6-8接地與防雷教學課件

▉接地與接地裝置接地線又分為接地干線和接地支線，接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點與接地網(wǎng)連接。如圖10-1所示接地體按其布置方式可分為外引式接地體和環(huán)路式接地體。按其形狀劃分，有管形、帶形和環(huán)形幾種基本形式。按其結(jié)構(gòu)劃分，有自然接地體和人工接地體之分。1

▉接地電流與接地短路電流凡從帶電體流入地下的電流即屬于接地電流。接地電流有正常接地電流和故障接地電流。正常接地電流指正常工作時通過接地裝置流入地下，借大地形成工作回路的電流；故障接地電流指系統(tǒng)發(fā)生故障時出現(xiàn)的接地電流。系統(tǒng)一相接地可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生短路，這時的接地電流叫做接地短路電流，如接地的380/220V系統(tǒng)的單相接地短路電流。在高壓系統(tǒng)中，接地短路電流可能很大，接地短路電流在500A及以下的，稱小接地短路電流系統(tǒng)；接地短路電流大于500A的，稱大接地短路電流系統(tǒng)。2

▉流散電阻和接地電阻如圖10-2所示，接地電流流入地下以后，就通過接地體向大地作半球形散開，這一接地電流就叫做流散電流。流散電流在土壤中遇到的全部電阻叫叫做流散電阻。接地電阻是接地體的流散電阻與接地線的電阻之和。接地線電阻一般很小，可以忽略不計。因此，可以認為流散電阻就是接地電阻。3

▉對地電壓電流通過接地體向大地作半球形流散。在距接地體越遠的地方球面越大，所以流散電阻越小。一般認為在距離接地體20以上，電流就不再產(chǎn)生電壓降了。或者說，至距離接地體20m處，電壓已降為零。電工上通常所說“地”就是這里的地。通常所說的對地電壓，即帶電體同大地之間的電位差。也是指離接地體20m以外的大地而言的。簡單說，對地電壓就是帶電體與電位為零的大地之間的電位差。顯然對地電壓等于接地電流與接地電阻的乘積。如果接地體有多根鋼管組成，則當電流自接地體流散時，至電位為零處的距離可能超過20m。4

▉接觸電勢和接觸電壓

接觸電勢是指接地電流自接地體流散，在大地表面形成不同電位時，設(shè)備外殼、構(gòu)架或墻壁與水平距離0.8m處之間的電位差。

接觸電壓是指設(shè)備絕緣損壞時，在身體可同時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。如人在發(fā)生接地故障的設(shè)備旁邊，手觸及設(shè)備的金屬外殼，則人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差，即為接觸電壓，接觸電壓通常按人體離開設(shè)備0.8m考慮。如圖10-3所示，a的接觸電壓為Uc，故障設(shè)備對地電壓為Ud。5

▉中性點、零點和中性線、零線發(fā)電機、變壓器、電動機等電器的繞組中以及串聯(lián)電源回路中有一點，它與外部各接線端間的電壓絕對值相等，這一點就成為中性點或中點。當中性點接地時，該點則稱為零點。由中性點引出的導(dǎo)線，稱為中性線；由零點引出的導(dǎo)線，則稱為零線。6

▉接地線和接地—接地線一般有中性線（代號N）、保護線（代號PE）或保護中性線（代號PEN）。

中性線（N線）的功能，一是用來接用額定電壓為相電壓的單相用電設(shè)備，二是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流，三是用來減小負荷中性點的電位偏移。

保護線（PE線）的功能，是為保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護線（PE線）接地，可在設(shè)備發(fā)生接地故障時減小觸電危險。

保護中性線（PEN線），兼有中性線（N線）和保護線（PE線）功能。這種保護中性線在我國通稱為“零線”，俗稱“地線”。7

1.工作接地（又稱系統(tǒng)接地）在電力系統(tǒng)中將其某一適當?shù)狞c與大地連接，稱為系統(tǒng)接地或稱工作接地．如變壓器中性點接地。電力系統(tǒng)的中性點是指星形連接的變壓器或發(fā)電機的中性點。工作接地指電力系統(tǒng)中性點接地方式，也就是常說的電力系統(tǒng)中性點運行方式。電力系統(tǒng)中普遍采用的中性點運行方式：中性點直接接地、中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地三種。二、接地的類型和作用（8種接地）8

2.保護接地

各種電氣設(shè)備的金屬外殼，線路的金屬管，電纜的金屬保護層，安裝電氣設(shè)備的金屬支架等，由于導(dǎo)體的絕緣損壞可能帶電，為了防止這些不帶電金屬部分產(chǎn)生生過高的對地電壓危及人身安全而設(shè)置的接地，稱為保護接地。

保護接地示意圖見圖1所示。保護接零示意圖見圖2所示。9

3.保護接零

把電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與電網(wǎng)的零線（或）中性線緊密地連接起來稱為保護接零。

保護接地示意圖見圖1所示。保護接零示意圖見圖2所示。10

4.防雷接地

為了防止電氣設(shè)備和建筑物因遭受雷擊而受損，將避雷針、避雷線、避雷器等防雷設(shè)備進行接地，稱為防雷接地。圖1

接地保護示意圖圖2

接零保護示意圖11

5.屏蔽接地

一方面是為了防止外來電磁波的干擾和侵入，造成電子設(shè)備的誤動作或通信質(zhì)量的下降，另一方面是為了防止電子設(shè)備產(chǎn)生的高頻向外部泄放，需將線路的濾波器、變壓器的靜電屏蔽層、電纜的屏蔽層，屏蔽室的屏蔽網(wǎng)等進行接地，稱為屏蔽接地。高層建筑為減少豎井內(nèi)垂直管道受雷電流感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢，將豎井混凝土壁內(nèi)的鋼筋予以接地，也屬于屏蔽接地。12

