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1、电气安全技术电气安全技术 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 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、配电网和电力负荷。发电：发电：火力、水力、
2、核能、地热、风力、太阳能等。火力、水力、核能、地热、风力、太阳能等。送送电电线线路路：3535kvkv及及其其以以上上的的电电力力线线路路，分分为为架架空空线线路路和电缆线路。和电缆线路。变变电电所所：汇汇集集电电源源、升升降降电电压压和和分分配配电电力力。区区域域（中中心心）、用户变电所。、用户变电所。配配电电网网：1010kvkv及及其其以以下下的的配配电电线线路路和和相相应应的的变变电电所所构构成成。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。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：11
3、kvkv对地高压：对地高压：250250v v对地低压：对地低压：250250v v 高高压压：中中压压（110110kvkv）、高高压压（1033010330kvkv）、超超高高压（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。常常用用工工频频低低压压：380380v v和和220220v v，井井下下及及其其他他场场合合常常采采用用127127v 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
4、电压。以下的电压。直直流流电电压压：常常用用110110v v，220v220v和和440440v v。用用于于电电力力牵牵引引的的有有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%。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：35kv 10kv 0.4kv 配配电电箱箱或或用用电电设设备备。适适用于大型企业和大中型企业。用于大型企业和大中型企
5、业。10kv 0.4kv 配配电电箱箱或或用用电电设设备备。适适用用于于大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。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。放放射射式式：由由一一条条母母线线分分别别给给大大型型电电动动机机、电电路路变变压压器器、电电力力变变压压器器送送电电。适适用用于于具具有有位位置置分分散、大型集中负荷的企业。散、大型集中负荷的企业。树树干干式式：由由一一条条高高压压配配电电
6、干干线线引引出出若若干干支支线线，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。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、电气事故概要电电气气事事故故：电电能能的的传传递递和和转转换换过过程程中中发发生生的的异异常常情情况况。电气事故具有以下特点：电气事故具有以下特点：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
7、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识别的特征。（不直接刺激人们的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）视、听、嗅觉器官）电气事故涉及领域广电气事故涉及领域广一一是是除除了了用用电电领
8、领域域的的触触电电、设设备备和和线线路路故故障障外外，雷雷电电、静静电电和和电电磁磁伤伤危危害害也也属属于于电电气气事事故故的的范范畴畴；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一一方方面面，电电气气事事故故的的机机理理涉涉及及电电学学、力力学学、化化学学、生生物物学学、医医学学等等学学科科；另另一一方方面面，电电气气事事故故的的预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
9、可以避免的。二、电气事故的类型二、电气事故的类型电电气气事事故故的的类类型型取取决决于于电电能能作作用用于于人人体体或或系系统统的的作用形式。作用形式。触电事故触电事故 电击电击电电流流通通过过人人体体，刺刺激激肌肌体体组组织织，使使肌肌肉肉非非自自主主地地发发生生痉痉挛挛性性收收缩缩而而造造成成的的伤伤害害。按按照照人人体体触触及及带带电体的方式，电击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：单单相相触触电电。包包括括直直接接接接触触电电击击和和间间接接接接触触电电击。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
