1、电气装置接地&电击防护,主 要 内 容 电击防护 装置和设备的通用部分GB 17045 - 2006 电击防护GB 16895.21 - 2004 接地配置、接地导体、保护导体和联结导体GB 16895.3 2004 信息技术装置的接地配置和等电位联结GB 16895.17 2002,前 言 建筑物电气装置标准系列 GB 16895IEC/TC64 ： IEC 60364IEC 60479；IEC 61140；IEC 61201 电气安全隐患 我国现行规范和标准的问题,电气安全隐患 接地故障 在系统、装置或设备的给定点与局部地之间的电连接。 低压系统接地故障约占70 - 80%，其中死亡事故约
2、占 50%。,电气安全隐患 接地故障保护电器不动作或动作时间过长或接触电压过高,TN系统, TN C系统,火灾或爆炸危险场所不允许采用TN-C系统,等电位联结不合格 无总等电位联结：不能保障人身安全,假设：RA = RB = 1 PEN；10 mm 2 Cu 80 m 0.14 ,TN - C,Ut = 220 / 2 0.14 (1+1) / (1+1)+0.14 / 0.14 103 V,总等电位联结, 未设辅助等电位联结, 特低电压设备,外部接地故障的转移电位传到特低电压侧,电气安全规范和标准的问题 编制工作；标准管理体制 规范、标准的更新和协调、国际接轨 举例：接零重复接地接地电阻 等
3、电位联结不共用接地漏电保护漏电防火安全供电,“接零”,重复接地, 等电位联结划分问题： “A类”电气装置？“B类”电气装置？ 不共用接地 漏电保护手术室喷水池 采用剩余电流保护器 ？生产设备 防火漏电 安全供电矿井医院,电击防护 装置和设备的通用部分 GB/T 17045 2006 电击：电流通过人体或动物躯体而引起的生理效应。,基本防护无故障条件下的电击防护。注：对于低压装置、系统和设备，其基本防护通常对应于直接接触的防护。故障防护单一故障条件下的电击防护注1：对低压装置、系统和设备而言，其故障防护通常 对应于间接接触防护，主要与基本绝缘损坏有关。,注2：发生下列情况时，均认为是单一故障：
4、可触及的非危险带电部分变成危险的带电部分 （例如，由于限制稳态接触电流和电荷措施的失效）；或 可触及的在正常条件下不带电的可导电部分变成危险的带电部分（例如，由于外露可导电部分基本绝缘的损坏）；或 危险的带电部分变成可触及的（例如，由于外壳的机械损坏）。,带电部分 正常运行中带电的导体或可导电部分，包括中性导体，但按 惯例不包括PEN导体或PEL导体。注：PEL导体是直流回路兼有保护接地导体和线导体功能的 导体。,PEN导体 兼有保护导体和中性导体功能的导体。保护(PE)导体 为了安全目的，如电击防护中设置的导体。,外露可导电部分 设备上能触及到的可导电部分，在正常情况下不带电，但是在基本绝缘
5、损坏时会带电。外界可导电部分；装置外可导电部分 非电气装置的组成部分，且易于引入电位的可导电部分,该 电位通常为局部地电位。注：交流电气装置的接地装置外可导电部分可用作保护线,（电气）保护阻挡物 为防止无意的直接接触而提供的防护物，但并不防止 有意的直接接触。（电气）保护遮栏 为防止从任一通常接近方向直接接触而设置的防护物。（电气）保护外壳；保护外护物 为防护从任何方向触及危险带电部分并围住设备内部 部件的电气外壳。,等电位联结 为达到等电位，多个可导电部分间的电气连接。保护等电位联结 为了安全目的（例如电击防护）的等电位联结。接地导体在系统、装置或设备中的给定点与接地极之间提供导电通路或 部
6、分导电通路的导体。接地配置；接地装置 系统、装置和设备的接地所包含的所有电气连接和器件。,保护接地 为了电气安全目的，将一系统、装置或设备的一点或多点 接地。注: 交流电气装置的接地电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘 损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。功能接地 出于电气安全之外的目的，将系统、装置或设备中的一点 或多点接地。注: 交流电气装置的接地在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地（如中性点直接 接地或经其他装置接地等）。,（局部）地 大地与接地极有电接触的部分，其电位不一定等于零。参考地 不受任何接地配置影响的、视为导电的大地的部分， 其电
