1、电气安全技术电气安全技术 第1页，共121页。主要内容：主要内容：1 电气安全概述电气安全概述 2 直接接触电击防护直接接触电击防护 3 间接接触电击防护间接接触电击防护 4 第四章第四章 双重绝缘、加强绝缘、安全电压和漏双重绝缘、加强绝缘、安全电压和漏电保护电保护 5 电气线路电气线路 6 电气设备安全电气设备安全 7 电气防火防爆电气防火防爆 8 雷电和静电雷电和静电 9 电气安全管理电气安全管理 第2页，共121页。1.1 工业企业供配电工业企业供配电 一、电力系统一、电力系统 电力系统的组成电力系统的组成组成：组成：发电厂、送电线路、变电所、配电网和电力负荷。发电厂、送电线路、变电所、
2、配电网和电力负荷。发电：发电：火力、水力、核能、地热、风力、太阳能等。火力、水力、核能、地热、风力、太阳能等。送电线路：送电线路：3535kvkv及其以上的电力线路，分为架空线路和及其以上的电力线路，分为架空线路和电缆线路。电缆线路。变电所：变电所：汇集电源、升降电压和分配电力。区域（中心）、用汇集电源、升降电压和分配电力。区域（中心）、用户变电所。户变电所。配电网：配电网：1010kvkv及其以下的配电线路和相应的变电所构成。及其以下的配电线路和相应的变电所构成。有架空和电缆线路之分。有架空和电缆线路之分。电力负荷：电力负荷：经济部门和居民生活用电负荷。经济部门和居民生活用电负荷。第3页，共
3、121页。国家标准：国家标准：高压装置：高压装置：1kv低压装置：低压装置：11kvkv对地高压：对地高压：250250v v对地低压：对地低压：250250v v 高压：中压（高压：中压（110110kvkv）、）、高压（高压（1033010330kvkv）、）、超高压超高压（33010003301000kvkv）、）、特高压（特高压（10001000kvkv以上）。以上）。优选高压：优选高压：1010kvkv，35kv35kv，110kv110kv和和220220kvkv。常用工频低压：常用工频低压：380380v v和和220220v v，井下及其他场合常采用井下及其他场合常采用1271
4、27v v和和660660v v，安全要求高的场合采用安全要求高的场合采用5050v v以下的电压。以下的电压。直流电压：常用直流电压：常用110110v v，220v220v和和440440v v。用于电力牵引的有用于电力牵引的有250250v v，550v550v，750v750v，1500v1500v，3000v3000v等。等。电网与电器设备电压差值率为电网与电器设备电压差值率为5%5%。第4页，共121页。二、工业企业供电二、工业企业供电 工业企业供电系统的组成工业企业供电系统的组成高压配电线路、配电所、低压配电线路。高压配电线路、配电所、低压配电线路。常见供电方式：常见供电方式：3
5、5kv 10kv 0.4kv 配电箱或用电设备。适配电箱或用电设备。适用于大型企业和大中型企业。用于大型企业和大中型企业。10kv 0.4kv 配电箱或用电设备。适用于大配电箱或用电设备。适用于大中型企业和中型企业。中型企业和中型企业。企业高压供电企业高压供电供电方式取决于电力负荷：供电方式取决于电力负荷：一、二、三级负荷。一、二、三级负荷。第5页，共121页。三、工业企业配电三、工业企业配电 企业高压配电企业高压配电放射式、树干式、环式三种基本接线方式。放射式、树干式、环式三种基本接线方式。放射式：由一条母线分别给大型电动机、电放射式：由一条母线分别给大型电动机、电路变压器、电力变压器送电。
6、适用于具有位置分路变压器、电力变压器送电。适用于具有位置分散、大型集中负荷的企业。散、大型集中负荷的企业。树干式：由一条高压配电干线引出若干支线，树干式：由一条高压配电干线引出若干支线，向用电负荷送电。向用电负荷送电。环式：实质上是两端供电的树干式接线。环式：实质上是两端供电的树干式接线。企业低压配电企业低压配电企业低压配电同样有放射式、树干式、环式三种企业低压配电同样有放射式、树干式、环式三种接线方式。接线方式。第6页，共121页。1.2 电气事故电气事故电气事故是电气安全工程主要研究和管理的对象。电气事故是电气安全工程主要研究和管理的对象。一、电气事故概要一、电气事故概要电气事故：电能的传
7、递和转换过程中发生的异常情况。电气电气事故：电能的传递和转换过程中发生的异常情况。电气事故具有以下特点：事故具有以下特点：电气事故危害大电气事故危害大严重的电气事故常伴有重大的经济损失和人员的伤亡。严重的电气事故常伴有重大的经济损失和人员的伤亡。电击：电能直接作用于人体；电击：电能直接作用于人体；烧伤或烫伤：电能转换为热能作用于人体；烧伤或烫伤：电能转换为热能作用于人体；火灾与爆炸事故致因：漏电、接地或短路。火灾与爆炸事故致因：漏电、接地或短路。我国触电死亡人数占全部事故死亡人数的我国触电死亡人数占全部事故死亡人数的5%左右。左右。电气事故危险直观识别难电气事故危险直观识别难电能本身不具备直观
