什么是保护接地?什么是工作接地?保护接地的适用范围

作者:老电工时间:2019-12-11 06:14:35

有关保护接地与工作接地的概念,TT系统接地保护线(PEE)的设置要求,TN-C系统接零保护线(PE)的设置要求,保护接地的适用范围等。

保护接地与工作接地

一、什么是保护接地?

为了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做良好的电气连接,称为保护接地。

接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地(三相三线制)的供电系统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。

人体触及电气设备外壳时,人体相当于接地装置的一条并联支路由于人体电阻(至少是1000)比起接地电阻(通常为4~10)要大得多根据分流公式可知,通过人体的电流就很小了,从而减轻了触电的危险但需注意,这时如果碰壳短路,通过接地板将有电流在地中向四周流散于是在它附近各处就造成了不同的电位分布,靠近接地极的地方由于电流密度大,因而电位梯度也大,当人在接地装置附近跨步行走时,两脚处在不同电位下,即会受跨步电压的危险为保证人身安全,跨步电压越小越好为此,接地极常采用金属网状结构,增大接地面积,减小电流密度,从而使接地极附近电位梯度也相应减小,跨步电压也相应减小。

实践证明,采用保护接地是当前我国低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施。

由于保护接地又分为接地保护和接零保护,两种不同的保护方式使用的客观环境又不同,因此如果选择使用不当,不仅会影响客户使用的保护性能,还会影响电网的供电可*性。那么作为公用配电网络中的电力客户,如何才能正确合理地选择和使用保护接地呢?

一是了解接地保护与接零保护知识。

认识和了解接地保护与接零保护,掌握这两种保护方式的不同点和使用范围。

接地保护与接零保护统称保护接地,是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。

这两种保护的不同点主要表现在三个方面:一是保护原理不同。

接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范围,一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源;接零保护的原理是借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。

二是接地保护与接零保护的适用范围。

根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素,《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。

TT系统通常适用于农村公用低压电力网,该系统属于保护接地中的接地保护方式;TN系统(TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种)主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网,该系统属于保护接地中的接零保护方式。

当前我国现行的低压公用配电网络,通常采用的是TT或TN-C系统,实行单相、三相混合供电方式。

即三相四线制380/220V配电,同时向照明负载和动力负载供电。

三是线路结构不同。

接地保护系统只有相线和中性线,三相动力负荷可以不需要中性线,只要确保设备良好接地就行了,系统中的中性线除电源中性点接地外,不得再有接地连接;接零保护系统要求无论什么情况,都必须确保保护中性线的存在,必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设,同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地

二是要根据客户所在的供电系统,正确选择接地保护和接零保护方式

电力客户究竟应该采取何种保护方式,首先必须取决于其所在的供电系统采取的是是何种配电系统。如果客户所在的公用配电网络是TT系统,客户应该统一采取接地保护;如果客户所在的公用配电网络是TN-C系统,则应统一采取接零保护。

TT系统和TN-C系统是两个具有各自独立特性的系统,虽然两个系统都可以为客户提供220/380V的单、三相混合电源,但它们之间不仅不能相互替代,同时在保护措施上的要求又是截然的不同。这是因为,同一配电系统里,如果两种保护方式同时存在的话,采取接地保护的设备一旦发生相线碰壳故障,零线的对地电压将会升高到相电压的一半或更高,这时接零保护(因设备的金属外壳与零线直接连接)的所有设备上便会带上同样高的电位,使的设备外壳等金属部分呈现较高的对地电压,从而危及使用人员的安全。

因此,同一配电系统只能采用同一种保护方式,两种保护方式不得混用。

其次是客户必须懂得什么叫保护接地,正确区分接地与接零保护的不同点。(电工天下 www.dgjs123.com)保护接地是指家用电器、电力设备等由于绝缘的损坏可能使得其金属外壳带电,为了防止这种电压危及人身安全而设置的接地称为保护接地。将金属外壳用保护接地线(PEE)与接地极直接连接的叫接地保护;当将金属外壳用保护线(PE)与保护中性线(PEN)相连接的则称之为接零保护。

三是要依据两种保护方式的不同设置要求,规范设计、施工工艺标准

规范客户受电端建筑物内的配电线路设计、施工工艺标准和要求,通过对新建或改造的客户建筑物的室内配电部分,实施以局部三相五线制或单相三线制,取代TT或TN-C系统中的三相四线制或单相二线制配电模式,可以有效实现客户端的保护接地。

