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什么叫保护接地(生活常识,生活百科)

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保护接地是为了防止电气设备的金属外壳、配电设备的框架和线路杆塔危及人身和设备安全。所谓保护性接地,是将电器的金属部分(即与带电部分绝缘的金属结构部分),在正常情况下不带电,但在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的部分,通过导线与接地体可靠连接的一种保护性接线方式。接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地的供电系统(三相三线制),以保证电气设备因绝缘损坏漏电时产生的对地电压不超过安全范围。
中文名
保护接地
维尔娜丽丝
保护接地
[1]
有目的的
防止带电线路塔危及人。
总体思路
电气设备金属外壳接地措施
应用原则示例
自动切断故障线路的电源
领域
力量
一个
简介
2
背景

应用原则示例

分类

保护

原则

适应性

线条结构

适应性

适当的保护

施工标准

Teli系统
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保护接地是防止人身触电事故、保证电气设备正常运行的重要技术措施。
[2]
电气设备金属外壳接地措施。在绝缘损坏或发生事故时,可以防止金属外壳带电时强电流通过人体,从而保证人身安全。
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在供电系统中,如果电气设备的绝缘出现各种故障现象,正常情况下不应该带电荷的电气设备部分会突然带电,或者正常情况下应该带低压电的电气设备部分会突然带高压电,造成人身触电事故。为了杜绝这种现象,应采取一定的保护措施,一般应采取电气设备接地保护措施。
[3]
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如果家用电器不采用接地保护,当某一部分绝缘损坏或某一相线接触到外壳时,家用电器的外壳就会带电,如果人体接触到绝缘损坏的电气设备的外壳(框架),就会有触电的危险。相反,如果电气设备接地,当发生单相接地短路或漏电故障时,线路中会产生较大的短路电流或泄漏电流,使上级保护装置(断路器或漏电断路器)跳闸,自动切断故障线路的电源,以便及时检查和维修。这样就避免了漏电状态下电气设备运行对人(或设备)造成的威胁。
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实践证明,目前我国低压电网采用保护接地是一种有效的安全保护措施。由于保护接地分为接地保护和接零保护,两种不同保护方式使用的客观环境不同,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靠性。那么,作为公共配电网中的电力客户,如何正确合理地选择和使用保护接地呢首先要了解和理解接地保护和接零保护,掌握这两种保护方式的区别和适用范围。
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接地保护和接零保护统称为保护接地,是为防止人身触电事故,保证电气设备正常运行而采取的重要技术措施。这两种保护的区别主要表现在三个方面:
接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的漏电电流,使其不超过一定的安全范围。一旦超过一定的设定值,保护器会自动切断电源;接零保护的原理是利用接零线使短路电流在绝缘损坏后,当设备接触外壳时,促使线路上的保护装置迅速动作,形成单相金属短路。本质是以大地为电流回路,将电缆的接地电位固定在正常和事故情况下允许的接地电位,以及电缆系统的内部过电压和雷电过电压。地电位不仅与地电流的波形和幅值有关,还与接地体的几何尺寸、大地电阻率等参数有关。
[4]
《农村低压电力技术规程》根据负荷分布、负荷密度、负荷性质等相关因素,划分了上述两种电网运行系统的适用范围。TT系统通常适用于农村公共低压电网,属于保护接地的接地保护方式;TN系统(TN系统可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种类型)主要适用于城市公共低压电网和厂矿等电力客户的特殊低压电网,属于保护接地中的接零保护方式。目前,我国目前的低压公共配电网通常采用TT或TN-C系统,采用单相和三相混合供电模式。即三相四线380/220V配电,同时向照明负载和电力负载供电。
第三,线路结构不同。接地保护系统只有相线和零线,三相动态负荷不需要零线,只要设备接地良好,系统中的零线除电源中性点外不得接地;接零保护系统要求保护中性线在任何情况下都必须存在,如有必要,保护中性线可以与接零保护线分开架设。同时,系统中的保护中性线必须反复接地。
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当保护导体对其保护的电路有最高要求时,它可以有多种功能。例如,环形PE线可以具有保护接地导体和等电位连接导体的功能,并且在传导电流的同时传输电势。因此,不需要为器件暴露的导电部分设置另一个等电位连接导体。
[5]
保护接地适用于不接地的电网。在这种电网中,由于绝缘损坏或其他原因而可能出现危险电压的所有金属部件,除非另有规定,均为应接地!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,由于接地装置与人体构成并联电路,降低接点的对地电压,避免人体触电危险。
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  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。
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  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。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。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靠,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)的重复接地的可靠性,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)处,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。
