第9章接地裝置本章介紹接地、保護接地和保護接零、接地裝置的基本概念，接地電阻的允許值及接地電阻的計算。9.1概述接地是防止人身受到電擊，保障電力系統正常運行，保護線路和設備免遭損壞，預防電氣火災，防止雷擊和防止靜電損害的基本措施。電對人體的傷害是多方面的：電流通過人體會造成電擊；電流的熱效應會造成電灼傷；電流的化學效應會造成電烙印和皮膚金屬化；電磁場能量對人體的輻射作用，會引起頭暈、乏力、神經衰弱等癥狀；電火花會引起瓦斯及氫氣爆炸，造成設備損壞和人身傷亡。所以，必須研究電氣安全技術，采取有效措施。一、接地裝置的類型1．工作接地——如變壓器中性點、電壓互感器中性點等的接地。2．保護接地——如電氣設備的金屬外殼，鋼或鋼筋混凝土構架、桿塔，停電檢修的電路等的接地、電流互感器二次回路的一點接地。3．防雷接地——如避雷針、避雷器和線路桿塔等的接地。4．防靜電接地——為防止靜電對易燃油、天然氣管道等的危險作用而設的接地。返回二、接地裝置簡述組成——接地體和接地線1）接地體——埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體（1）自然接地體——指兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物內的鋼筋、金屬管道和設備。（2）人工接地體——指人為埋入地中的金屬構件分為：垂直接地體和水平接地體。垂直接地體：鋼管或角鋼，垂直打入土中水平接地體：扁鋼或圓鋼平放埋入0.6—0.8m深地下?？砂匆欢ú贾煤鸵?，將眾多的水平和垂直接地體相互連接，（聯接導體一般也是水平接地體）并向設備引出接地抽頭，構成接地網。2）接地線——電氣設備的接地部分與接地體連接用的金屬導體9.2保護接地的基本概念一、人體觸電1．觸電——人體的不同部分，如手腳之間、兩手之間或兩腳之間受到電壓的作用在人體內產生電流。造成傷害，甚至危及生命安全。統計表明，多數觸電事故是由于直接接觸或接近電路的裸帶電部分而造成的；另約有20％的事故則是由于電氣設備的絕緣損壞致使金屬外殼、基礎構架等發生非正常帶電而引發的。2．分類直接觸電——可采用電氣隔離，并且正確地執行電氣設備安全運行的措施間接觸電——加強絕緣的定期監測和維修，采用接地保護的辦法，須知絕緣損壞并不都是由外部原因引發的偶然現象，任何絕緣的老化都是必然的，而老化的絕緣便隨時可能出現絕緣故障。3．影響因素（1）人體電流大小——通過人體的電流越大，人體的生理反應越強烈，引起心室顫動所需的時間越短，致命的危險就越大。對于工頻電流，按照電流通過人體的大小不同，可以分為三級：①感知電流。引起人的感覺的最小電流稱為感知電流。實驗資料表明，對于不同的人，感知電流也不同，成年男性的平均感知電流為1.1mA，成年女性的平均感知電流約為0.7mA。②擺脫電流。人體觸電后能自動擺脫電源的最大電流稱為擺脫電流。實驗資料表明，對于不同的人，擺脫電流也不同，成年男性的平均擺脫電流約為16mA，成年女性的平均擺脫電流約為10.5mA。③致命電流。引起心室顫動的最小電流稱為致命電流。（2）電流通過人體的持續時間——越長越危險電流范圍電流（mA）通電時間人體生理反應00～0.5連續通電沒有感覺A10.5～5連續通電開始有感覺，手指手腕等處有痛感，沒有痙攣，可以擺脫帶電體。A25～30數分鐘以內痙攣，不能擺脫帶電體，呼吸困難，血壓升高，尚可忍受。A330～50數秒到數分心臟跳動不規則，昏迷，血壓升高，強烈痙攣，時間過長即引起心室顫動。B150～數百低于心臟搏動周期受強烈沖擊，但未發生心室顫動。超過心臟搏動周期昏迷，心室顫動，接觸部分留有電流通過的痕跡。B2超過數百低于心臟搏動周期昏迷，心室顫動，接觸部分留有電流通過的痕跡。超過心臟搏動周期心臟停止跳動，昏迷，可能致命。（3）電流通過人體的途徑——電流通過心臟會引起心室顫動，較大的電流還會使心臟停止跳動。電流流過中樞神經，會引起中樞神經系統強烈失調而導致死亡。電流通過頭部會使人昏迷，若電流較大，會對腦產生嚴重傷害，使人昏迷而導致死亡。因此，從左手到胸部是最危險的電流途徑，從手到手或從手到腳也是很危險的電流途徑。（4）電流的種類——直流電流、高頻電流、沖擊電流和靜電電荷對人體都有傷害作用，其傷害程度較工頻電流輕。電流的頻率不同，對人體的傷害程度也不同。25～300HZ的交流電流對人體的傷害程度最嚴重。（5）人體狀況。電流對人體的傷害程度與人體狀況也有關系：電流對人體的作用，女性較男性敏感；小孩承受電擊能力較成人低；引起心室顫動的電流與體重成正比。人體電阻不是一個常數，它與電流途徑、皮膚（干燥、潮濕、破損）狀況以及接觸面大小有關，且作用電壓的大小而變。小電壓時，皮膚具有絕緣保護作用，在電壓升高時皮膚將逐漸發生擊穿，并增加機體電解，使人體總電阻下降。當電壓低于100V時，人體的平均電阻為3000Ω，忽略站腳處地面電阻率的影響，則痙攣電壓值約為3000×0.02＝60V。即，在一般條件下，觸電者不需別人幫助能自行脫開60V的觸電電壓，避免觸電死亡事故。若接觸條件變壞（皮膚潮濕、接觸面積加大），即使人體電阻降到1300Ω，也不至于達到50mA的使心室顫動的危險限值。故根據國際電工學會的推薦，該電壓值現宜降至50V。在特殊環境中，例如水中或特別潮濕處，或金屬的地面上潮濕皮膚和大面積接觸的情況下，人體電阻只有幾百歐姆。此時必須使用更低的安全電壓規定值，例如36V、24V甚至12V。二、保護接地1．接地和接地裝置接地——既將電氣裝置應該接地的部分通過接地裝置，與大地作良好的連接。接地體——埋入地下與大地直接接觸的金屬導體。接地線——將接地體與電氣裝置中必須接地的部分連接起來的金屬導體。接地裝置——接地體和接地線的總和。2．保護接地的作用