7、位约定为零。接地注：IEV 826（国际电工术语）在系统、装置或设备的给定点与局部地之间作电连接。注：交流电气装置的接地将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分，经接地线 连接至接地极。,基本绝缘 能够提供基本防护的危险带电部分上的绝缘。附加绝缘 除了基本绝缘外，用于故障防护附加的单独绝缘。,双重绝缘 既有基本绝缘又有附加绝缘构成的绝缘。加强绝缘 危险带电部分具有相当于双重绝缘的电击防护等级的绝缘。,非导电环境当人或动物触及已变为危险带电的外露可导电部分时，依靠环境（如绝缘的墙或绝缘地板）的高阻抗性和不存在接地的可导电部分的来进行保护的措施。,（有效）接触电压 人或动物同时触及到两个可
8、导电部分之间的电压。预期接触电压人或动物尚未接触到可导电部分时，这些可能同时触及 的可导电部分之间的电压。接触电流 当人或动物触及电气装置或电气设备的一个或多个可触及部分时，通过其躯体的电流。,伸臂范围 人从通常站立或活动的表面上的任一点延伸到人不借助任何手段，从任何方向能用手达到的最大范围。,自动切断电源 故障时，保护器件自动将受影响的一根或多根线导体切断。（可导电的）屏蔽体 将电气回路和/或导体包围或隔开的可导电部件。（电气）保护屏蔽体 用于将电气回路和/或导体与危险带电部分隔开的可 导电屏蔽体。(电气)保护屏蔽用与保护等电位联结系统连接的电气保护屏蔽体将电气 回路和/或导体与危险带电部分
9、隔开，并提供电击防护。,简单分隔（回路之间）采用基本绝缘使回路之间或回路与地之间分隔。（电气）保护分隔 借助于下列方法将一个电气回路与另一电气回路分隔： 双重绝缘；或 加强绝缘。电气分隔 将危险带电部分与所有其他电气回路和电气部件绝缘以及与地绝缘，并防止一切接触的保护措施。,特低电压不超过电击防护的接触电压限值标准规定的相关电压限值的一种电压。注：交流 相对地或相间 50 V直流 极对地或极间 120 V SELV系统在下列情况下，电压不超过特低电压的电气系统： 在正常的情况下；和 包括其他电气回路接地故障在内的单一故障情况下。 PELV系统在下列情况下，电压不超过特低电压的电气系统： 在正常
10、情况下，和 在单一故障情况下，但其他电气回路发生接地故障时除外。,跨步电压 大地表面相距1 m（人的步距）的两点之间的电压。电位均衡通过多个接地极控制地电位，特别是地表面电位。泄漏电流 正常运行状况下，在不期望的可导电路径内流过的 电流。剩余电流同一时刻，在电气装置中的电气回路给定点处的所有 带电体电流值的代数和。,保护导体电流 在保护导体中流通的电流。电气装置 相关电气设备的组合，具有为实现特定目的所需的 相互协调的特性。,电气设备的分类,保护导体电流的最大交流限值 接自额定电流值 32 A的单相或多相插插座系统的 用电设备,：, 对于没有为PE导体设置专门措施的固定式用电设备， 或接自额定
11、电流值32 A的单相或多相插座系统的用电设备。,电击防护 GB 16895.21 2004 电击防护 = 基本防护 + 故障防护（直接接触防护）（间接接触防护） 基本防护： 带电部分的基本绝缘； 遮拦或外护物（外壳）；防护等级至少为 IPB或IP2；顶部IPB或IP2 阻挡物；（用于熟练人员） 置于伸臂范围之外。（用于熟练人员）, 兼有基本和故障防护： 安全特低电压 SELV 和保护特低电压PELV； 功能特低电压 FELV。, 故障防护 相线导体对外露可导电部分或PE导体之间不计阻抗的接地故障 自动切断电源； 双重绝缘或加强绝缘；采用类设备或等效绝缘的设备） 供电给单台设备的电气分隔； 供电
12、给多台设备的电气分隔。（用于熟练人员） 非导电场所；（用于熟练人员） 不接地的等电位联结；（用于熟练人员） 附加保护 剩余电流保护器； 辅助等电位联结。,自动切断电源自动切断电源：基本防护 + 故障防护基本防护：基本绝缘或遮拦或外护物故障防护： 保护接地：外露可导电部分接PE导体；同时可触及的外露可导电部分连接至同一接地系统； 保护等电位联结 自动切断电源, TN系统单电源系统供电系统在电源中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分用保护（PE）导体连至该电源的中性点。TN-S系统：在整个系统中采用单独的保护导体。,在电气装置中的PE可附加接地,内设变电所最好采用TNS系统？ TNS系统是否可用
