于23m无遮栏的裸导电部分与对面墙或设备的距离不 应小于lm；与对面其它裸导

12、电部分的距离不应小于15m。 3通道上方裸导电部分的高度低于23m时，应加遮护，遮护后的通道 高度不应低于19m。 配电装置长度超过6m时，屏后应有两个通向本室或其它房间的出口，且 其间距离不应超过15m。 室内吊灯灯具高度一般应大于25m；受条件限制时可减为22m；如果 还要降低，应采取适当安全措施。当灯具在桌面上方或其它人碰不到的地方时， 高度可减为15m。户外照明灯具一般不应低于3m；墙上灯具高度允许减为 25m。 三、检修间距 在检修工作中，为了防止人体及其所携带工具触及或接近带电体，必 须保证足够的检修间距。 在低压工作中，人体或其所携带工具与带电体的距离不应小于01m。 在高压无遮

13、栏操作中，人体或其所携带工具与带电体之间的最小距离， 10kV及以下者不应小于07m；2035kV者不应小于10m。用绝缘杆操 作时，上述距离分别可减为04m和06m。不能满足上述距离时，应装设 临时遮栏。 在线路上工作时，人体或其所携带工具与临近线路带电导线的最小距 离，10kV以下者不应小于10m；35kV者不应小于25m。 一、双重绝缘结构 双重绝缘 加强绝缘 工作绝缘 保护绝缘 二、二、 安全电压安全电压 从保护人身安全的意义来说，我们把人头持续接触而不会使人直接致死 或致残的电压叫做安全电压。 安全电压是为防止触电事故而采用的特定电源供电的电压系列，其涵义 有三：（1）采用安全电压可

14、以防止触电事故；（2）安全电压必须由特定的 电源供电；（3）安全电压有一系列的数值，各适用于一定的用电环境。 1、安全电压值 安全电压值Us的规定是以通过人体的电流Is（不超过安全电流30mA）与 人体电阻Rb的乘积为依据的。即 Us = Is Rb。 理论上安全电压不是确定值，但我们能在一定条件下对安全电压的上限值 作出规定： 人体在状态正常、手脚皮肤干燥的情况下，在接触电压有较大危险性场 所，可取安全电流 Is =30mA，人体电阻Rb=1700，相应工频安全电压上限值 为 Us = Is Rb= 30mA170050V。 2、安全电压的选用 我国规定工频有效值的额定值有42V、36V、2

15、4V、12V和6V。特别危险环 境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压；有电击危险环境中使用的手持 照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压；金属容器内、特别潮湿处等 特别危险环境中使用的手持照明灯应采用12V安全电压；水下作业等场所应采 用6V安全电压。当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采取直接接触电击 的防护措施。 安全变压器接线图安全变压器接线图 3、安全电压的取得 为了确保人身安全，提供安全电压的电源必须符合下列条件： （1）安全电压必须由双绕组变压器降压获得，而不能由自耦变压器或分 压器获得。 （2）工作在安全电压下的电路，必须与其他电路系统和任何无关的可导 电部分实

16、行电气上的隔离。 （3）当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采取防止直接接触带电 体的保护措施。 （4）安全变压器的铁芯和外壳均应接地，以防止一、二次侧绕组间绝缘 击穿时高压窜入低压回路引起触电事故；此外，还应在高低压回路中装设 熔断器做短路保护。安全变压器的接线如下图所示。 L N FU FU FU FU 220V36V 电气隔离原理图电气隔离原理图 4、电气隔离 电气隔离是采用电压比为1：1，即一次边、二次边电压相等的隔离变压 器实现工作回路与其他电气回路电器上的隔离。 A、电气隔离安全原理 电气隔离安全实质是 将接地的电网转换成一范 围很小的不接地电网。原 理如右图所示 。 在正常时

