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1、第八章 配用电设备接地4/7/20234/7/2023电流对人体的作用电流对人体的作用触电触电对人体的伤害有对人体的伤害有两种：两种：#电击：电击：电流通过人电流通过人体使内部组织受到损体使内部组织受到损伤。伤。#电伤：电伤：指在电弧作指在电弧作用下或熔断丝熔断时，用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害。对人体外部的伤害。电击电击与哪些因素有关：与哪些因素有关：#人体电阻的大小人体电阻的大小#电流通过时间的长电流通过时间的长短短#电流的大小电流的大小一一 触电方式触电方式 安全电压安全电压安全电压安全电压：36V和12V两种。（1）一般情况下可采用36V的安全电压。（2）在非常潮湿的场所或容易大
2、面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。（1 1）、电源中性点接地的单相触电：）、电源中性点接地的单相触电：（2 2 2 2）、电源中性点不接地的单相触电：）、电源中性点不接地的单相触电：）、电源中性点不接地的单相触电：）、电源中性点不接地的单相触电：1)单相触电单相触电单相触电单相触电(a)电源中性点接地的单相触电电源中性点接地的单相触电通过人体电流通过人体电流通过人体电流通过人体电流:式中式中:U UP P:电源相电压电源相电压 (220V)(220V)R Ro o:接地电阻接地电阻 4 4 R Rb b:人体电阻人体电阻 10001000 这时人体处于相电压下，危险
3、较大。这时人体处于相电压下，危险较大。1 1、直接触电及其防护、直接触电及其防护接触正常带电体。接触正常带电体。直接触电又可分为单相触电和两相触电。直接触电又可分为单相触电和两相触电。R0(b)(b)电源中性点不接地系统的单相触电电源中性点不接地系统的单相触电电源中性点不接地系统的单相触电电源中性点不接地系统的单相触电R对地绝对地绝缘电阻缘电阻Ib 人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人体电阻体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻与输电线对地绝缘电阻R 的大小。的大小。若输电线绝缘良好，绝缘电阻若输电线绝缘良好，绝缘电阻R 较大，对人体较大，对人体的危害性就减
4、小。的危害性就减小。但导线与地面间的绝缘可能不良（但导线与地面间的绝缘可能不良（R 较小）较小），甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。实际生活较少实际生活较少2)双相触电双相触电3）接触漏电设备的金属体触电接触漏电设备的金属体触电双相触电双相触电触电后果更为严重触电后果更为严重触电后果更为严重触电后果更为严重通过人体的电流：通过人体的电流：通过人体的电流：通过人体的电流：这时人体处于线电压下，这时人体处于线电压下，Ib 当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其外壳带电。当人触及带电设备的外壳时，相当于单外壳
5、带电。当人触及带电设备的外壳时，相当于单相触电。相触电。这是触电事故发生最多的情况。这是触电事故发生最多的情况。2 2、间接触电及其防护、间接触电及其防护 间间接接触触电电主主要要有有跨跨步步电电压压触触电电和和接接触触电电压压触触电电。虽虽然然危危险险程程度度不不如如直直接接触触电电的的情情况况，但但也也应应尽尽量量避避免免。防防护护的的方方法法是是将将设设备备正正常常时时不不带带电电的的外外露露可可导导电电部部分分接接地地，并装设接地保护等。并装设接地保护等。1 1）跨步电压触电跨步电压触电 在高压输电线断线落在高压输电线断线落地时，有强大的电流流入地时，有强大的电流流入大地，在接地点周围
6、产生大地，在接地点周围产生电压降。如图所示。电压降。如图所示。当人体接近接地点时，两当人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压而触电。脚之间承受跨步电压而触电。跨步电压的大小与人和接地点跨步电压的大小与人和接地点距离，两脚之间的跨距，接地距离，两脚之间的跨距，接地电流大小等因素有关。电流大小等因素有关。U电位分布电位分布接地点接地点20m0.8m跨步电压跨步电压双脚跨步双脚跨步 10KV10KV高压线落地，一般在半径高压线落地，一般在半径20m20m之外为安全区。之外为安全区。380V380V火线落地，火线落地，一般在半径一般在半径5m5m之外为安全区。如之外为安全区。如果误入危险区，应双脚并拢
