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1、 第十章第十章 接地装置接地装置第一节第一节 接地装置的基本概念接地装置的基本概念第二节第二节 接地装置的安装接地装置的安装第三节第三节 接地电阻接地电阻主要内容主要内容教学要求教学要求通过本章内容的学习，掌握电气接地的基本概念；掌握接地的类型和作用；掌握接地电阻的计算及接地装置的安装原则与方法。学习重点与难点学习重点与难点重重点点电气接地的基本概念接地的类型和作用接地电阻的计算接地装置的安装原则与方法难难点点接地的类型和作用接地电阻的计算电气接地的基本概念电气接地的基本概念电气接地的作用及分类电气接地的作用及分类 第一节第一节 接地装置的基本概念接地装置的基本概念 电气接地的基本概念电气接地
2、的基本概念（一）接地与接地装置接地接地体人工接地体自然接地体电气设备的任何部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。间作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。接地装置接地网连接于接地体与电气设备接地部分之间的金属导线，称为接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。电气接地的基本概念电气接地的基本概念（二）接地电流和接地短路电流接地电流接地短路电流大、小接地电流系统凡从带电体流入地下的电流
3、即属于接地电流。正常接地电流系指正常工作时通过接地装置流入地下，借大地形成工作回路的电流；故障接地电流系指系统发生故障时出现的接地电流。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。在高压系统中，接地短路电流在200A及以下的，称小接地短路电流系统；接地短路电流大于500A的，称大接地电流系统。电气接地的基本概念电气接地的基本概念（三）流散电阻和接地电阻 流散电阻接地电阻接地电流流入地下以后，就通过接地体向大地作半球形散开，这一接地电流就叫做流散电流。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，可以忽略不
4、计。因此，可以认为流散电阻就是接地电阻。电气接地的基本概念电气接地的基本概念（四）对地电压地对地电压至距离接地体20m处，电压已降为零。电工上通常所说的“地”就是这里的地。 带电体与电位为零的大地之间的电位差。 当电流通过接地体流入大地时，接地体具有最高的电压。离开接地体，电压逐渐下降，并且电压降落的速度逐渐降低。对于简单接地体，至离开接地体20m处，电压降为零。电气接地的基本概念电气接地的基本概念(五)接触电势和接触电压接触电势接触电压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、构架或墙壁与水平距离0.8m处之间的电位差。 接触电压是指设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两
5、部分之间出现的电位差。例如人在发生接地故障的设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压，接触电压通常按人体离开设备0.8m考虑。 电气接地的基本概念电气接地的基本概念（六）跨步电势和跨部电压 跨步电势跨步电压跨步电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。跨步电压是指人站立在流过电流的大地上，加于人的两脚之间的电压。电气接地的基本概念电气接地的基本概念（七）接地线和接地接地线接地中性线（代号N）保护接地保护线（代号PE）保护中性线（代号PEN）工作接地重复接地接零电气接地的基本概念电气接地的基本概念接地线中性线（代号N）保护线（代号PE）保护
6、中性线（代号PEN）（七）接地线和接地中性线（N线）的功能，一是用来接用额定电压为相电压的单相用电设备，二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流，三是用来减小负荷中性点的电位偏移。保护线（PE线）的功能，是为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。保护中性线（PEN线）兼有中性线（N线）和保护线（PE线）的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。电气接地的基本概念电气接地的基本概念（七）接地线和接地接地工作接地在正常或事故情况下，为了保证电气设备可靠运行而必须在电力系统中某一点进行接地，称为工作接地。例如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。 电气接地的基本概念电气接地的基
7、本概念（七）接地线和接地为防止因绝缘损坏而遭受触电的危险，将与电气设备带电部分相绝缘的金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接，称为保护接地，如图10-7所示 。保护接地保护接地TT和IT系统 设备的外露可导电部分经各自的接地线（PE线）直接接地 TN-S系统和TN-C系统 设备的外露可导电部分经公共的PE线（在TN-S系统中）或经PEN线（在TN-C系统中）接地，这种接地型式我国习惯称为“保护接零”。 必须注意：同一低压系统中，不能有的采取保护接地，有的又采取保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采取保护接零的设备外露可导电部分将带上危险的电压。 电气接地的基本概念电气接地的基
