3间接接触电击防护

1、第三章 间接接触电击防护张村峰Email：2012年4月电气安全内容o IT系统o TT系统o TN系统o 保护导体o 接地装置概念o 电气设备出现故障（如漏电故障）时发生的电击。占电击死亡事故的1/2.o 保护接地，保护接零、加强绝缘、电气隔离、不导电环境、等电位联结、安全电压和漏电保护都是防间接接触电击的技术措施。o 保护接地和保护接零是防止间接接触电击的基本技术措施，与低压系统的防火性能有关。系统接地的型号说明o 第一个字母表示电源端与地的关系nT：电源端有一点直接接地nI：电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地o 第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系nT：电气装置的外

2、露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；nN：电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。o “”后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况nS：中性导体与保护导体是分开的nC：中性导体与保护导体是合一的IT系统（保护接地）IT系统概述o I表示配电网不接地或高阻抗接地o T表示电气设备金属外壳接地o 保护接地是应用最广泛的安全措施之一，不论是交流设备还是直流设备，不论是高压设备还是低压设备，都采用保护接地作为必须的安全技术措施。 IT系统概述o 接地的基本概念o IT 系统的安全原理o 保护接地的应用范围o 接地电阻的确定o 绝缘监视o 过电压的防护接地的基本

3、概念o 接地分类 o 接地电流和接地短路电流 o 流散电阻和接地电阻 o 对地电压和对地电压曲线 o 接触电动势和接触电压o 跨步电动势和跨步电压 接地分类o 正常接地n 工作接地是指正常情况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地。n 安全接地是正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地，如防止触电的保护接地、防雷接地等。o 故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如接地短路等。 接地电流和接地短路电流o 凡从接地点流入地下的电流即属于接地电流。o 系统一相接地可能导致系统发生短路，这时的接地电流叫做接地短路电流。n 如0

4、.4kV 系统中的单相接地短路电流。n 在高压系统中，接地短路电流可能很大，接到电流500A 及以下的称小接地短路电流系统；n 接地短路电流大于 500A 的称大接地短系统。 流散电阻和接地电阻o 接地电流入地下后自接地体向四周流散这个自接地体向四周流散的电流叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫做流散电阻。o 接地电阻是接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。接地线的电阻一般很小，可忽略不计，因此，在绝大多数情况下可以认为流散电阻就是接地电阻。 对地电压和对地电压曲线o 对地电压就是带电体与电位为零的大地之间的电位差。显然，对地电压等于接地电流和接地电阻的乘积。 o 如果用曲线来表示接地

5、体及其周围各点的对地电压，这种曲线就叫做对地电压曲线。 接触电动势和接触电压o 接触电动势是指接地电流自接地体流散，在大地表面形成不同电位时，设备外壳与水平距离 0.8m 处之间的电位差。o 接触电压是指加于人体某两点之间的电压跨步电动势和跨步电压o 跨步电动势是指地面上水平距离为 0.8m( 人的跨距 ) 的两点之间的电位差。o 跨步电压是指人站在流过电流的地面上,加于人的两脚之间的电压 IT 系统的安全原理IT 系统的安全原理333pppUUIZRZR333pppppRRUUUZRZR式中：式中：U 相电压相电压； Up,Ip 人体电压和人体电流人体电压和人体电流； Rp 人体电阻人体电阻

6、； Z 各相对地绝缘阻抗。各相对地绝缘阻抗。讨论：讨论：Z是是绝缘电阻绝缘电阻 R 和分和分布电容布电容 C 的并联阻抗的并联阻抗。1.若若绝缘阻抗中的容抗比电绝缘阻抗中的容抗比电阻大得多阻大得多，可以不考虑电容可以不考虑电容；2.对于对地分布电容较大对于对地分布电容较大，对地绝缘电阻很高的的情况对地绝缘电阻很高的的情况，由于绝缘阻抗中的电阻比容由于绝缘阻抗中的电阻比容抗大得多抗大得多，可以不考虑电阻可以不考虑电阻；IT 系统的安全原理o 由于接地电阻RE和人体电阻Rp并联，且RERp，则对地电压为：UZRRUEEE33因为因为RE |Z|，所示设备对地电压大大降低。，所示设备对地电压大大降低