17、情况下，图 中a、b两人的遭遇是大不 相同的。由于N线（或PEN 线）是直接接地的，流经 a的电流将沿系统的工作 接地和重复接地成回路， a的危险性很大；而流经b 的电流只能沿绝缘电阻和 分布电容构成回路，电击 危险性可以得到控制。 N L 注意！太注意！太 危险了危险了 对比之下，对比之下， 还是我比较还是我比较 安全啊！安全啊！ a b B、电气隔离的安全条件 应用电气隔离须满足以下安全条件： （1）隔离变压器必须具有加强绝缘的结构，其温升和绝缘电阻应符合 要求。 （2）最大容量单相变压器不得超过25kVA、三相变压器不得超过 40kVA；空载输出电压交流不应超过l000V、脉动直流不应超

18、过1000 V、负载 时电压降低一般不得超过额定电压的515。 （3）二次侧绕组必须保持独立。如果变压器的二次侧绕组接地，当有 人在二次侧绕组受单相电击时，电流很容易流经人体和二次侧绕组接地点 构成回路，危险性将会很大，原因可通过电气隔离原理图分析。 （4）二次边线路电压过高或副边线路过长，都会降低回路对地绝缘水 平，增大故障接地的危险，并增大故障接地电流。因此，必须限制电源电 压和二次边线路的长度。按照规定，应保证电源电压U500V、线路长度 L200m、电压与长度的乘积ULl00000Vm。 5、等电位连接 右图中虚线是等电位联结线。 如果没有等电位联结线，当隔离回 路中两台相距较近的设备

19、发生不同 相线的碰壳故障时，这两台设备的 外壳将带有不同的对地电压。如果 有人同时触及这两台设备，则接触 电压为线电压，电击危险性极大。 UV W V U W 等电位连接示意图等电位连接示意图 漏电保护漏电保护 漏电保护是目前人们开发出的较完善的防止触电事故的保护措施。其意 义主要表现在三个方面：1.当人体触及带电体时，能在0.01秒内切断电源， 从而减轻电流对人体的伤害程度；2.电气设备或线路发生漏电或接地故障时， 能在人尚未接触之前就把电源切断；3.可以防止漏电引起的火灾事故。 一、漏电保护器的类型 1.按反映信号的种类分，漏电保护器主要有电压型和电流型两大类。 2.按执行机构分有机械脱扣

20、器和电磁脱扣器两种。 3.按极数可分为单极二线、两极、两极三线、三极、三极四线、四极。 二、漏电保护器的主要技术参数 1.脱扣器额定电流 在规定的条件下，漏电保护器正常工作所允许长期通过的最大电流值。 2.额定漏电动作电流 制造厂规定的漏电保护器必须动作的漏电动作电流值。 3.漏电动作时间 保护器检测元件从实加漏电动作电流起，到被保护电路切断为止的时间。 三、电流型漏电保护器的工作原理 电流型漏电保护器主要由零序电流互感器、输入电路、放大电路、执 行电路以及整流电源五部分组成。具体分析见下图。 I KM KM KM KA R2 R3 C1 C2 R3 R6 L2 SA V3V4R4 R5 I

21、V5 KA V6 C3 V7 电子放大式漏电保护器原理图 正常情况： 零序电流互感器一次侧无零序电流二次侧L2无感生电动势V1输入电压为 零V1截止V2输入电压为零V2输出截止继电器KA无电流通过KA常闭 触点闭合交流接触器KM处于闭合状态，电路正常运行。 当发生人触电或线路漏电情况： 零序电流互感器一次侧有零序电流二次侧L2感生电动势二次侧L2与电容 器C2产生电谐振V1有输入电压V1导通V2基极电位下降V2正向偏置， V2导通执行继电器KA有电流通过并动作KA常闭触点打开交流接触器KM 主触头断开，切断电源。 四、漏电保护方式 电流型漏电保护器的保护方式通常有以下四种： 1全网总保护 三种

