接地基础知识精.ppt

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1、接地基础知识第1页，本讲稿共34页概述概述概述概述 电力系统和设备的接地，按其功能分为工作接地和保护接地两大类。为保证电力系统和设备达到正常工作要求二进行的接地，称为工作接地，如电源中性点的直接接地或经消弧线圈的接地以及防雷设备的接地等。为保护人身安全，防止触电等而将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。第2页，本讲稿共34页一、接地系统常用名词术语一、接地系统常用名词术语（一）（一）名词术语名词术语n 接地(grounded)n 工作接地(working ground)、系统接地(System ground)n 保护接地(protective ground)n 雷电保护接地(light

2、ning protective ground)n 接地极(grounding electrode)n 接地线(grounding conductor)n 接地装置(grounding connection)n 接地网(grounding grid)第3页，本讲稿共34页一、接地系统常用名词术语一、接地系统常用名词术语（二）（二）v集 中 接 地 装 置(concentrated grounding connection)v接地电阻(ground resistance)v接地装置对地电位(potential of grounding connection)v接触电位差(touch potenti

3、al difference)v跨步电位差(step potential difference)v转移电位(diverting potential)v外露导电部分(exposed conductive part)v中性线(neutral conductor)第4页，本讲稿共34页一、接地系统常用名词术语一、接地系统常用名词术语（三）（三）名词术语名词术语n保护线(protective conductor)a)线路或设备金属外壳；b)线路或设备以外的金属部件；c)总接地线或总等电位连接端子板；d)接地极；e)电源接地点或人工中性点。n保护中性线(PEN conductor)n等电位连接(equip

4、otential bonding)n等 电 位 连 接 线(equiptential bounding conductor)第5页，本讲稿共34页二、保护接地的基本原理二、保护接地的基本原理原理图原理图图11为保护接地示意图。第6页，本讲稿共34页二、保护接地的基本原理二、保护接地的基本原理原理说明原理说明 从图可以看出，无保护接地时，当电气设备某相的绝缘损坏时金属外壳就带电。人若触及带电的金属外壳，因设备底座与大地的接触电阻较大，绝大部分电流从人体流过，人就遭到了触电的危险。装设了保护接地装置时，接地电流将同时沿着接地体（通过电流为IE）和人体（通过电流为Im）两条并联通道流过。流过每一条通

5、道的电流值将与其电阻的大小成反比，接地体的接地电阻越小，流经人体的电流也就越小。通常人体电阻比接地体的接地电阻大数百倍，所以流经人体的电流也就比流经接地体的电流小数百倍。当接地体电阻极小时，流经人体的电流几乎等于零，人体就能避免触电的危险。第7页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置保护接地范围（一）保护接地范围（一）电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：a)电机、变压器和高压电器等的底座和外壳；b)电气设备传动装置；c)互感器的二次绕组；d)发电机中性点柜外壳

6、、发电机出线柜和封闭母线的外壳等；e)气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的接地端子；f)配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架；g)铠装控制电缆的外皮；h)屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；第8页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置保护接地范围（二）保护接地范围（二）i)电力电缆接线盒、终端盒的外壳，电缆的外皮，穿线的钢管和电缆桥架等；j)装有避雷线的架空线路杆塔；k)除沥青地面的居民区外，其他居民区内，不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中无避雷线架空线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔；l)装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等

7、电气设备；m)箱式变电站的金属箱体。第9页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地电电阻阻 （一）（一）1 1 1 1 变电变电变电变电所所所所电电电电气装置的气装置的气装置的气装置的保护保护保护保护接地接地接地接地的接地的接地的接地的接地电电阻阻 ：a)有效接地和低电阻接地系统中保护接地的接地电阻：1)一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下式:R 2000/I (1)式中：R考虑到季节变化的最大接地电阻，；I计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。2)当接地装置的接地电阻不符合式(1)要求时，可通过技术经济比较增大接地电阻，但不得大于5.第10页，本讲稿共34页三、三、A

8、A类电气装置类电气装置接地接地电电阻阻 （二）（二）1 1 1 1 变电变电变电变电所所所所电电电电气装置的气装置的气装置的气装置的保护保护接地接地接地接地的接地的接地的接地的接地电电电电阻阻阻阻 ：b)不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中保护接地的接地电阻应符合下列要求：1)高压与变电所电力生产用低压电气装置共用的接地装置应符合下式：R 120/I (2)，但不应大于4。2)高 压 电 气 装 置 的 接 地 装 置，应 符 合 下 式：R 250/I (3)，但不宜大于10。式中：考虑到季节变化的最大接地电阻，；计算用的接地故障电流，A。3)在高土壤电阻率地区的接地电阻不应大于30。第1