7、。只要适当控制只要适当控制RE的大小。即可以限制漏电设备对地的大小。即可以限制漏电设备对地电压在安全范围以内。电压在安全范围以内。保护接地的应用范围o 各种不接地配电网n 电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳；n 电气设备的传动装置；n 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；n 配电、控制、保护用的屏 ( 柜、箱 ) 及操作台等的金属框架和底座；n 交、直流电力电缆的金属接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层，可触及的金属保护管和穿线的钢管；n 电缆桥架、支架和井架；保护接地的应用范围o 各种不接地配电网n 装有避雷线的电力线

8、路杆塔；n 装在配电线路杆上的电力设备；n 在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地短路电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔；n 电除尘器的构架；n 封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分；n 六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体；n 电热设备的金属外壳；n 控制电缆的金属护层。保护接地的应用范围o 电气设备的某些金属部分。电气设备下列金属部分，除另有规定外，可不接地：n 在木质、沥青等不良导电地面，无裸露接地导体的干燥的房间内，交流额定电压 380 V 及以下，直流额定电压 440V 及以下的电气设备的金属外壳；但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地；n

9、 在干燥场所，交流额定电压 127V 及其以下，直流额定电压 110V 及其以下的电气设备的外壳；n 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，以及当发生绝缘损坏时不会在支持物上引起危险电压的绝缘子的金属底座等；保护接地的应用范围o 电气设备的某些金属部分。电气设备下列金属部分，除另有规定外，可不接地n 安装在已接地金属框架上的设备，如穿墙套管等 ( 但应保证设备底座与金属框架接触良好 )；n 额定电压 220V 及其以下的蓄电池室内的金属支架；n 由发电厂、变电所和工业企业区域内引出的铁路轨道；n 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

10、。o 此外，木结构或术杆塔上方的电气设备的金属外壳一般也不必接地。接地电阻的确定o 确定原则n 限制漏电设备外壳对地电压在安全限值 UL 以内， 即漏电设备对地电压 UE=IEREUL 。o 低压设备接地电阻n 在 380V 不接地低压系统中，单相接地电流很小，为限制设备漏电时外壳对地电压不超过安全范围，一般要求保护接地电阻 RE 4 。n 当配电变压器或发电机的容量不超过 100 kVA 时，由于配电网分布范围很小，单相故障接地电流更小 , 可以放宽对接地电阻的要求，取 RE 10。接地电阻的确定 高压设备接地电阻：通过限制对地电压，通过限制对地电压，间接限制保护接地电阻间接限制保护接地电阻

11、 n 小接地短路电流系统。o RE 10 o 高压设备与低压设备共用接地装置，要求设备对地电压不超过 120V，其接地电阻为：o 高压设备单独装设接地装置，设备对地电压可放宽至 250V，其接地电阻为：120EERI250EERI接地电阻的确定 高压设备接地电阻：通过限制对地电压，通过限制对地电压，间接限制保护接地电阻间接限制保护接地电阻 n 大接地短路电流系统：速断保护装置切除接地故障 o RE必须满足：o 当接地短路电流 IE400OA 时，可采用RE 0.5 2000EERI接地电阻的确定o 发电厂和区域变电站的接地电阻:限制接触电压和跨步电压 n 小接地短路电流系统:接触电压和跨步电压

12、50V 考虑土壤电阻，一只脚的接地电阻可按考虑土壤电阻，一只脚的接地电阻可按3接触电动势：两脚并联，接地电阻为接触电动势：两脚并联，接地电阻为3/2 ； 跨步电动势：两脚串联，接地电阻为跨步电动势：两脚串联，接地电阻为6 。 若人体电阻按若人体电阻按1500计，则脚下计，则脚下接触、跨步电压降接触、跨步电压降分别为：分别为： Ucp=50V/15003/2 0.05 Uws=50V/15006 =0.2 接触电动势接触电动势：Ec=50V+0.05 跨步电动势跨步电动势：Ew=50V+0.2 接地电阻的确定o 发电厂和区域变电站的接地电阻:限制接触电压和跨步电压 n 大接地短路电流系统:以心室