13、于任何场合？ 中性点接地 接地电阻,TN系统是否不能用于室外电气装置？,在电气装置中的PE可附加接地,TN-C-S系统：在系统中一部分采用将中性导体和PE体的功能合并成单个导体，另有一部分采用单独的保护导体。,在电气装置中的PE可附加接地,TNCS系统是否只适用于市网供电？,TN-C-S系统,T N-C系统：在整个系统中采用将中性导体和PE导体的功能合并成单个导体。,在电气装置中的PE可附加接地, PE或PEN导体宜在进入建筑物处接地。 大、高建筑物内PE导体与外界可导电部分的等电位联结 可视为附加接地。,TN C系统 外露可导电部分对地有电位，不允许用于有火灾或爆炸危险的场所。 外露可导电部
14、分对地有电位，对敏感设备产生电磁干扰。 有杂散电流，埋地金属构件加速腐蚀,TN C系统现在TN-C用的少了 ? 用于多电源中性点之间的连接回路,TN C系统 PEN不允许插入隔离电器 不能安装剩余电流保护器（RCD） 为了维修安全，不能安装隔离电器。 常用于：公用电网远距离供电线路 PEN与相线应敷设在一起 TN C必须在TNS之上 导体截面： 10 mm2（铜）或 16 mm2（铝） PEN沿线有电压降 可采用：3相4线；3极开关,TN C系统,断中性线导致危险的接触电压 ?,TN - C,TN - S,假设：RA = RB = 1 PEN；10 mm 2 20 m 35 m Ut =216
15、 V,假设：RA = RB = 1 PE；10 mm 2 20 m 35 m Ut = 110 V,多电源系统多电源TN系统有电磁干扰问题在TN系统由于设计不当，可能在不期望的路径中流过工作电流，这些电流可能产生如下后果： 火灾； 腐蚀； 电磁干扰。,多电源TN系统,单电源TN C系统,多电源TN系统,TN系统: Ia U0 / ZS式中： ZS 故障回路的阻抗（包括电源本身、从电源至故障点的线导体以及电源与故障点之间的保护导体的阻抗），；不计故障点的阻抗Ia 自动切断电源的保护电器在规定的时间内的动作电流，A；U0 标称线对地电压，V。,TN系统接地故障自动切断电源时间 国家标准（IEC原标
16、准）固定式设备： 5 s移动式设备： 0.4 s （U0 = 230 V） IEC新标准 32 A终端回路： 0.4 s（U0 = 230 V） 32 A终端回路: 5 s, 移动式设备规定最长的切断电源时间，s, 配电回路允许的切断电源时间，sTN系统： 5 sTT系统： 1 s,校验步骤 确定故障回路的阻抗（含变压器、线导体和PE导体）； 计算接地故障电流； 根据负荷的性质和保护电器的特性曲线，确定保护电器的动作电流； 查出保护动作时间； 校验导线电缆的短路热稳定。, 校验线路的热稳定截面 S It tPE线: 校验接地故障电流 k 相线和中性线: 校验三相短路电流,断路器限流特性曲线注:
17、 限流后的特性曲线是根据断路器的不同额定电流绘制的, TT系统TT系统的电源中性点直接接地，电气装置外露可导电部分 所连接的接地极，不与供电系统的接地极相连接。,在电气装置中的PE可附加接地,多电源TT系统中性线（N线）一点接地, TT系统通常应采用剩余电流保护器。在故障回路的接地阻抗 值稳定且足够低的条件下，可采用过电流 保护器。 采用剩余电流保护器RAIn 50 V式中：RA 接地极和外露可导电部分PE导体的电阻之和， ；Ian 剩余电流保护器的额定剩余动作电流，A。 采用过电流保护器ZS Ia U0式中：ZS 故障回路阻抗（包括电源、线导体、PE导体、接地导体、用电设备和电源接地极的阻抗
18、） ；Ia 在规定的时间内使切断电源保护电器自动动作的电流，A；U0 标称线对地电压，V。, IT系统IT供电系统中所有带电部分对地绝缘或中性点通过足够大的阻抗接地。电气装置的外露可导电部分单独地或成组地或集合地接地。,中性线（N）可配出或不配出 高阻抗值 一相接地，其余两相对地电压升3倍 在电气装置中的PE可附加接地, IT系统, IT系统, 外露可导电部分可单独地、分组或集合地接地。还应满足以下条件：交流系统 RA Id 50 V直流系统 RA Id 120 V式中：RA 接地极和外露可导电部分的PE导体的电阻之和， ；Id 不计线导体与外露可导电部分之间阻抗的第一次接地故障电流，计入泄漏