所谓“局部三相五线制或单相三线制”就是在低压线路接入客户后,客户要改变原来的传统配线模式,在原来的三相四线制和单相二线制配线的基础上,分别各增加一条保护线接入到客户每一个需要实施接地保护电器插座的接地线端子上。为了便于维护和管理,这条保护线的室内引出和室外引入端的交汇处应装设在电源引入的配电盘上,然后再根据客户所在的配电系统,分别设置保护线的接入方法。

1、TT系统接地保护线(PEE)的设置要求

当客户所在的配电系统是TT系统时,由于该系统要求客户必须采取接地保护方式。因此,为了达到接地保护的接地电阻值的要求,客户要按照《农村低压电力技术规程》的要求,在室外埋设人工接地装置,其接地电阻应满足下式要求:

Re≤Ulom/Iop

式中:Re 接地电阻(Ω)

Ulom 通称电压极限(V),正常情况下可按交流有效值50V考虑

Iop 相邻上一级剩余电流(漏电)保护器的动作电流(A)

对于一般客户来讲,只要采用40×40×4×2500毫米的角钢,用机械打入的方式垂直打入地下0.6米,就能满足接地电阻的阻值要求。然后用直径≥φ8的圆钢焊接后引出地面0.6米,再用同引入的电源相线同等材质和型号的导线连接到配电盘的保护线(PEE)上。

2、 TN-C系统接零保护线(PE)的设置要求

由于该系统要求客户必须采取接零保护方式,因此需要在原三相四线制或单相两线制的基础上,另增加一条专用保护线(PE),该条保护线是由客户受电端配电盘的保护中性线(PEN)上引出,与原来的三相四线制或单相二线制一同进行配线连接。

为了保证整个系统工作的安全可*,在使用中应特别注意,保护线(PE)自从保护中性线(PEN)上引出后,在客户端就形成了中性线N和保护线(PE),使用中不能将两线再进行合并为(PEN)线。为了确保保护中性线(PEN)的重复接地的可*性,TN-C系统主干线的首、末端,所有分支T接线杆、分支末端杆,等处均应装设重复接地线,同时三相四线制用户也应在接户线的入户支架处,(PEN)线在分为中性线(N)和保护线(PE)之前,进行重复接地。无论是保护中性线(PEN)、中性线(N)还是保护线(PE)的导线截面一律按照相线的导线型号和截面标准来选择。

二、保护接地的适用范围是哪些?

保护接地适用于不接地电网。

这种电网中,凡由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分,除另有规定外,均应接地!

把正常情况下不带电,而在故障情况下可能带电的电气设备外壳、构架、支架通过接地和大地接连起来叫保护接地。保护接地的作用就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接,降低接点的对地电压,避免人体触电危险。

1、什么是工作接地?

变压器低压中性点的接地,称为工作接地。其作用:①降低人体的接触电压,在中性点对地绝缘的系统中,当一相接地,而人体又触及另一相时,人体将受到线电压,但对中性点接地系统,人体受到的为相电压。②迅速切断故障设备。在中性点绝缘的系统中,一相接地时,接地电流仅为电容电流和泄漏电流,数值很小,不足以使保护装置动作以切断故障设备。在中性点接地系统中,发生碰地时将引起单相接地短路,能使保护装置迅速动作以切断故障。③减轻高压窜人低压的危险。 

零线为什么也叫中性线?

(在中性点不接地系统中,可以采用保护接地,而在中性点接地系统中,则必须采用保护接零).是什么意思?

顾名思义:中性,不高也不低,为零。

中性点不接地的供电系统,是为了提高供电可靠性,若速断跳闸了可靠性就保证不了。中性点不接地,发生单相对地短路时,大地的电位与接地的相线相同,并且与中性点不能形成回路。在三相三线制电路中,接地改接零,所有接零保护的电器外壳与地之间将变成相电压,使电路不能正常工作,而且所有碰上外壳的人都会触电。

一、变压器中性点接地与不接地的优缺点比较

1.1 变压器中性点接地系统的优缺点:

1)优点:对电源中性点接地系统,若发生某单相接地,另两相电压不升高,这样可使整个系统绝缘水平降低;另外,单相接地会产生较大的短路电流Is ,从而使保护装置(继电器熔断器等)迅速准确地动作,提高了保护的可靠性。

