电气安全与防护第五讲

1、电气安全与防护第五讲1 电气安全与保护电气安全与保护 第五讲第五讲 电气装置的接地及保护电气装置的接地及保护 电气安全与防护第五讲2 第五讲 电气装置的接地及有关保护 o一、接地的有关概念一、接地的有关概念 o二、电气装置的接地及其接地电阻二、电气装置的接地及其接地电阻 o三、接地装置的装设与布置三、接地装置的装设与布置 o四、接地电阻的测量四、接地电阻的测量 o五、低压配电系统的接地故障保护、漏电保护与等五、低压配电系统的接地故障保护、漏电保护与等 电位联结电位联结 o六、煤矿井下保护接地系统六、煤矿井下保护接地系统 电气安全与防护第五讲3 一、接地的有关概念 (一一) 接地和接地装置接地和

2、接地装置 o电气装置的某部分与大地之间作良好的电气连接，称为接电气装置的某部分与大地之间作良好的电气连接，称为接 地。地。 o埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接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。地极。 o专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体 。 o兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管 道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。 o连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地连接接地体与

3、设备、装置接地部分的金属导体，称为接地 线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但 在故障情况下要通过接地故障电流。在故障情况下要通过接地故障电流。 电气安全与防护第五讲4 接地网示意图 接地网示意图接地网示意图 1-接地体接地体 2-接地干线接地干线 3-接地支线接地支线 4-电气设备电气设备 o接地线与接地体合称接地装置。接地线与接地体合称接地装置。 o由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整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。体，称为接地网。 o接地线又分接地干线和接地支线。接地干线一般应采用

4、接地线又分接地干线和接地支线。接地干线一般应采用 不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。 电气安全与防护第五讲5 (二) 接地电流和对地电压 o 当电气设备发生接地故障时，当电气设备发生接地故障时， 电流就通过接地体向大地作半球电流就通过接地体向大地作半球 形散开，称为接地电流。形散开，称为接地电流。 o距离接地体越远，球面越大，距离接地体越远，球面越大， 其散流电阻越小，相对于接地点其散流电阻越小，相对于接地点 的电位越低，所以接地电流的电的电位越低，所以接地电流的电 位分布如图所示。位分布如图所示。 o试验表明，在距离接地故障点试验表明，在距离接地

5、故障点 约约20m的地方，散流电阻实际上已的地方，散流电阻实际上已 接近于零。这电位为零的地方，接近于零。这电位为零的地方， 称为电气上的称为电气上的“地地”或或“大地大地” 图图 接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线接地电流、对地电压及接地电流电位分布曲线 接地电流接地电流 对地电压对地电压 E I E U 电气安全与防护第五讲6 (三) 接触电压和跨步电压 1. 接触电压接触电压 o 接触电压是指设备的绝缘损坏接触电压是指设备的绝缘损坏 时，在身体的两部位之间出现的电时，在身体的两部位之间出现的电 位差，例如人站在发生接地故障的位差，例如人站在发生接地故障的 设备旁边，手触及设备的金属

6、外壳，设备旁边，手触及设备的金属外壳， 则人手与脚之间所呈现的电位差，则人手与脚之间所呈现的电位差， 即为接触电压。即为接触电压。 2. 跨步电压跨步电压 o 跨步电压是指在接地故障点附跨步电压是指在接地故障点附 近行走时，两脚之间所出现的电位近行走时，两脚之间所出现的电位 差。在带电的断线落地点附近及雷差。在带电的断线落地点附近及雷 击时防雷装置泄放雷电流的接地体击时防雷装置泄放雷电流的接地体 附近行走时，同样也有跨步电压。附近行走时，同样也有跨步电压。 越靠近接地点及跨步越长，跨步电越靠近接地点及跨步越长，跨步电 压越大。离接地故障点距离超出压越大。离接地故障点距离超出 20m时，跨步电压

7、为零。时，跨步电压为零。 跨步电压跨步电压 接触电压接触电压 电气安全与防护第五讲7 (四) 工作接地、保护接地和重复接地 1. 工作接地工作接地 o 工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作 要求而进行的一种接地。要求而进行的一种接地。 如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。 o 各种工作接地有各自的功能。各种工作接地有各自的功能。 电源中性点直接接地，能在运行中维持三相系统电源中性点直接接地，能在运行中维持三相系统 中相线对地电压不变。中相线对地电压不变。 防雷装置的接地，是为了对地泄放雷电流，实现防雷装置的

8、接地，是为了对地泄放雷电流，实现 防雷保护的要求。防雷保护的要求。 电气安全与防护第五讲8 2. 保护接地与接零 保护接地的型式有两种：保护接地的型式有两种： o (1) 设备的外露可导电部分经各自的接地线（设备的外露可导电部分经各自的接地线（PE线）线） 直接接地，如直接接地，如TT系统和系统和IT系统中设备外壳的接地。系统中设备外壳的接地。 o (2) 设备的外露可导电部分经公共的设备的外露可导电部分经公共的PE线（如在线（如在TN- S系统中）或经系统中）或经PEN线（如在线（如在TN-C系统中）接地。这系统中）接地。这 种接地型式，我国习惯称为种接地型式，我国习惯称为“保护接零保护接零

