电力系统接地方式的基础知识

电力系统接地方式的基础知识2019年8月火线、零线、地线三相电是一组幅值相等、频率相等、相位互相差120o的三相交流电，由有三个绕组的三相发电机产生，是工业上常用的电源。通常我们将每一根这样的导线称为相线也称“火线”。如电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根头则称为相线。三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫零线。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。“火线”与“零线”共同组成供电回路。在低压电网中用三相四线制输送电力，其中有三根相线一根零线。电源侧负载侧火线、零线、地线有时为了保证用电安全，在用户使用区改为用三相五线制供电，这第五根线就是“地线”，它的一端是在用户区附近用金属导体深埋于地下，另一端与各用户的地线接点相连，起接地保护的作用。火线、零线、地线“地线”是把设备或用电器的外壳可靠地连接大地的线路，是防止触电事故的良好方案．中性点、中性线、零点零点与零线由中性点引出的线称为中性线。此时，由零点引出的线称为零线。即为一般所称的三相四线中性点与中性线中性点中性线零点火线火线零线在星形联结的三相电路中，其中三个绕组连在一起的点称为三相电路的中性点。火线火线火线火线当三相电路中性点接地时，该中性点成为零点。中性点为什么要接地三相负载对称时，中线无电流，无电压。三相负载不对称时，中线有电流，有电压。OO’≠0，只有中性点接地，OO’=0才能保证三相电压平衡，设备正常工作。oUAUBUC三相负载对称三相负载不对称UAO=UBO=UCOUAO’≠UBO’≠UCO’O‘火线、零线、地线的颜色L(Livewire)N(Naughtwire)E(Earthwire)黄绿相间蓝黄绿红电力术语接地线：接地线分为自然接地线和人工接地线。为其它用途装设的金属导线，兼做接地线，称为自然接地线。为接地需要专门安装的金属导线，称为人工接地线。按接地线在配电系统中所处的层次不同，分为接地干线和接地支线。零线：(零线又称中性线、工作零线N)。零线是带电的线，零线对地电压为0。零线不带电是因为电源的另一端(零线)接了地,我们在地上接触零线的时候，因为没有位差,就不会形成电流。零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器处。地线：(地线又称保护零线PE)。地线的对地电位为零。是在用电电器的最近点接地。重复接地：三相四线制的零线一处或多处经接地装置与大地再次连接，称为重复接地。电力术语工作接地：为使电路或设备达到运行的要求的接地，如变压器中性点接地。该接地称为工作接地或配电系统接地。保护接地：将电气设备的金属外壳或构架用导线与接地极可靠地连接起来，使之与大地做电气上的连接，这种接地的方式就叫保护接地。保护接零：保护接零又叫保护接中性线，在三相四线制系统中，电源中性线是接地的，将电气设备的金属外壳或构架用导线与电源零线(即中性线)直接连接，就叫保护接零。接地的分类电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。工作接地保护接地2保护接地：为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的三相三线制低压电网。1工作接地：为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。接地的目的•接地：为了消除设备的导电部分对地电压的升高，利用大地作为导线而接地，从而保证人身和设备安全。•图示：保护接地与保护接零（深入探讨）接地和接零是安全用电的主要保护措施。接地和接零是否符合技术要求，关系到能否保证人身和设备安全。因此，正确选择接地、接零方式，正确安装接地，接零装置是非常重要的。保护接地与保护接零正确接入方式保护接零在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。适用于中性点接地的三相四线制低压电网。设想：假如发生漏电，金属外壳带电，人体不会触电的原因是发生漏电后漏电保护器已经直接断电了。（漏电保护器在开关附近）对三相四线制系统，采用保护接地十分不可靠。一旦外壳带电时，电流将通过保护接地的接地极、大地、电源的接地极而回到电源。因为接地极的电阻值基本相同，则每个接地极电阻上的电压是相电压的一半。人体触及外壳时，就会触电。所以在三相四线制系统中的电气设备不推荐采用保护接地，最好采用保护接零。1L2L3LN此处接地电阻比电源处大正确接入方式三相三线制供电系统(中性点不接地系统)采用保护接地可靠。保护接地如果两台设备同时进行保护接地，两者都发生漏电，但不为同一相，则设备外壳将带危险电压。图例如果将多个接地体用导体连接在一起，则可以解决此问题。称为等电位连接。连接线组成接地网。保护接地要耗费很多钢材，因为保护接地的有效性在于接地电阻小。1L2L3L存在问题：接地电阻一定符合要求；接地一定可靠；保护接地的目的是降低外壳电压，但由于工作性质的要求，并不需要立即停电（一般允许运行半小时），所以危险一直存在。