8、识别的特征。（不直接刺激人们的视、听、电能本身不具备直观识别的特征。（不直接刺激人们的视、听、嗅觉器官）嗅觉器官）第7页，共121页。电气事故涉及领域广电气事故涉及领域广一是除了用电领域的触电、设备和线路故障外，一是除了用电领域的触电、设备和线路故障外，雷电、静电和电磁伤危害也属于电气事故的范畴；雷电、静电和电磁伤危害也属于电气事故的范畴；二是用电领域非常广。二是用电领域非常广。电气事故的防护研究综合性强电气事故的防护研究综合性强一方面，电气事故的机理涉及电学、力学、化学、一方面，电气事故的机理涉及电学、力学、化学、生物学、医学等学科；另一方面，电气事故的预生物学、医学等学科；另一方面，电气事
9、故的预防措施包含有技术和管理两个方面。防措施包含有技术和管理两个方面。电气事故多具有重复性和频发性，实践中注意依电气事故多具有重复性和频发性，实践中注意依照客观规律办事，电气事故是可以避免的。照客观规律办事，电气事故是可以避免的。第8页，共121页。二、电气事故的类型二、电气事故的类型电气事故的类型取决于电能作用于人体或系统的电气事故的类型取决于电能作用于人体或系统的作用形式。作用形式。触电事故触电事故 电击电击电流通过人体，刺激肌体组织，使肌肉非自主地电流通过人体，刺激肌体组织，使肌肉非自主地发生痉挛性收缩而造成的伤害。按照人体触及带发生痉挛性收缩而造成的伤害。按照人体触及带电体的方式，电击
10、可分为以下几种情况：电体的方式，电击可分为以下几种情况：单相触电。包括直接接触电击和间接接触电单相触电。包括直接接触电击和间接接触电击。击。单相触电事故占全部触电事故的单相触电事故占全部触电事故的70%以上。以上。两相触电。两相触电。跨步电压触电。跨步电压触电。第9页，共121页。电伤电伤电流的热效应、化学效应、季节效应等对人体所电流的热效应、化学效应、季节效应等对人体所造成的伤害。造成的伤害。电伤可分为电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械电伤可分为电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等。损伤、电光眼等。电烧伤又可分为电流灼伤和电弧烧伤；电烧伤又可分为电流灼伤和电弧烧伤；电流灼伤：热能引起
11、的伤害；电流灼伤：热能引起的伤害；电弧烧伤：弧光放电造成的烧伤。包括直接电电弧烧伤：弧光放电造成的烧伤。包括直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。弧烧伤和间接电弧烧伤。电烙印：电流通过人体后，皮肤上留下的近似于电烙印：电流通过人体后，皮肤上留下的近似于带电体形状的瘢痕；带电体形状的瘢痕；皮肤金属化：高温电弧使周围金属熔化、蒸发并皮肤金属化：高温电弧使周围金属熔化、蒸发并飞溅渗透到皮肤表层内部所造成；飞溅渗透到皮肤表层内部所造成；第10页，共121页。机械损伤：电流作用于人体，使肌肉产生非自主机械损伤：电流作用于人体，使肌肉产生非自主的剧烈收缩所造成；的剧烈收缩所造成；电光眼：眼结膜和角膜发炎。电光眼：眼
12、结膜和角膜发炎。第11页，共121页。静电危害事故静电危害事故静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。其（由高压所致的）危害在于：其（由高压所致的）危害在于：爆炸和火灾事故的点火源；爆炸和火灾事故的点火源；引发二次事故；引发二次事故；静电的物理现象会对生产产生妨碍。静电的物理现象会对生产产生妨碍。雷电灾害事故雷电灾害事故雷电是大气中的放电现象。其破坏作用在于：雷电是大气中的放电现象。其破坏作用在于：引起火灾和爆炸；引起火灾和爆炸；造成人员的伤亡；造成人员的伤亡；导致电气设备击穿或烧毁；建筑物、构筑物导致电气设备击穿或烧毁；建筑物、构筑物的毁坏。的
13、毁坏。第12页，共121页。射频电磁场危害射频电磁场危害射频：无线电波的频率或者相应电磁振荡频率，射频：无线电波的频率或者相应电磁振荡频率，泛指泛指100kHz以上的频率。以上的频率。射频伤害是由电磁场能量造成的，主要有：射频伤害是由电磁场能量造成的，主要有：在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。如：中枢神经系统的机会受到不同程度的伤害。如：中枢神经系统的机能障碍；植物神经紊乱；眼睛受伤害；睾丸发生能障碍；植物神经紊乱；眼睛受伤害；睾丸发生功能失常；皮肤表面的灼伤或深度灼伤等。功能失常；皮肤表面的灼伤或深度灼伤等。高强度的射频电磁场作
14、用，可能产生感应放高强度的射频电磁场作用，可能产生感应放电，引起火灾或爆炸事故；放电电压较高时，会电，引起火灾或爆炸事故；放电电压较高时，会给人以明显的电击。给人以明显的电击。第13页，共121页。电气系统故障危害电气系统故障危害电气系统故障，由电能在输送、分配、转换过程中失去控制。电气系统故障，由电能在输送、分配、转换过程中失去控制。其主要危害：其主要危害：引起火灾和爆炸；引起火灾和爆炸；异常带电；异常带电；异常停电。异常停电。三、触电事故的分布规律三、触电事故的分布规律季节性明显；季节性明显；低压设备触电事故多；低压设备触电事故多；携带式设备和移动式设备触电事故多；携带式设备和移动式设备触