22、安装方式，即安装在电源中性点接地线上 、总电源上、 引出支路。 2对于移动式电力设备，临时用电设备和用电的家庭，应安装末级保护。 3. 较大低压电网应多级保护。 4. 对于保护器动作切断电源会造成事故或重大经济损失的用户，其低压电 网的漏电保护可由用户申请，经供电企业批准，而采取漏电报警方式。 。 五、漏电保护装置的选用、安装使用及运行维护 1漏电保护装置选用漏电保护装置选用 （l）漏电保护器设置的场所 （2）漏电保护装置的动作电流数值选择 （3）根据安装地点的实际情况 2 2漏电保护装置安装使用漏电保护装置安装使用 3 3漏电保护装置运行维护漏电保护装置运行维护 （l）漏电保护器投入运行后，

23、应每年对保护系统进行一次普查。 （2）电工每月至少对保护器用试跳器试验一次，每当雷击或其他 原因使保护动作后，应作一次试验。 （3 3）保护器动作后，若经检查未发现事故点，允许试送电一次。 如果再次动作，应查明原因，找出故障，不得连续强送电。 （4）严禁私自撤除保护器或强迫送电。 （5）漏电保护器故障后要及时更换，并由专业人员修理。 第一节第一节 接地与保护接地的概念接地与保护接地的概念 一、接地与接地的方式一、接地与接地的方式 什么是接地？什么是接地？ 出于不同的目的，将电气装置中某一部位经接地线和接地体与大出于不同的目的，将电气装置中某一部位经接地线和接地体与大 地做良好的电气连接，称为接

24、地。地做良好的电气连接，称为接地。 接地有哪些类型？接地有哪些类型？ 根据接地的目的不同，分为工作接地和保护接地。工作接地是指根据接地的目的不同，分为工作接地和保护接地。工作接地是指 为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地，如变压器中性点直接为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地，如变压器中性点直接 接地等；保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接接地等；保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接 地，如将电气设备的金属外壳接地等。地，如将电气设备的金属外壳接地等。 我国电力系统中性点接地方式主要有哪几种？我国电力系统中性点接地方式主要有哪几种？ （1）中性点不接地系

25、统）中性点不接地系统适用适用360KV系统；系统； （2）中性点经消弧线圈接地系统）中性点经消弧线圈接地系统适用适用360KV系统，可系统，可 避免电弧过电压的产生；避免电弧过电压的产生； （3）中性点直接接地系统）中性点直接接地系统适用适用110KV以上及以上及380KV以下以下 低压系统；低压系统； 二、名词解释二、名词解释 1. 1. 中性线中性线 N引自电源中性点的导线。其功能有：用来通过单相引自电源中性点的导线。其功能有：用来通过单相 负载工作电流；用来通过三相电路中的不平衡电流；使不平衡三相负载工作电流；用来通过三相电路中的不平衡电流；使不平衡三相 负载上的电压均等；与设备外壳相连

26、，防止人体间接触电。负载上的电压均等；与设备外壳相连，防止人体间接触电。 2. 2. 保护线保护线 PE以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外 壳、接地母线、接地端子、接地极、接地金属部件等作电气连接的壳、接地母线、接地端子、接地极、接地金属部件等作电气连接的 导线或导体。导线或导体。 3. 3. 保护零线保护零线 PEN当零线与保护线当零线与保护线PE共为一体，同时具有零线共为一体，同时具有零线 与保护线两种功能的导线。与保护线两种功能的导线。 4. 4. IT系统系统指电源中性点不接地（或经阻抗指电源中性点不接地（或经阻抗1000欧姆接地），欧

27、姆接地）， 而电气设备的金属外壳经各自的保护线而电气设备的金属外壳经各自的保护线PE线直接接地的三相三线制线直接接地的三相三线制 低压配电系统。低压配电系统。 5. 5. TT系统系统指电源中性点直接接地，而电气设备的外露可导电指电源中性点直接接地，而电气设备的外露可导电 部分经各自的部分经各自的PE线直接接地的三相四线制低压配电系统。线直接接地的三相四线制低压配电系统。 o 第二节第二节 保护接地保护接地 工作接地电阻工作接地电阻R0 在中性点直接接地的电力系统中发生碰壳故障在中性点直接接地的电力系统中发生碰壳故障 一、保护接地的原理一、保护接地的原理 1 1. 在中性点直接接地的电网中，电