从防止人身触电角度考虑，既然保护接地不能完全保证安全，应当配漏电保护器；但从安全生产角度考虑，不允许漏电就断电，所以是个矛盾，根据现场实际情况决定漏电时是否断电。如果要求断电则安装跳闸线圈。产品：选择性漏电保护装置。保护接地注意事项：保护接地•1）对电源中性点不接地的系统中，如果电气设备金属外壳不接地，当设备带电部分某处绝缘损坏碰壳时，外壳就带电，其电位与设备带电部分的电位相同，显然这是十分危险的。•2）采取保护接地后，接地电流将同时沿着接地体与人体两条途径流过。因为人体电阻比保护接地电阻大得多，所以流过人体的电流就很小，绝大部分电流从接地体流过（分流作用），从而可以避免或减轻触电的伤害。保护接地的作用：保护接地保护接地的实质和关键•实质：通过接地电阻与人身电阻的并联，使整体电阻下降。当发生漏电时，降低人体触电电流。•关键：接地电阻越小越好。保护接地•在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。这是因为在该系统中，当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地线、电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或自动开关可靠跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。局限性：保护接地不采用保护接地，当发生人身触电时，由于触电电流不足以使熔断器或者自动开关动作，因此危险电压一直存在，如果电网绝缘下降，则存在生命危险。采用保护接地之后，当发生人身触电时，由于保护接地电阻的并联，人身触电电压下降。局限性对三相四线制，如果采用保护接零，当设备漏电时，将变成单相短路，造成熔断器熔断或者开关跳闸，切除电源，就消除了人的触电危险。因此采用保护接零是防止人身触电的有效手段。实质保护接零的基本作用是当某相带电部分碰连设备外壳时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流促使线路上过电流保护装置迅速动作，把故障部分断开电流，消除触电危险。保护接零的实质是提高动作电流，而保护接地的实质是降低人身触电电压。保护接零图例1L2L3LN1L2L3LN零线断线重复接地1L2L3LN1L2L3LN正确接法工作零线不允许断线，为防止可将工作零线重复接地。错误接法存在问题：保护接零接零线一定要真正独立地接到零线上去。一定有快速可靠的开关，否则将加重触电的危险性。采取保护接零，一定要防止单相设备电源端火零接反，否则设备外壳将带上火线电压。同一电网中不宜同时用保护接地和接零：电机1漏电，形成单相接地短路时，如果短路电流不足以使其动作，则电机2的外壳将长期带电。如果电机1的接地电阻和电网中心点电阻相同，则外壳电压为110V。即所有采用保护接零的设备外壳都有危险电压。因此不允许。注意事项：1电机2电机保护接零保护接地和保护接零的比较(1)保护接地和保护接零是维护人身安全的两种技术措施。(2)保护原理不同：低压系统保护接地的基本原理是限制漏电设备对地电压，使其不超过某一安全范围；保护接零的主要作用是借接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上保护装置迅速动作。(3)适用范围不同：保护接地适用于一般的低压不接地电网及采取其它安全措施的低压接地电网。保护接零适用于低压接地电网。(4)线路结构不同：保护接地系统除相线外，只有保护地线。保护接零系统除相线外，必须有零线和接零保护线；必要时，保护零线要与工作零线分开；其重要装置也应有地线。发生漏电时，保护接地允许不断电运行，因此存在触电危险，但由于接地电阻的作用，人体接触电压大大降低；保护接零要求必须断电，因此触电危险消除，但必须可靠动作。低压配电系统的几种接地方式：按国际电工委员会(IEC)标准规定，低压配电接地，接零系统分有IT、TT、TN三种基本形式：在TN形式中又分有TN—C、TN—S和TN—C—S三种派生形式。低压配电系统接地低压配电系统接地IT、TT、TN—C、TN—S和TN—C—S中各字母表示的意思：第1个字母反映电源中性点接地状态；I——表示电源中性点没有工作接地(或采用阻抗接地)；T——表示电源中性点工作接地；第2个字母反映负载侧的接地状态；T——表示负载保护接地，但与系统接地相互独立；N——表示负载保护接零，与系统工作接地相连。第3个字母反映中性线与保护零线相互状态；C—表示中性线(电源零线)与保护零线共用一线；S—表示中性线与保护零线各自独立，各用各线。低压配电系统接地-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。低压配电系统接地-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。低压配电系统接地-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。