13、颤动电流为准165/It若人体电阻按若人体电阻按1500计，则人体计，则人体接触、跨步电压降接触、跨步电压降分别为：分别为： 接触电压：接触电压： 跨步电压：跨步电压：考虑脚下的土壤电阻，考虑脚下的土壤电阻，接触、跨步电动势接触、跨步电动势分别为：分别为： 接触电动势接触电动势： 跨步电动势跨步电动势：ttUc250150010001165tUw250ttUc25. 025015002310001165ttEw2501500610001165接地电阻的确定o 架空线路和电缆线路的接地电阻n 小接地挥路电流系统中，无避雷线的高压电力线路在居民区的钢筋混凝土杆宜接地，金属杆塔应接地，其接地电阻不宜

14、超过 30。n 在高土壤电阻率地区接地电阻难以达到要求数值时，接地电阻允许值可以适当提高。例如，低压设备接地电阻允许达到 1030 ，小接地短路电流系统中高压设备接地电阻允许达到 30，发电厂和区域变电站的接地电阻允许达到 15 等。接地电阻的确定o 架空线路和电缆线路的接地电阻n 中性点直接接地的低压系统的架空线路和高、低压共杆架设的架空线路，其钢筋混凝土杆的铁横担和金属杆应与零线连接，钢筋混凝土的钢筋宜与零线连接。与零线连接的电杆可不另做接地。n 沥青路面上的高、低压线路的钢筋混凝土和金属杆塔以及已有运行经验的地区，可不另设人工接地装置，钢筋混凝土的钢筋、铁横担和金属杆塔，也可不与零线连接

15、。接地电阻的确定o 架空线路和电缆线路的接地电阻n 三相三芯电力电缆两端的金属外皮均应接地。n 变电所电力电缆的金属外皮可利用主接地网接地。与架空线路连接的单芯电力电缆进线段，首端金属外皮应接地。如果在负荷电流下，末端金属外皮上的感应电压超过 60V，末端宜经过接地器或间隙接地。绝缘监视o 低压配电网的绝缘监视：三只规格相同的高内阻电压表n 三只电压表读数均为相电压，当一相接地时，该相电压表读数急剧降低，另两相则显著升高。n 一相或两相对地绝缘显著恶化时，三只电压表也会给出不同的读数，引起注意。 绝缘监视o 高压配电网的绝缘监视：监视仪表 ( 器 ) 通过电压互感器同配电网连接 n 三相绝缘同

16、时恶化，即三相绝缘同时降低的故障是没有反映的。n 当三相绝缘都在安全范围以内，但相互差别较大时，会给出错误的指示或信号。绝缘监视o 绝缘阻抗的测量：无源测量、有源测量 过电压的防护o 配电网中出现过电压的原因很多。n 由于外部原因造成的有雷击过电压、电磁感应过电压和静电感应过电压；n 由内部原因造成的有操作过电压、谐振过电压以及来自变压器高压侧的过渡电压或感应电压。o 对于不接地配电网，由于配电网与大地之间没有直接的电气连接，在意外情况下可能产生很高的对地电压。过电压的防护o 为了减轻过电压的危险均在不接地低压配电网中，可把低压配电网的中性点或者一相经击穿保险器接地。o 正常情况下，击穿保险器

17、处于绝缘状态，配电网仍为不接地系统；故障时，保险器击穿击，配电网变成接地系统，只要RE4，就能控制低压各相电压的过分升高，也可能引起高压系统的过流装置动作，切断电源。两只相同的内阻电压表是用来监视击穿保险器的绝缘状态的。 TT系统TT 系统的原理o 接地的配电网中发生单相电击时，人体承受的电压接近相电压。也就是说，在接地的配电网中，如果电气设备没有采取任何防止间接接触电击的措施，则漏电时触及该设备的人所承受的接触电压可能接近相电压，其危险性大于不接地的配电网中单相电击的危险性。o T T系统：电网低压中性点直接接地（工作接地），而且设备外壳也采取了接地措施的三相四线配系统。 o 零线：中性线与