28、气设备不接地的危险性在中性点直接接地的电网中，电气设备不接地的危险性 如右图所示的中性点直如右图所示的中性点直 接接地的电网中，当没有接接接地的电网中，当没有接 地保护的电气设备绝缘被破地保护的电气设备绝缘被破 坏时，外壳可能带电。坏时，外壳可能带电。 人触及设备外壳，电流人触及设备外壳，电流 流过人体的途径为：设备外流过人体的途径为：设备外 壳壳人身人身接地体接地体流回电流回电 源中性点。源中性点。 设人体电阻设人体电阻RbRb取取17001700，接，接 地电阻地电阻R R0 0=4=4，则流过人体，则流过人体 电流电流 Ib= U相 Rb+R0 =129mA30mA 由上述分析，可知在中

29、性点直接接地的电网中，电气设备一旦发生由上述分析，可知在中性点直接接地的电网中，电气设备一旦发生 碰壳故障，电气设备不接地，人体接触电气设备外壳，则会发生触电事碰壳故障，电气设备不接地，人体接触电气设备外壳，则会发生触电事 故。故。 o 在中性点直接接地的电力系统中发生碰壳故障在中性点直接接地的电力系统中发生碰壳故障 2 2. 在中性点不直接接地的电网中，电气设备不接地的危险性在中性点不直接接地的电网中，电气设备不接地的危险性 如右图所示的中性点不如右图所示的中性点不 接地的电网中，没有接地保接地的电网中，没有接地保 护的电气设备发生碰壳故障。护的电气设备发生碰壳故障。 在中性点不接地的电网在

30、中性点不接地的电网 中，发生碰壳事故时，人触中，发生碰壳事故时，人触 及设备外壳，电流流过人体及设备外壳，电流流过人体 的途径为：的途径为： 设备外壳设备外壳人身人身其他其他 两相线路对地电容两相线路对地电容另外两另外两 相电相电源。相电相电源。 Xc Xc Xc 当线路电压较低，线路当线路电压较低，线路 的对地电容容抗的对地电容容抗Xc较大，流较大，流 过人体的电流很小，对人体过人体的电流很小，对人体 危害不大；危害不大； 但当线路电压较高，但当线路电压较高时，线路对地电容的容抗但当线路电压较高，但当线路电压较高时，线路对地电容的容抗 较小，所有这时流过人体的电流就会较大，对人的危害就会很大

31、。较小，所有这时流过人体的电流就会较大，对人的危害就会很大。 由上可知，不接地的电气在发生碰壳故障时，一旦有人触及其外由上可知，不接地的电气在发生碰壳故障时，一旦有人触及其外 壳，也有可能造成人身触电。壳，也有可能造成人身触电。 o 在在IT系统中发生碰壳故障时保护接地的作用系统中发生碰壳故障时保护接地的作用 3 3. 保护接地在保护接地在IT系统中的作用系统中的作用 如右图所示，当如右图所示，当 电气设备的绝缘损坏电气设备的绝缘损坏 使外壳带电时，接地使外壳带电时，接地 短路电流经接地体和短路电流经接地体和 人体同时流过。人体同时流过。 由于人体的电阻由于人体的电阻 要比接地电阻要比接地电阻

32、RE大数大数 百倍，流经人体的电百倍，流经人体的电 流也比流过接地体的流也比流过接地体的 电流小数百倍。当接电流小数百倍。当接 地电阻极小时，流过地电阻极小时，流过 人体的电流几乎等于人体的电流几乎等于 零。零。 设另外，由于接地电阻很小，接地短路电流流过时，所产生的压设另外，由于接地电阻很小，接地短路电流流过时，所产生的压 降也很小，故外壳对大地的电压也很低，人站在大地上去碰触外壳时，降也很小，故外壳对大地的电压也很低，人站在大地上去碰触外壳时， 人体所承受的电压很低，不会有危险。人体所承受的电压很低，不会有危险。 Z Z Z RE R0 o 中性点直接接地系统采用保护接地的危险中性点直接接