CC

(a)

(b)圖中電機的中性點不接地，正常工作時外殼不帶電。當一相對外殼的絕緣損壞時，外殼即處在一定的電壓下，若人體接觸到帶電的電動機外殼，就有接地電流通過人體。如果絕緣是在繞組首端損壞，則觸及外殼相當于觸及導體的一相，即發生了單相觸電。當有保護接地時，人接觸絕緣損壞的電機外殼時，接地電流將沿人體和接地裝置兩條通路流過，即人體電阻和接地裝置電阻并聯。此時通過人體的電流為：式中——接地裝置的接地電阻；

——人體電阻；

——單相接地電流。由公式可以看出，接地裝置的電阻愈小，通過人體的電流就愈小。通?！?，《所以。因此，適當選擇接地裝置的接地電阻值，使通過人體的電流足夠小，就可以保證人身的安全。接地電流的散流場和地面電位分布2．接觸電壓和跨步電壓1）接觸電壓Uic——即人站在距設備0.8m處,手觸外殼等帶電部分,手腳之間所受的電壓值。即Uic=Uid—U2）跨步電壓Ukb——即人在接地故障區域內行走，跨出0.8m步距的兩腳所受到的電位差值。即Ukb=U1—U2

式中：U1、U2為兩腳落地點的地面電位。注意：當人處于電場內有麻電的感覺時，不能奔跑逃離電場，而應該單腳跳或細步離開電場。三、保護接零1.中性線2.保護線3.TN系統4.保護接零3.重復接地9.3對接地電阻值的要求

從保護接地的作用就可以知道，接地裝置的接地電阻愈小，接地電壓也愈小。實際上，保護接地的基本原理就是將絕緣損壞時設備外殼的對地電壓，限制在安全范圍內。各種保護接地裝置的接地電阻規定值，就是根據該原則確定的。一、高壓設備的接地電阻在高壓系統中，單相接地電流或同點兩相接地時入地電流大于500A的，稱為大接地電流系統；500A及以下的，稱為小接地電流系統。

1.大接地電流系統在大接地電流系統中，一般在單相接地時，構成單相短路，相應的繼電保護動作，將故障部分迅速切除。因此，在接地裝置上，只在短時間出現電壓，工作人員在比較短的時間內，接觸電氣設備外殼的可能性很小，所以規定，當接地電流經接地裝置流入大地時，接地網的電壓升高不超過2000V，據此，接地電阻應滿足下列要求：

式中——計算用流經接地裝置的入地短路電流，A；

——接地電阻，Ω。當接地電流>4000A時，接地裝置的接地電阻值不應超過0.5Ω。

2．小接地電流系統

小接地短路電流系統，一般在單相接地時，并不立即切除故障部分，允許連續運行一段時間。因此，工作人員接觸帶電壓設備外殼的可能性較大，所以把接地電壓規定的較低。對于高壓設備和低壓設備共用的接地裝置，要求接地電壓：，其接地電阻值為：但不應超過4Ω。對于高壓設備單獨用的接地裝置，要求接地電壓，其接地電阻值為：但不應超過10Ω。二、低壓電氣設備的接地電阻允許值