电气工程概论第四章.ppt

第四章设备工作接地与保护接地

;内容;概论;第一节概述;第一节概述;第二节;第二节工作接地;第二节工作接地;第二节工作接地;一、中性点不接地的电力系统;当各相对地电容不相等时，即使在正常运行状态下，中性点的对地电位便不再是零，通常称此情况为中性点位移。多是由于架空线路排列不对称而又换位不完全的缘故。;2．中性点不接地系统的单相接地故障;;中性点不接地系统发生单相接地故障时，在接地点将流过接地故障电流〔电容电流〕。例如，A相发生接地故障时，A相对地电容被短接，B、C相对地电压升高到等于线电压，所以对地电容电流变为;从图4-6(b)可以看出，例如C相发生接地时，中性点电压变为，消弧线圈在作用下，产生电感电流〔滞后于90?〕，其数值为IL＝UC/XL＝U?/X式中，U?为电力网的相电压〔kV〕；XL为消弧线圈的电抗〔?〕。;电力系统中性点经消弧线圈接地时，有三种补偿方式，即全补偿方式、欠补偿方式和过补偿方式。;选择消弧线圈时，应当考虑电力网的开展规划，估算容量：;三、中性点直接接地的电力系统;四、中性点经电阻接地的电力系统;五、中性点接地方式的比较与选择;接地方式;第三节;1．平安电流与平安电压;2．保护接地的作用;保护接地装置由埋入土中的金属接地体〔角钢，钢管〕和连接导线所构成，如图4-9所示。

当电力线路或电气设备绝缘损坏发生接地时，接地电流通过接地体向大地作半球形扩散，形成电流场。在接地体附近电位最高，越远电位越小，在距接地体15～20m以外的地方电位接近于零，

电气设备的接地体与零电位之间的电位差UE为接地体的对地电压，简称接地电压，它在数值上等于接地电流与接地电阻的乘积。;如上所述，接地装置的接地电阻实质上是接地电流经接地体散流于周围土壤中所遇到的散流电阻。接地故障时，处于分布电位区域中的人，可能有两种方式触及不同的电位而受到电压的作用。

如图4-9中当右边的人触及故障设备带电的外壳，加于人手和脚之间的电压，称为接触电压。显然其大小与故障设备〔或接触设备外壳的人的站立点〕离接地点的远近有关，离得愈??接触电压就愈小，愈远其值就愈大。工程上通常按人站在距设备0.8m的地面上，手触及设备上离地面垂直距离为1.8m处所受到的电压来计算。

接触电压两点间内电路的电位差那么称为接触电势。

当左边人在分布电位区域内跨开一步，两脚间〔相距0.8m〕所承受的电位差称为跨步电压，与跨步电压相应两点间的内电势，称为跨步电势;在大电流接地系统中，接地电流IE较大，接地体附近的接地散流场范围也大，接触电压和跨步电压对人身平安都有严重威胁。但运行经验说明，故障切除时间快，单相接地时接地网电压假设不超过2000V时，人身和设备仍可认为是平安的，那么此时接地电阻为

RE≤2000/I(?)

式中，I为计算用流经接地装置的入地短路电流〔A〕。当I＞4000A时，可取RE≤0.5?。

在小电流接地系统中，IE较小，但继电保护常作用于信号，接地时间较长，工作人员直接触及设备外壳的几率增大，所以必需限制接触电压。在接地装置仅用于高压设备时，规定接地电压不得超过250V，即

RE≤250/I(?)

当接地装置为高、低压设备共用时，考虑到人与低压设备的接触时机更多，规定接地电压不超过120V，即

RE≤120/I(?)

式中，I为计算用接地故障电流〔A〕，一般接地电阻应不超过10?。在1000V以下，最好不超过4?。;三、保护接地分类;;四、发电厂和变电站的接地装置;第四节;一、保护接零的作用;第四节保护接零;二、保护接零方式;TN-S系统。字母S表示N与PE分开，设备金属外壳与PE相连接，设备中性点与N连接，即采用五线制供电方式。其优点是PE中没有电流，故设备金属外壳对地电位为零。主要用于数据处理，精密检测，高层建筑的供电系统。

TN-C系统。字母C表示N与PE合并成为PEN，实际上是四线制供电方式。设备中性点和金属外壳都与N连接。由于N正常时流通三相不平衡电流和谐波电流，故设备金属外壳正常对地带有一定电压，通常用于一般供电场所。

TN-C-S系统。一局部N与PE合并，一局部N与PE分开，是四线半制供电方式。应用于环境较差的场所。当N与PE分开后不允许再合并。;第四节保护接零;第四节保护接零;2．零线重复接地的必要性;1．保护接地与接零的适应范围;种类;2．应该实行保护接地或接零的设备;3．可不实行保护接地或接零的设备