33、地系统采用保护接地的危险 4 4. 保护接地在保护接地在TT系统中的作用系统中的作用 RE R0 Rb Ib U相相=220V IE RE 等效电路等效电路 右图所示为右图所示为TT系统采用系统采用 保护接地极其等效电路。保护接地极其等效电路。 通过等效电路图我们可以通过等效电路图我们可以 看出人体电阻和保护接地电阻看出人体电阻和保护接地电阻 的关系为并联，然后与中性点的关系为并联，然后与中性点 接地电阻串联，一般情况下接地电阻串联，一般情况下 设设RE=R0=4，Rb=1700，在，在 380/220V电网中，利用欧姆定电网中，利用欧姆定 律可以求出，接地故障电流律可以求出，接地故障电流 I

34、E=27.5A，人体承受的电压，人体承受的电压 UE=Ub=110V。流过人体的电。流过人体的电 流流Ib=65mA30mA。 注意，在大多数情况下，注意，在大多数情况下，27.5A的的 故障电流不足以使电路的过流保护装故障电流不足以使电路的过流保护装 置动作，这将使用电设备外壳长期存置动作，这将使用电设备外壳长期存 在在110V的对地电压，这对人体是很不的对地电压，这对人体是很不 安全的。安全的。 保护接地主要应用于中性点不接地或不直接接地的电网中（保护接地主要应用于中性点不接地或不直接接地的电网中（IT系系 统统）。它的工作原理就是并联电路中的小电阻（保护接地电阻）对大。它的工作原理就是并

35、联电路中的小电阻（保护接地电阻）对大 电阻（人体电阻）的强分流作用。因此，接地电阻的数值对于保护的电阻（人体电阻）的强分流作用。因此，接地电阻的数值对于保护的 效果是最至关重要的！效果是最至关重要的！ 结论：结论： 二、保护接地电阻的确定二、保护接地电阻的确定 1. 中性点不接地的中性点不接地的380/220V系统，要求系统，要求RE4；当变压器容量在当变压器容量在 100KVA以下时，可放宽到以下时，可放宽到RE10。 2. 中性点不接地或经消弧线圈接地的高压系统中性点不接地或经消弧线圈接地的高压系统RE10。 3. 中性点直接接地的中性点直接接地的高压高压系统系统（额定电压在（额定电压在1

36、00KV及以上），设备及以上），设备 外壳接地并要求接地电阻不大于外壳接地并要求接地电阻不大于0.5。 中性点直接接地系统采用的保护接零中性点直接接地系统采用的保护接零 o U W V PEN 第三节第三节 保护接零保护接零 一、保护接零原理一、保护接零原理 电气设备正常工作时，零线不带电，由于外壳与电源零线连接，电气设备正常工作时，零线不带电，由于外壳与电源零线连接， 人体触摸设备外壳并没有危险。人体触摸设备外壳并没有危险。 工作接地电阻工作接地电阻R0 当电动机等设备发生当电动机等设备发生 “碰壳碰壳”故障时（见右图），故障时（见右图）， 金属外壳将相线与零线直接金属外壳将相线与零线直接

37、接通，单相接地故障变成单接通，单相接地故障变成单 相短路。相短路。 短路电流的数值足以使短路电流的数值足以使 安装在线路上的熔断器或其安装在线路上的熔断器或其 他过流保护装置动作，从而他过流保护装置动作，从而 切断电源。切断电源。 注意：当设备发生碰注意：当设备发生碰 壳短路到过电流保护装置壳短路到过电流保护装置 动作切断电源的时间间隔动作切断电源的时间间隔 内，触及设备外壳的人体内，触及设备外壳的人体也会承受一定电压，因此有一定的危险性。也会承受一定电压，因此有一定的危险性。 中性点直接接地系统采用的保护接零中性点直接接地系统采用的保护接零 o U W V PEN 工作接地电阻工作接地电阻R