6.防靜電接地

靜電是由于磨擦等原因而產(chǎn)生的積蓄電荷，要防止靜電放電產(chǎn)生事故或影響電子設(shè)備的工作，就需要有使靜電荷迅速向大地泄放的接地，稱為防靜電接地。

7.等電位接地

醫(yī)院的某些特殊的檢查和治療室、手術(shù)室和病房中，病人所能接觸到的金屬部分（如床架，床燈，醫(yī)療電器等），不應(yīng)發(fā)生有危險的電位差，因此要把這些金屬部分相互連接起來成為等電位體并予以接地，稱為等電位接地．高層建筑中為了減少雷電流造成的電位差，將每層的鋼筋網(wǎng)及大型金屬物體連接成一體并接地，也是等電位接地。13

8.電子設(shè)備的信號接地及功率接地

電子設(shè)備的信號接地（或稱邏輯接地）是信號回路中放大器、混頻器、掃描電路、邏輯電路等的統(tǒng)一基準電位接地，目的是不致引起信號量的誤差．功率接地是所有繼電器、電動機、電源裝置、大電流裝置、指示燈等電路的統(tǒng)一接地，以保證在這些電路中的干擾信號泄露到地中，不致于干擾靈敏的信號電路。14

三、常見保護接地方式

1.國際電工委員會（IEC）

2.TN系統(tǒng)

3.TT系統(tǒng)

4.IT系統(tǒng)

5.重復(fù)接地與等電位聯(lián)接15

按ＩＥＣ的標準，低壓配電系統(tǒng)根據(jù)保護接地的形式不同分為：IT系統(tǒng)，TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)。其中IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的保護線直接接地（保護接地）；TN系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護線與電源中性點直接電氣連接（接零保護）。

國際電工委員會（IEC）對系統(tǒng)接地文字符號的意義規(guī)定如下：第一個字母表示電力系統(tǒng)的對地關(guān)系：

T：電源端有一點直接接地；

I：所有帶電部分與地絕緣或一點經(jīng)高阻抗接地1.國際電工委員會（IEC）16

第二個字母表示裝置的外露可導(dǎo)電部分的對地關(guān)系；

T：外露可導(dǎo)電部分對地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點無關(guān)；

N：外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點直接電氣連接（在交流系統(tǒng)中，接地點通常就是中性點）。后面還有字母（第三個字母）時，這些字母表示中性線與保護線的組合：

S：中性線和保護線是分開的；

C：中性線和保護線是合一的。

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2.TN系統(tǒng)19

2.TN系統(tǒng)

TN--S系統(tǒng)(b)20

2.TN系統(tǒng)

TN－C－S系統(tǒng)(c)21

如圖所示，TT系統(tǒng)的電源中性點直接接地，與用電設(shè)備接地無關(guān)。PE為保護接地，設(shè)備的金屬外殼也直接接地，且與電源中性點相連。

TT系統(tǒng)的工作原理是：當發(fā)生單相碰殼故障時，接地電流經(jīng)保護接地的接地裝置和電源的工作接地裝置所構(gòu)成的回路流過。此時，若有人觸摸帶電的外殼，則由于保護接地裝置的電阻遠遠小于人體的電阻，因此大部分的接地電流被接地裝置分流，從而對人體起到保護作用。3.TT系統(tǒng)22

TT接地系統(tǒng)3.TT系統(tǒng)23

但TT系統(tǒng)在確保安全用電方面也存在著不足之處：

1)在采用TT系統(tǒng)的電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時，接地電流并不很大，往往不能使保護裝置動作，這將導(dǎo)致線路長期帶故障運行。

2)當TT系統(tǒng)中的電氣設(shè)備只是由于絕緣不良引起漏電時，因漏電電流往往不大（僅為毫安級），不可能使線路的保護裝置動作，這也導(dǎo)致漏電設(shè)備的金屬外殼長期帶電，增加了人體觸電的危險。3.TT系統(tǒng)24

如圖所示，IT系統(tǒng)的電源中性點是對地絕緣的或經(jīng)高阻抗接地，而用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。

4.IT系統(tǒng)25

IT系統(tǒng)4.IT系統(tǒng)26

IT系統(tǒng)適用于環(huán)境條件不良、易發(fā)生單相接地故障的場所，以及易燃、易爆的場所，如煤礦、化工廠、紡織廠等。4

IT系統(tǒng)27

保護接地適用于中性點不接地（對地絕緣）的電網(wǎng)中。在這種電網(wǎng)中凡由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地。但是，在干燥場所，交流額定電壓５０伏以下，直流額定電壓１1０伏及以下的電氣設(shè)備金屬外殼可不接地；以及在干燥且有木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的場所，交流額定電壓３８０伏及以下，可不接地。4.IT系統(tǒng)28

1．重復(fù)接地

如圖示。將零線上的一點或多點與地再次做電氣連接稱為重復(fù)接地。RC表示重復(fù)接地的接地電阻，不應(yīng)大于10歐。例如架空線路沿線每一公里處以及在引入大型建筑物、車間等處的零線都要重復(fù)接地。其作用是：降低漏電設(shè)備的對地電壓；減輕斷線時的觸電危險和三相負荷不對稱時對地電壓的危險性；縮短碰殼或接地短路持續(xù)時間；改善架空線路的防雷性能。5.重復(fù)接地與等電位聯(lián)接29

圖工作接地、保護接地、保護接零、重復(fù)接地示意圖(a)工作接地、保護接地和重復(fù)接地示意圖(b)保護接地示意圖(a)(b)5.重復(fù)接地與等電位聯(lián)接30

2.等電位聯(lián)接建筑物內(nèi)人員所