18、大地连接（零电位），叫零线。TT 系统的原理EpENENpEpR RUR RR RR RUNpNENNENpEpR RR RUUR RR RR R一般情况下，RNRp，RERp 。可简化为：EENERUURRNNNERUURRENEUIRRTT 系统的原理o 同没有接地相比，T T系统漏电设备上对地电压有所降低，但仍超过安全电压，可能会使人身受到致命的电击。o 零线上却产生了超过安全电压的对地电压，可能发生电击事故。o 故障接地电流不大，一般的过流保护装置难以起作用，使得故障状态长时间存在。TT 系统的原理o 一般情况下不能采用TT系统。除非采用其他防止间接接触电击的措施确有困难，且土壤电阻率

19、较低的情况下，才可考虑采用 TT 系统。而且在这种情况下，还必须同时采取快速切除接地故障的自动保护装置或其他防止电击的措施，并保证零线没有电击的危险。TT 系统的应用o TT 系统主要用于低压共用用户，即用于未装备配电变压器从外面引进低压电源的小型用户。o 采用TT系统时，被保护设备的所有外露导电部分均应同接向接地体的保护导体连接起来；采用TT系统应当保证在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值，即 UE=IEREUL TT 系统的应用o 第一种状态：在环境干燥或略微潮湿、皮肤干燥、地面电阻率高的状态下，UL 不得超 过 50V； o 第二种状态：在环境潮湿、皮肤潮湿、地面电阻

20、率低的状态下，UL 不得超过 25V。 o 故障最大持续时间原则上不得超过 5s。 TN系统概述o TN系统中的字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，亦即与配电网保护零线(保护导体)的紧密连接。这种做法就是保护接零。或者说TN系统就是配电网低压中性点直接接地,概述o TN系统的安全原理及类别o TN 系统速断和限压的要求o 保护接零的应用范围o 重复接地o 速断保护元件TN系统的安全原理及类别o 当某相带电部分碰连设备外壳 ( 即外露导电部分 ) 时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流 ISS能促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障部分

21、设备断开电源，消除电击危险。 TN系统的安全原理及类别o 在三相四线配电网中，应当区别工作零线和保护零线。n 前者即中性线，用 N 表示；n 后者即保护导体，用 PE 表示。n 如果一根线既是工作零线又是保护零线，则用 PEN 表示。TN系统的安全原理及类别o TN 系统分为 TN-S,TN-C-S,TN-C 三种方式o 单相短路电流足够大单相短路电流足够大TN 系统速断和限压的要求ssLPEETUUIZZZZZ U 配电网相电压；ZL 相线阻抗；ZPE 保护零线阻抗；ZE 回路中电器元件阻抗；ZT 变压器计算阻抗；Z 相零线回路阻扰，Z =ZL+ZPE+ZE+ZT 。相零线回路阻抗相零线回路

22、阻抗Z Z不能太不能太大大，以保证发生漏电时有足以保证发生漏电时有足够的单相短路电流够的单相短路电流，迫使迫使线线路路上的保护元件迅速动作。上的保护元件迅速动作。就电流对人体的作用而言就电流对人体的作用而言，电流通过人体的持续时间越电流通过人体的持续时间越长长，致命的危险性越大致命的危险性越大，引引起起心心室颤动所需要的电流越室颤动所需要的电流越小。因此小。因此，确定速断保护的确定速断保护的动作时间应当同时考虑可能动作时间应当同时考虑可能的接触电压的接触电压。TN 系统速断和限压的要求o 由接零等值电路可以求出保护装置动作前漏电设备对地电压为：UZZZZZRRRUZZRRRZIRRRUPELE