9、”。上述的。上述的 PEN线和线和PE线就称为线就称为“零线零线”。 电气安全与防护第五讲9 保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 o没有装保护接地时的情况。没有装保护接地时的情况。 o当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人 接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其它两相对地接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其它两相对地 绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，考虑电绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，考虑电 网对地分布电容时，则通过人身的电流将远超过安全值。网对地分布电容时，则通过人身的电流将远超过安全值。 同时，

10、碰壳处出现的漏电火花还可能引起火灾或爆炸。同时，碰壳处出现的漏电火花还可能引起火灾或爆炸。 电气安全与防护第五讲10 保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 o有保护接地时的情况。有保护接地时的情况。 o当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人 接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所 构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到 电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电流大为减电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电

11、流大为减 少。少。 电气安全与防护第五讲11 保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 o通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系：通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系： oRgr 接地极的接地电阻，低压系统接地极的接地电阻，低压系统Rgr=10； oIgr 流过接地极的电流，流过接地极的电流，A。 grgr ma magr magrma IR R II IRR 电气安全与防护第五讲12 保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 o以中性点绝缘的以中性点绝缘的660V低压电网为例，其单相接地电低压电网为例，其单相接地电 流不大于流不大于1A。 o其人身触电电流为：其人身触电电流为： Ima

12、=101A/1000=0.01A=10mA30mA o可见，保护接地对人身触电安全是非常重要的。另可见，保护接地对人身触电安全是非常重要的。另 外，接地电阻外，接地电阻Rgr越小，则流经人体的电流越小，则流经人体的电流Ima就越小，就越小， 电流大部分由接地极入地。电流大部分由接地极入地。 电气安全与防护第五讲13 o将接地电阻的数值控制在规程规定的范围以内，就将接地电阻的数值控制在规程规定的范围以内，就 可以使通过人身的电流降到反应电流以内，确保人身可以使通过人身的电流降到反应电流以内，确保人身 安全。安全。 o由于装设了保护接地装置，碰壳处的漏电电流大部由于装设了保护接地装置，碰壳处的漏电

13、电流大部 分将经接地极入地。即使设备外壳与大地接触不良而分将经接地极入地。即使设备外壳与大地接触不良而 产生火花，但由于接地装置的分流作用，使电火花能产生火花，但由于接地装置的分流作用，使电火花能 量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。 保护接地及其作用原理保护接地及其作用原理 电气安全与防护第五讲14 保护接地与接零保护接地与接零 o必须注意：同一低压配电系统中，不能有的设备采必须注意：同一低压配电系统中，不能有的设备采 取保护接地而有的设备又采取保护接零；否则，当采取保护接地而有的设备又采取保护接零；否则，当采 取保护接地的设备发生单相接地故障

14、时，采取保护接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（外壳）将带上危险的电压，零的设备外露可导电部分（外壳）将带上危险的电压， 如图所示。如图所示。 外壳接零外壳接零外壳接地外壳接地 E R IE 电气安全与防护第五讲15 3. 重复接地 在在TN系统中，为确保公共系统中，为确保公共PE线或线或PEN线安全可靠，线安全可靠， 除在电源中性点进行工作接地外，还应在除在电源中性点进行工作接地外，还应在PE线或线或PEN 线的下列地点进行重复接地：线的下列地点进行重复接地： o (1) 在架空线路终端及沿线每隔在架空线路终端及沿线每隔1km处；处； o (2) 电缆和

15、架空线引入车间和其他建筑物处。电缆和架空线引入车间和其他建筑物处。 o 如果不进行重复接地，则在如果不进行重复接地，则在PE线或线或PEN线断线且线断线且 有设备发生单相接壳短路时，接在断线后面的所有设有设备发生单相接壳短路时，接在断线后面的所有设 备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压。备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压。 o 如果进行了重复接地，则在发生同样故障时，断线如果进行了重复接地，则在发生同样故障时，断线 后面的设备外壳呈现的对地电压大大降低。后面的设备外壳呈现的对地电压大大降低。 电气安全与防护第五讲16 重复接地的作用重复接地的作用 a) 没有重复接地的系统中，没有重复接地

16、的系统中，PE线或线或PEN线断线时线断线时 b) 采取重复接地的系统中，采取重复接地的系统中，PE线或线或PEN线断线时线断线时 电气安全与防护第五讲17 二二. 电气装置的接地及其接地电阻电气装置的接地及其接地电阻 (一一) 电气装置应该接地或接零的金属部分电气装置应该接地或接零的金属部分 o GB50169-2006电气装置安装工程电气装置安装工程接地装置施工及接地装置施工及 验收规范验收规范规定，电气装置的下列金属部分，均应接地规定，电气装置的下列金属部分，均应接地 或接零：或接零： o (1) 电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具等

17、的金属底座和外壳。的金属底座和外壳。 o (2) 电气设备的传动装置。电气设备的传动装置。 o (3 )屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近 带电部分的金属遮栏和金属门。带电部分的金属遮栏和金属门。 o (4) 配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的 金属框架和底座。金属框架和底座。 o (5) 交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金 属外壳和可触及的电缆金属护层和穿线的钢管。穿线的属外壳和可触及的电缆金属护层和穿线的钢管。穿线的 钢管之间或钢