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  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。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。
  词条图册
  更多图册
  参考资料
  1.
  赵鸿佐,胡鹤钧.中国土木建筑百科辞典 建筑设备工程:中国建筑工业出版社,1999.05:5-461
  2.
  车壮. 保护接地与保护接零的选择使用[J]. 农业科技与装备,2011,(12):51-53.
  .中国知网.2011-12-20[引用日期2017-12-18]
  3.
  马红雷. 浅析电力系统中的保护接地问题[J]. 科技经济市场,2016,(03):176.
  .中国知网.2016-03-15[引用日期2017-12-18]
  4.
  姜芸,高小庆,罗俊华,袁淳智. 电力电缆保护接地[J]. 高电压技术,1998,(04):36-38.
  .中国知网.1998-12-20[引用日期2017-12-18]
  5.
  陈谦,韩帅,渊辛燕. 保护等电位联结和保护接地应用中的若干问题[J]. 建筑电气,2013,32(03):17-22.
  .中国知网.2013-03-25[引用日期2017-12-18]
  在低压供电系统中,整个系统建设安装时都要解决好两个接地问题:一是工作接地,另一个就是保护接地。所谓工作接地就是发电机、变压器的中性点经接地装置与大地进行良好的电气连接,也称系统接地;保护接地是指低压电气装置电气设备外壳的接地。
  1、系统(工作)接地的作用 系统接地的主要作用是保证系统的正常运行。例如当发生雷击时,强大的雷电流使低压配电线路感应出幅值很大的瞬态过电压。它持续时间极短,以微秒计,但过电压的幅值和上升陡度很大,使变压器等电源设备和线路对地绝缘承受危险的瞬态过电压。作系统接地后,由于雷电流获得了对地泄放的通路,就大大降低了这一过电压,从而减轻了电源设备和线路绝缘被击穿的危险。又如高、低压共杆的线路,若高压线路坠落在低压线路上,如果有系统接地,高压故障电流可通过低压系统接地返回电源,使高压侧继电保护动作而迅速切断电源,从而避免低压系统内电气事故的发生。
  系统接地平时也为低压系统内的正常泄漏电流提供了返回电源的通路。当低压系统发生接地故障时,又为故障电流提供返回电源的通路,使低压侧过电流保护或漏电保护动作,避免事故的发生。
  如果不作系统接地,则当系统中一相发生接地故障时,另两相对地电压将由原来的220V升高为380V。由于故障电流小,保护电器往往不动作,这一过电压状态将持续存在。这对人身安全和设备以至线路的绝缘都是十分不利的,如图1所示。
  图一
  2、保护接地的作用 保护接地是电气装置内电气设备金属外壳和金属的敷线套管、线槽等外露导电部分的接地,如图1中RA。发生图1中例示的碰外壳接地故障后,如未作保护接地,故障电压Uf可达相电压220V,对人体电击危险很大。作保护接地后,Uf仅为PE线和RA上的电压降,大大小于220V。RA还为故障电流Id提供返回电源的通路,使保护电器及时切断电源,从而起到防电击和防接地火灾的作用。据此,一般电气设备的金属外壳,当人可触及时必须作保护接地。
  需要特别说明的是,保护接地对用户电气安全是十分重要的,在任何时间内都必须连通,也即图1中的PE线是严禁用开关断开的。这是因为电气设备上的故障电压也可沿非电气的结构金属管道传导到设备金属外壳上,有了保护接地就可降低这种故障电压的幅度,减少电击危险。
  3、接地保护的形式 根据设备外壳接地的形式不一样一般常用的有三种接地制式,也称接地系统。这三种接地制式分别是:TN制、TT制和IT制。
  1)TN制这种系统电源侧中性点直接接地而电气设备的金属外壳等与电源系统的零线进行连接。即通常所说的保护接零(这条零线要在规定的地方进行重复接地)。其中TN制又分为TN-C制、TN-S制、TN-C-S制三种。其结构特点是保护接地与工作接地共用一个接地极,保护线(PE)直接接在电源零线(N)上。保护特点是发生接地故障就相当单相短路,故障电流很大,可以用短路保护电器(熔断器)充当接地故障保护电器。(省一套接地保护装置)。
  ①TN-C制结构特点:PE导体(线)和N导体(线)在整个系统中是合一的(共用一根导线)。这种制式又称为三相四线制。见图2所示。
  图二
  ②TN-S制结构特点:PE导体(线)和N导体(线)在整个系统中是分开的(即多一根PE线)。这种制式又称为三相五线制。见图3 所示。
  图三
  ③TN-C-S制结构特点:系统中一部分PE导体(线)和N导体(线)合一,一部分分开。一般是在三相五线制的基础上为了节约导线,在野外架空线用TN-C制(三相四线制),在建筑物内改回三相五线制。即在野外N线与PE合为一根,在建筑物室内在分开。见图4所示。
  图四
  2)TT系统 这种系统是供电系统中电源侧中性点也直接接地。(也就是电源做工作接地)。但电气设备的金属外壳等单独通过一套接地装置与大地直接进行良好的电气连接。称为保护接地。TT制也为三相四线制。见图5所示。
  图五
  TT系统其保护特点是发生接地故障时因为故障回路中有两个接地极,回路阻抗增大,所以故障电流很小,不再可以用短路保护电器(熔断器或低压断路器)充当接地故障保护电器了,必须加装漏电保护器充当接地故障保护电器。另外,TT系统的PE线和N线在电气上没有直接联系,容易处于不同电位。中性线有时因为三相不平衡或带有故障电压时,也可能相互之间引起打火而引发火灾事故,故需要装设四极开关来保证检修的安全。同时,增加了一套接地装置,也相应的增加了工程费用和工程量。(也多一套保护装置)。
  3)IT系统 IT系统是电源侧中性点不接地或经阻抗(电阻器和电抗器等)接地,地气设备外露可导电部分单独直接接地。见图6所示。
  图六
  IT系统是由三根相线构成,俗称三相三线制。它的主要特征就是没有零线。用电设备外露可导电部分采用自己的接地装置接地。在这个 系统中,当发生接地故障时,因故障电流没有返回电源的通路(也即没有形成闭合回路),所以故障电流仅为非故障相的对地电容电流,对地的电压就很低,一般不会引起触电事故。 当发生接地故障时,系统可不切断电源继续供电只做报警提示。发生了报警,检修工人应立即检修排除故障,否则另外相也发生接地故障后,就会造成两相短路,使事故扩大。这种系统装置一般在一些对供电要求较高的地方使用,比如医院,手术时是不允许停电的,发生接地故障也只是作为报警,提示尽快检修。
  下一讲介绍接地制式的选用及注意事项,敬请关注
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