38、0 当设备外壳发生碰壳故障当设备外壳发生碰壳故障 时，在保护装置还没有断电的时，在保护装置还没有断电的 过程中，如果有人接触电气设过程中，如果有人接触电气设 备的外壳，流过人体的电流及备的外壳，流过人体的电流及 加在人体的电压可以通过右图加在人体的电压可以通过右图 的等效电路图求出的等效电路图求出 保护接零电路的等效电路保护接零电路的等效电路 R RNRb R0 U=220V 设人体电阻设人体电阻RN R0(接接 地电阻地电阻)，RbRN（零线电（零线电 阻）时，阻）时，R相线电阻，相线电阻，RN 零线电阻，若相线截面为零线零线电阻，若相线截面为零线 的的2倍，则倍，则RN=2R，利用欧姆，利

39、用欧姆 定律可以求出此时人体承受的定律可以求出此时人体承受的 电压电压Ub=147V。 通过上述分析，我们可以通过上述分析，我们可以 知道，保护接零的有效性在于知道，保护接零的有效性在于 线路的短路保护装置能否在碰线路的短路保护装置能否在碰 壳短路故障发生后灵敏的动作壳短路故障发生后灵敏的动作 迅速切断电源。迅速切断电源。 二、接零保护的三种形式二、接零保护的三种形式 是指电源的中性点接地，负载设备的外露可导电部分通过保护是指电源的中性点接地，负载设备的外露可导电部分通过保护 线连接到此接地点的低压配电系统线连接到此接地点的低压配电系统。“T”表示电源中性点直接接地表示电源中性点直接接地， “

40、N”表示电气设备金属外壳接零。根据零线表示电气设备金属外壳接零。根据零线N和保护线和保护线PE不同的安不同的安 排方式，排方式，TN系统可分为三种形式。系统可分为三种形式。 什么是什么是TN系统？系统？ 1. TNC系统系统 这种系统的零线这种系统的零线N和保和保 护线护线 PE 合为一根保护零线合为一根保护零线 PEN。所有设备的外露可导所有设备的外露可导 电部分均与电部分均与PEN连接，如右连接，如右 图所示。图所示。 三相负载三相负载单相负载单相负载 优点：投资较省，节约导线。优点：投资较省，节约导线。 TNC 低压配电系统低压配电系统 U V W PEN 三相负载三相负载单相负载单相负

41、载 当当PEN线断线时，在断线点线断线时，在断线点 P以后的设备外壳上，由于负载以后的设备外壳上，由于负载 中性点偏移，可能出现危险电压。中性点偏移，可能出现危险电压。 断线点后面所有接零设备外壳上将出现危险电压 缺点：缺点： 更为严重的是，若断线点后更为严重的是，若断线点后 某一设备发生碰壳故障，开关某一设备发生碰壳故障，开关 保护装置不会动作，致使断线保护装置不会动作，致使断线 点后所有采用保护接零的设备点后所有采用保护接零的设备 外壳上都将长时间带有相电压。外壳上都将长时间带有相电压。 （如右图）（如右图） U V W PEN 2. TNS系统系统 TNS系统的零线系统的零线N和保和保

42、护线护线 PE 是分开设置的是分开设置的，所，所 有设备的外壳只与公共的有设备的外壳只与公共的PE 线相连，如右图所示。线相连，如右图所示。 三相负载三相负载单相负载单相负载 TNS 低压配电系统低压配电系统 U V W N PEN 在在TNS系统中，零线系统中，零线N 的作用仅仅是用来通过单相的作用仅仅是用来通过单相 负载的电流和三相不平衡电负载的电流和三相不平衡电 流，所以称作工作零线，对流，所以称作工作零线，对 人体触电起保护作用的是人体触电起保护作用的是PE 线，所以称为保护零线。线，所以称为保护零线。 由于由于N线线和和PE线作用不同，功能各异，所以自电源中性点之后，线作用不同，功能