7、或单果误入危险区，应双脚并拢或单脚脚跳离跳离危险区。危险区。2 2）感应触电）感应触电3)3)剩余电荷触电剩余电荷触电 带电设备，架空线的电带电设备，架空线的电磁感应和静电感应作用，磁感应和静电感应作用，在附近的停电设备上会在附近的停电设备上会产生感应电压，人体接产生感应电压，人体接触时可能触电；直接在触时可能触电；直接在人体上产生过高感应电人体上产生过高感应电压，也会发生触电事故。压，也会发生触电事故。人与带电设备的安全距离人与带电设备的安全距离 用电设备对地的电容效应，使用电设备断电后，用电设备对地的电容效应，使用电设备断电后，残存剩余电荷，或电容器充电后没有充分放电，残存剩余电荷，或电容
8、器充电后没有充分放电，当人体接触时，会通过人体放电。当人体接触时，会通过人体放电。带电体电压等带电体电压等级（级（KV）最小安全距离最小安全距离（m）101.5353110422053 3、触电时间、触电时间 触电时间越长，情绪紧张，触电时间越长，情绪紧张，发热出汗，人体电阻减小，危险发热出汗，人体电阻减小，危险大。若可迅速脱离电源则危险小。大。若可迅速脱离电源则危险小。4 4、电流频率、电流频率 人体被伤害程度与电流频人体被伤害程度与电流频率及通电时间的关系率及通电时间的关系 5060HZ5060HZ最最危险，大于或小于，其危险性降危险，大于或小于，其危险性降低通电时间越长，危险性越大。低通
9、电时间越长，危险性越大。5 5、电流途径、电流途径 最危险：经过心脏（手最危险：经过心脏（手手，手手，手脚）脚）危险较小；不经过心脏（脚危险较小；不经过心脏（脚脚）脚）6 6、环境影响、环境影响 低矮潮湿，仰卧操作，特别是在金属容器中工作，不易脱低矮潮湿，仰卧操作，特别是在金属容器中工作，不易脱离现场的情况下触电危险大，安全电压取离现场的情况下触电危险大，安全电压取12V12V。其它条件较好其它条件较好的场所，可取的场所，可取24V24V或或36V36V。7 7、触电部位的压力触电部位的压力 压力越大，接触电阻就越小，危险性就越大。压力越大，接触电阻就越小，危险性就越大。8 8、人体健康情况及
10、精神状态、人体健康情况及精神状态 身心健康，情绪乐观的人电阻大，身心健康，情绪乐观的人电阻大，较安全。情绪悲观，较安全。情绪悲观，疲劳过度的人电阻小，较危险。疲劳过度的人电阻小，较危险。二、触电规律二、触电规律 1 1、年龄规律、年龄规律 年轻人较多，老年人很少年轻人较多，老年人很少 2 2、季节性规律、季节性规律 雨季较多，雨季较多，6 6、7 7、8 8、9 9月份较多月份较多 3 3、电压规律、电压规律 低压电比高压电多低压电比高压电多 4 4、行业规律、行业规律 冶金、建筑、建材、矿山等行业冶金、建筑、建材、矿山等行业较多。较多。三、安全用电常用的防护方法三、安全用电常用的防护方法 1
11、 1、采用护栏或阻挡物进行保护、采用护栏或阻挡物进行保护 2 2、使设备置于伸直手臂范围以、使设备置于伸直手臂范围以 外的保护外的保护 3 3、在裸露的高压带电体旁应设、在裸露的高压带电体旁应设 置护栏或标志置护栏或标志 4 4、施工操作应保持安全距离、施工操作应保持安全距离 5 5、架空线路应保持最小的安全、架空线路应保持最小的安全距离距离 6 6、间接接触保护法、间接接触保护法 7 7、直接接触与间接接触兼顾的、直接接触与间接接触兼顾的保护保护四、建立完善的安全管理制度四、建立完善的安全管理制度 1 1、凡属于电气维修、安装的工作，必须由电工来操、凡属于电气维修、安装的工作，必须由电工来操
12、作，严禁非电工进行电工作业。作，严禁非电工进行电工作业。2 2、严格执行电工安全操作规程，凡不合格的电气设、严格执行电工安全操作规程，凡不合格的电气设备、工具应停止使用。一切手持电动工具必须符合国家标备、工具应停止使用。一切手持电动工具必须符合国家标准、专业标准。准、专业标准。3 3、严禁赤手触摸一切带电的绝缘导线。不要带电作业。、严禁赤手触摸一切带电的绝缘导线。不要带电作业。4 4、所有用电设备的金属外壳均要可靠接地或接零。、所有用电设备的金属外壳均要可靠接地或接零。5 5、所有电气设备必须按规格加装熔断器，电源上应安、所有电气设备必须按规格加装熔断器，电源上应安装漏电保安器。装漏电保安器。