10、。跨步电压触电。电伤电伤电电流流的的热热效效应应、化化学学效效应应、季季节节效效应应等等对对人人体体所所造成的伤害。造成的伤害。电电伤伤可可分分为为电电烧烧伤伤、电电烙烙印印、皮皮肤肤金金属属化化、机机械械损伤、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：热能引起的伤害；电流灼伤：热能引起的伤害；电电弧弧烧烧伤伤：弧弧光光放放电电造造成成的的烧烧伤伤。包包括括直直接接电电弧烧伤和间接电弧烧伤。弧烧伤和间接电弧烧伤。电电烙烙印印：电电流流通通过过人人体体后后，皮皮肤肤上上留留下下的的近近似似于于带电体形状的瘢痕；带电体形状的瘢痕；皮皮肤
11、肤金金属属化化：高高温温电电弧弧使使周周围围金金属属熔熔化化、蒸蒸发发并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；机机械械损损伤伤：电电流流作作用用于于人人体体，使使肌肌肉肉产产生生非非自自主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：眼结膜和角膜发炎。静电危害事故静电危害事故静静电电危危害害事事故故是是由由静静电电电电荷荷或或静静电电场场能能量量引引起起的的。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
12、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。的毁坏。射频电磁场危害射频电磁场危害射射频频：无无线线电电波波的的频频率率或或者者相相应应电电磁磁振振荡荡频频率率，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：在在射射频频电电磁磁场场作作用用下下，人人体体因因吸吸收收辐辐射射能能量量会会受受到到不不同同程程度度的
13、的伤伤害害。如如：中中枢枢神神经经系系统统的的机机能能障障碍碍；植植物物神神经经紊紊乱乱；眼眼睛睛受受伤伤害害；睾睾丸丸发发生生功能失常；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。电气系统故障危害电气系统故障危害电电气气系系统统故故障障，由由电电能能在在输输送送、分分配配、转转换换过过程程中中失失去去控制。其主要危害：控制。其主要危害：引起火灾和爆炸；引起火灾和爆炸；异常带电；
14、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。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电流流通通过过时时，人人体体会会有有发发麻麻、刺刺痛
15、痛、压压迫迫、打打击击等等感感觉觉，会会产产生生痉痉挛挛、血血压压升升高高、昏昏迷迷、心心律律不不齐、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 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皮肤肤阻阻抗抗是是指指表表皮皮阻阻抗抗，即即皮皮肤肤上上电电极极与与真真皮皮
16、之之间间的的电电阻阻抗抗，以以皮皮肤肤电电阻阻和和皮皮肤肤电电容容并并联联来来表表示示。皮肤电容是指皮肤上电极与真皮之间的电容。皮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体内内阻阻抗抗是是除除去去表表皮皮之之后后的的人人体体阻阻抗抗，虽虽存存在在少少量量电电容容，但但可可以以忽忽略略不不计计。因因此此，体体内内阻阻抗抗基基本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
17、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绝缘缘材材料料又又称称为为电电介介质质，其其导导电电能能力力很很小小（电电阻阻率率10Mmm），但但并并非非绝绝对对不不导导电电。绝绝缘缘材材料料一一般般分分为为：气气体体（空空气气、氮氮、氢氢、二二氧氧化化碳碳和和六六氟氟化化硫硫等等）、液液体体（绝绝缘缘矿矿物物油油：十十二二烷烷基基苯苯、聚聚丁丁二二烯烯、硅硅油油和和三三氯氯联联苯苯等等，蓖蓖麻麻油油）和和固固体体（树树脂脂绝绝
18、缘缘漆漆，纸纸、纸纸板板，漆漆布布、漆漆管管和和邦邦扎扎带带，绝绝缘缘云云母母，电电工工用用薄薄膜膜、复复合合制制品品和和粘粘带带，电电工工用用层层压压制制品品，电电工工用用塑塑料料和和橡橡胶胶，玻玻璃璃、陶陶瓷瓷等）绝缘材料。等）绝缘材料。绝缘电阻率和绝缘电阻绝缘电阻率和绝缘电阻漏漏电电电电流流（泄泄漏漏电电流流）：绝绝缘缘材材料料的的本本征征离离子子和和杂杂质质离离子子在在电电场场作作用用左左右右方方向向的的运运动动所所形形成成的的电电流。（等效电路及电流曲线）流。（等效电路及电流曲线）温温度度、湿湿度度、杂杂质质含含量量和和电电场场强强度度的的增增加加都都会会降降低电介质的电阻率。低电介