23、TPENppPENppPESSNppETN 系统速断和限压的要求o 由接零等值电路可以求出保护装置动作前漏电设备对地电压为：UZZZZZRRRUZZRRRZIRRRUPELETPENppPENppPESSNppEPELPEcERRRUKURL相线电阻；RpE保护线电阻；Kc计算系数，0.61 PELRmR令UmmKUCE1如导体材质相同如导体材质相同，则则 m = 相线相线截面截面/保护线截面。保护线截面。对于电缆和绝缘导线对于电缆和绝缘导线 ,m13。如线路截面较小，保护零线与相线紧邻敷设。对地电压可按下式简化计算 :与不接地配电网不同与不接地配电网不同，在这里欲将漏电设备对地电压限制在在这

24、里欲将漏电设备对地电压限制在某一安全范围内某一安全范围内是困是困难的。难的。TN 系统速断和限压的要求o 由于地面对地电压曲线分布规律随接地体特征及其施工方式而异，发生触电的位置受工艺过程等因素的影响，最大接触电压可能难以确定。o 国家标准以额定电压为依据作了一个比较简明的规定 : n对于相线对地电压 220V的TN 系统，手持式电气设备和移动式电气设备末端线路或插座回路的短路保护元件应保证相、零线短路持续时间不超过 0.4s；n配电线路或固定式电气设备的末端线路应保证短路持续时间不超过 5s。n如配电箱引出的线路中，除固定设备的线路外，还有手持式、移动式设备或插座线路，短路持续时间也不应超过

25、 0.4s。o 为了实现保护接零要求，可以采用一般过电流保护装置或剩余电流保护装置（漏电保护）（漏电保护） 。保护接零的应用范围o 总则: o 用于中性点直接接地的 220/380V 三相四线配电网。o 在这种配电网中，接地保护方式(TT系统)难以保证安全,不能轻易采用。o 在这种系统中，凡因绝缘损坏而可现危险对地电压的金属部分均应接零。o 要求接零和不要求接零的设备和部位与保护接地的要求大致相同。 保护接零的应用范围o TN-S 系统可用于有爆炸危险、火灾危险性较大或安全要求较高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。 o TN-C-S 系统宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。

26、o TN-C 系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。保护接零的应用范围o TN系统混搭TT系统的安全隐患 UE=URE/（RNRE） UN=UUE=URN/（RNRE）除非接地的设备或区段装有快速切断故障的保护装置除非接地的设备或区段装有快速切断故障的保护装置,否否则则，不不得在得在TN系统中混用系统中混用 TT 方式。方式。改进改进将接地设备的外露金属部分再同保护零线连接将接地设备的外露金属部分再同保护零线连接起来起来,构成构成TN 系统系统。 重复接地o 定义：零线上除工作接地以外的其他点的再次接地。o 作用n 减轻零线断线的危险性n 降低漏

27、电设备对地电压n 缩短故障时间n 改善防雷性能等 重复接地o 作用1：减轻零线断开或接触不良的电击危险n 在很多情况下，保护零线(PE线、PEN线)断开或接触不良的可能性是不能完全排除的。图表示没有重复接地的接零系统，零线断线。如图右所示，当零线断 开，后方又有一相碰壳时，故障电流经过触及设备的人体；工作接地构成回路。因为人体电阻比工作接地电阻RN大得多，所以在断线处以后，人体几乎承受全部相 电压。重复接地o 作用1：减轻零线断开或接触不良的电击危险n 特例：零线断开,三相负载不平衡的情况n 根据规定，由负荷不平衡引起的中性线（零线）电流一般不得超过变压器额定电流的 25% 。假定该相负荷为

28、1kW，则其电阻 R L= 48.4，再假定 R N = 4，Rs =10，可求得对地电压为：VVURRRRRIUSLNEEEE35220104 .48410重复接地o 作用1：减轻零线断开或接触不良的电击危险n 在零线断线情况下，重复接地一般只能减轻零线断线时触电的危险，而不能完全消除触电的危险。重复接地o 作用2：降低漏电设备的对地电压n 没有装设重复接地的情况UZZZUPELPEEZPE 中性点至故障点间零线阻抗ZL 中性点至故障点间相线阻抗结论结论1：零线阻抗零线阻抗ZPE越大，设备对地电压越大，设备对地电压UE也也越高越高，且，且通常高于安全电压。通常高于安全电压。一般一般 情况下，