2)缺点:对电源中性点接地系统,由于单相短路电流Is 很大,开关及电气设备等要选择较大容量,并且还能造成系统不稳定和干扰通讯线路等;

1.2 变压器中性点不接地系统的优、缺点:

1)优点:对变压器中性点不接地系统,由于限制了单相接地电流,对通讯的干扰较小;另外单相接地可以运行一段时间,提高了供电的可靠性。

2)缺点:对变压器中性点不接地系统,当一相接地时,另两相对地电压升高 倍,易使绝缘薄弱地方击穿,从而造成两相接地短路。

二、各种电压等级供电线路的接地方式

1)在110kv及以上的高压或超高压系统中,一般采用中性点接地系统,其目的是为了降低电气设备绝缘水平,免除由于单相接地后继续运行而形成的不对称性。

2)工厂供电系统采用电压在1kv~35kv,一般为中性点不接地系统,因工厂供电距离短,对地电容小(Xc大),单相接地电流小,这样可以运行一段时间,提高了系统的稳定性和供电可靠性,对通讯干扰小等优点。

在煤矿井下,我国、西德等国禁止中性点接地,其主要目的是为安全,减小了单相接地电流,但即使小的单相接地电流,煤矿井下也不允许存在,因此在煤矿井下,安装有检漏继电器,就是当电网对地绝缘阻抗降低到危险值或人触及一相导体或电网一相接地时,能很快地切断电源,防止触电、漏电事故,提前切断故障设备。

3)1kv以下的供电系统(380/220伏),除某些特殊情况下(井下、游泳池),绝大部分是中性点接地系统,主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险。

三、电气设备的保护接地

1、保护接地

将电气设备的金属外壳通过接地线与接地体相接,其原理是分流原理(如图1)。由于人体电阻Rr远大于接地电阻Rd,所以Ir《Id。保护接地,适应于变压器中性点不接地的供电系统中。但在干燥场所,交流电压50V及以下,或直流电压110V及以下的电气设备,金属外壳可不接地;在干燥且有木质、沥青等不良导电地面的场所,交流额定电压380V及以下,或直流额定电压440V及以下的电气设备金属外壳,除另有规定外(在爆炸危险场所仍应接地),可不接地。

电气设备在高处时,不应采取保护接地措施,否则会把大地电位引向高处,反而增加触电危险。

2、保护接地时应注意问题

由同一变压器(中性点不接地)供电系统中各电气设备不应分别接地,而应形成一个保护接地系统。这样做不仅降低了接地电阻,而且也防止了不同电气设备的不同相,同时碰壳(接地)所带来的危险。

形成保护接地系统后,这时两相短路电流主要通过接地网流通,因而提高了两相短路电流的数值,保证过流保护装置可靠动作。

四、电气设备保护接零

1、保护接零

由于低电压网(380V/220V)中性点不接地只有个别场合,如矿井、游泳池等,而一般低压电网都采用了中性点接地的三相四线制供电系统。

在这种电网中工作的设备,其金属外壳要与零线紧密相接,即保护接零,如图2所示。

保护接零的目的,也是为了保证安全,当设备发生一相碰壳时,则造成单相短路,使保护装置迅速动作,切断故障设备。

按中性线与保护线的组合情况,保护接零分以下三种情况:

1)整个系统中性线N与保护线PE是合一的,如图2,通常适用于三相负荷比较平衡且单相负荷容量较小的场所。

2)整个系统中性线N与保护线PE是分开的,如图3。即将设备外壳接在保护线PE上,在正常情况下保护线上没有电流流过,所以设备外壳不带电。

3)系统中的一部分采用中性线与保护线合一的,局部采用专设的保护线。

2、保护接零应注意问题:

1)由同一台发电机或同一台变压器供电的线路,不允许有的设备保护接地,有的设备保护接零。

2)沿零线上把一点或多点再行接地,即重复接地。以确保护接地装置的可靠。但重复接地只能起到平衡电位的作用,因此,中性线尽量避免断裂,对中性线要求精心施工,注意维护。

五、总结

电源中性点的接地方式及用电设备保护接地、保护接零的归类分析,对不同电压等级的电力网怎样合理供电及电气设备的安全使用有现实意义。

猜你喜欢

相关文章

防雷接地排行