9、1页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地电电阻阻 （三）（三）2 2 2 2 变电变电变电变电所所所所电电电电气装置雷气装置雷气装置雷气装置雷电电电电保保保保护护护护接地的接地接地的接地接地的接地接地的接地电电电电阻：阻：阻：阻：a)独立避雷针(含悬挂独立避雷线的架构)的接地电阻。在土壤电阻率不大于500m的地区不应大于10；在高土壤电阻率地区接地电阻应符合相关规范的要求。b)变压器门型构上避雷针、线的接地电阻应符合DL/T 6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合的要求。c)变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及变电所内主设备或严重影响发供电的建(构)筑物，防雷电感应

10、的接地电阻不应大于30。第12页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地电电阻阻 （四）（四）3 3 3 3 配配配配电电电电电电电电气装置的接地气装置的接地气装置的接地气装置的接地电电电电阻阻阻阻 ：3.1 工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统、向建筑物电气装置(B类电气装置)供电的配电电气装置，其保护接地的接地电阻应符合下列要求：a)与B类电气装置系统电源接地点共用的接地装置。1)配电变压器安装在由其供电的建筑物外时，应符合下式的要求：R R50/50/I I (4)，但不应大于4。式中：R考虑季节变化接地装置最大接地电阻，；I计算用的单相接地故障电流；消弧线圈接

11、地系统为故障点残余电流。第13页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地电电阻阻 （五）（五）3 3 3 3 配配配配电电电电电电电电气装置的接地气装置的接地气装置的接地气装置的接地电电电电阻阻阻阻 ：2)配电变压器安装在由其供电的建筑物内时，不宜大于4。b)非共用的接地装置，应符合式(3)的要求，但不宜大于10。3.2 低电阻接地系统的配电电气装置，其保护接地的接地电阻应符合本标准式(1)的要求。3.3 保护配电变压器的避雷器其接地应与变压器保护接地共用接地装置。3.4 保护配电柱上断路器、负荷开关和电容器组等的避雷器的接地线应与设备外壳相连，接地装置的接地电阻不应大于10

12、。第14页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地装置（一）装置（一）1 1 1 1 接地装置的一般接地装置的一般接地装置的一般接地装置的一般规规规规定定定定 1.1 各种接地装置应利用直接埋入地中或水中的自然接地极，并设置将自然接地极和人工接地极分开的测量井。变电所除利用自然接地极外，还应敷设人工接地极。1.2 当利用自然接地极和引外接地装置时，应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。1.3 在高土壤电阻率地区和永冻土地区，可采取必要的措施降低接地电阻。1.4 人工接地极，水平敷设的可采用圆钢、扁钢，垂直敷设的可采用角钢、钢管等。第15页，本讲稿共34页三、三、A A

13、类电气装置类电气装置接地接地装置（二）装置（二）1 1 1 1 接地装置的一般接地装置的一般规规定定 按机械强度要求的接地装置导体的最小尺寸应符合表1所列规格：表 1 接地装置导体的最小尺寸 种 类 规 格及单位 地 上 地 下 屋 内 屋 外 圆 钢 直径 mm 6 8 8/10 扁 钢 截面 mm 24 48 48 厚度 mm 3 4 4 角 钢 厚度 mm 2 2.5 4 钢 管 管壁厚度 mm 2.5 2.5 3.5/2.5注:1 地下部分圆钢的直径，其分子、分母数据分别对应于架空线路和变电所的接地装置；2 地下部分钢管的壁厚，其分子、分母数据分别对应于埋于土壤和埋于室内素混凝土地坪中

14、.第16页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地装置（三）装置（三）2 2 2 2 变电变电变电变电所所所所电电电电气装置的接地装置气装置的接地装置气装置的接地装置气装置的接地装置 2.1 变电所电气装置的接地装置，除利用自然接地极外，应敷设以水平接地极为主的人工接地网。人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。接地网内应敷设水平均压带。接地网的埋设深度不宜小于0.6m。接地网均压带可采用等间距或不等间距布置。35kV及以上变电所接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设砾石、沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的均压带。对于310kV变