19、质的电阻率。介电常数介电常数介介电电常常数数是是用用来来表表明明电电介介质质极极化化特特征征的的性性能能参参数数。介介电电常常数数愈愈大大，电电介介质质极极化化能能力力愈愈强强，产产生生的的束束缚电荷就愈多。缚电荷就愈多。相对介电常数：相对介电常数：介介电电常常数数受受电电源源频频率率、温温度度、湿湿度度等等因因素素的的影影响响会产生变化。会产生变化。大大气气压压力力对对气气体体材材料料的的介介电电常常数数有有明明显显影影响响，压压力增大，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在交交流流电电压压作作用用下下，电电解解质质中中的的部部分分电电能
20、能不不可可逆逆地地转转变变成成热热能能，这这部部分分能能量量叫叫做做介介质质损损耗耗。介介质质损损耗耗可可以以是是由由漏漏导导电电流流引引起起，也也可可以以有有极极化化所所引引起起。介介质质损损耗耗使使介介质质发发热热是是电电介介质质发发生生热热击击穿穿的的根源。根源。电电气气设设备备使使用用过过程程中中，对对电电介介质质要要求求高高的的场场所所，需进行介质损耗试验。需进行介质损耗试验。影影响响绝绝缘缘材材料料介介质质损损耗耗的的因因素素主主要要有有频频率率、温温度度、湿湿度度、电电场场强强度度和和辐辐射射。总总的的趋趋势势是是随随着着上上述述因因素的增强，介质损耗增加。素的增强，介质损耗增加
21、。二、绝缘的破坏二、绝缘的破坏在在电电气气设设备备的的运运行行过过程程中中，绝绝缘缘材材料料会会由由于于电电场场、热热、化学、机械、生物等因素的作用，其性能发生破坏。化学、机械、生物等因素的作用，其性能发生破坏。绝缘击穿绝缘击穿施施加加于于电电介介质质上上的的电电场场强强度度高高于于临临界界值值（击击穿穿场场强强）时时发生的破坏。发生的破坏。气体电介质的击穿气体电介质的击穿碰碰撞撞电电离离导导致致的的击击穿穿。击击穿穿场场强强与与气气体体压压力力有有关关，低低压压（真空）和高压时的击穿场强都很高。（真空）和高压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
22、质的击穿液体电介质的击穿纯纯净净液液体体的的击击穿穿与与气气体体的的击击穿穿机机理理相相似似，但但击击穿穿强强度度要要高高多多。当当液液体体中中混混有有气气体体、液液体体和和固固体体杂杂质质时时，击击穿穿场场强将大大降低。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液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。复。固体电介质的击穿固体电介质的击穿固固体体电电介介质质的的击击穿穿有有：电电击击穿穿、热热击击穿穿、电电化化学学击穿、放电击穿等形式。击穿、放电击穿等形式。电电击击穿穿。强强电电场场的的作作用用下下，其其内内少少量量处处于于导导带带的的电电子子剧剧烈烈运运动动与
23、与晶晶格格上上的的原原子子（或或离离子子）碰碰撞撞而而使使之之游游离离，并并迅迅速速扩扩展展下下去去导导致致的的击击穿穿。特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。热热击击穿穿。介介质质损损耗耗等等原原因因产产生生的的热热量量不不能能及及时时散散发发所所致致。特特点点是是电电压压作作用用时时间间长长，击击穿穿电电压压较低。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。电电化化学学击击穿穿。游游离离、发发热热和和化化学学反反应应等等因因素素综综合合效效应应造造成成的的击击穿穿。特特点点是是电电压压作作用用时时间间长长，击穿电压往往很低。击穿电压往
24、往很低。放放电电击击穿穿。内内部部气气泡泡首首先先发发生生碰碰撞撞游游离离而而放放电电，继继而而加加热热其其他他杂杂质质，使使之之气气化化形形成成气气泡泡，有有气气泡泡放放电电进进一一步步发发展展导导致致击击穿穿。击击穿穿电电压压与与绝绝缘缘材料的质量有关。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。热热击击穿穿多多发发生生在在低低压压电电气气设设备备；放放电电击击穿穿多多发发生生于于高高压压电电气气设设备备；而而当当电电压压作作用用时时间间达达数数十十小小时时乃至数年时，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。绝缘老化绝缘老化绝
25、绝缘缘老老化化过过程程十十分分复复杂杂，主主要要有有热热老老化化机机理理和和电电老化机理：老化机理：热热老老化化。多多发发生生在在低低压压电电气气设设备备上上。原原因因包包括括：低低分分子子挥挥发发成成分分的的逸逸出出；材材料料的的解解聚聚和和氧氧化化裂裂解解、热热裂裂解解、水水解解；材材料料分分子子链链继继续续聚聚合合等等过过程。程。绝缘材料都有其极限耐热温度。绝缘材料都有其极限耐热温度。电电老老化化。由由局局部部放放电电所所致致。多多发发生生于于高高压压电电气气设设备备。原原因因包包括括：局局部部放放电电时时产产生生的的臭臭氧氧、氮氮氧化物、高速粒子；材料局部发热等。氧化物、高速粒子；材料
26、局部发热等。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，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。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