43、各异，所以自电源中性点之后， N线和线和PE线之间以及对地之间均需加以绝缘。线之间以及对地之间均需加以绝缘。 TNS系统的优点：系统的优点： （1）一旦）一旦N线断开，只影响用电设备的正常工作，不会导致在断线断开，只影响用电设备的正常工作，不会导致在断 线点后的设备外壳上出现危险电压；（线点后的设备外壳上出现危险电压；（2）即使负载电流在零线上产）即使负载电流在零线上产 生较大的电位差，与生较大的电位差，与PE线相连设备外壳上仍能保持零电位，不会出现线相连设备外壳上仍能保持零电位，不会出现 危险电压；（危险电压；（3）由于）由于PE线在正常情况下没有电流通过，因此在用电线在正常情况下没有电流通

44、过，因此在用电 设备之间不会产生电磁干扰。设备之间不会产生电磁干扰。 TNS系统的优点：系统的优点： 消耗导电材料多，投资大，适于环境较差，对安全可靠性要求较消耗导电材料多，投资大，适于环境较差，对安全可靠性要求较 高以及设备对电磁干扰要求较严。高以及设备对电磁干扰要求较严。 3. TNCS系统系统 三相负载三相负载单相负载单相负载 TNCS 低压配电系统低压配电系统 U V W N PE TNCS系统是指配电系统的系统是指配电系统的 前面是前面是TNC系统，后面是系统，后面是 TNS系统，兼有两者的优点，保护性能介于两者之间。常用于配系统，兼有两者的优点，保护性能介于两者之间。常用于配 电系

45、统末端环境条件较差或有数据处理设备的场所。如下图所示。电系统末端环境条件较差或有数据处理设备的场所。如下图所示。 零线电阻零线电阻 PEN RN 三、重复接地三、重复接地 重复接地是指在重复接地是指在TN系统中，除了对系统中，除了对电源的中性点工作接地外，电源的中性点工作接地外， 还在一定得处所把还在一定得处所把PE线或线或PEN线再进行接地。如下图所示。线再进行接地。如下图所示。 1. 重复接地的作用重复接地的作用 （1）TN线路完整时，重复线路完整时，重复 接地可以降低碰壳故障时所有接地可以降低碰壳故障时所有 被保护设备金属外壳的对地电被保护设备金属外壳的对地电 压，减轻开关保护装置动作之

46、压，减轻开关保护装置动作之 前触电的危险性。前触电的危险性。 （2）在）在PEN线断线的情况线断线的情况 下，重复接地可以降低断线点下，重复接地可以降低断线点 后面碰壳故障时后面碰壳故障时PE线的对地电线的对地电 压，减轻触电事故的严重程度。压，减轻触电事故的严重程度。 （3）缩短了漏电故障的持续时间。）缩短了漏电故障的持续时间。 （4）改善架空线路的防雷性能。）改善架空线路的防雷性能。 （5）等效降低了工作接地电阻，降低了三相负载不平衡时零线）等效降低了工作接地电阻，降低了三相负载不平衡时零线 的对地电压。的对地电压。 （6）在零线断线时起一定的平衡各相电压的作用；降低高压窜）在零线断线时起

47、一定的平衡各相电压的作用；降低高压窜 入低压电网的对地电压。入低压电网的对地电压。 o U W V R0 重复接地的作用重复接地的作用 R1R2 PEN 四、采用保护接零的注意事项四、采用保护接零的注意事项 （1）在由同一台变压器供）在由同一台变压器供 电的系统中，不宜将一部分设电的系统中，不宜将一部分设 备保护接地而另一部分设备保备保护接地而另一部分设备保 护接零。即在同一系统中不宜护接零。即在同一系统中不宜 保护接地和保护接零混用。保护接地和保护接零混用。 如如 右图所示右图所示 （2）接零保护的系统，其）接零保护的系统，其 工作接地装置必须可靠，接地工作接地装置必须可靠，接地 电阻值必须