29、零线导电能力不应低于相线导电能力的情况下，零线导电能力不应低于相线导电能力的50，即相当于零线阻抗不，即相当于零线阻抗不应高于相线阻抗的应高于相线阻抗的2倍。倍。结论结论2：单纯接零还是有触电危险的。：单纯接零还是有触电危险的。解决措施：解决措施：通常把建筑用金属结构通常把建筑用金属结构、生产用金属装备同保护零线连接起来生产用金属装备同保护零线连接起来，实现实现等电位联结。等电位联结。 重复接地o 作用2：降低漏电设备的对地电压n 装设重复接地后： UZZZRRRUPELPENSSEUZZZRRRUPELPENSNN结论：结论：漏电设备对地电压降低漏电设备对地电压降低，而中性点对地电压升高而中

30、性点对地电压升高。迅迅速切断电源是保护接零的基本保护方式速切断电源是保护接零的基本保护方式 。重复接地o 作用3：缩短漏电故障持续时间 n 重复接地和工作接地构成零线的并联分支，所以当发生短路时能增大单相短路电流，而且线路越长，效果越显著，这就加速了线路保护装置的动作，缩短了漏电故障持续时间。o 作用4：改善架空线路的防雷性能。n 架空线路零线上的重复接地对雷电流有分流作用，有利于限制雷电过电压。重复接地的要求o 重复接地可以从零线上直接接地，也可以从接零设备外壳接地。o 户外架空线路宜采用集中重复接地。o 以金属外皮作为零线的低压电缆，也要求重复接地。o 线路上的重复接地宜采用集中埋设的接地

31、体，车间内宜采用环形重复接地或网络重复接地。零线与接地装置至少有两点连接，除进线处的一点外，其对角线最远点也应连接，而且车间周围过长，超过 400m 者， 每 200m 应有一点连接。重复接地的要求o 一个配电系统可敷设多处重复接地，并尽量均匀分布，以等化各点电位。o 每一重复接地的接地电阻不得超过 10；在变压器低压工作接地的接地电阻允许不超过 10 的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过30，但不得少于三处。o 电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处、配电线路的最远端及每 1km 处、高低压线路同杆架设时，共同敷段的两端应做重复接地。速断保护元件o 分类 n短路保护元件o 熔断器o 低压断

32、路器的电磁式过电流脱扣器n剩余电流保护 ( 漏电保护 ) 元件o 作用n保护设备和线路 n防止间接接触电击o 要求n动作时间：必须满足本章第二节的要求。 n动作电流：原则上动作电流越小越好 ，但需满足前提条件：不致错误切断线路、不影响正常工作；应能躲过线路上的最大冲击电流而不动作；要求其瞬时 ( 或短延时 ) 动作过电流脱扣器的整定电流大于线路上的峰值电流。且满足标准 (GB50054-95) 规定。 速断保护元件o 中性线是否设保护装置:原则是看中性线能否被相线上的保护元件保护。n 不必考虑中性线的过电流保护的情况o 中性线导电能力 相线导电能力o 中性线导电能力 相线导电能力，但相线上的短

33、路保护元件能保护中性线或正常情况下流过中性线的电流比相线电流小得多，亦不必考虑中性线的短路保护。 o 中性线是否设保护装置:原则是看中性线能否被相线上的保护元件保护。n 如中性线不能被相线上的保护元件保护，可在中性线上装设保护元件：o 但其动作应当只能断开相线或同时断开相线和中性线，而不能只断开中性线，不断开相线。o 不允许在有保护作用的零线上装设单极开关或熔断器。例如，在三相四线系统中三相设备的保护零线，以及在有接零要求的单相设备的保护零线上，都不允许装设单极开关或熔断器。o 如果采用低压断路器，只有当过电流脱扣器动作后能同时切断相线时，才允许在零线上装设过电流脱扣器。 保护导体概念o 保护