15、电所、配电所，当采用建筑物的基础作接地极且接地电阻又满足规定值时，可不另设人工接地。第17页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地装置（四）装置（四）2 2 2 2 变电变电变电变电所所所所电电电电气装置的接地装置气装置的接地装置气装置的接地装置气装置的接地装置 2.2 在有效接地和低电阻接地系统中，变电所电气装置的接地装置，当接地电阻不符合式(1)的要求时，其人工接地网及有关电气装置还应符合以下要求：a)为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向厂、所外或将低电位引向厂、所内的设施，应采取隔离措施。例如：向厂、所外供电的低压线路采用架空线，其电源中性点不在厂、所

16、内接地，改在厂、所外适当的地方接地；通向厂、所外的管道采用绝缘段，铁路轨道分别在两处加绝缘鱼尾板等等。b)考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，变电所内的310kV阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋与的能量。c)设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。第18页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地装置（五）装置（五）2 2 2 2 变电变电变电变电所所所所电电电电气装置的接地装置气装置的接地装置气装置的接地装置气装置的接地装置 2.3 变电所电气装置中下列部位应采用专门敷设的接地线接地。a)出线柜、中性点柜的金属底座和外壳，封闭母线的外壳；b)110kV及

17、以上钢筋混凝土构件支座上电气设备的金属外壳；c)箱式变电站的金属箱体；d)直接接地的变压器中性点；e)变压器、高压并联电抗器中性点所接消弧线圈、接地电抗器、电阻器或变压器等的接地端子；f)GIS的接地端子；g)避雷器，避雷针、线等的接地端子。第19页，本讲稿共34页三、三、A A类电气装置类电气装置接地接地装置（六）装置（六）3 3 配电电气装置的接地装置配电电气装置的接地装置 3.1 户外柱上配电变压器等电气装置的接地装置，宜敷设成围绕变压器台的闭合环形。3.2 配电变压器等电气装置安装在由其供电的建筑物内的配电装置室时，其接地装置应与建筑物基础钢筋等相连。3.3 引入配电装置室的每条架空线

18、路安装的阀式避雷器的接地线，应与配电装置室的接地装置连接，但在入地处应敷设集中接地装置。第20页，本讲稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（一）（一）1 1、低压系统接地可采用以下几种型式：、低压系统接地可采用以下几种型式：、低压系统接地可采用以下几种型式：、低压系统接地可采用以下几种型式：a)a)a)a)TNTNTNTN系系统统。系系统统有有一一点点直直接接接接地地，装装置置的的外外露露导导电电部部分分用用保保护护线线与与该该点点连连接接。按按照照中中性性线线与与保保护护线线的组合情况，的组合情况，TNTNTNTN系统有以下系统有以下系统有以下系统有以

19、下3 3 3 3种型式：种型式：种型式：种型式：1)1)1)1)TNTNTNTNS S系系系系统统统统。整整整整个个个个系系系系统统统统的的的的中中中中性性性性线线线线与与与与保保保保护护护护线线线线是是是是分分分分开开开开的的的的(图图图图1)1)1)1)。2)2)2)2)TNTNTNTNC C C CS S S S系系系系统统统统。系系系系统统统统中中中中有有有有一一一一部部部部分分分分中中中中性性性性线线线线与与与与保保保保护护护护线线线线是是是是合一的合一的合一的合一的(图图图图2)2)。3)3)3)3)TNTNTNTNC C C C系系系系统统统统。整整整整个个个个系系系系统统统统的

20、的的的中中中中性性性性线线线线与与与与保保保保护护护护线线线线是是是是合合合合一一一一的的的的(图图图图3)3)。第21页，本讲稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（二）（二）图 1 TNS系统，整个系统的中性线与保护线是 分开的 第22页，本讲稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（三）（三）图 2 TNCS系统，系统有一部分中性线与保护线是合一的第23页，本讲稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（四）（四）图 3 TNC系统，整个系统的中性线与保护线是合一的 第24页，本讲