18、管与电器设备之间有金属软管过渡的，应钢管之间或钢管与电器设备之间有金属软管过渡的，应 保证金属软管段接地畅通。保证金属软管段接地畅通。 电气安全与防护第五讲18 (一一) 电气装置应该接地或接零的金属部分电气装置应该接地或接零的金属部分 o (6) 电缆桥架、支架和井架。电缆桥架、支架和井架。 o (7) 装有避雷线的电力线路杆塔。装有避雷线的电力线路杆塔。 o (8) 装在配电线路杆上的电力设备。装在配电线路杆上的电力设备。 o (9) 在非沥青地面的居民区内，不接地、经消弧线圈接地在非沥青地面的居民区内，不接地、经消弧线圈接地 和高电阻接地系统中无避雷线的架空电力线路的金属杆塔和高电阻接地

19、系统中无避雷线的架空电力线路的金属杆塔 和钢筋混凝土杆塔。和钢筋混凝土杆塔。 o(10) 承载电气设备的构架和金属外壳。承载电气设备的构架和金属外壳。 o(11) 发电机中性点柜外壳，发电机出线柜、封闭母线的发电机中性点柜外壳，发电机出线柜、封闭母线的 外壳及其他裸露的金属部分。外壳及其他裸露的金属部分。 o(12) 气体绝缘全封闭组合电器（气体绝缘全封闭组合电器（GIS）的外壳接地端子和）的外壳接地端子和 箱式变电站的金属箱体。箱式变电站的金属箱体。 o(13) 电热设备的金属外壳。电热设备的金属外壳。 o(14) 铠装控制电缆的金属护层。铠装控制电缆的金属护层。 o(15) 互感器的二次绕

20、组。互感器的二次绕组。 电气安全与防护第五讲19 电气装置安装工程电气装置安装工程接地装置施工及验收规范接地装置施工及验收规范 (二二) 电气装置可不接地或不接零的金属部分电气装置可不接地或不接零的金属部分 GB50169-2006规定，电气装置的下列金属部分可规定，电气装置的下列金属部分可 不接地或不接零：不接地或不接零： o(1) 在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交 流额定电压为流额定电压为400V及以下或直流额定电压为及以下或直流额定电压为440V及以及以 下的电气设备的外壳；但当有可能同时触及上述电气下的电气设备的外壳；但当有可能同时触

21、及上述电气 设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。 o(2) 在干燥场所，交流额定电压为在干燥场所，交流额定电压为127V及以下或直流及以下或直流 额定电压为额定电压为110V及以下的电气设备的外壳。及以下的电气设备的外壳。 电气安全与防护第五讲20 (二二) 电气装置可不接地或不接零的金属部分电气装置可不接地或不接零的金属部分 o(3) 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量 仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生 绝缘损坏时，在支持物上不会引起危

22、险电压的绝缘子绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子 的金属底座等。的金属底座等。 o (4) 安装在已接地金属构架上的设备，如穿墙套管等。安装在已接地金属构架上的设备，如穿墙套管等。 o (5 )额定电压为额定电压为220V及以下的蓄电池室内的金属支及以下的蓄电池室内的金属支 架。架。 o (6) 由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路 轨道。轨道。 o (7) 与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电 动机和电器的外壳。动机和电器的外壳。 电气安全与防护第五讲21 (三) 接地电阻及其要求 o

23、 接地电阻是接地线和接地体的电阻与接地体散流电接地电阻是接地线和接地体的电阻与接地体散流电 阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，因阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，因 此接地电阻可认为就是接地体的散流电阻。此接地电阻可认为就是接地体的散流电阻。 o 接地电阻按其通过电流的性质分以下两种：接地电阻按其通过电流的性质分以下两种： (1) 工频接地电阻：是工频接地电流流经接地装置入工频接地电阻：是工频接地电流流经接地装置入 地所呈现的接地电阻。地所呈现的接地电阻。 (2) 冲击接地电阻：是雷电流流经接地装置入地所呈冲击接地电阻：是雷电流流经接地装置入地所呈 现的接地电阻。现的接地电

24、阻。 KimRgrimRgr. 电气安全与防护第五讲22 表表 部分电力装置要求的工作接地电阻值部分电力装置要求的工作接地电阻值 3 上述上述(序号序号6)装置的重复接地装置的重复接地7 与总容量在与总容量在100kVA及以下的发电机或变压及以下的发电机或变压 器相联的接地装置器相联的接地装置 6 上述上述(序号序号4)装置的重复接地装置的重复接地5 与总容量在与总容量在100kVA以上的发电机或变压器以上的发电机或变压器 相联的接地装置相联的接地装置 1kV以下系统以下系统 4 与与1kV以下系统共用的接地装置以下系统共用的接地装置 仅用于该系统的接地装置仅用于该系统的接地装置 1kV以上小

25、电流接地系统以上小电流接地系统 2 仅用于该系统的接地装置仅用于该系统的接地装置1kV以上大电流接地系统以上大电流接地系统1 接接 地地 电电 阻阻 值值 接接 地地 的的 电电 力力 装装 置置 特特 点点电力装置名称电力装置名称序序 号号 250 E E V R I 10 E R 且且 120 E E V R I 且且 10 E R 10 E R (1) 2000 E k V R I (1) 4000 k I 0.5 E R 当当 A时时 10 E R 10 E R 30 E R 下页接续下页接续 电气安全与防护第五讲23 接接 地地 电电 阻阻 值值 接接 地地 的的 电电 力力 装装