34、导体：某些防电击保护措施所要求的用来与下列任何一部分电气连接的导体。n 外露可导电部分；n 外部可导电部分；n 主接地端子；n 接地极；n 电源接地点或人工中性点 概述o 保护导体的组成o 保护导体的截面积o 等电位联结o 保护导体的安装o 相零线回路检测保护导体的组成o 保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联结线。o 保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。自然保护导体o 交流电气设备应优先利用自然导体作保护导体。n建筑物的金属结构 ( 梁、柱等 )及设计规定的混凝土结构内部的钢筋n生产用的起重机的轨道n配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架n运输皮带的钢梁，n电除

35、尘器的构架等金属结构n配线的银管n电缆的金属构架及铅、铝包皮 ( 通信电缆除外 ) 等均可用作自然保护导体。 n低压系统，可利用不流经可燃液体或气体的金属管道作保护导体。n在非爆炸危险环境，如自然保护导体有足够的截面积，可不再另行敷设人工保护导体。 自然保护导体o 自然保护导体的要求：n 保证连接可靠、导电能力足够、防止变形和移动，并不会受到机械破坏或化学腐蚀；n 利用自来水管作保护导体必须得到供水部门的同意，而且水表及其他可能断开处应予跨接；n 煤气管等输送可燃气体或液体的管道原则上不得用作保护导体。 人工保护导体o 采用多芯电缆的芯线o 与相线同一护套内的绝缘线o 固定敷设的绝缘线或裸导体

36、等保护线（零线）o 保护导体干线：必须与电源中性点和接地体 (工作接地、重复接地) 相连。为提高可靠性，保护干线应经两条连接线与接地体连接。 o 保护支线 ( 保护导体支线 )：应与保护干线相连。保护导体总体要求o 为了保持保护导体导电的连续性，所有保护导体，包括有保护作用的 PEN 线上均不得安装单极开关和熔断器；o 保护导体应有防机械损伤和化学腐蚀的措施；o 保护导体的接头应便于检查和测试 ( 封装的除外 )； 可拆开的接头必须是用工具才能拆开的接头；o 各设备的保护( 支线 )不得串联连接，即不得用设备的外露导电部分作为保护导体的一部分；o 一般不得在保护导体上接入电器的动作线圈。保护导

37、体的截面积 o 为满足导电能力、热稳定性、机械稳定性、耐化学腐蚀的要求，保护导体必须有足够的截面积。o 保护导体截面积的计算和选择主要考虑以下两个因素：n 应能承受故障条件下可能遭受的过热；n 应具有足够的机械强度，以保证在预定条件下导体的完整。保护导体的截面积 o 当保护线(PE线）与相线（L线）材料相同时，保护线的截面积可以直接按下表选取。o 保护线与相线材料不同，可按相应的阻抗关系考虑，不必考虑热稳定性。 SL/mm2SPE/mm2 SL16SL1635SL/2保护导体的截面积 o 除应用电缆芯线或金属护套作保护线外，有机械防护的保护零线不得小于 2.5 mm2 ；没有机械防护的不得小于

38、 4mm2。o 兼作工作零线的保护零线的PEN线的最小截面积除应满足不平衡电流的导电要求外，还应满足保护接零可靠性的要求。n 要求铜质PEN线截面积不得小于10mm2n 铝质的不得小于16mm2n 如系电缆芯线，则不得小于4mm2。 等电位联结o 指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等不带电导体之间的联结 ( 包括 IT 系统和 TT 系统中各用电设备金属外壳之间的联结 )。o 保护导体干线应接向总开关柜。总开关柜内保护导体端子排与自然导体之间的联结称为总等电位联结。o 于用电设备或配电箱，如其保护接零难以满足速断要求，或为了提高保护接零的可靠性，可将其与

39、自然导体之间再进行联结。这一联结称为局部等电位联结或辅助等电位联结。等电位联结1接地体；2接地线；3保护导体端子排（总等电位连接端子板或接地母排）；4保护导体（保护干线）；5主等电位联结导体；6装置外露导电部分；7局部（辅助）等电位联结导体；8自然保护导体（水管等）；9装置以外的接零导体。等电位联结o 总等电位联结导体的最小截面不得小于最大保护导体的 1/2，但不得小于 6mm2；如系铜线，也不需大于 25mm2。o 两台设备之间局部等电位联结导体的最小截面不得小于两台设备保护导体中较小者的截面。o 设备与设备外导体之间的局部等电位联结线的截面不得小于该设备保护零支线的 1/2。等电位联结o