27、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：2.2 屏护和间距屏护和间距防防止止直直接接接接触触电电击击的的安安全全措措施施。同同时时还还可可以以防防止止短路、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 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。屏屏蔽蔽和和障障碍碍；永永久久性性屏屏护护装装置置和和临临时时性性屏屏护护装装置置；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。主主要要用用于于电电气气设设
28、备备不不便便于于绝绝缘缘或或绝绝缘缘不不足足以以保保证证安全的场合。安全的场合。屏护装置的安全条件屏护装置的安全条件 二、间距二、间距带带电电体体与与地地面面之之间间，带带电电体体与与其其他他设设备备和和设设施施之之间，带电体与带电体之间必要的安全距离。间，带电体与带电体之间必要的安全距离。不不同同电电压压等等级级、不不同同设设备备类类型型、不不同同安安装装方方式式、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3 间接接触电击防护间接接触电击防护防防止止间间接接接接触触电电击击的的基基本本技技术术措措施施是是保
29、保护护接接地地和和保保护接零。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、接地的基本概念接接地地即即将将设设备备的的某某一一部部位位经经接接地地装装置置与与大大地地紧紧密密联联结结起起来。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；工工作作接接地地：正正常常情情况况下下有有电电流流，利利用用大大地地代代替替导导线线的的接接地地，以以及及正正常常情情况况下下没没有有或或只只有有很很小小不不平平衡衡电电流流流流过过，用以维持系统安全运行的接地；用以维持系统
30、安全运行的接地；安安全全接接地地：正正常常情情况况下下没没有有电电流流流流过过的的起起防防止止事事故故作用的接地。作用的接地。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；接接地地短短路路电电流流：系系统统单单项项接接地地可可能能导导致致发发生生短短路路的的接接地地电流。电流。小小接接地地短短路路电电流流系系统统：高高压压系系统统中中接接地地短短路路电电流流500A；大大接接地地短短路路电电流流系系统统：高高压压系系统统中中接接地地短短路路电电流流500
31、A。流散电阻和接地电阻流散电阻和接地电阻流流散散电电阻阻：自自接接地地体体向向四四周周流流散散的的接接地地电电流流（流流散散电电流流）在土壤中遇到的全部电阻；在土壤中遇到的全部电阻；接地电阻：接地体的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。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
32、平距离m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m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。二、二、IT系统的安全原理系统的安全原理在在故故障障情情况况下下，将将可可能能呈呈现现危危险险对对地地电电压压的的金金属属部部分分经经接接地地线线、接接地地体体同同大大地地紧紧密密地地连连接
33、接起起来来，把把故故障障电电压压限限制制在在安安全全范范围围以以内内的的做做法法就就称称为为保保护护接接地地。只只有有在在不不接接地地配配电电网网中中，由由于于其其对对地地绝绝缘缘阻阻抗抗较较高高，单单相相接接地地电电流流较较小小，才才有有可可能能通通过过保保护护接接地地把把漏漏电电设设备备故故障障对对地地电电压压限限制制在在安安全全范范围之内。围之内。(安全原理参见安全原理参见P3840)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凡由由于于绝绝缘缘损损坏坏或或其其他他原原因因而而可可能能呈呈现现危危险险对对地地电电压压的的金属部分，除另有规定外，均应接地
34、。主要包括：金属部分，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、接地电阻的确定保保护护接接地地的的基基本本原原理理是是在在故故障障情情况况下下，将将可可能能呈呈现现危危险险对对地地电电压压的的金金属属部部分分经经接接地地线线、接接地地体体同同大大地地紧紧密密地地连连接接起起来来，把把故故障障电电压压限限制制在在安安全全限限值值UL以以内内，即即漏漏电电设设备对地电压备对地电压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