15、电事故多；电气联接部位触电事故多；电气联接部位触电事故多；农村触电事故多；农村触电事故多；冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多；冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多；青年、中年人以及非电工人员触电事故多；青年、中年人以及非电工人员触电事故多；误操作事故多。误操作事故多。第14页，共121页。1.3 电流对人体的作用电流对人体的作用一、电流对人体的作用一、电流对人体的作用电流通过时，人体会有发麻、刺痛、压迫、打击电流通过时，人体会有发麻、刺痛、压迫、打击等感觉，会产生痉挛、血压升高、昏迷、心律不等感觉，会产生痉挛、血压升高、昏迷、心律不齐、窒息、心室颤动等症状，严重时会导致死亡。齐、窒息、心室颤
16、动等症状，严重时会导致死亡。伤害程度与电流大小的关系伤害程度与电流大小的关系 伤害程度与电流持续时间的关系伤害程度与电流持续时间的关系 伤害程度与电流途径的关系伤害程度与电流途径的关系 伤害程度与电流种类的关系伤害程度与电流种类的关系 第15页，共121页。二、人体阻抗二、人体阻抗人体阻抗包括皮肤阻抗和体内阻抗，其等效电路：人体阻抗包括皮肤阻抗和体内阻抗，其等效电路：皮肤阻抗皮肤阻抗皮肤阻抗是指表皮阻抗，即皮肤上电极与真皮之皮肤阻抗是指表皮阻抗，即皮肤上电极与真皮之间的电阻抗，以皮肤电阻和皮肤电容并联来表示。间的电阻抗，以皮肤电阻和皮肤电容并联来表示。皮肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容。皮
17、肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容。当皮肤被击穿后，其阻抗可忽略不计。当皮肤被击穿后，其阻抗可忽略不计。体内阻抗体内阻抗体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗，虽存在少体内阻抗是除去表皮之后的人体阻抗，虽存在少量电容，但可以忽略不计。因此，体内阻抗基本量电容，但可以忽略不计。因此，体内阻抗基本上可以视为纯电阻。上可以视为纯电阻。不同电流途径的体内阻抗值不同：不同电流途径的体内阻抗值不同：人体总阻抗人体总阻抗第16页，共121页。2 直接接触电击防护直接接触电击防护基本原则：使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。基本原则：使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。2.1 绝缘绝缘绝缘是指利用绝缘材料
18、对带电体进行封闭和隔离。绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。一、绝缘材料的电气性质一、绝缘材料的电气性质绝缘材料又称为电介质，其导电能力很小（电阻率绝缘材料又称为电介质，其导电能力很小（电阻率10Mmm），），但并非绝对不导电。绝缘材料一般分为：气体（空气、氮、但并非绝对不导电。绝缘材料一般分为：气体（空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等）、液体（绝缘矿物油：十二烷氢、二氧化碳和六氟化硫等）、液体（绝缘矿物油：十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等，蓖麻油）和固体（树基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联苯等，蓖麻油）和固体（树脂绝缘漆，纸、纸板，漆布、漆管和邦扎带，绝缘云母，电脂绝缘漆，纸、纸板
19、，漆布、漆管和邦扎带，绝缘云母，电工用薄膜、复合制品和粘带，电工用层压制品，电工用塑料工用薄膜、复合制品和粘带，电工用层压制品，电工用塑料和橡胶，玻璃、陶瓷等）绝缘材料。和橡胶，玻璃、陶瓷等）绝缘材料。第17页，共121页。绝缘电阻率和绝缘电阻绝缘电阻率和绝缘电阻漏电电流（泄漏电流）：绝缘材料的本征离子和漏电电流（泄漏电流）：绝缘材料的本征离子和杂质离子在电场作用左右方向的运动所形成的电杂质离子在电场作用左右方向的运动所形成的电流。（等效电路及电流曲线）流。（等效电路及电流曲线）温度、湿度、杂质含量和电场强度的增加都会降温度、湿度、杂质含量和电场强度的增加都会降低电介质的电阻率。低电介质的电阻