21、稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（五）（五）b)TT系统。TT系统有一个直接接地点，电气装置的外露导电部分接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置(图4)。图 4 TT系统第25页，本讲稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（六）（六）c)IT系统。IT系统的带电部分与大地间不直接连接(经阻抗接地或不接地)，而电气装置的外露导电部分则是接地的(图5)。图 5 IT系统第26页，本讲稿共34页四、低压系统接地型式四、低压系统接地型式 系系统统接地型式接地型式（七）（七）说明：说明：说明：说明：1.1.文字代号的意

22、义：文字代号的意义：第一个字母第一个字母低压系统的对地关系；低压系统的对地关系；T T一点直接接地；一点直接接地；I I所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地；所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地；第二个字母第二个字母电气装置的外露导电部分的对地关系；电气装置的外露导电部分的对地关系；T T外外露露导导电电部部分分对对地地直直接接电电气气连连接接，与与低低压压系系统统的的任任何何接接地地点无关；点无关；N N外外露露导导电电部部分分与与低低压压系系统统的的接接地地点点直直接接电电气气连连接接(在在交交流流系系统统中中，接接地地点点通通常常就就是是中中性性点点)，如如果果后后面面还还有有字字母母时

23、时，字字母表示中性母表示中性线线与保与保护线护线的的组组合；合；S S中性线和保护线是分开的；中性线和保护线是分开的；C C中性中性线线和保和保护线护线是合一的是合一的(PEN)(PEN)线线。第27页，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 接地原则接地原则1 1、自动化系统接地原则、自动化系统接地原则n n 一一个个系系统统只只允允许许一一点点接接地地，一一般般与与电电气气接接地地网网共共地地。严严格格区区分分不不同同性性质质的的地地，做做到到不不混混接接。不不同同性性质质的的地地用用分分干干线线接接入入各各自自的的汇汇流流板板（或或者者直直接接接接入入总总的的汇汇流流板板），

24、各各汇汇流流板板用用总总干干线线接接入入公共接地极（网），在最终处汇入一点接地。公共接地极（网），在最终处汇入一点接地。n n 防防雷雷保保护护地地通通过过避避雷雷器器/冲冲冲冲击击击击波波波波抑抑抑抑制制制制器器器器与与与与电电电电气接地网的主干气接地网的主干气接地网的主干气接地网的主干线线线线相相相相连连连连。第28页，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 接地装置接地装置接地装置接地装置2 2、MACSMACS系统设置的接地装置系统设置的接地装置n n 操作台、打印机、服务器柜：设有保护地螺钉。操作台、打印机、服务器柜：设有保护地螺钉。n 继电器柜、继电器柜、UPSUPS柜

25、、配电柜：设有保护地柜、配电柜：设有保护地n MACSMACS机机柜柜：设设有有屏屏蔽蔽接接地地汇汇流流排排，保保护护地地螺螺钉钉。系系统地（统地（+24V+24V地）悬浮。地）悬浮。n 仪仪表表柜柜、手手操操盘盘台台：设设有有屏屏蔽蔽地地接接地地汇汇流流排排，保保护地螺钉。护地螺钉。n 安安全全栅栅柜柜：设设有有屏屏蔽蔽地地接接地地汇汇流流排排，本本安安地地接接地地汇汇流排，流排，保保护护地螺地螺钉钉。第29页，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 接地方法接地方法接地方法接地方法 3 3、集中布置的、集中布置的DCSDCS设备接地方法设备接地方法 （见图一）（见图一）第30页

26、，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 接地方法接地方法接地方法接地方法(一）一）一）一）4 4、分散布置的分散布置的分散布置的分散布置的DCSDCS设备设备接地方法接地方法 分分散散布布置置MACSMACS系系统统设设备备之之间间的的连连接接一一般般是是网网络络（通通讯讯）线线，例例如如：现现场场控控制制站站分分散散到到现现场场，而而操操作作员员站站位位于于不不同同的的控控制制室室，分分散散直直径径在在500500米米的的范范围围内内，各各站站点点间间使使用用多多模模光光纤纤或或5 5类类双双绞绞线线或或DPDP屏蔽双绞线连接。屏蔽双绞线连接。使使用用光光纤纤连连接接的的站站点