8、本概念（七）接地线和接地重复接地在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地方进行重复接地：1）在架空线路终端及沿线每1km处；2）电缆和架空线引入车间或大型建筑物处， 重复接地的作用：1）当系统中发生碰壳或短路时，可以降低零线的对地电压；2）当零线断线时，可降低事故的危险程度。 电气接地的基本概念电气接地的基本概念（七）接地线和接地接零将与带电部分相绝缘的电气设备的金属外壳或构架与中性点直接接地的系统中的零线相连接，称为接零 电气接地的作用及分类电气接地的作用及分类（一）电气接地的作用 防止人身遭受雷击保障电气系统正常运行防止雷击
9、和静电的危害电气接地的作用及分类电气接地的作用及分类（二）电气接地的分类按接地作用分类(1)系统接地(2)设备的保护接地(3)防雷接地(4)屏蔽接地(5)防静电接地(6)等电位接地(7)电子设备的信号接地及功率接地按接地型式分类接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其形状，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。电气接地的作用及分类电气接地的作用及分类（三）电气设备的接地电气设备的外露导电部分接地 电气设备外露导电部分不接地 外部导电部分中可能有电击危险的地方应予接地 接地装置的敷设要求接地装置的敷设要求 接地装置的安装接地装置的安装 第
10、二节第二节 接地装置的安装接地装置的安装接地装置的敷设要求接地装置的敷设要求1垂直接地体的间距不宜小于其长度的两倍，水平接地体的间距不宜小于5m。2接地体与建筑物的距离不宜小于1.5m。3围绕屋外配电装置、屋内配电装置、主控制楼、主厂房及其它需要装设接地网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互连接不应少于两根干线。4接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面宜保持250300mm的距离。接地线与建筑物墙壁间应有1015mm 的间隙。5接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。与公路、铁道或化学管道等交叉的地方，以及其他有可能发生机械损伤的地方，对接地线应采取保护措施。在接地线引进建筑物的入口处，应
11、设标志。接地装置的敷设要求接地装置的敷设要求6接地线的连接需注意以下几点：（1）接地线连接处应焊接。如采用搭接焊，其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。在潮湿的和有腐蚀性蒸汽或气体的房间内，接地装置的所有连接处应焊接。该连接处如不宜焊接，可用螺栓连接，但应采取可靠的防锈措施。（2）直接接地或经消弧线圈接地的主变压器、发电机的中性点与接地体或接地干线连接，应采用单独的接地线。其截面及连接宜适当加强。（3）电力设备每个接地部分应以单独的接地线与接地干线相连接。严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分。7接地网中均压带的间距D应考虑设备布置的间隔尺寸，尽量减少埋设接地网的土建工程量及节省钢
12、材。视接地网面积的大小，一般可取5m、10m。对330kV及500kV大型接地网，也可采用20m间距。但对经常需巡视操作的地方和全封闭电器则可局部加密（如取D=23m）。接地装置的安装接地装置的安装接地体的安装自然接地体的利用对于大接地电流系统的发电厂和变电所则不论自然接地体的情况如何，仍应装设人工接地体。自然接地体至少应由两根导体在不同地点与接地网相连（线路杆塔除外）。用来作为自然接地体的有：上下水的金属管道；与大地有可靠联接的建筑物和构筑物的金属结构；敷设于地下其数量不少于二根的电缆金属外皮及敷设于地下的非可燃可爆的各种金属管道；非绝缘的架空地线等；对于变配电所来说，可利用其建筑物钢筋混凝
13、土基础作为自然接地体。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。接地装置的安装接地装置的安装接地体的安装人工接地体的装设用来作为人工接地体的一般有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材。 图图10-12 常用垂直接地体的布置常用垂直接地体的布置 图图10-13 常用水平接地体的布置常用水平接地体的布置 环形接地网自然接地线的选用自然接地线的选用 接地装置的安装接地装置的安装接地线的安装 用来作为自然接地线的有：数量为两根的电缆的金属外皮，若只有一根，则应敷设辅助接地线；各种金属构件、金属管道、钢筋混凝土等，其全长应为完好电气通路。若金属构件、金属管道串联后作接地线时，应在其串接部位焊接金属跨接线。人工
14、接地线的选用人工接地线的选用 接地装置的安装接地装置的安装接地线的安装 人工接地线一般采用钢质扁钢或圆钢接地线；只有当采用钢质线施工安装困难时，或移动式电气设备和三相四线制照明电缆的接地芯线，才可采用有色金属作人工接地线，但铝线不能作为地下的接地线。 接地线应该敷设在易于检查的地方，并须有防止机械损伤及防止化学作用的保护措施。接地线相互之间及接地体之间的连接应采用焊接。接地线与电气设备的联接的方法可采用焊接或用螺栓连接。接至电气设备上的接地线，应用镀锌螺栓连接；有色金属接地线不能采用焊接时，可用螺栓连接。接地线与接地体之间的连接应采用焊接或压接，连接应牢固可靠。电气装置中的每一个接地元件，应采