26、置置 特特 点点电力装置名称电力装置名称序序 号号 防雷建筑物防雷建筑物 15 14 第三类防雷建筑物第三类防雷建筑物 第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物 第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物13 与电机有电气联系与电机有电气联系 12 与电机无电气联系与电机无电气联系 线路上装设的避雷器或保护间隙线路上装设的避雷器或保护间隙 11 与序号与序号6装置共用装置共用 10 与序号与序号4装置共用装置共用 变配电所装设的避雷器变配电所装设的避雷器 9 独立避雷针和避雷器独立避雷针和避雷器 避雷装置避雷装置 8 10 E R 4 E R 10 E R 10 E R 5 E R 30 sh R 10 sh

27、R 10 sh R 表表 部分电力装置要求的工作接地电阻值（续）部分电力装置要求的工作接地电阻值（续） 注：注： 为工频接地电阻；为工频接地电阻； 为冲击接地电阻；为冲击接地电阻； 为流经接地装置的单相短路电流；为流经接地装置的单相短路电流； 为单相接地电为单相接地电 容容 电流，按式电流，按式(1-6)计算。计算。 E R sh R (1) k I E I 电气安全与防护第五讲24 三三. 接地装置的装设与布置接地装置的装设与布置 (一一) 自然接地体的利用自然接地体的利用 o 如果经测量自然接地体接地电阻满足要求，且这些自如果经测量自然接地体接地电阻满足要求，且这些自 然接地体又满足短路热

28、稳定条件时，除然接地体又满足短路热稳定条件时，除35kV及以上变配电及以上变配电 所外，一般不必再装设人工接地装置。所外，一般不必再装设人工接地装置。 o 可以利用的自然接地体，按可以利用的自然接地体，按GB50169-2006规定有：规定有： (1) 埋设在地下的金属管道，但不包括可燃和有爆炸物质埋设在地下的金属管道，但不包括可燃和有爆炸物质 的管道；的管道； (2) 金属井管；金属井管； (3) 与大地有可靠连接的建筑物的金属结构；与大地有可靠连接的建筑物的金属结构； (4) 水工建筑物及其类似的构筑物的金属管、桩等。水工建筑物及其类似的构筑物的金属管、桩等。 电气安全与防护第五讲25 (

29、一一) 自然接地体的利用自然接地体的利用 o 对于变配电所来说，可利用其建筑物的钢对于变配电所来说，可利用其建筑物的钢 筋混凝土基础作为自然接地体。筋混凝土基础作为自然接地体。 o 对对310kV变配电所来说，如果其自然接变配电所来说，如果其自然接 地电阻满足规定值时，可不另设人工接地。地电阻满足规定值时，可不另设人工接地。 o 对对35kV及以上变配电所则还必须敷设以水及以上变配电所则还必须敷设以水 平接地体为主的人工接地网。平接地体为主的人工接地网。 o 利用自然接地体时，一定要保证其良好的利用自然接地体时，一定要保证其良好的 电气连接。在建、构筑物结构的结合处，除已电气连接。在建、构筑物

30、结构的结合处，除已 焊接者外，都要采用跨接焊接，而且跨接线不焊接者外，都要采用跨接焊接，而且跨接线不 得小于规定值。得小于规定值。 电气安全与防护第五讲26 (二) 人工接地体的装设 o人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种。人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种。 a) 垂直埋设的管形或棒形接地体垂直埋设的管形或棒形接地体 b) 水平埋设的带形接地体水平埋设的带形接地体 最常用的垂直接地体为直径最常用的垂直接地体为直径50mm、长、长2.5m的钢管。的钢管。 钢管直径小于钢管直径小于50mm，易弯曲，不适于用机械方法打入土中；，易弯曲，不适于用机械方法打入土中； 钢管直径大于钢管直径大于50mm，则

31、钢材耗用增大，而散流电阻减小甚微（例如钢管直，则钢材耗用增大，而散流电阻减小甚微（例如钢管直 径由径由50mm增大到增大到125mm时，散流电阻仅减小时，散流电阻仅减小15%）。）。 钢管长度小于钢管长度小于2.5m时，增加散流电阻很多；时，增加散流电阻很多； 钢管长度大于钢管长度大于2.5m时，难于打入土中，而散流电阻也减小不多。时，难于打入土中，而散流电阻也减小不多。 为了减少外界温度变化对散流电阻的影响，埋入地下的接地体，其顶端离地为了减少外界温度变化对散流电阻的影响，埋入地下的接地体，其顶端离地 面不宜小于面不宜小于0.6m。 电气安全与防护第五讲27 (三) 防雷装置的接地装置要求

32、o 避雷针宜设独立的接地装置。防雷的接地装置（包避雷针宜设独立的接地装置。防雷的接地装置（包 括接地体和接地线）及避雷针（线、网）引下线的结括接地体和接地线）及避雷针（线、网）引下线的结 构尺寸，应符合要求。构尺寸，应符合要求。 o 为了防止雷击时雷电流在接地装置上产生的高电位为了防止雷击时雷电流在接地装置上产生的高电位 对被保护的建筑物和配电装置及其接地装置进行对被保护的建筑物和配电装置及其接地装置进行“反反 击闪络击闪络”，危及建筑物和配电装置的安全，防直击雷，危及建筑物和配电装置的安全，防直击雷 的接地装置与建筑物和配电装置及其接地装置之间应的接地装置与建筑物和配电装置及其接地装置之间应