35、定的。保护接地的接地电阻就是根据这个原则来确定的。低压设备接地电阻低压设备接地电阻 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3.2 TT系统系统TT系系统统即即电电源源直直接接接接地地的的保保护护系系统统。第第一一个个字字母母表表示示电电源直接接地。源直接接地。一、一、TT系统的原理系统的原理一一般般情情况况下下不不能能采采用用TT系系统统。除除非非采采用用
36、其其他他防防止止间间接接接接触触电电击击的的措措施施确确有有困困难难，且且土土壤壤电电阻阻率率较较低低的的情情况况下下，才才可可考考虑虑采采用用TT系系统统。而而且且在在这这种种情情况况下下，还还必必须须同同时时采采取取快快速速切切除除接接地地故故障障的的自自动动保保护护装装置置或或其其他他防防止止电电击击的措施，并保证零线没有电击的危险。的措施，并保证零线没有电击的危险。二、二、TT系统的应用系统的应用TT系系统统主主要要用用于于低低压压公公用用用用户户，即即用用于于未未装装备备配配电电变变压压器，从外面引进低压电源的小型用户。器，从外面引进低压电源的小型用户。采采用用TT系系统统时时，被被
37、保保护护设设备备的的所所有有外外漏漏导导电电部部分分均均应应同同接接向向接接地地体体的的保保护护导导体体连连接接起起来来。应应当当保保证证在在允允许许故故障障持持续续时时间间内内漏漏电电设设备备的的故故障障对对地地电电压压不不超超过过某某一一限限值值，即：即：UE=IEREUL3.3 TN系统系统TN系系统统即即保保护护接接零零系系统统。字字母母N表表示示电电气气设设备备在在正正常常情情况况下下不不带带电电的的金金属属部部分分与与配配电电网网中中性性点点之之间间金金属属性性的的连连接，亦即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。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
38、安全原理及类别系统的安全原理及类别保保护护接接零零的的原原理理：当当某某相相带带电电部部分分碰碰连连设设备备外外壳壳（即即外外漏漏导导电电部部分分）时时，通通过过设设备备外外壳壳形形成成该该相相对对零零线线的的单单相相短短路路，短短路路电电流流能能促促使使线线路路上上的的短短路路保保护护元元件件迅迅速速动动作作，从而把故障部分设备断开电源，消除电击危险。从而把故障部分设备断开电源，消除电击危险。TN系系统统分分为为TN-S、TN-C-S、TN-C三三种种方方式式，（参参见见P50 图图3-12）。分分别别代代表表：保保护护零零线线（PE）与与工工作作零零线线（中中性性线线N）完完全全分分开开、
39、干干线线部部分分的的前前一一部部分分保保护护零零线线与与工工作作零零线线公公用用、干干线线部部分分保保护护零零线线与与工工作作零零线线完完全全公公用。用。二、二、TN系统速断和限压的要求系统速断和限压的要求在在接接零零系系统统中中，单单相相短短路路电电流流越越大大，保保护护元元件件动动作越快；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保护护接接零零用用于于中中性性点点直直接接接接地地的的220/380V三三相相四线配电网。四线配电网。TN-S系系统统可可用用于于有有爆爆炸炸危危险险、火火灾灾危危险险性性较较大大或或安安全全要要求求较较高高的的场场所所
40、，宜宜用用于于独独立立附附设设变变电电站站的的车车间间。TN-C-S系系统统宜宜用用于于场场内内设设有有总总变变电电站站，厂厂内内低低压压配配电电的的场场所所及及民民用用楼楼房房。TN-C系系统统可可用用于于无无爆爆炸炸危危险险、火火灾灾危危险险性性不不大大、用用电电设设备备较较少、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。四、重复接地四、重复接地重重复复接接地地：零零线线上上除除工工作作接接地地以以外外的的其其他他点点的的再再次接地。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
41、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。重复接地的要求重复接地的要求电电缆缆或或架架空空线线路路引引入入车车间间或或大大型型建建筑筑物物处处、配配电电线线路路的的最最远远端端及及每每1km处处、高高低低压压线线路路同同杆杆架架设设时，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。线线路路上上的的重重复复接接地地宜宜采采用用集集中中埋埋设设的的接接地地体体，车车间间内内宜宜采采用用环环形形重重复复接接地地或或网网络络重重复复接接地地。零零线线与与接接地地装装置置至至少少有有两两点点连连接接，除除进进
42、线线处处的的一一点点外外，其其对对角角线线最最远远点点也也应应连连接接，而而且且车车间间周周围围过过长长，超过超过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。五、工作接地五、工作接地工工作作接接地地指指配配电电网网的的一一点点在在变变压压器器或或发发电电机机近近处处的接地。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