20、率。介电常数介电常数介电常数是用来表明电介质极化特征的性能参数。介电常数是用来表明电介质极化特征的性能参数。介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。缚电荷就愈多。相对介电常数：相对介电常数：介电常数受电源频率、温度、湿度等因素的影响介电常数受电源频率、温度、湿度等因素的影响会产生变化。会产生变化。第18页，共121页。大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压力增大，密度就增大，相对介电常数也增大。力增大，密度就增大，相对介电常数也增大。介质损耗介质损耗在交流电压作用下，电解质中的部分电能不可逆
21、在交流电压作用下，电解质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。介质地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。介质损耗可以是由漏导电流引起，也可以有极化所引损耗可以是由漏导电流引起，也可以有极化所引起。介质损耗使介质发热是电介质发生热击穿的起。介质损耗使介质发热是电介质发生热击穿的根源。根源。电气设备使用过程中，对电介质要求高的场所，电气设备使用过程中，对电介质要求高的场所，需进行介质损耗试验。需进行介质损耗试验。影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、温度、影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、温度、湿度、电场强度和辐射。总的趋势是随着上述因湿度、电场强度和辐射。总的趋势是随着上述
22、因素的增强，介质损耗增加。素的增强，介质损耗增加。第19页，共121页。二、绝缘的破坏二、绝缘的破坏在电气设备的运行过程中，绝缘材料会由于电场、热、化学、机在电气设备的运行过程中，绝缘材料会由于电场、热、化学、机械、生物等因素的作用，其性能发生破坏。械、生物等因素的作用，其性能发生破坏。绝缘击穿绝缘击穿施加于电介质上的电场强度高于临界值（击穿场强）时发生的施加于电介质上的电场强度高于临界值（击穿场强）时发生的破坏。破坏。气体电介质的击穿气体电介质的击穿碰撞电离导致的击穿。击穿场强与气体压力有关，低压碰撞电离导致的击穿。击穿场强与气体压力有关，低压（真空）和高压时的击穿场强都很高。（真空）和高压
23、时的击穿场强都很高。空气的击穿场强约为空气的击穿场强约为2530kV/cm。液体电介质的击穿液体电介质的击穿纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似，但击穿强度要高多。纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似，但击穿强度要高多。当液体中混有气体、液体和固体杂质时，击穿场强将大大降低。当液体中混有气体、液体和固体杂质时，击穿场强将大大降低。液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。第20页，共121页。固体电介质的击穿固体电介质的击穿固体电介质的击穿有：电击穿、热击穿、电化学固体电介质的击穿有：电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等形式。击穿、放
24、电击穿等形式。电击穿。强电场的作用下，其内少量处于导电击穿。强电场的作用下，其内少量处于导带的电子剧烈运动与晶格上的原子（或离子）碰带的电子剧烈运动与晶格上的原子（或离子）碰撞而使之游离，并迅速扩展下去导致的击穿。特撞而使之游离，并迅速扩展下去导致的击穿。特点是电压作用时间短，击穿电压高。点是电压作用时间短，击穿电压高。热击穿。介质损耗等原因产生的热量不能及热击穿。介质损耗等原因产生的热量不能及时散发所致。特点是电压作用时间长，击穿电压时散发所致。特点是电压作用时间长，击穿电压较低。热击穿电压随环境温度上升而下降。较低。热击穿电压随环境温度上升而下降。电化学击穿。游离、发热和化学反应等因素电化
25、学击穿。游离、发热和化学反应等因素综合效应造成的击穿。特点是电压作用时间长，综合效应造成的击穿。特点是电压作用时间长，击穿电压往往很低。击穿电压往往很低。第21页，共121页。放电击穿。内部气泡首先发生碰撞游离而放放电击穿。内部气泡首先发生碰撞游离而放电，继而加热其他杂质，使之气化形成气泡，有电，继而加热其他杂质，使之气化形成气泡，有气泡放电进一步发展导致击穿。击穿电压与绝缘气泡放电进一步发展导致击穿。击穿电压与绝缘材料的质量有关。材料的质量有关。固体电介质一旦击穿，将失去其绝缘性能。固体电介质一旦击穿，将失去其绝缘性能。热击穿多发生在低压电气设备；放电击穿多发生热击穿多发生在低压电气设备；放