33、 有一定的安全距离，此安全距离与建筑物的防雷等级有一定的安全距离，此安全距离与建筑物的防雷等级 有关，在有关，在GB50057-1994中有具体规定，但总的来说，中有具体规定，但总的来说， 空气中的安全距离不小于空气中的安全距离不小于5m，地下的安全距离不小于，地下的安全距离不小于 3m。 电气安全与防护第五讲28 防雷装置的接地装置 防直击雷的接地装置对建防直击雷的接地装置对建 筑物和配电装置及其接地筑物和配电装置及其接地 装置间的安全距离装置间的安全距离 S0 -空气中间距空气中间距(不小于不小于5m) SE -地下间距地下间距(不小于不小于3m) 电气安全与防护第五讲29 四、接地电阻的

34、测量四、接地电阻的测量 测量方法：测量方法： 1.1.电流、电压表法电流、电压表法 2.2.用接地电阻测量仪测量用接地电阻测量仪测量 电气安全与防护第五讲30 最简单的测量方法有电最简单的测量方法有电 流、电压表法。图中流、电压表法。图中A为为 被测的接地极；被测的接地极；B为第一辅为第一辅 助接地极（金属探针），助接地极（金属探针）， 用于测定用于测定A与大地零电位与大地零电位 的电压；的电压；C为第二辅助接为第二辅助接 地极（金属探针），使测地极（金属探针），使测 量电流能在量电流能在A、C和大地之和大地之 间形成回路。合上开关间形成回路。合上开关QS， 测取电压表和电流表的读测取电压表和

35、电流表的读 数（数（Vtg和和Igr），则接地），则接地 极极A的接地电阻的接地电阻Rgr=Vtg /Igr。 电流、电压表法电流、电压表法 电气安全与防护第五讲31 用接地电阻测量仪测量用接地电阻测量仪测量 接地电阻测试仪俗称接地电阻摇表，其测量机构接地电阻测试仪俗称接地电阻摇表，其测量机构 为流比计。测试方案和要求同前。为流比计。测试方案和要求同前。 测量仪由手摇发电机、电流互感器、电位器及检测量仪由手摇发电机、电流互感器、电位器及检 流计等组成。全部机构装于铝合金铸造的便携式外壳流计等组成。全部机构装于铝合金铸造的便携式外壳 内，附件有辅助接地探测针（电位探针内，附件有辅助接地探测针（电

36、位探针P和电流探针和电流探针 C）及联接导线等，装于附件袋内。）及联接导线等，装于附件袋内。 常用的接地电阻测试仪的型号规格如下表。常用的接地电阻测试仪的型号规格如下表。 180mm120mm110mm 误差误差2.5% 2/20/200晶体管接地电阻测试仪晶体管接地电阻测试仪ZC34A 172mm116mm135mm10/100/1000接地电阻测试仪接地电阻测试仪ZC29-1 10/100/1000 170mm110mm164mm 在额定值的在额定值的30%及以下，及以下， 误差为额定值的误差为额定值的1.5%；在；在 额定值的额定值的30%以上，误差为以上，误差为 指示值的指示值的5%

37、1/10/100 接地电阻测试仪接地电阻测试仪ZC8 外形尺寸外形尺寸:(:(长长宽宽高高) )准准 确确 度度量量 程程名名 称称型型 号号 测量步骤视频测量步骤视频 电气安全与防护第五讲33 测量步骤测量步骤 （1）沿被测接地极）沿被测接地极E，使电位探测针，使电位探测针P和电流探测和电流探测 针针C依直线彼此相距依直线彼此相距20m,且且P位于位于E和和C之间之间; （2）用导线将）用导线将E、P和和C与仪表相应端钮联接；与仪表相应端钮联接； （3） 将仪表水平放置，检查检流计的指针是否指示将仪表水平放置，检查检流计的指针是否指示 黑线上，否则可调整零位调节器黑线上，否则可调整零位调节器

38、S0，使之对准黑线；，使之对准黑线； （4）转动量限转换开关）转动量限转换开关SA，将倍率标度盘拨于乘，将倍率标度盘拨于乘10 倍数档，慢慢转动发电机的手把，同时转动测量表度倍数档，慢慢转动发电机的手把，同时转动测量表度 盘（电位器盘（电位器3RP随之转动），使检流计的指针对准黑随之转动），使检流计的指针对准黑 线；线； （5）如测量标度盘的读数小于）如测量标度盘的读数小于1时，应将倍数表度时，应将倍数表度 盘置于乘盘置于乘1的倍数档，在重新调整测量表度盘，已得的倍数档，在重新调整测量表度盘，已得 到正确的读数，即为所测接地极到正确的读数，即为所测接地极E的电阻值的电阻值Rgr。 电气安全与防

39、护第五讲34 自动自动/数字接地电阻测量仪数字接地电阻测量仪 电气安全与防护第五讲35 五五. 低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结 (一一) 低压配电系统的接地故障保护低压配电系统的接地故障保护 o 接地故障是指低压配电系统中的相线对地或对与地有联系的接地故障是指低压配电系统中的相线对地或对与地有联系的 导电体之间的短路，包括相线与大地、相线与导电体之间的短路，包括相线与大地、相线与PE线或线或PEN线以线以 及相线与设备的外露可导电部分之间的短路。及相线与设备的外露可导电部分之间的短路。 o 接地故障的危害很大。在接地故障的危害很