13、五、五、对电气设备绝缘的要求对电气设备绝缘的要求 1 1、电阻率、电阻率在在 10107 7 以上才称为绝缘材料以上才称为绝缘材料 2 2、常用绝缘电阻值的规定为每、常用绝缘电阻值的规定为每1000V1000V为一个为一个MM。3 3、绝缘材料的极限温度绝缘材料的极限温度绝缘级别绝缘级别YAEBFHC极限温度极限温度90105120130155180180六、保护接地的技术要求六、保护接地的技术要求接地接地保护接地保护接地工作接地工作接地重复接地重复接地防雷接地防雷接地静电接地静电接地小电流接地小电流接地大电流接地大电流接地几个常用概念：几个常用概念：“地地”电位等于电位等于0 0的地方。的地
14、方。接地电压接地电压接地点与接地点与“地地”之间的电压。之间的电压。零点零点将中性点引地称零点。将中性点引地称零点。中性点中性点三相绕线组的联结点（三相绕线组的联结点（Y Y 联结）联结）几种线：几种线：零线零线 N N（中性线）中性线）由中性点引出的导线。提供电位差，保由中性点引出的导线。提供电位差，保证电流通路。证电流通路。保护线保护线 PEPE公共线，将外露可导电部分接到中性点上去的公共线，将外露可导电部分接到中性点上去的线。线。保护中性线保护中性线 PEN/NPE PEN/NPE（工作零线）工作零线）二者兼有（在二者兼有（在TN-CTN-C系系统中有）统中有）1 1 1 1保护接地保护
15、接地保护接地保护接地 电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳或或构构架架与与土土壤壤之之间间作作良良好好的的电电气气连连接接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。*工工作作接接地地:保保证证电电器器设设备备在在正正常常及及事事故故情情况况下下可可靠靠工工作作而而进进行行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。的接地，如三相四线制电源中性点的接地。*保保护护接接地地:防防止止电电器器设设备备正正常常运运行行时时，不不带带电电的的金金属属外外壳壳或或框框架架因因漏漏电电使使人人体体接接触触时时发发生生触触电电事事故故而而进进行行的的接接地地。适适用用于于中中性
16、点不接地的三相三线制性点不接地的三相三线制低压电网。低压电网。2 2 2 2保护接零保护接零保护接零保护接零 在在中中性性点点接接地地的的电电网网中中，由由于于单单相相对对地地电电流流较较大大，保保护护接接地地就就不不能能完完全全避避免免人人体体触触电电的的危危险险，而而要要采采用用保保护护接接零零。将将电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳或或构构架架与与电电网网的的零零线线相相连连接接的的保保护护方方式叫式叫保护接零保护接零。适用于。适用于中性点接地的三相四线制中性点接地的三相四线制低压电网。低压电网。在中性点接地系统在中性点接地系统(三相四线制三相四线制)中注意中注意1:1:保护接零与重复
17、接地保护接零与重复接地在中性点接地系统在中性点接地系统(三相四线制三相四线制)中注意中注意2:2:工作零线与保护零线L相线工作零线保护零线vabc3 3、保护接地与保护接零的适用范围、保护接地与保护接零的适用范围（1 1）电机、变压器、电器、照明器具、携带式及移动式用）电机、变压器、电器、照明器具、携带式及移动式用 电器具的底座和外壳。电器具的底座和外壳。（2 2）电器设备的传动装置）电器设备的传动装置（3 3）配电屏及控制屏的框架）配电屏及控制屏的框架（4 4）室内外配电装置的金属架构和混凝土的架构，以及靠）室内外配电装置的金属架构和混凝土的架构，以及靠 近带电部分的金属遮挡、金属门。近带电
18、部分的金属遮挡、金属门。（5 5）交直流电力电缆的接线盒的外壳以及电缆的金属外）交直流电力电缆的接线盒的外壳以及电缆的金属外 皮、穿线钢管等。皮、穿线钢管等。(1)(1)ITIT系系统统(高高阻阻接接地地方方式式):):ITIT系系统统是是在在中中性性点点不不接接地地的的三三相相三三线线系系统统中中采采用用的的保保护护接接地地方方式式，电电气气设设备备的的不不带带电电金属部分直接经接地体接地。金属部分直接经接地体接地。低压配电的低压配电的ITIT系统系统 七七、不同低压配电系统的接地保护不同低压配电系统的接地保护（2)2)TNTN系系统统。TNTN系系统统是是中中性性点点直直接接接接地地的的三