26、电击穿多发生于高压电气设备；而当电压作用时间达数十小时于高压电气设备；而当电压作用时间达数十小时乃至数年时，大多数属于电化学击穿。乃至数年时，大多数属于电化学击穿。第22页，共121页。绝缘老化绝缘老化绝缘老化过程十分复杂，主要有热老化机理和电绝缘老化过程十分复杂，主要有热老化机理和电老化机理：老化机理：热老化。多发生在低压电气设备上。原因包热老化。多发生在低压电气设备上。原因包括：低分子挥发成分的逸出；材料的解聚和氧化括：低分子挥发成分的逸出；材料的解聚和氧化裂解、热裂解、水解；材料分子链继续聚合等过裂解、热裂解、水解；材料分子链继续聚合等过程。程。绝缘材料都有其极限耐热温度。绝缘材料都有其
27、极限耐热温度。电老化。由局部放电所致。多发生于高压电电老化。由局部放电所致。多发生于高压电气设备。原因包括：局部放电时产生的臭氧、氮气设备。原因包括：局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子；材料局部发热等。氧化物、高速粒子；材料局部发热等。第23页，共121页。绝缘损坏绝缘损坏绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀；或受到外界热源、机械气、粉尘的污染和侵蚀；或受到外界热源、机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电器因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电器性能或机械性能的现象。另外，动物和植物也可性能或机械性能的现象。另外
28、，动物和植物也可能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。能破坏电气设备和电气线路的绝缘结构。第24页，共121页。三、绝缘监测和绝缘试验三、绝缘监测和绝缘试验 绝缘电阻试验绝缘电阻试验 绝缘电阻的测量。绝缘电阻的测量。吸收比的测定。吸收比的测定。绝缘电阻指标。绝缘电阻指标。耐压试验耐压试验用以检查电气设备承受过电压的能力。用以检查电气设备承受过电压的能力。工频高压试验装置电路：工频高压试验装置电路：第25页，共121页。2.2 屏护和间距屏护和间距防止直接接触电击的安全措施。同时还可以防止防止直接接触电击的安全措施。同时还可以防止短路、故障接地等电气事故。短路、故障接地等电气事故。一、屏护一、屏护
29、 屏护的概念、种类及其应用屏护的概念、种类及其应用屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段。屏护是一种对电击危险因素进行隔离的手段。屏蔽和障碍；永久性屏护装置和临时性屏护装置；屏蔽和障碍；永久性屏护装置和临时性屏护装置；固定屏护装置和移动屏护装置。固定屏护装置和移动屏护装置。主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证主要用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合。安全的场合。屏护装置的安全条件屏护装置的安全条件 第26页，共121页。二、间距二、间距带电体与地面之间，带电体与其他设备和设施之带电体与地面之间，带电体与其他设备和设施之间，带电体与带电体之间必要的安全距离。间，带电体与带电体之
30、间必要的安全距离。不同电压等级、不同设备类型、不同安装方式、不同电压等级、不同设备类型、不同安装方式、不同的周围环境等所要求的间距不同。不同的周围环境等所要求的间距不同。线路间距线路间距 用电设备间距用电设备间距 检修间距检修间距第27页，共121页。3 间接接触电击防护间接接触电击防护 防止间接接触电击的基本技术措施是保护接地和保护接零。防止间接接触电击的基本技术措施是保护接地和保护接零。3.1 IT系统系统 I：配电网不接地或经高阻抗接地；配电网不接地或经高阻抗接地；T：电气设备外壳接地。电气设备外壳接地。一、接地的基本概念一、接地的基本概念接地即将设备的某一部位经接地装置与大地紧密联结起
31、来。接地即将设备的某一部位经接地装置与大地紧密联结起来。接地分类接地分类正常接地：工作接地和安全接地；正常接地：工作接地和安全接地；工作接地：正常情况下有电流，利用大地代替导线的接工作接地：正常情况下有电流，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地；以维持系统安全运行的接地；第28页，共121页。安全接地：正常情况下没有电流流过的起防止事故作安全接地：正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地。用的接地。故障接地：带电体与大地之间的意外连接。故障接地：带电体与大地之间的意外连接。接地电流和