40、大。在TN系统中，接地故障就是单相短路，系统中，接地故障就是单相短路， 故障电流很大，必须迅速切除，否则将产生严重后果，甚至引故障电流很大，必须迅速切除，否则将产生严重后果，甚至引 起火灾或爆炸。在起火灾或爆炸。在TT系统和系统和IT系统中，接地故障电流虽然较小，系统中，接地故障电流虽然较小， 但故障设备的外露可导电部分可能呈现危险的对地电压。如不但故障设备的外露可导电部分可能呈现危险的对地电压。如不 及时予以信号报警或切除故障，就有发生人身触电事故的可能。及时予以信号报警或切除故障，就有发生人身触电事故的可能。 因此对接地故障必须重视，应该对接地故障采取适当的安全防因此对接地故障必须重视，应

41、该对接地故障采取适当的安全防 护措施。护措施。 o 接地故障保护电器的选择，应根据低压配电系统的接地形式、接地故障保护电器的选择，应根据低压配电系统的接地形式、 电气设备类别（移动式、手握式或固定式）以及导体截面大小电气设备类别（移动式、手握式或固定式）以及导体截面大小 等因素确定。等因素确定。 电气安全与防护第五讲36 o1. TN系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护 o TN系统中配电线路的接地故障保护可由线路的过电系统中配电线路的接地故障保护可由线路的过电 流保护或零序电流保护来实现。流保护或零序电流保护来实现。 o2. TT系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护 o 在在TT系统

42、中，一般装设漏电电流保护作接地故障保系统中，一般装设漏电电流保护作接地故障保 护。护。 o3. IT系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护 o 在在IT系统中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘系统中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘 监视装置发出音响或灯光报警信号。当发生第二次接监视装置发出音响或灯光报警信号。当发生第二次接 地故障时，可形成两相接地短路，这时应由过电流保地故障时，可形成两相接地短路，这时应由过电流保 护或漏电电流保护来切断故障回路。护或漏电电流保护来切断故障回路。 电气安全与防护第五讲37 (二) 低压配电系统的漏电电流保护 1. 漏电保护器的功能与原理漏电保护器的功能与原

43、理 o 漏电保护器又称漏电保护器又称“剩余电流保护器剩余电流保护器”（RCD）：在规定条件）：在规定条件 下，当漏电电流（剩余电流）达到或超过规定值时能自动断开下，当漏电电流（剩余电流）达到或超过规定值时能自动断开 电路的一种保护电器。它用来对低压配电系统中的漏电和接地电路的一种保护电器。它用来对低压配电系统中的漏电和接地 故障进行安全防护，防止发生人身触电事故及因接地电弧引发故障进行安全防护，防止发生人身触电事故及因接地电弧引发 的火灾。的火灾。 o 漏电保护器按其反应动作的信号分，有电压动作型和电流动漏电保护器按其反应动作的信号分，有电压动作型和电流动 作型两类。作型两类。，所以现在生产，

44、所以现在生产 的漏电保护器差不多都是电流动作型。的漏电保护器差不多都是电流动作型。 o 电流动作型漏电保护器利用零序电流互感器来反应接地故障电流动作型漏电保护器利用零序电流互感器来反应接地故障 电流，以动作于脱扣机构。它按脱扣机构的结构分，又有电磁电流，以动作于脱扣机构。它按脱扣机构的结构分，又有电磁 脱扣型和电子脱扣型两类。脱扣型和电子脱扣型两类。 电气安全与防护第五讲38 电流动作的电磁脱扣型漏电保护器的原理 正常运行时，穿过零序电流互感器正常运行时，穿过零序电流互感器 TAN的三相电流相量和为零，零序电的三相电流相量和为零，零序电 流互感器流互感器TAN二次侧不产生感应电动二次侧不产生感

45、应电动 势，因此极化电磁铁势，因此极化电磁铁YA的线圈中没有的线圈中没有 电流通过，其衔铁靠永久磁铁的磁力电流通过，其衔铁靠永久磁铁的磁力 保持在吸合位置，使开关维持在合闸保持在吸合位置，使开关维持在合闸 状态。当设备发生漏电或单相接地故状态。当设备发生漏电或单相接地故 障时，就有零序电流穿过互感器障时，就有零序电流穿过互感器TAN 的铁心，使其二次侧感生电动势，于的铁心，使其二次侧感生电动势，于 是电磁铁是电磁铁YA的线圈中有交流电流通过，的线圈中有交流电流通过， 从而使电磁铁从而使电磁铁YA的铁心中产生交变磁的铁心中产生交变磁 通，与原有的永久磁通叠加，产生去通，与原有的永久磁通叠加，产生

46、去 磁作用，使其电磁吸力减小，衔铁被磁作用，使其电磁吸力减小，衔铁被 弹簧拉开，使自由脱扣机构弹簧拉开，使自由脱扣机构YR动作，动作， 开关跳闸，断开故障电路，从而起到开关跳闸，断开故障电路，从而起到 漏电保护的作用。漏电保护的作用。 电流动作的电磁脱扣型漏电保护器电流动作的电磁脱扣型漏电保护器 TAN-零序电流互感器零序电流互感器 YA-极化电磁铁极化电磁铁 QF-断路器断路器 YR-自由脱扣机构自由脱扣机构 电气安全与防护第五讲39 电子脱扣型漏电保护器电子脱扣型漏电保护器 o电子脱扣型漏电保护器是在电子脱扣型漏电保护器是在 零序电流互感器零序电流互感器TAN与自由脱与自由脱 扣机构扣机构