15、用单独的接地线与接地体或接地干线相连接。接地电阻的概念接地电阻的概念 第三节 接地电阻接地电阻各类电气装置的接地电阻各类电气装置的接地电阻 防雷及防静电接地装置的接地电阻要求防雷及防静电接地装置的接地电阻要求 接地电阻的计算接地电阻的计算 第三节 接地电阻接地电阻接接地地电电阻阻的的概概念念电流经接地体流入大地时，接地体本身、接地体与土壤之间的接触部分以及土壤本身都要呈现一定的电阻，这一电阻叫接地体的接地电阻。 工频接地电阻冲击接地电阻按通过接地体流入地中的工频电流求得的电阻，称为工频接地电阻，通常简称接地电阻； 按通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻，称为冲击接地电阻。 第三节 接地电阻接
16、地电阻接接地地电电阻阻的的概概念念工频接地电阻工频接地电阻 第三节 接地电阻接地电阻接接地地电电阻阻的的概概念念冲击接地电阻冲击接地电阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻 第三节 接地电阻接地电阻架空线路的接地电阻架空线路的接地电阻 配电装置的接地电阻配电装置的接地电阻 各各类类电电气气装装置置的的接接地地电电阻阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻 第三节 接地电阻接地电阻发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻 （1）有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻宜符合下列要求：不得大于5欧姆 各各类类电电气气装
17、装置置的的接接地地电电阻阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻 第三节 接地电阻接地电阻2.不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻应符合下列要求：高压电气装置与发电厂、变电所电力生产用低压电气装置共用的接地装置应符合不得大于10欧姆 共用不得大于10欧姆 仅高压各各类类电电气气装装置置的的接接地地电电阻阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻发电厂、变电所电气装置的接地电阻 第三节 接地电阻接地电阻2. 发电厂、变电所电气装置雷电保护接地的接地电阻：独立避雷针（含悬挂独立避雷线的构架）的接地电阻，在土壤电阻率不大于500的地区不应
18、大于10欧姆；在高土壤电阻率地区接地电阻应符合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合的要求。变压器门型架上避雷针、线的接地电阻应符合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合的要求。发电厂和变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及发电厂和变所内主设备或严重影响发供电的建（构）筑物，防雷电感应的接地电阻不应大于30欧姆。 发电厂的易燃油和天然气设施防静电接地的接地电阻不应大于30欧姆。 各各类类电电气气装装置置的的接接地地电电阻阻架架空空线线路路的的接接地地电电阻阻 第三节 接地电阻接地电阻表10-3 不同电力系统电力线路所要求的接地电阻值 各各类类电电气气装装置置的的接接地地电电阻阻 第三节 接地电阻接地电阻配电
19、装置的接地电阻配电装置的接地电阻 （一）工作于不接地、经消弧线圈接地的和高电阻接地系统、向建筑物电气装置供电的配电装置，其保护接地的接地电阻应符合下列要求 ： 不得大于4欧姆（1）与建筑物电气装置系统电源接地点共用的接地装置 各各类类电电气气装装置置的的接接地地电电阻阻 第三节 接地电阻接地电阻防雷设备的接地电阻防雷设备的接地电阻防防雷雷及及防防静静电电接接地地装装置置的的接接地地电电阻阻 第三节 接地电阻接地电阻架空电力线路杆塔的接地电阻架空电力线路杆塔的接地电阻防防雷雷及及防防静静电电接接地地装装置置的的接接地地电电阻阻 第三节 接地电阻接地电阻建筑物防雷的接地电阻建筑物防雷的接地电阻 防
20、止静电接地的接地电阻防止静电接地的接地电阻 防防雷雷及及防防静静电电接接地地装装置置的的接接地地电电阻阻 第三节 接地电阻接地电阻1.单根垂直管形接地体的接地电阻2.多根垂直管形接地体的接地电阻3单根水平带形接地体的接地电阻接接地地电电阻阻的的计计算算 第三节 接地电阻接地电阻4n根放射形水平接地带的接地电阻接接地地电电阻阻的的计计算算5.自然接地体工频接地电阻的计算（1）电缆金属外皮和水管等的接地电阻（2）钢筋混凝土基础的接地电阻6冲击接地电阻的计算 第三节 接地电阻接地电阻接地装置的计算程序接接地地电电阻阻的的计计算算1按设计规范要求确定允许的接地电阻值RE。2实测或估算可以利用的自然接地
21、体的接地电阻RE(nat) 。3计算需要补充的人工接地体的接地电阻RE(man) 4在装设接地体的区域内初步安排接地体的布置，并按一般经验初选，初步确定接地体和连接导线的尺寸。5算单根接地体的接地电阻。6用逐步渐进法计算接地体的数量。本本 章章 思思 考考 题题10-1 什么叫接地？什么叫接地装置？什么叫人工接地体和自然接地体？10-2 什么是工作接地、保护接地和保护接零？10-3 什么叫接地电流和对地电压？什么叫接触电压和跨步电压？10-4 0.38/0.22kV供电网络中的TN、TT、IT系统各有何特点？10-5 为什么同一供电系统中不允许同时采用保护接地和保护接零？10-6 零线上允许安装熔断器吗？为什么？10-7 试分别叙述保护接地、保护接零的保安原理。10-8 在TN系统中为什么要进行重复接地？10-9 什么叫接地电阻？什么叫工频接地电阻和冲击接地电阻？如何换算？10-10 电气装置中哪些部分必须接地，哪些部分不必接地？10-11 如何计算接地装置的接地电阻？怎样决定所需要埋入地中的接地体的数目？