32、接地短路电流接地电流和接地短路电流接地电流：从接地点流入地下的电流；接地电流：从接地点流入地下的电流；接地短路电流：系统单项接地可能导致发生短路的接地电流。接地短路电流：系统单项接地可能导致发生短路的接地电流。小接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流小接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流500A；大接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流大接地短路电流系统：高压系统中接地短路电流500A。流散电阻和接地电阻流散电阻和接地电阻流散电阻：自接地体向四周流散的接地电流（流散电流）在流散电阻：自接地体向四周流散的接地电流（流散电流）在土壤中遇到的全部电阻；土壤中遇到的全部电阻；接地电阻：接地体的
33、流散电阻与接地线的电阻之和。接地电阻：接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。第29页，共121页。对地电压和对地电压曲线对地电压和对地电压曲线对地电压：带电体与电位为零的大地之间的电位差；对地电压：带电体与电位为零的大地之间的电位差；对地电压曲线：接地体及其周围各点对地电压的曲线。对地电压曲线：接地体及其周围各点对地电压的曲线。接触电动势和接触电压接触电动势和接触电压接触电动势：设备外壳与水平距离接触电动势：设备外壳与水平距离0.8m处之间的电位差；处之间的电位差；接触电压：加于人体某两点之间的电压。接触电压：加于人体某两点之间的电压。忽略人体对地的流散电阻，接触电动势等于接触电压。忽略人体对地
34、的流散电阻，接触电动势等于接触电压。跨步电动势和跨步电压跨步电动势和跨步电压跨步电动势：地面上水平距离为跨步电动势：地面上水平距离为0.8m两点之间的电位差；两点之间的电位差；跨步电压：加于人的两脚之间的电压。跨步电压：加于人的两脚之间的电压。第30页，共121页。二、二、IT系统的安全原理系统的安全原理在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的金属在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保把故障电压限制在安全范围以内的做法就称为保护接地。只有在不接地配电网中，由于其对地绝
35、护接地。只有在不接地配电网中，由于其对地绝缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能通过缘阻抗较高，单相接地电流较小，才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范保护接地把漏电设备故障对地电压限制在安全范围之内。围之内。(安全原理参见安全原理参见P3840)第31页，共121页。三、保护接地的应用范围三、保护接地的应用范围 各种不接地配电网各种不接地配电网凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险对地电压的金属部凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险对地电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。主要包括：分，除另有规定外，均应接地。主要包括：电气设备的某些金属部分电气设备的某些金属部分除另有规
36、定的外，下列电气设备金属部分可不接地：除另有规定的外，下列电气设备金属部分可不接地：四、接地电阻的确定四、接地电阻的确定保护接地的基本原理是在故障情况下，将可能呈现危险对保护接地的基本原理是在故障情况下，将可能呈现危险对地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起地电压的金属部分经接地线、接地体同大地紧密地连接起来，把故障电压限制在安全限值来，把故障电压限制在安全限值UL以内，即漏电设备对地电以内，即漏电设备对地电压压UE满足：满足：UE=IEREUL保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确定的。保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确定的。第32页，共121页。低压设备接地电阻低压设备接地
37、电阻 高压设备接地电阻高压设备接地电阻 小接地短路电流系统小接地短路电流系统 大接地短路电流系统大接地短路电流系统 发电厂和区域变电站的接地电阻发电厂和区域变电站的接地电阻 架空线路和电缆线路的接地电阻架空线路和电缆线路的接地电阻五、绝缘监视五、绝缘监视六、过电压的防护六、过电压的防护第33页，共121页。3.2 TT系统系统TT系统即电源直接接地的保护系统。第一个字母表示电源系统即电源直接接地的保护系统。第一个字母表示电源直接接地。直接接地。一、一、TT系统的原理系统的原理一般情况下不能采用一般情况下不能采用TT系统。除非采用其他防止间接接触电击系统。除非采用其他防止间接接触电击的措施确有困