47、YR之间接入一个电子之间接入一个电子 放大器放大器AV。当设备发生漏电。当设备发生漏电 或单相接地故障时，互感器或单相接地故障时，互感器 TAN二次侧感生的电信号经电二次侧感生的电信号经电 子放大器子放大器AV放大后，接通脱放大后，接通脱 扣机构扣机构YR，使开关跳闸，从，使开关跳闸，从 而也起到漏电保护的作用。而也起到漏电保护的作用。电流动作的电子脱扣型漏电保护器电流动作的电子脱扣型漏电保护器 TAN-零序电流互感器零序电流互感器 AV-电子放大器电子放大器 QF-断路器断路器 YR-自由脱扣机构自由脱扣机构 电气安全与防护第五讲40 2. 漏电保护器的分类 o 漏电保护器按其保护功能和结构

48、特征，可分以下四类：漏电保护器按其保护功能和结构特征，可分以下四类： o (1) 漏电保护开关漏电保护开关 它由零序电流互感器、漏电脱扣器和主开它由零序电流互感器、漏电脱扣器和主开 关组装在一绝缘外壳之中，具有漏电保护及手动通断电路的功关组装在一绝缘外壳之中，具有漏电保护及手动通断电路的功 能，但不具过负荷和短路保护的功能。这类产品主要应用于住能，但不具过负荷和短路保护的功能。这类产品主要应用于住 宅，通称漏电开关。宅，通称漏电开关。 o (2) 漏电断路器漏电断路器 它是在低压断路器的基础上加装漏电保护部它是在低压断路器的基础上加装漏电保护部 件所组成，因此具有漏电保护及过负荷和短路保护的功

49、能。它件所组成，因此具有漏电保护及过负荷和短路保护的功能。它 的有些产品就是在低压断路器之外拼装漏电保护附件而成。例的有些产品就是在低压断路器之外拼装漏电保护附件而成。例 如如C45系列小型断路器拼装漏电脱扣器后，就成了家用及类似场系列小型断路器拼装漏电脱扣器后，就成了家用及类似场 所广泛应用的漏电断路器。所广泛应用的漏电断路器。 o (3) 漏电继电器漏电继电器 它由零序电流互感器和继电器组成，具有检它由零序电流互感器和继电器组成，具有检 测和判断漏电和接地故障的功能，由继电器发出信号，并控制测和判断漏电和接地故障的功能，由继电器发出信号，并控制 断路器或接触器切断电路。断路器或接触器切断电

50、路。 o (4) 漏电保护插头漏电保护插头/座座 它由漏电开关或漏电断路器与插头它由漏电开关或漏电断路器与插头/座组座组 合而成，使插头合而成，使插头/座回路连接的设备具有漏电保护功能。座回路连接的设备具有漏电保护功能。 电气安全与防护第五讲41 漏电保护器的类型 o漏电保护开关漏电保护开关 o漏电断路器漏电断路器 o漏电保护继电器漏电保护继电器 o漏电保护插头插座漏电保护插头插座 电气安全与防护第五讲42 各种各种RCD在低压配电线路中的接线示意图在低压配电线路中的接线示意图 RCD1-单极单极2线线 RCD2-双极双极2线线 RCD3-3极极3线线 RCD4-3极极4线线 RCD5-4极极

51、4线线 QF-断路器断路器 YR-漏电脱扣器漏电脱扣器 漏电保护器按极数分，有单极漏电保护器按极数分，有单极2线、双极线、双极2线、线、3极极3线、线、 3极极4 线和线和4极极4线等多种型式，其在低压配电线路中的接线如线等多种型式，其在低压配电线路中的接线如 图。图。 电气安全与防护第五讲43 (三三) 漏电保护器的装设场所与要求漏电保护器的装设场所与要求 1. 漏电保护器（漏电保护器（RCD）的装设场所）的装设场所 由于人手握住手持式或移动式电器时，如果该电器漏电，由于人手握住手持式或移动式电器时，如果该电器漏电， 则人手因触电痉挛而很难摆脱，触电时间一长，就会导致死则人手因触电痉挛而很难

52、摆脱，触电时间一长，就会导致死 亡。而固定式电器漏电，如人体触及，会因电击刺痛而弹离，亡。而固定式电器漏电，如人体触及，会因电击刺痛而弹离， 一般不会继续触电。由此可见，手持式和移动式电器触电的一般不会继续触电。由此可见，手持式和移动式电器触电的 危险性远远大于固定式电器触电。因此一般规定，安装有手危险性远远大于固定式电器触电。因此一般规定，安装有手 持式和移动式电器的回路上应装设持式和移动式电器的回路上应装设RCD。由于插座主要是用。由于插座主要是用 来连接手持式和移动式电器的，因此插座回路上一般也应装来连接手持式和移动式电器的，因此插座回路上一般也应装 设设RCD。GB50096-1999

53、住宅设计规范住宅设计规范规定，除空调电规定，除空调电 源插座外，其他电源插座回路均应装设源插座外，其他电源插座回路均应装设RCD。 电气安全与防护第五讲44 2. PE线和线和PEN线不得穿过线不得穿过RCD的零序电流互感器铁心的零序电流互感器铁心 在在TN-S系统中或系统中或TN-C-S系统中的系统中的TN-S段装设段装设RCD时，时， PE线（保护接地线）不得穿过零序电流互感器的铁心。否则，线（保护接地线）不得穿过零序电流互感器的铁心。否则， 在发生单相接地故障时，由于进出互感器铁心的故障电流相在发生单相接地故障时，由于进出互感器铁心的故障电流相 互抵消，互抵消，RCD不会动作，如图不会动