27、点：各各站站点点内内的的接接地地方方法法同同集集中布置的中布置的DCSDCS设备设备。第31页，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 接地方法接地方法接地方法接地方法(二）二）二）二）4 4 4 4、分散布置的分散布置的分散布置的分散布置的DCSDCSDCSDCS设备设备设备设备接地方法接地方法接地方法接地方法 使用使用5 5类双绞线或类双绞线或DPDP屏蔽双绞线连接的站点：屏蔽双绞线连接的站点：方方法法1 1：控控制制室室的的各各类类地地线线先先连连接接到到公公共共连连接接板板，公公共共连连接接板板通通过过接接地地总总干干线线与与公公共共接接地地极极相相连连。从从公公共共接接地

28、地极极看看过过去去，整整个接地网络是一个星型结构。个接地网络是一个星型结构。方方法法2 2：5 5类类双双绞绞线线或或DPDP屏屏蔽蔽双双绞绞线线两两头头通通过过网网络络浪浪涌涌保保护护设设备备（信信号号避避雷雷器器、通通流流量量不不小小于于5KA5KA）与与DCSDCS的的SWITCHSWITCH、HUBHUB、REPEATREPEAT、或或其其它它网网络络设设备备相相连连。两两边边的的站站点点有有各各自自的的公公共共接接地地极极，二二者者不不必必有有金金属属连连接接，各各站站点点的的接接地地方方法法同同集集中中布布置置的的DCSDCS设设备备。5 5类类双双绞绞线线或或DPDP屏屏蔽蔽双双

29、绞绞线线必必须须穿穿镀镀锌锌钢钢管管或或金金属属桥桥架架敷敷设设，钢钢管管或或桥桥架架必必须须可可靠靠接接地地。当当雷雷击击，或或者者电电气气事事故故造造成成两两边边地地电电位位差差过过大大时时，信信号号避避雷雷器器可可以以保保护护两两边边的的设备设备。第32页，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 对公共接地极（网）要求对公共接地极（网）要求对公共接地极（网）要求对公共接地极（网）要求 5 5 5 5、对对对对公共接地极（网）的要求公共接地极（网）的要求公共接地极（网）的要求公共接地极（网）的要求 n 当当厂厂区区电电气气系系统统接接地地网网对对地地分分布布电电阻阻44时时，可

30、可将将厂厂区电气接地网当成区电气接地网当成DCSDCS系统的公共接地极（网）。系统的公共接地极（网）。n 当当厂厂区区电电气气接接地地网网接接地地电电阻阻较较大大或或杂杂乱乱时时，应应独独立立设设置接地系统，即为置接地系统，即为DCSDCS系统的公共接地极（网）。系统的公共接地极（网）。没没有有本本安安地地接接入入的的公公共共接接地地极极（网网）的的对对地地分分布布电电阻阻小小于于4 4欧欧姆；有本安地的小于姆；有本安地的小于1 1欧姆。接地总干线的线路阻抗小于欧姆。接地总干线的线路阻抗小于1 1欧姆。欧姆。n 接接地地极极周周围围1010米米内内无无避避雷雷地地的的接接入入点点，无无电电焊焊

31、地地的的接接入入点点，5 5米米内内无无30KW30KW以以上上的的高高低低压压用用电电设设备备外外壳壳的的接接入入点点。当当现现场场无无法法满满足足该该条条件件时时，防防雷雷保保护护地地通通过过避避雷雷器器/冲冲击击波波抑抑制制器器与与公公共共接接地地极极的的主主干干线线相相连连。电电焊焊地地切切勿勿与与公公共共接接地地极极及及其其接接地地网网搭搭接接在在一起。一起。第33页，本讲稿共34页五、自动化系统接地五、自动化系统接地 接地接地接地接地连线连线连线连线要求要求要求要求 6 6 6 6、接地连线要求、接地连线要求n n 接接地地汇汇流流排排必必须须使使用用绝绝缘缘材材料料固固定定于于地地面面，不得触及其它导电介质。不得触及其它导电介质。n n 接接接接地地地地装装装装置置置置的的的的室室室室外外外外部部部部分分分分必必必必须须须须电电电电焊焊焊焊连连连连接接接接，并并并并涂涂涂涂上上上上保保保保护漆。护漆。护漆。护漆。n n 单单机机接接地地线线的的截截面面积积要要求求大大于于4 4平平方方毫毫米米，总接地线的截面积应大于总接地线的截面积应大于1010平方毫米。平方毫米。n n 接地线须使用带绝缘皮的导线。接地线须使用带绝缘皮的导线。接地线须使用带绝缘皮的导线。接地线须使用带绝缘皮的导线。第34页，本讲稿共34页