38、难，且土壤电阻率较低的情况下，才可考虑采用的措施确有困难，且土壤电阻率较低的情况下，才可考虑采用TT系统。而且在这种情况下，还必须同时采取快速切除系统。而且在这种情况下，还必须同时采取快速切除接地故障的自动保护装置或其他防止电击的措施，并保证接地故障的自动保护装置或其他防止电击的措施，并保证零线没有电击的危险。零线没有电击的危险。二、二、TT系统的应用系统的应用TT系统主要用于低压公用用户，即用于未装备配电变压器，系统主要用于低压公用用户，即用于未装备配电变压器，从外面引进低压电源的小型用户。从外面引进低压电源的小型用户。采用采用TT系统时，被保护设备的所有外漏导电部分均应同系统时，被保护设备
39、的所有外漏导电部分均应同接向接地体的保护导体连接起来。应当保证在允许故障持接向接地体的保护导体连接起来。应当保证在允许故障持续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值，即：续时间内漏电设备的故障对地电压不超过某一限值，即：UE=IEREUL第34页，共121页。3.3 TN系统系统TN系统即保护接零系统。字母系统即保护接零系统。字母N表示电气设备在正常情况表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属性的连接，亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。一、一、TN系统的安全原理及类
40、别系统的安全原理及类别保护接零的原理：当某相带电部分碰连设备外壳（即外漏保护接零的原理：当某相带电部分碰连设备外壳（即外漏导电部分）时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，导电部分）时，通过设备外壳形成该相对零线的单相短路，短路电流能促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把短路电流能促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障部分设备断开电源，消除电击危险。故障部分设备断开电源，消除电击危险。TN系统分为系统分为TN-S、TN-C-S、TN-C三种方式，（参见三种方式，（参见P50 图图3-12）。分别代表：保护零线（）。分别代表：保护零线（PE）与工作零线（中性线与工作零线（中性线N）完全
41、分开、干线部分的前一部分保护零线与工作零线公用、完全分开、干线部分的前一部分保护零线与工作零线公用、干线部分保护零线与工作零线完全公用。干线部分保护零线与工作零线完全公用。第35页，共121页。二、二、TN系统速断和限压的要求系统速断和限压的要求在接零系统中，单相短路电流越大，保护元件动在接零系统中，单相短路电流越大，保护元件动作越快；反之，动作越慢。作越快；反之，动作越慢。三、保护接零的应用范围三、保护接零的应用范围保护接零用于中性点直接接地的保护接零用于中性点直接接地的220/380V三相三相四线配电网。四线配电网。TN-S系统可用于有爆炸危险、火灾危险性较大系统可用于有爆炸危险、火灾危险
42、性较大或安全要求较高的场所，宜用于独立附设变电站或安全要求较高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。的车间。TN-C-S系统宜用于场内设有总变电站，系统宜用于场内设有总变电站，厂内低压配电的场所及民用楼房。厂内低压配电的场所及民用楼房。TN-C系统可系统可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。少、用电线路简单且安全条件较好的场所。第36页，共121页。四、重复接地四、重复接地重复接地：零线上除工作接地以外的其他点的再重复接地：零线上除工作接地以外的其他点的再次接地。次接地。重复接地的作用重复接地的作用 减轻零线断
43、开或接触不良时电击的危险性；减轻零线断开或接触不良时电击的危险性；降低漏电设备的对地电压；降低漏电设备的对地电压；缩短漏电故障持续时间；缩短漏电故障持续时间；改善架空线路的防雷性能。改善架空线路的防雷性能。第37页，共121页。重复接地的要求重复接地的要求电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处、配电电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处、配电线路的最远端及每线路的最远端及每1km处、高低压线路同杆架设处、高低压线路同杆架设时，共同敷设的两端应做重复接地。时，共同敷设的两端应做重复接地。线路上的重复接地宜采用集中埋设的接地体，车线路上的重复接地宜采用集中埋设的接地体，车间内宜采用环形重复接地或网络重