19、三相相四四线线制制系系统统中中采采用用的的保保护护接接地地方方式式。根根据据电电气气设设备备的的不不同同接接地地方方法法，TNTN系统又分为以下三种形式。系统又分为以下三种形式。TNTNC C系系统统：配配电电线线路路中中性性线线N N与与保保护护线线PEPE接接在在一一起起，电电气气设设备备不不带带电电金金属属部部分分与与之之相相接接。统统中中，当当某某相相线线因因绝绝缘缘损损坏坏而而与与电电气气设设备备外外壳壳相相碰碰时时，形形成成较较大大的的单单相相对对地地短短路路电电流流，引引起起熔熔断断器器熔熔断断切切除除故故障障线线路路，从从而而起起到到保保护护作作用用。该该接接线线保保护护方方式
20、式适适用用于于三三相相负负荷荷比比较较平平衡衡且且单单相相负负荷荷不不大大的的场场所所，在工厂低压设备接地保护中使用相当普遍。在工厂低压设备接地保护中使用相当普遍。TNTNS S系系统统：配配电电线线路路中中性性线线N N与与保保护护线线PEPE分分开开，电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳接接在在保保护护线线PEPE上上，如如图图(b)(b)所所示示。在在正正常常情情况况下下，PEPE线线上上没没有有电电流流流流过过，不不会会对对接接在在PEPE线线上上的的其其它它设设备备产产生生电电磁磁干干扰扰。这这种种接接线线适适用用于于环环境境条条件件较较差差、安安全全可可靠靠要要求求较较高高以及设备
21、对电磁干扰要求较严的场所。以及设备对电磁干扰要求较严的场所。TNTNC CS S系系统统(三三相相四四线线半半制制)：该该系系统统是是TNTNC C与与TNTNS S系系统统的的综综合合。电电气气设设备备大大部部分分采采用用TNTNC C系系统统接接线线，在在设设备备有有特特殊要求的场合，殊要求的场合，局部采用专设保护线接成局部采用专设保护线接成TNTNS S形式。形式。（3)3)TTTT系系统统(直直接接接接地地方方式式):):TTTT系系统统是是中中性性点点直直接接接接地地的的三三相相四四线线制制系系统统中中的的保保护护接接地地方方式式。如如图图，配配电电系系统统的的中中性性线线N N引引
22、出出，但但电电气气设设备备的的不不带带电电金金属属部部分分经经各各自自的的接接地地装装置置直直接接接接地地，与与系系统统接接地地线线不不发发生生关关系系。当当发发生生单单相相接接地地、机机壳壳带带电电故故障障时时，通通过过接接地地装装置置形形成成单单相相短短路路电电流流，使使故故障障设设备备电电路路中中的的过过电电流流保保护护装装置置动动作作，迅迅速速切切除除故故障障设设备备，减减少少人人体触体触电的危险。电的危险。3 3）重复接地重复接地在在电电源源中中性性点点直直接接接接地地系系统统中中，为为确确保保公公共共PEPE线线或或PENPEN线线安安全全可可靠靠，除除在在中中性性点点进进行行工工
23、作作接接地地外外，还还应应在在PEPE线线或或PENPEN线线的下列地方进行重复接地：的下列地方进行重复接地：(1)(1)在架空线路终端及沿线每在架空线路终端及沿线每1 km1 km处。处。(2)(2)电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。(a)(a)没有重复接地的系统；没有重复接地的系统；(b)(b)采用重复接地的系统采用重复接地的系统 PELN单相单相插座插座的的不正确不正确接法接法重复接地重复接地PEN3.3.接地电阻及其要求接地电阻及其要求当当电电气气设设备备发发生生接接地地故故障障时时，电电流流就就通通过过接接地地体体向向地地中中作作半半球球形形扩扩
24、散散，该该电电流流称称为为接接地地电电流流，用用I IE E表表示示。由由于于大大地地中中存存在在电电阻阻，因因而而接接地地电电流流向向地地中中扩扩散散的的过过程程中中，也也就就存存在在着着不不同同的的电电位位差差。在在距距接接地地体体越越远远的的地地方方球球面面越越大大，流流散散电电阻阻越越小小，电电位位越越小小。试试验验证证明明，在在远远离离接接地地体体20m20m以以外外的的地地方方才才是是真真正正的的“地地”，即即零零电电位位。电电气气设设备备的的接接地地部部分分到到20 20 m m以以外外零零电电位位之之间间的的电电位位差差，称称为为接接地地部部分分的的对对地地电电压压，用用U U
