用电设备的接地保护.doc

21.3接地与接零保护
21.3.1接地的种类
1.什么是“地”?
电气上所谓的“地”指电位等于零的地方。一般认为，电气设备的任何部分与土壤作良好的连接就称为接地。接地点与真正的零电位之间的电压称为接地电压。而接地短路电流是指设备的绝缘损坏，外壳对地短路以后，经过短路点入大地的电流。单相短路电流大于500A称为大接地短路系统，小于500A称为小接地短路电流系统。变压器或发电机三相绕组的连接点称为中性点，如果中性点接地，则称为零点。由中性点引出的导线称为中线或工作零线。
接地电阻是指电流从接地极向周围流散所受的阻力。如图21-5所示。
图21-5接地电阻示意图
2.接地的种类
用电设备的接地一般可区分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又可分为接地和接零两种型式。
接地的种类按其作用不同可分为以下几种。
┌小电流接地
┌工作接地┤
┌功能性接地┤└大电流接地
接地┤└重复接地
│┌防雷接地
└保护性接地─保护接地┤静电接地
│保护接地
└保护接零
21.3.2工作接地
(1)工作接地的定义：由于电气系统运行的需要，在电源中性点与接地装置作金属连接称为工作接地。
(2)工作接地的意义：
有利于安全，当电气设备有一相对地漏电时，其他两相对地电压是相电压，如果没有工作接地，有一相故障接地则其他两相对地电压是线电压。在高电压系统，有中性点接地可以使继电保护设备准确地动作，并能消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡。在低压系统可以很方便地取出相电压。可以降低电气设备的绝缘水平。一旦高压窜入低压，当接地电阻小于4Ω时，中性点对地电压不大于120V。以前高压输电可以用一相工作接地，能把大地当做一根导线，节省材料，现在新规范不允许。
中线对地电压当工作接地系统出现一相碰地时，中线的对地电压为UO：见图21-6。
UO＝Id.RO＝RO/IO＋RdU2
式中：RO——工作接地电阻；Rd——接地短路电阻；Id——接地短路电流；U相─相电压
图21-6中线对地电压
当高压窜入低压线时，中线对地的电压如图21-7。
UO＝Igd.RO
式中：Igd-高压单相对地电流；RO─工作接地电阻
图21-7当高压窜入低压时中线对地电压
确定变电所接地装置的型式和布置时，应尽量降低接触电势和跨步电势。在小接地短路电流系统发生单相接地时，一般不必迅速切除接地故障，但此时变电所、电力装置的接地装置上最大电势和最大跨步电势，应符合公式要求：
Ejm≤50＋0.05ρb
Ekm≤50＋0.2ρb
式中：Ejm——接地装置的最大接触电势V；Ekm——接地装置的最大跨步电势V；
ρb-人站立处地表面土壤电阻率Ω·m。
在条件特别恶劣的场所，最大接触电势和最大跨步电势值宜适当降低。当接地装置的最大接触电势和最大跨步电势较大时，可考虑敷设高电阻率路面结构层或深埋接地装置，以降低人体接触电势和跨步电势。
直接接地或经消弧线圈接地的变压器、旋转电机的中性点与接地体或接地干线连接时，应采用单独接地线。变电所的接地装置，除利用自然接地体外，还应敷设人工接地体。但对10kV及以下的变电所，若利用建筑物基础做接地体，其接地电阻值能满足规定值时，可不另设人工接地体。人工接地网外缘应闭合，外缘各角应做成弧形。对经常有人出入的走道处，应采用高电阻率路面或均压措施。
非沥青地面的居民区内3～10kV高压架空配电线路的钢筋混凝土杆宜直接接地，金属杆塔应接地，接地电阻值不宜超过30Ω。电源中性点直接接地系统的低压架空线路和高低压共杆的线路其钢筋混凝土杆的铁横担或铁杆应与PEN线连接，钢筋混凝土电杆的钢筋宜与PE线连接(但出线端装有漏电电流动作保护装置者除外)。
三相三芯电力电缆的两端金属外皮均应接地，变电所内电力电缆金属外皮可利用主接地网接地。当采用全塑料电缆时，宜沿电缆沟敷设1～2根两端接地的接地线。
21.3.3重复接地
1.定义
在工作接地以外，在专用保护线PE上一处或多处再次与接地装置相连接称为重复接地。在供电线路的终端或供电线路每次进人建筑物处都应该作重复接地。
2.作用
一旦中性线断了，可以保护人身安全，大大降低触电的危险程度。它与工作接地电阻相并联，降低了接地电阻的总值，使工作零线对地电压漂移减小。增大故障电流，使自动脱扣器动作更可靠。当三相负载不平衡时，能使三相负载相电压更稳定平衡。
3.应用要点
重复接地电阻一般规定不得大于10Ω，当与防雷接地合一时，不得大于4Ω。在TN-C供电系统中如果干线上有4极漏电开关时，工作零线不能作重复接地，因为漏电开关不允许后面的中线有重复接地，在TN-S供电系统中的PE线存在重复接地，而在TT供电系统中有保护接地，也有重复接地。
在常用的TN-S供电系统中，在总配电箱、供电线路终点及每一个建筑物的进户线都必须作重复接