43、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。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相短路电流的计算单单相相短短路路电电流流决决定定于于相相-零零线线回回路路阻阻抗抗，即即决决定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
44、 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七、速断保护元件七、速断保护元件速速断断保保护护元元件件：短短路路保保护护元元件件或或剩剩余余电电流流保保护护（漏电保护）元件。（漏电保护）元件。常常见见的的短短路路保保护护元元件件是是熔熔断断器器和和低低压压断断路路器器的的电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。3.4 保护导体保护导体一、保护导体的组成一、保护导体的组成保保护护导导体体包包括括保保护护接接地地线线、保保护
45、护接接零零线线和和等等电电位位联联接接线线。保保护护导导体体分分为为人人工工保保护护导导体体和和自自然然保保护护导体。导体。二、保护导体的截面积二、保护导体的截面积为为满满足足导导电电能能力力、热热稳稳定定性性、机机械械稳稳定定性性、耐耐化化学腐蚀的要求，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。三、等电位连接三、等电位连接等等电电位位连连接接：保保护护导导体体与与建建筑筑物物的的金金属属结结构构、生生产产用用的的金金属属装装备备以以及及允允许许用用作作保保护护线线的的金金属属管管道道等等用用于于其其它它目目的的的的不不带带电电导导体体之之间间的的连连接接（包包括括
46、IT系系统统和和TT系系统统中中各各用用电电设设备备金金属属外外壳壳之之间间的的连连接）。接）。总总等等电电位位联联接接：总总开开关关柜柜内内保保护护导导体体端端子子排排与与自自然导体之间的连接。然导体之间的连接。通通过过等等电电位位联联接接可可以以实实现现等等电电位位环环境境。等等电电位位环环境境内内可可能能的的接接触触电电压压和和跨跨步步电电压压应应限限制制在在安安全全范范围围内内。采采用用等等电电位位环环境境时时应应采采取取防防止止环环境境边边缘缘处处危危险险跨跨步步电电压压的的措措施施，并并应应考考虑虑防防止止环环境境内内高高电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
47、的危险。四、保护导体的安装四、保护导体的安装由由变变压压器器中中性性点点引引出出的的保保护护导导体体应应与与配配电电方方式式相相适应；适应；五、相五、相-零线回路检测零线回路检测相相-零零线线回回路路检检测测是是TN系系统统的的主主要要检检测测项项目目，主主要要包包括括保保护护零零线线完完好好性性、连连续续性性检检查查和和相相-零零线线回回路路阻阻抗抗测测量量。测测量量相相-零零线线回回路路阻阻抗抗是是为为了了检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
48、续性测试零线连续性测试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自然然接接地地体体：用用于于其其它它目目的的且且与与土土壤壤保保持持紧紧密密接接触触的的金金属导体。属导体。人人工工接接地地体体：采采用用钢钢管管、角角钢钢、圆圆钢钢或或废废钢钢铁铁等等材材料料制制成的接地体。成的接地体。人工接地网：复合接地体。人工接地网：复合接地体。二、接地线二、接地线交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。接地线的涂色和标志应符合国家标准。非经允许，接地接地线
49、的涂色和标志应符合国家标准。非经允许，接地线不得作其他电器回路使用；不得用蛇皮管、管道保温线不得作其他电器回路使用；不得用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。三、接地装置的安装三、接地装置的安装典型角钢垂直接地体：（参见典型角钢垂直接地体：（参见P70 图图3-27）接地体敷设安全事项：接地体敷设安全事项：四、接地装置的连接四、接地装置的连接接接地地体体装装置置的的连连接接必必须须保保证证设设备备至至接接地地体体之之间间导导电的连续性。电的连续性。五、接地装置设计的条件五、接地装置设计的条件设计接地体时，首先应考虑的是
50、接地电阻允许值、设计接地体时，首先应考虑的是接地电阻允许值、接触电动势和跨步电动势允许值、可靠的连接、接触电动势和跨步电动势允许值、可靠的连接、足够的防腐蚀能力和热稳定性等安全要求。当然，足够的防腐蚀能力和热稳定性等安全要求。当然，作为设计也必须考虑到节省投资和施工方便等经作为设计也必须考虑到节省投资和施工方便等经济原则。另外应考虑以下条件：济原则。另外应考虑以下条件：土壤类型土壤类型 土壤分层土壤分层 岩层性质及深度岩层性质及深度 水源位置水源位置 静水位变化静水位变化 冻土层深度冻土层深度 最大接地短路电流最大接地短路电流 六、降低接地电阻的施工法六、降低接地电阻的施工法 高土壤电阻率地区