54、作，如图a所示。而在所示。而在TN-C系统中或系统中或 TN-C-S系统中的系统中的TN-C段装设段装设RCD时，时，PEN线不得穿过零序线不得穿过零序 电流互感器的铁心，否则，在发生单相接地故障时，电流互感器的铁心，否则，在发生单相接地故障时，RCD同同 样不会动作，如图样不会动作，如图b所示。所示。 电气安全与防护第五讲45 对于对于TN-C系统，如果发生单相接地故障，就形成单相短路，其过电系统，如果发生单相接地故障，就形成单相短路，其过电 流保护装置应该动作，切除故障。流保护装置应该动作，切除故障。 要在要在TN-C系统中装设系统中装设RCD，必须采取如上图，必须采取如上图b的接线，但此

55、接线已的接线，但此接线已 非非TN-C系统而是系统而是TN-C-S系统了。系统了。 RCD在TN系统中的正确接线 TN-S系统中RCD的正确接线 a) b) TN-C-S系统的TN-S段中RCD的正确接线 TN-S系统中和系统中和TN-C-S系统的系统的TN-S段中段中RCD的正确接线的正确接线 电气安全与防护第五讲46 3. RCD负荷侧的负荷侧的N线与线与PE线不能接反线不能接反 如图所示低压配电线路中，假设其中插座如图所示低压配电线路中，假设其中插座XS2的的N线端子线端子 误接于误接于PE线上，而其线上，而其PE线端子误接于线端子误接于N线上，则插座线上，则插座XS2的的 负荷电流负荷

56、电流I I 不是经不是经N线而是经线而是经PE线返回电源，从而使线返回电源，从而使RCD的的 零序电流互感器一次侧出现不平衡电流零序电流互感器一次侧出现不平衡电流I I，造成漏电保护器，造成漏电保护器 RCD无法合闸。无法合闸。 为了避免为了避免N线与线与PE线接错，建议在电气安装中，线接错，建议在电气安装中，N线使用线使用 淡蓝色绝缘线，淡蓝色绝缘线，PE线使用黄绿双色绝缘线，而线使用黄绿双色绝缘线，而A、B、C三相三相 则分别使用黄、绿、红色绝缘线。则分别使用黄、绿、红色绝缘线。 电气安全与防护第五讲47 不同回路共用一根N线可引起RCD误动 4. 装设装设RCD时，不同回路不应共用一根时

57、，不同回路不应共用一根N线线 在电气施工中，为节约线路投资，往往将几回配电线路在电气施工中，为节约线路投资，往往将几回配电线路 共用一根共用一根N线。如图所示线路中，将装有线。如图所示线路中，将装有RCD的回路与其他回的回路与其他回 路共用一根路共用一根N线。这将使线。这将使RCD的零序电流互感器一次侧出现不的零序电流互感器一次侧出现不 平衡电流而引起平衡电流而引起RCD误动，因此这种做法是不允许的。误动，因此这种做法是不允许的。 电气安全与防护第五讲48 5. 低压配电系统中多级RCD的装设要求 o 为了有效地防止因接地故障引起为了有效地防止因接地故障引起 的人身触电事故及因接地电弧引发的人

58、身触电事故及因接地电弧引发 的火灾，通常在建筑物的低压配电的火灾，通常在建筑物的低压配电 系统中装设两级或三级系统中装设两级或三级RCD，如图。，如图。 o线路末端装设的线路末端装设的RCD，通常为瞬动，通常为瞬动 型，动作电流一般取为型，动作电流一般取为30mA(安全电安全电 流值流值)；对手持式用电设备，；对手持式用电设备，RCD动作动作 电流则取为电流则取为15mA；对医疗电气设备，；对医疗电气设备， RCD动作电流取为动作电流取为10mA。线路末端为低压开关柜、配电箱时，。线路末端为低压开关柜、配电箱时， RCD动作电流也可取动作电流也可取100mA。其前一级。其前一级RCD则采用选择

59、型，其则采用选择型，其 最长动作时间为最长动作时间为0.15s，动作电流则取，动作电流则取300500mA，以保证前后，以保证前后 RCD动作的选择性。根据国内外资料证实，接地电流只有达到动作的选择性。根据国内外资料证实，接地电流只有达到 500mA以上时，其电弧能量才有可能引燃起火。因此从防火安以上时，其电弧能量才有可能引燃起火。因此从防火安 全来说，全来说，RCD的动作电流最大可达的动作电流最大可达500mA。 电气安全与防护第五讲49 （四）（四） 低压配电系统的等电位联结低压配电系统的等电位联结 1. 等电位联结的功能与类别等电位联结的功能与类别 o 等电位联结是使电气装置各外露可导电

60、部分和装置等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置 外可导电部分的电位基本相等的一种电气联结。等电外可导电部分的电位基本相等的一种电气联结。等电 位联结的功能在于降低接触电压，以确保人身安全位联结的功能在于降低接触电压，以确保人身安全 。 o 按按GB50054-1995低压配电设计规范低压配电设计规范规定：采用规定：采用 接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结 （MEB）。当电气装置或其某一部分的接地故障保护）。当电气装置或其某一部分的接地故障保护 不能满足要求时，尚应在其局部范围内进行局部等电不能满足要求时，尚应在其局部范围内进行局部等电