电气安全工程课程课件一五

电气安全工程

(3.1)

1第三章间接接触电击防护

第一节

IT系统IT系统即保护接地系统，保护接地是最古老的安全措施。到目前为止，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。2第一节

IT系统一、接地的基本概念接地：是将设备的某一部位经接地装置与大地紧密连接起来。1、几种接地的概念（1）“接地”是接大地；（2）“接地”是接“零线”；（3）“接地”是接“保护线”；（4）“接地”是接机壳；（5）“接地”是接自来水管、暖气管等与大地有接触的物体。33.1.1接地的基本概念2.接地分类检修接地临时接地故障接地接地工作接地

固定接地保护接地防雷接地安全接地防静电接地屏蔽接地43.1.1接地的基本概念3.接地电流和接地短路电流接地电流：凡从接地点流入地下的电流。接地电流又分为正常接地电流和故障接地电流。正常接地电流:正常工作时通过接地装置流入接地电流地下,借助大地形成回路的电流。故障接地电流:系统发生故障时出现的接地电流。53.1.1接地的基本概念3.接地电流和接地短路电流

接地短路电流：系统一相接地可能导致系统发生短路时的接地电流。在高压系统中，接地短路电流可能很大，接地短路电流在500A及以下的称小接地短路电流系统；接地短路电流大于500A的称大接地短系统。63.1.1接地的基本概念4.流散电阻和接地电阻流散电阻：接地电流在土壤中遇到的全部电阻。接地电阻：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。73.1.1接地的基本概念5.对地电压和对地电压曲线对地电压：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：Ud=Id×

Rd。对地电压曲线：表示接地体及其周围各点对地电压的曲线。

半球形接地体的对地电压曲线：Uds=ρId/(2πS)一般认为离接地点20m以外即为电位为零的大地。83.1.1接地的基本概念6.接触电压接触电压：加于人体某两点之间的电压。7.跨步电压跨步电压：是指人站在流过电流的地面上，加于人的两脚之间的电压。人的跨距按0.8m考虑，大牲畜的跨步通常按1.0～1.4m考虑

