接地和等电位措施

EJ
Rm R p 2 Rm
UJ
5
接地的基本要求
接触电压和跨步电压
跨步电动势和跨步电压
• 跨步电动势是当故障时接地电流流经接地装置所形成的电位分 布曲线上两脚所处的电位差。
• 一只脚的电位为En，另一只脚的电位为Eh，则跨步电动势Ek为 置En和Eh之电位差。如人远离接地极，两脚之间的电位差减少， 跨步电动势也相应减少。跨步电压Uk为人体的两脚接触地面不 同两点所承受的电压。因为此时两只脚接触的地面电阻等于串 联，合成电阻为2Rp，则跨步电动势和跨步电压的式电气设备的接地
携带式电气设备包括工业用电动工具、实验室用的携 带型电气设备和民用家用电器中的可携带电气设备。 这些设备大都用软线连接到插座上，所以也称软线设 备。 不熟悉电气的人员经常接触，设备经常移动并经常受 到振动，设备的绝缘容易损伤，软线也容易损坏。
携带式电气设备必须有专用的PE线，如由TN接地方式 系统供电，其电源插座必须接自TN-S或TN-C-S系统。
接地的分类
保护性接地
• 外露导电部分接地。将电气设备的外露导电部分进行接地，使 其处于地电位，一旦电气设备带电部分的绝缘损坏时，可以减 轻或消除电击危害。通常外露导电部分就是电气设备的金属外 壳，所以这种接地也称为外壳接地。 • 装置外导电部分接地。将非电气设备的导电部分。例如机械设 备的外壳、建筑物的金属结构、金属管线等进行接地或连接到 接地干线或相互连接进行等电位措施，以减少电击的危害。 • 防雷接地。为了消除或减轻雷电危害而将雷电电流导入大地的 接地。 • 防静电接地。将静电导入大地防止其危害的接地。此外，作为 保护接地的补充，将电力系统多处接地，例如架空线在进入建 筑物处进行的接地，称为重复接地，用以减轻电击危险。
固定式电气设备所要求的接地电阻值根据所连接线路 电压的不同而各异。
在工业和民用建筑物内，固定式电气设备分布较广， 且常为不熟悉电气人员所接触，因此在接地电阻选用 时，应以电击保护为主。
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常用电气设备的接地
移动式电气设备的接地
移动式设备一般有移动把手，工作时要求经常移动， 绝缘部分容易损坏，且难于进行等电位措施。 移动设备又在露天作业，条件严酷，因此比较危险。 当移动设备附近有自然接地极且其接地电阻值可以符 合要求时则首先利用自然接地极，如自然接地体的接 地电阻值不符合要求，则采用人工接地极。由于移动 式电气设备经常移动，建议采用装配式接地极，便于 移动和重复利用。
接地的分类
功能性接地
• 工作接地。根据系统运行的需要进行的接地，例如中性点接地， 这个接地系统通常有电流通过。
• 逻辑接地。造成一个等电位点或等电位面作为电子电路的基准 电位，仅是逻辑上的接地，不一定是大地零电位。
• 电磁适应性接地。为防止寄生电容回授或形成噪声电压而进行 的屏蔽接地。
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接地的基本要求
Ek
Rm 2R p Rm
Uk
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接地的基本要求
接地系统的组成
接地系统是将电气装置的外露导电部分通过导电体与 大地相连接的系统，一般由下列几部分或其中一部分 组成。 将外露导电部分M、装置外导电
部分C、总接地端子B、接地极T、 电源接地点或人工中性点中任何 部分连接起来的导体称为保护线， 用于电击保护。 连接保护线、接地线、等电 位联结线等用以接地的多个 端子的组合，称为总接地端 与接地极相连，只起接地 作用的导体称为接地线 接地极与接地线 总称为接地装置
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接地的基本要求
接地和不接地的范围
需要保护接地的范围
• 下列设备的外露导电部分，除有特殊规定者外，一般都需要通 过PE线进行接地：
• 电机、变压器、电器、携带式及移动式用电器具、照明灯具等 的金属底座和外壳；
不需要保护接地的范围
• 电气设备的下列金属部分，除有特殊要求者外，一般都不需要 保护接地：
与地构成闭合回路且经常通过电流的接地线，应采取 绝缘措施。
不经常流过直流电流的接地体和接地线的选用，与交 流电力设备相同。
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接地系统的敷设
接地极的安装和连接
自然接地极的连接：凡可以作为自然接地极的金属件， 在其与接地线连接的表面部需要刮拭干净，连接好接 地线后，在连接处涂以沥青。
如在一个区域内，用导体组成接地网，使其等电位， 则成为等电位接地网，在网内不存在危险的电位差。
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接地的基本要求
接触电压和跨步电压
电流流入大地的电位分布
• 电气装置的带电部分由于绝缘损伤或其他原因与对地不绝缘的 导电部分（例如外露导电部分或装置外导电部分）意外地连接 或带电部分直接碰地，称为接地故障。
工业与民用电气安全
西南民族大学 Southwest University for Nationalities
接地和等电位措施
内容
1 接地的基本要求
2
常用电气设备的接地
3
接地系统的敷设
1
接地和等电位
接地
电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电 部分和装置外导电部分经由导体与大地相连，称为 “接地”。
TT系统
• 指电力系统有一个直接接地点，电气设备的外露可导电部分接 至电气上与电力系统的接地点无关的接地体。
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接地的基本要求
低压交流电力系统的接地方式
IT系统
• 指电力系统的带电部分与大地绝缘，或其中一点（通常为中性 点）经阻抗与大地相连。电气设备的外露可导电部分是接地的。
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接地的基本要求
携带式电气设备的电源插座上应有专用的接地触头， 插头的结构应做到避免将带电触头误作接地触头用。