25、E E表表示示。接接地地体体的的对对地地电电压压U UE E与与接接地地电电流流I IE E之之比比称为接地电阻称为接地电阻R RE E。接接地地电电阻阻：是是接接地地体体的的流流散散电电阻阻与与接接地地线线和和接接地地体体电电阻阻的的总总和和。由由于于接接地地线线和和接接地地体体的的电电阻阻相相对对很很小小，可可略略去去不不计计，因因而而接接地地电电阻阻可可认认为为就就是是接接地地体体的的流流散散电电阻阻。接接地地电电阻阻是是衡衡量量接接地地装装置置质质量量的的重重要要技技术术指指标标，不不管管是是保保护护接接地地还还是是工工作作接接地地，接接地地电电阻阻的的大大小小国国家家都有规定。都有规
26、定。保保护护电电阻阻允允许许值值主主要要由由对对地地安安全全电电压压值值确确定定。我我国国规规定定安安全全电电流流为为30 30 mAmAs s，即即人人体体通通过过30 30 mAmA电电流流，时时间间不不超超过过1 1 s s，对对人人体体是是安安全全的的；当当通通过过人人体体电电流流达达到到50 50 mAmAs s时时，就就有有致致命命危危险险。我我国国规规定定的的安安全全电电压压为为交交流流有有效效值值50 50 V V。在在接接地地电电流流一一定定的的情情况况下下，要要保保证证对对地地电电压压在在安安全全值值范范围围内内，应应将将接接地地电电阻阻限限制制在在一一定定的的允允许许值值
27、范围内。范围内。关关于于TTTT系系统统和和ITIT系系统统中中电电气气设设备备外外露露可可导导电电部部分分的的保保护护接接地地电电阻阻，按按规规定定应应满满足足在在接接地地电电流流通通过过时时产产生生的的对对地地电电压压不不应应高高于于安安全全特特地地电电压压50V50V，因因此此保保护护接接地地电电阻阻为为50V/50V/，如如果果漏漏电电断断路路器器的的动动作作电电流流取取为为30mA30mA，则则50V/0.03A=166750V/0.03A=1667。这这一一接接地地电电阻阻值值很很大大，容容易满足要求。一般取易满足要求。一般取100100，以确保安全。以确保安全。对对TNTN系统，
28、其中所有外露可导电部分均接在公共系统，其中所有外露可导电部分均接在公共PEPE线或线或PENPEN线上，线上，因此无所谓保护接地电阻问题。因此无所谓保护接地电阻问题。七、接地体与接地线七、接地体与接地线（1 1）接地体）接地体 自然接地体、人工接地体自然接地体、人工接地体 垂直埋设、水平埋设垂直埋设、水平埋设 接地电阻接地电阻直接接地装直接接地装置和距半径为置和距半径为20M20M远处的一点远处的一点间的电阻，即为接地体对间的电阻，即为接地体对20M20M远处的电压与经接地体流入远处的电压与经接地体流入地中的接地电流之比。地中的接地电流之比。（2 2）接地线）接地线 接地干线和接地支线；自然接
29、地线和人工接地线接地干线和接地支线；自然接地线和人工接地线八、对零线的基本要求八、对零线的基本要求 零线的连接应牢固可靠、接触良好。零线的截面选择要适当，一方零线的连接应牢固可靠、接触良好。零线的截面选择要适当，一方面考虑三相不平衡时通过零线的电流密度，另一方面零线要有足够的机械面考虑三相不平衡时通过零线的电流密度，另一方面零线要有足够的机械强度。所有电气设备的接零线，均以并联的方式接在零线上，不允许串联。强度。所有电气设备的接零线，均以并联的方式接在零线上，不允许串联。在有腐蚀性物质的环境中，零线的表面要涂上必要的防腐涂料。在有腐蚀性物质的环境中，零线的表面要涂上必要的防腐涂料。九、接地的一
30、般要求九、接地的一般要求（1 1）所有的电气设备都应采用接地或接零。设计中应首先考虑自然接地。所有的电气设备都应采用接地或接零。设计中应首先考虑自然接地。输送易燃易爆物质的金属管道不能做接地体输送易燃易爆物质的金属管道不能做接地体（2 2）在允许不同的电气设备使用一个总的接地装置时，其接地电阻值应满）在允许不同的电气设备使用一个总的接地装置时，其接地电阻值应满足其中最小值的要求。足其中最小值的要求。（3 3）接地极与独立避雷针接地极之间的地下距离不应小于）接地极与独立避雷针接地极之间的地下距离不应小于3M3M（4 4）防雷保护的接地装置可与一般电气设备的接地装置相连接，并与埋地防雷保护的接地装置可与一般电气设备的接地装置相连接，并与埋地金属管道相互连接。金属管道相互连接。（5 5）专用电气设备的接地应与其他设备的接地以及防雷接地分开，并应单）专用电气设备的接地应与其他设备的接地以及防雷接地分开，并应单独设置接地装置。独设置接地装置。第第 八八 章章结结 束束