。93.1.2

IT系统的安全原理

IT系统即保护接地系统。保护接地：把在故障情况下可能出现危险对地电压的金属部分同大地紧密连接起来，使设备上的故障电压限制在安全范围的措施。接地装置：接地线和接地体的总称。接地体：埋入地下的与土壤紧密接触的金属导体。接地线：连接接地设备和接地体的金属导线。103.1.2IT系统的安全原理IT系统的安全原理113.1.2IT系统的安全原理1、无保护接地时时人体承受的接触电压为：当电网分布范围不不大，所接用电设设备不多时，漏电电设备对地电压将将不高，反之，对对地电压可能升至至危险程度。123.1.2IT系统的安全原理理2、保护接地时时人体承受的接触电压为：Up=3REU/（3RE+Z）上式与Up=3RpU/(3Rp+Z)比较，由于于Rp》RE，所以，，保护接接地后设设备对地地电压会会大大降降低，只只要控制制RE的大小，，即可限制漏电电设备对对地电压压在安全全范围之之内。133.1.2IT系统的安安全原理理【例】设电网各各相对地地电压均均为220V,各相对地地绝缘电电阻均可可视为无无限大，各相对地地电容均均为0.55μF，人体电阻阻为2000Ω。无保护接接地：Up=158.3V，Ip=79.2mA。有保护接接地，且且接地电电阻RE=4Ω：：Up=0.46V，，Ip=0.23mA。。143.1.2IT系统的安安全原理理只有在不不接地配配电网中中，由于于其对地地绝缘阻阻抗较高高，单相相接地电电流较小小，才有有可能通通过保护护接地把把漏电设设备故障障对地电电压限制制在安全全范围之之内。153.1.3保护接地地的应用用范围保护接地地适用于于各种不不接地配配电网。。在这类类配电网网中，凡凡由于绝绝缘损坏坏或其他他原因而而可能呈呈现危险险电压的的金属部部分，除除另有规规定外均均应接地地。163.1.3保护接地地的应用用范围(1)电电机、、变压器器、电器器、携带带式或移移动式用用电器具具的金属属底座和和外壳；；(2)电电气设设备的传传动装置置；(3)屋屋内外外配电装装置的金金属或钢钢筋混凝凝土构架架，以及及靠近带带电部分分的金属属遮栏和和金属门门；(4)配配电、、控制、、保护用用的屏(柜柜、箱)及及操作台台等的金金属框架架和底座座；173.1.3保护接地地的应用用范围(5)交交、直直流电力力电缆的的金属接接头盒、、终端头头和膨胀胀器的金金属外壳壳和电缆缆的金属属护层，，可触及及的金属属保护管管和穿线线的钢管管；(6)装装有避避雷线的的电力线线路杆塔塔；(7)装装在配配电线路路杆上的的电力设设备；(8)在在非沥沥青地面面的居民民区内，，无避雷雷线的小小接地短短路电流流架空电电力线路路的金属属杆塔和和钢筋混混凝土杆杆塔等。。183.1.3保护接地地的应用用范围电气设备备下列金金属部分分，除另另有规定定外，可可不接地地：(1)在在木质质、沥青青等不良良导电地地面，无无裸露接接地导体体的干燥燥的房间间内，交交流额定定电压380V及以下，，直流额额定电压压440V及以下的的电气设设备的金金属外壳壳；但当当有可能能同时触触及上述述电气设设备外壳壳和已接接地的其其他物体体时，则则仍应接接地；193.1.3保护接地的应应用范围(2)在干干燥场所，交交流额定电压压127V及其以下，直直流额定电压压110V及其以下的电电气设备的外外壳；(3)安装装在配电屏、、控制屏和配配电装置上的的电气测量仪仪表、继电器器和其他低压压电器等的外外壳，以及当当发生绝缘损损坏时不会在在支持物上引引起危险电压压的绝缘子的的金属底座等等；203.1.3保护接地的应应用范围(4)安装装在已接地金金属框架上的的设备，如穿穿墙套管等(但应保保证设备底座座与金属框架架接触良好)；(5)额定定电压220V及其以下的蓄蓄电池室内的的金属支架；；(6)由发发电厂、变电电所和工业企企业区域内引引出的铁路轨轨道；(7)与已已接地的机床床、机座之间间有可靠电气气接触的电动动机和电器的的外壳。(8)木结结构或木杆塔塔上方的电气气设备的金属属外壳一般也也不必接地。。213.1.4接接地电电阻的确定保护接地的基基本原理是限限制漏电设备备外壳对地电电压在安全限限值UL以内，即漏电设备对对地电压UE=IERE≤UL。各种保护接地地的接地电阻阻就是根据这这个原则来确确定的。223.1.4接接地电电阻的确定1、低压设备接地地电阻在380V不接地低压系系统中，一般要求保护护接地电阻RE≤4Ω。当配电变压器器或发电机的的容量不超过过100kVA时，可以放宽对接接地电阻的要要求，取RE≤10Ω。。233.1.4接接地电电阻的确定2、高压设备接地地电阻(1)小接接地短路电流流系统如果高压设备备与低压设备备共用接地装装置，要求设设备对地电压压不超过120V，其接地地电阻阻为RE≤120/IE≤10Ω如果高高压设设备单单独装装设接接地装装置，，设备备对地地电压压可放放宽至至250V，其接地地电阻阻为RE≤250/IE≤10Ω243.1.4接接地电阻的确定定(2)大接地短短路电流系统在大接地短路电流流系统中，由于按按地短电流很大，，很难限制设备对对地电压不超过某某一范围，而是靠靠线路上的速断保保护装置切除接地地故障。要求其接接地电阻为RE≤2000/IE但当接地短路电流流IE>400OA时，可采用RE≤0.5Ω253.1.4接接地电阻的确定定3、架空线路和电电缆线路的接地电电阻无避雷线的高压电电力线路的金属杆杆塔和钢筋混凝土土杆的接地电阻RE≤30Ω。低压电力线路的金金属杆塔和钢筋混混凝土杆的接地电电阻RE≤10～30Ω。。三相三芯电力电缆缆两端的金属外皮皮均应接地。263.1.5绝绝缘监视在不接地配电网中中，发生一相故障障接地时，其他两两相对地电压升高高，可能接近相电电压，这会增加绝绝缘的负担、增加加触电的危险。而而且，不接地配电电网中一相接地的的接地电流很小，，线路和设备还能能继续工作，故障障可能长时间存在在。这对安全是非非常不利的。因此此，在不接地配电电网中，需要对配配电网进行绝缘监监视，并设置声光光报警信号。273.1.5绝绝缘监视视1、低压压配电网网的监视视283.1.5绝绝缘监视视用三支电电压表分分别在线线路三相相和接地地装置之之间。电电压表的的要求如如下：①三只电电压表的的规格相相同；②电压表表量程选选择适当当；③选用高高内阻的的电压表表。以上监视视方法对对一相接接地故障障很敏感感，但其其缺点：：①三相绝绝缘同时时降低故故障无反反应；②三相绝绝缘在安安全范围围内，但但相差较较大时，，会出现现误信号号。293.1.5绝绝缘监视视因此，在在低压配配电网中中，为了了比较准准确地检检测配电电网对地地绝缘情情况，可可以借用用专用方方法测量量绝缘阻阻抗。下下图表示示一种无无源测量量装置的的基本线线路。303.1.5绝绝缘监视视313.1.5绝绝缘监视视①按下SB1时，测得该相相对地电电压U；按下SB2时，测得该相相接地电电流I，由此可求求得该相配电电网对对地导导纳近近似为为：I/U（（1）323.1.5绝绝缘缘监视视②接通SA1，，按下SB1