48、符合要求。电阻值必须符合要求。 （3）接零保护必须有灵敏可靠的保护装置配合。）接零保护必须有灵敏可靠的保护装置配合。 o R0 保护接地与保护接零混用的危险保护接地与保护接零混用的危险 U W V RE 五、重复接地的要求五、重复接地的要求 按照有关技术文件规定，按照有关技术文件规定，TN系统的保护线或保护零线必须在以下系统的保护线或保护零线必须在以下 处所装设重复接地。处所装设重复接地。 （1）当工作接地电阻不超过）当工作接地电阻不超过4时，每处重复接地电阻不得超过时，每处重复接地电阻不得超过 1010； （2 2）当允许工作接地电阻不超过）当允许工作接地电阻不超过1010时，允许重复接地电

49、阻不超过时，允许重复接地电阻不超过 3030，但重复接地点不得少于，但重复接地点不得少于3 3处处。 （1）架空线路干线和长度超过）架空线路干线和长度超过200m的分支线终端及沿线路每的分支线终端及沿线路每100m处；处； （2）线路引入车间及大型建筑物的第一面配电装置处；）线路引入车间及大型建筑物的第一面配电装置处； （3）采用金属管配线时，金属管与保护零线连接后作重复接地；）采用金属管配线时，金属管与保护零线连接后作重复接地； （4）同杆架设的高低压架空线路的共同敷设段的两端。）同杆架设的高低压架空线路的共同敷设段的两端。 对重复接地电阻的要求：对重复接地电阻的要求： 第四节第四节 接地装

50、置接地装置 接地装置由接地体和接地线组成。接地体是埋入地中并直接与大接地装置由接地体和接地线组成。接地体是埋入地中并直接与大 地土壤接触的金属导体；接地线是指将电气设备需要接地的部分与接地土壤接触的金属导体；接地线是指将电气设备需要接地的部分与接 地体连接起来的金属导线。地体连接起来的金属导线。 一、接地体一、接地体 接地体分为自然接地体和人工接地体两种。接地体分为自然接地体和人工接地体两种。 1.1.自然自然接地体接地体 接地体是兼做接地体而埋入地下的金属管道、金属结构、钢筋混接地体是兼做接地体而埋入地下的金属管道、金属结构、钢筋混 凝土地基等物体。凝土地基等物体。 利用自然接地体时应注意的

51、问题：利用自然接地体时应注意的问题： （1 1）自然）自然接地体至少应有两根引出线与接地干线相连。接地体至少应有两根引出线与接地干线相连。 （2 2）不得在地下利用裸铝导体作为接地体）不得在地下利用裸铝导体作为接地体。 （3 3）利用管道或配管作接地体时，应在管接头处采用跨接线焊接）利用管道或配管作接地体时，应在管接头处采用跨接线焊接。 （4 4）直流电力网的接地装置不得利用自然接地体）直流电力网的接地装置不得利用自然接地体。 2.2. 人工接地体人工接地体 人工接地体是采用钢管、角钢、扁钢、圆钢等钢材特意制作而埋人工接地体是采用钢管、角钢、扁钢、圆钢等钢材特意制作而埋 入地中的导体。按照机械

52、强度的要求，钢质接地体和接地线的最小尺入地中的导体。按照机械强度的要求，钢质接地体和接地线的最小尺 寸应满足表寸应满足表1；铜、铝接地线只能用于地面以上，其最小尺寸见表；铜、铝接地线只能用于地面以上，其最小尺寸见表2。 表表 1 钢质接地体和接地线的最小尺寸钢质接地体和接地线的最小尺寸 材料种类材料种类 地上地上地下地下 室内室内室外室外交流交流直流直流 圆钢直径圆钢直径mmmm6 68 8l0l0l2l2 扁钢扁钢 截面截面mmmm2 26060100100100100100100 厚度厚度mmmm3 34 44 46 6 角钢厚度角钢厚度mmmm2 22 25 54 46 6 钢管壁厚钢管壁厚mmmm2 25 52 25 53 35 54 45 5 表表 2铜、铝接地线的最小尺寸铜、铝接地线的最小尺寸mm mm 2 2 材料种类材料种类