1-ch4、保护接地与保护接零要点.ppt

中国矿业大学电气工程系 CH4 保护接地与保护接零 一、保护接地及其作用原理 保护接地，就是用导体把电气设备中所有正常不带电、当绝缘损坏是可能带电的外露金属部分（电动机、变压器、电器、测量仪表的金属外壳、配电装置的金属构件、电缆终端盒与金属外壳等），和埋在地下的接地极连接起来。是预防人身触电的一项极其重要的措施。 保护接地及其作用原理 没有装保护接地时的情况。当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触此外壳，则电流经过人体入地，在经过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。当电网对地绝缘阻抗较低时，则通过人身的电流将远超过安全值（见前面的计算）。同时，碰壳处出现的漏电电流还可能引起沼气煤尘爆炸。 保护接地及其作用原理 有保护接地时的情况。这时，当电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若人接触外壳，电流将通过人体电阻与接地装置的接地电阻所构成的并联支路入地，在通过其它两相对地绝缘阻抗回到电源。由于接地装置的分流作用，通过人身的电流便大大减少。（漏电保护分断故障） 保护接地及其作用原理 通过人身的电流与通过接地的电流有如下关系： 式中Rgr ——接地极的接地电阻，对于井下，Rgr=2Ω； Igr——流过接地极的电流，A。 保护接地及其作用原理 对于中性点绝缘的660V低压电网，单相接地电流不大于1A。 据公式可得 Ima=2×1000mA/1000=2mA30mA 可见，保护接地对人身触电安全是非常重要的。另外，接地电阻Rgr越小，则流经人体的电流Ima就越小，电流大部分由接地极入地。 保护接地及其作用原理 将接地电阻的数值控制在规程规定的范围以内，就可以使通过人身的电流降到反应电流以内，确保人身安全。（40V） 由于装设了保护接地装置，碰壳处的漏电电流大部分将经接地极入地。即使设备外壳与大地接触不良而产生火花，但由于接地装置的分流作用，使电火花能量大大减小，从而避免引爆瓦斯、煤尘的危险。 保护接地及其作用原理 电气设备发生单相碰壳，接地电流经接地极入地后，向四周流散，形成地中电流。距接地极越近，电流通过土壤的导电面积越小，反之越大。 在电流扩散的方向上选同长的一段，可见距接地极越近，半球面表面积越小，电阻较大；越远的地方，电阻越小。离接地极20m以外的地方，土壤电阻很小，近似认为零。 电流通过电阻时产生压降，距接地极越近的地方，单位长度上的电压降越大；反之也就越小。在20m以外的土壤中，几乎没有电压降，因而认为该处的电位为零，即通常所说的电气上的“地”。接地回路中任何一点对“地”的电位差称为对地电压。 接地极附近土壤中的电位分布曲线如图 保护接地及其作用原理 接地极的对地电压与经接地极流入地中的接地电流之比称为接地极的流散电阻；电气设备接地部分的对地电压与接地电流之比称为接地装置的接地电阻，它等于接地线的电阻与接地极的流散电阻之和。因为接地线的电阻很小，可略去不计，故一般认为接地电阻等于流散电阻。 保护接地及其作用原理 跨步电压的概念：当接地极有电流流过时，在离接地极20m的圆内，地面上具有不同的电位分布。当人的两脚站在这种带有不同电位的地面时，两脚间的电位差叫做跨步电压。在计算时，一般取步距0.8m，即取0.8m间的电位差为跨步电压。由图可知，距接地极越近，跨步电压越大，反之越小。 二、井下保护接地系统 （1） 井下各种电气设备装设了单独的保护接地装置，并不能完全消除触电的危险。 如图所示的系统中，电动机M1和M2均装设了单独的保护接地装置。 当电动机M1发生单相碰壳（如L3相），则其外壳带电；如电网没有绝缘监视或绝缘监视失灵，这一接地故障将长期存在。此时假设电动机M2的另一相（如L1相）绝缘击穿碰壳，这时电网就发生了两相对地短路，短路电流如图所示。 二、井下保护接地系统 （2） 如果这一短路电流不足以使过流保护装置动作，这一故障将长期存在下去，这时电气设备外壳将带有危险的电压。 两电动机外壳对地电压的大小，与两电动机的接地电阻成正比。若电动机M1和M2的接地电阻大小相等，则两电动机外壳对地电压相等，为电网电压的一半，即380V电网对地电压为190V；660V电网对地电压为330V。这时如果人触及该电动机外壳时，是非常危险的。 二、井下保护接地系统 （3） 解决方案：通常利用供电的高、低压铠装电缆的金属外皮（铅包和金属铠装层）和橡套（塑料）电缆的接地芯线或屏蔽护套，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电气设备（36V以上）的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接地极（或称局部接地极）也并连起来，形成一个井下保护接地系统（或称总接地网）。这样做既降低接地电阻，也可防止不同电气设备的不同相同时碰壳（接地）