40、等电位联结线的截面要求类类别别总等电位联结线总等电位联结线局部等电位局部等电位联结线联结线辅助等电位联结线辅助等电位联结线一一般般值值不小于不小于0.5进线进线PE(PEN)线截面线截面不小于不小于0.5PE线线截面截面两电气设备外露两电气设备外露导电部分间导电部分间0.5较小较小PE线截面线截面电气设备与装置电气设备与装置外可导电部分间外可导电部分间0.5PE线截线截面面最最小小值值6 mm2铜线铜线有机械保护时有机械保护时2.5mm2铜线或铜线或16 mm2铝线铝线16 mm2铝线铝线*无机械保护时无机械保护时4mm2铜线铜线50 mm2铁导体铁导体16 mm2铁线铁线最最大大值值25 m

41、m2铜线或相同电导值的导铜线或相同电导值的导线线*等电位联结o 等电位联结的材料要求n 连接线和连接端子板宜采用铜质材料；n 不允许采用无机械保护的铝线；n 采用铝线时，应注意保证铝线连接处的持久导通性；n 端子板的截面应满足机械强度要求，并不得小于所接联结线截面。o 等电位联结的作用n 降低等电位联结影响区域内可能的接触电压；n 降低等电位联结影响区域外侵入的危险电压；n 实现等电位环境。保护导体的安装o 变压器中性点引出的保护导体应与配电方式相适应。n 对于放射式配电系统，该保护导体应采用相应截面的导体直接从变压器中性点引至低压开关柜内的保护导体端子排上。n 对于变压器干线式配电系统，则从

42、变压器中性点引出的保护导体不必经过总开关而可以直接接向保护接零干线。保护导体的安装o 户外架空线路n 架设保护零线。截面由机械强度和导电能力决定。n 选用自然保护导体，如车间金属结构、起重机轨道。自然保护导体与相线间距6m。n 宜采用与相线相同材质的导体作保护零线。保护导体的安装o 埋地电缆：n 专用保护芯线金属外皮保护零线。n 两条电缆的金属外皮（保护零线）沿线铺设扁钢20mm4mm（辅助保护零线）n 1条电缆的金属外皮沿线铺设扁钢20mm4mm零线o 穿管线路：可用钢管作为保护零线。相零线回路检测o 相零线回路检测是TN 系统的主要检测项目，主要包括保护零线完好性、连续性检查和相零线回路阻

43、抗测量。测量相零线回路阻抗是为了检验接零系统是否符合规定的速断要求。o 相零线回路阻抗2种检测方法：停电测量法&不停电测量法。o 零线连续性测试：采用低压试灯法。 接地装置概述o 接地装置是接地体( 极 )和接地线的总称。运行中电气设备的接地装置应当始终保持良好状态。o 自然接地体和人工接地体o 接地线o 接地测量 o 接地装置的检查和维护 自然接地体和人工接地体o 自然接地体是用于其他目的，且与土壤保持紧密接触的金属导体。n 埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的管道除外)、金属井管n 与大地有可靠连接的建筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属管、桩等自然导体均可用作自然接地体。o

44、 优越性：节省钢材和施工费用，降低接地电阻和等化地面及设备间的电位。自然接地体和人工接地体o 选用要点n 优先利用自然接地体。n 当自然接地体的接地电阻符合要求时，可不敷设人工接地体(发电厂和变电所除外)。n 应考虑到自然接地体拆装或检修时，接地体被断开，断口处出现的电位差及接地电阻发生变化的可能性。n 自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连(线路杆塔除外)。n 利用自来水管及电缆的铅、铝包皮作接地体时，必须取得主管部门同意，以便互相配合施工和检修。自然接地体和人工接地体o 人工接地体n 一般设置方式o 宜采用垂直接地体，多岩石地区可采用水平接地体。垂直埋 设的接地体可采用直径为4050mm的钢管或40mm40mm4mm 至50mm50mm5mm的角钢。垂直接