电气接地及接零技术

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⑤ 电气上的“地”、对地电压和对地电压曲 线
电流通过接地体向大地作半球形流散。因为半
球面积与半径的平方成正比，半球的面积随着远 离接地体而迅速增大，因此，与半球面积对应的 土壤电阻随着远离接地体而迅速减小，至离接地 体 20m 处，半球面积已达 2500㎡，土壤电阻己 可小到忽略不计。这就是说，可以认为在离开接 地体 20m 以外，电流不再产生电压降了。或者说， 至远离接地体 20m 处，电压几乎降低为零。电气 工程上通常说的 “地”就是这里的地，而不是接 地体周围 20m 以内的地。
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②接地体、接地线与接地装置：
接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体。 分为自然接地体和人工接地体。
接地线：电气设备与接地体连接的导线 接地装置：接地线和接地体总称接地装置。
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③ 接地电流和接地短路电流
凡从接地点流入地下的电流即属于接地电流。
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，如0.4kV 系统中的 单相接地短路电流。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；接地短路电流大于 500A 的称 大接地短系统。
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④ 流散电阻和接地电阻
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。
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。
保护接地：是一种技术上的安全措施，它是把故障 情况下可能呈现危险电压的金属部分同大地紧密 连接起来。
防雷接地：又叫过电压保护接地，是指为限制过电 压危险影响而设的接地（如避雷针，避雷器）
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2 电网接地运行方式及其安全性分析
电网种类很多。按照电压可分为 1000 伏 以上的高压电网和 1000 伏及 1000 伏以下 的低压电网； 按电流种类可分为交流电网和 直流电网； 按相数可分为三相电网和单相电 网； 按用途可分为动力电网、照明电网和专 用电网等；按运行方式可分为直接接地电网、 经阻抗接地电网和不接地电网等。
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高压电网运行方式： 中性点直接接地运行方式 中性点经阻抗接地运行方式 中性点不接地运行方式
低压电网运行方式： 中性点直接接地运行方式 中性点不接地运行方式
接地电网和不接地电网对出现的各种电气故障 防护能力是不相同的。本节将重点讨论这两种低 压电网的安全特征。
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对地电压，即带电体与大地之间的电位差，也 是指离接地体 20m 以外的大地而言的。简单地说， 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。
如果用曲线来表示接地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。 图 3-1 所示 的是单一接地体的对地电压曲线，显然，随着离 开接地体，曲线逐渐变平，即曲线的陡度逐渐减 小。
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1.接地技术的基本概念
1.1 技术术语：
① 接地与接地技术：
在电力系统中，由于正常运行的需要和为了 保障人身、设备的安全，将电力系统及其电气设 备的某些部分与埋入大地的金属导体相连接，即 为接地。
接地技术就是研究接地原理、方法及其实施， 如何避免减轻人身伤亡事故，保证人身和设备安 全而发展起来的一门科学技术。
第三章 电气接地与接零安全技术
在正常情况下，直接防护措施能保证人身安全， 但是当电气设备绝缘发生故障而损坏时，造 成电气设备严重漏电，使不带电的外漏金属 部件呈现危险电压，可能造成接触电。
间接接触电击防护目的是为了防止电气设备发 生故障情况下，发生人身触电事故，也是为 了防止电气设备事故进一步扩大。目前主要 采用保护接地接零以及等电位连接等技术措 施。
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2.1.1 接地电网单相触电的危险性
Ir
Ro
U Rd
Rs
Rr
式中 U——电网相电压 Ro——工作接地电阻 Rd——人脚下的土壤 流散电阻
Rs——鞋的电阻 Rr——人体的电阻
图3-2接地电网中的单相触电
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结论：
触电的危险性主要决定于Rs的大小。
在接地电网中，单相触电的危险性是比较 大的。
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图3-1 对地电压曲线
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⑥接触电动势和接触电压
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。
接触电压是指加于人体某两点之间的电压， 如图 3-1 所示。当设备漏电，电流IE自接地体流 入地下时，漏电设备对地电压为UE，对地电压曲 线呈双曲线形状。 a 触及漏电设备外壳，其接触 电压即其手与脚之间的电位差。如果忽略人的双 脚下面土壤的流散电阻，接触电压与接触电动势 相等。图 3-1 中 ,a 的接触电压为 Uc 。如果不 忽略脚下土壤的流散电阻，接触电压将低于接触 电动势。
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2.1 接地电网(工作接地)
我国最常用的低压接地电网是用电电压 380/220 V （线电压 380V 、相电压 220V），供电 电压 0.4/0.23 kV ( 线电压 0.4 kV、相电 压 0.23 kV ) 的中性点直接接地的三相四线制电网。380V 用于动力设备，220V用于照明设备和单相设备。
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2.1.2 接地电网抑制过电压的能力
过电压是指一切对电气设备或电气线路 绝缘有危害的电压升高。电网中出现过电压 的原因很多，根据造成过电压的原因，过电 压分可为外部过过电压和内部过电压。外部 过电压主要有雷击过电压、雷电感应过电压、 电磁感应过电压和静电感应过电压等；内部 过电压主要有操作过电压、谐振过电压以及 变压器高压侵入低压等。
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1.2 接地分类
接地
正常接地
故障接地
工作接地
安全接地
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工作接地：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。
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。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。