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常用电气设备的接地
直流电气设备的接地
在工业和民用建筑中，直流电气设备比较少，一般采 用中性线绝缘方式。 大型电解槽的泄漏电流比较大，而且零电位经常自中 间电解槽移向负极，如果将中间电解槽接地，泄漏电 流增加很大，不仅使导线发热，而且增加大量的泄漏 电流损失，所以一般不接地，而采用加强绝缘的方法。
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接地的基本要求
低压交流电力系统的接地方式
TN系统
• 指电力系统一点直接接地，电气设备的外露可导电部分用保护 线与该点相连。按照N线和PE线的组合情况，分为以下三种
• (1)TN－S系统。整个系统的N线与PE线是分开的。
• (2)TN－C系统。整个系统的N线与PE线合并成PEN线。 • (3)TN－C－S系统。系统近电源端的N线与PE线合并成PEN线， 然后N线和PE线分开，分开后再也不能合并。
人工接地极的安装：人工接地极与建筑物的距离不小 于3m，埋深不少于0.6m，埋设后的回填土不能夹有石 块、垃圾或建筑材料。
• 垂直接地极
• 水平接地极
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接地系统的敷设
接地线的敷设和保护
接地线的敷设
• 接地线可以明敷也可以地下敷设。地下敷设的要求与上述水平 接地极相同。
接地线的保护
图2－1 入地电流疏散图
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接地的基本要求
接触电压和跨步电压
接触电动势和接触电压
• 接触电动势是当接地电流流经接地装置时，在地上离电力设备 水平距离0.8m，沿设备外壳或构架垂直距离1.8m处的电位差。
• 故障时由接地电流流经接地极的接地电阻形成的电动势为En， 人站立处的电动势为Em，则接触电动势为En与Em的电位差EJ。 如人体的电阻为Rm，人一只脚接触的地面电阻为Rp。因为接 触电压UJ是人体所承受的电压；此时两脚等于并联合成电阻为 Rp/2，则接触电动势与接触电压的关系式如下：
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图2－2 典型接地系统图
接地板T与大地紧密接触并与 大地形成电气连接的一个或 一组导电体称为接地极。
接地的基本要求
低压交流电力系统的接地方式
低压交流电力系统的接地方式是以系统及其所连接的 电气设备的外露导电部分接地状况而分类的，其表示 － 方法如下：
S：表示N线和PE线分开 C：表示N线和PE线分开 T：表示外露导电部分对地直接电气连 接，与电力系统的任何接地点无关 N：表示外露导电部分与电力系统的中 性点直接电气连接 T：表示电力系统一点（通常是中 性点）直接接地 I：表示电力系统所有带电部分与 地绝缘或一点经阻抗接地
• 在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压 380V及以下、直流额定电压220V及以下的电气设备外壳，且 维修人员不可能同时触及接地物件时；
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常用电气设备的接地
固定式电气设备的接地
电气设备的接地随所连接的系统不同，所要求的接地 电阻也不相同。接地电阻是接地设施的电压与接地极 流入大地的电流之比。
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接地系统的敷设
接地线的敷设和保护
接地线的连接
• 接地线采用焊接或螺栓连接的方法与水平接地极相同。
利用穿线钢管作为接地线
• 钢管连接处应有可靠的电气连接。明敷钢管可采用拧紧的管接 头或跨接线连接。暗敷钢管则在管接头两侧焊接跨接线。
利用装置外导电部分作为接地线
• 根据不同的导电部分采用不同的连接方法，使其电气连接可靠。
• 接地线应防止机械损伤和化学府蚀；与公路、铁路或管道交叉 及其他可能使接地极遭受机械损伤之处，均用钢管或角钢等加 以保护。接地线穿过墙壁时应通过明孔、钢管或其他保护套。
接地线引入室内的安装
• 接地线引入建筑物内后，必须用螺栓与室内接地线连接，此处 作为断接卡子，以便测量接地极的接地电阻。接地线穿墙处可 用套管。穿墙后，孔洞用水泥抹光；也可不用套管。
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接地系统的敷设
接地系统的安装
电气设备的接地：电气设备中应接地的部分采用上述 焊接或螺栓连接的方法通过保护线予以接地。 防止通信线路引入高电位的措施：最简单的方法是采 用用户保安器保护。 防止铁路轨道和管道引出高电位措施
• 将钢轨接头用沥青混凝土固定。 • 直接埋设在地中的金属管道，不需采取隔离措施。 • 架空引出的金属管道，采用一段绝缘管，或在法兰处加装橡皮 垫、绝缘垫圈以及螺栓穿在绝缘套管内等措施。
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接地的基本要求
接地的分类
各类接地的兼容性
• 彼此靠近的各类接地建议用一个共同的接地装置。只有在距离 接地点或碰壳点20m以外的地方，不同接地类别的接地装置分 开装设才有意义，如果相距不到20m，采用两个或更多的接地 装置，则当用电设备接地时，接地电流在地中所产生的电位相 互影响，达不到降低接触电压或跨步电压的要求。如果将彼此 靠近的各类接地连接在一个接地装置上，彼此地电位相差很少， 所受到的影响要小很多。
接地的目的是使人可能接触到的导电部分基本降低到 接近地电位，这样当发生电气故障时，即使这些导电 部分带电，因其电位与人体所站立处的大地电位基本 接近，可以减少电击危险；同时电力系统接地后还可 以稳定运行。
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接地和等电位
等电位
等电位是将外露导电部分、装置外导电部分适当地连 接起来，即使有故障电流流过，人所能接触到的两个 导体基本是等电位，这就避免了电击的危险。
检修、测试及其他
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