44、复接地。零线间内宜采用环形重复接地或网络重复接地。零线与接地装置至少有两点连接，除进线处的一点与接地装置至少有两点连接，除进线处的一点外，其对角线最远点也应连接，而且车间周围外，其对角线最远点也应连接，而且车间周围过长，超过过长，超过400m者，每者，每200m应有一点连接。应有一点连接。一个配电系统可敷设多处重复接地，并尽量均匀一个配电系统可敷设多处重复接地，并尽量均匀分布，以等化个点电位。分布，以等化个点电位。第38页，共121页。五、工作接地五、工作接地工作接地指配电网的一点在变压器或发电机近处工作接地指配电网的一点在变压器或发电机近处的接地。的接地。工作接地的主要作用是抑制故障时配电网
45、对地电工作接地的主要作用是抑制故障时配电网对地电压不致升高太多，以免过分增加触电的危险性，压不致升高太多，以免过分增加触电的危险性，并减轻绝缘的额外负担或防止绝缘击穿。其次，并减轻绝缘的额外负担或防止绝缘击穿。其次，由于接地的配电网中单相接地故障电流可达到数由于接地的配电网中单相接地故障电流可达到数安乃至数十安，故障比较容易被检测，故障点也安乃至数十安，故障比较容易被检测，故障点也比较容易确定。比较容易确定。第39页，共121页。六、保护接零的计算六、保护接零的计算保护接零的计算主要是单相短路电流的计算。保护接零的计算主要是单相短路电流的计算。短路电流的特征短路电流的特征 单相短路电流的计算单
46、相短路电流的计算单相短路电流决定于相单相短路电流决定于相-零线回路阻抗，即决定零线回路阻抗，即决定于相零线回路的设计。于相零线回路的设计。相零线回路阻抗相零线回路阻抗 变压器的阻抗变压器的阻抗 电路元件的阻抗电路元件的阻抗 导线的阻抗导线的阻抗第40页，共121页。七、速断保护元件七、速断保护元件速断保护元件：短路保护元件或剩余电流保护速断保护元件：短路保护元件或剩余电流保护（漏电保护）元件。（漏电保护）元件。常见的短路保护元件是熔断器和低压断路器的电常见的短路保护元件是熔断器和低压断路器的电磁式过电流脱扣器。磁式过电流脱扣器。在不致错误切断线路、不影响正常工作的前提下，在不致错误切断线路、不
47、影响正常工作的前提下，保护元件的动作电流越小越好。保护元件的动作电流越小越好。第41页，共121页。3.4 保护导体保护导体一、保护导体的组成一、保护导体的组成保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联接线。保护导体分为人工保护导体和自然保护联接线。保护导体分为人工保护导体和自然保护导体。导体。二、保护导体的截面积二、保护导体的截面积为满足导电能力、热稳定性、机械稳定性、耐化为满足导电能力、热稳定性、机械稳定性、耐化学腐蚀的要求，保护导体必须有足够的截面积。学腐蚀的要求，保护导体必须有足够的截面积。第42页，共121页。三、等电位连接三、等电位连接等
48、电位连接：保护导体与建筑物的金属结构、生等电位连接：保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其它目的的不带电导体之间的连接（包括等用于其它目的的不带电导体之间的连接（包括IT系统和系统和TT系统中各用电设备金属外壳之间的连系统中各用电设备金属外壳之间的连接）。接）。总等电位联接：总开关柜内保护导体端子排与自总等电位联接：总开关柜内保护导体端子排与自然导体之间的连接。然导体之间的连接。通过等电位联接可以实现等电位环境。等电位环通过等电位联接可以实现等电位环境。等电位环境内可能的接触电压和跨步电压应限制在安全范境内可能
49、的接触电压和跨步电压应限制在安全范围内。采用等电位环境时应采取防止环境边缘处围内。采用等电位环境时应采取防止环境边缘处危险跨步电压的措施，并应考虑防止环境内高电危险跨步电压的措施，并应考虑防止环境内高电位引出和环境外低电位引入的危险。位引出和环境外低电位引入的危险。第43页，共121页。四、保护导体的安装四、保护导体的安装由变压器中性点引出的保护导体应与配电方式相由变压器中性点引出的保护导体应与配电方式相适应；适应；五、相五、相-零线回路检测零线回路检测相相-零线回路检测是零线回路检测是TN系统的主要检测项目，主系统的主要检测项目，主要包括保护零线完好性、连续性检查和相要包括保护零线完好性、连
50、续性检查和相-零线零线回路阻抗测量。测量相回路阻抗测量。测量相-零线回路阻抗是为了检零线回路阻抗是为了检验接零系统是否符合规定的速断要求。验接零系统是否符合规定的速断要求。相相-零线回路阻抗停电测量法零线回路阻抗停电测量法 相相-零线回路阻抗不停电测量法零线回路阻抗不停电测量法 零线连续性测试零线连续性测试第44页，共121页。3.5 接地装置接地装置接地装置是接地体（极）和接地线的总称。接地装置是接地体（极）和接地线的总称。一、自然接地体和人工接地体一、自然接地体和人工接地体自然接地体：用于其它目的且与土壤保持紧密接触的金属导体。自然接地体：用于其它目的且与土壤保持紧密接触的金属导体。人工接