19、电流和电气装置的接地阻抗的总和，A。 IT系统单一接地故障电流很小，不动作于切断电源。当人体同时触及同时发生接地的外露可导电部分就会遭受危害，此时应自动切断电源。,IT系统,第2次发生异相接地故障时，变为两相短路使保护动作切断电源。, 第2次发生接地故障时自动切断电源的条件如下：1. 外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统，而且交流系统不配出中性导体或直流系统不配出中间导体： 2 Ia ZS U 当配出中性线或中间线：2 Ia ZS U0式中：U0 线导体对中性导体或中间导体的标称电压，V；U 线电压，V；ZS 故障回路线导体和PE导体的阻抗，；ZS 故障回路中性导体和PE导体的阻
20、抗，；Ia 按TN系统规定的时间内使切断电源的保护电器自动动作电流，A。,IT系统,外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统,IT系统,外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统。 若第2次发生N线接地故障，则IT系统变为TN系统。,2. 外露可导电部分单独地或分组地接地：RA Ia 50 V式中：RA 接地极和外露可导电部分PE导体的电阻的总和，；Ia 按TT系统规定的时间使切断电源的保护电器自动动作 的电流，A。 IT系统可采用系列保护电器和监视器： 过电流保护器； 绝缘监视器； 剩余电流保护器； 剩余电流监视器； 绝缘故障定位器。,IT系统,外露可导电部分单独地或分组地
21、接地，,IT系统,外露可导电部分单独地或分组地接地， 若第2次发生N线接地故障，则IT系统变为TT系统。,电气分隔 电气分隔的分类： 只限供电给单台用电设备； 供电给多台用电设备。以上均由采用简单分隔防护的不接地电源供电。 电气分隔的防护措施： 基本防护（通用）； 故障防护,电气分隔（电气隔离）, 故障防护 分隔的回路的电压不应 500 V； 分隔的回路的带电部分不应连接至其他回路的任何 一点或PE导体； 分隔回路最好采用分隔的敷设线路配置。如果需要分隔的回路与其他回路同敷设在一起，应采用非谨慎护套的多芯电缆、敷设在绝缘导管、绝缘线槽中的绝缘导线，而且还要满足如下要求：1. 回路的额定电压不低
22、于最高的标称电压，和2. 每个回路具有过电流保护。 分隔的回路的外露可导电部分不应连接至其他回路的PE导体或外路可导电部分或接地。, 供电给多台用电设备的电气分隔 与供电给单台用电设备的电气分隔的防护要求相同； 分隔回路之间的外露可导电部分应采用不接地的等电 位联结绝缘导体相连接，该导体不应连接至其他回路的PE导 体或外露可导电部分或任何外界可导电部分； 所有电源插座应有PE触头，并应接至按上述要求的 等电位联结系统。 除了采用双重或加强绝缘的供电设备，所有软电缆应 包含按上述要求的PE导体作为等电位联结导体。 如果发生两个由不同相或极接地故障影响两个外露可 导电部分，则应确保按在规定的时间内
23、切断电源； 推荐产品的线路标称电压不应超过100000 V/m，线路 的长度不应超过500 m。,保护等电位联结每个建筑物的接地导体、总接地端子（MET）和下列 可导电部分应接成保护等电位联结： 建筑物的供水、燃气等金属管； 正常使用时可触及的可导电的构筑物 金属中央供热系统和空调系统； 可利用的结构钢筋等； 征得主管部门许可的通信电缆金属护套。,总等电位联结,图2 变压器PEN导体的连接方式,辅助等电位联结 接地故障的附加保护措施例如: 特殊场所长线路不能满足规定的切断电源时间 下列部分连接起来: 可同时触及的固定式设备的外露可导电部分之间以及和外界可导电部分（包括可利用的钢筋）之间； 等电
24、位联结系统应接至包括插座在内所有设备 的PE导体。 核实同时可触及的外露可导电部分和外界可导电部分之间的电阻R满足：R 50/IaIa 保护电器的动作电流，A,特低电压系统 （ELV） ELV： 50 V a. c. 120 V d.c.500 V 1 min 绝缘耐压试验 安全（不接地的）特低电压SELV ： 在正常情况 电压不超过 50 V 在单个故障情况 (a.c.) 在其他回路接地故障情况SELV的二次侧不应接地 保护特低电压（接地的）PELV：在正常情况、单个故障情况情况下电压不超过50 V a.c.PELV的二次侧接地 ；采用等电位联结 特低电压设备额定电压：IEC 48 V a.
25、c. 中国 36 V a.c., 特低电压设备,外部接地故障的转移电位传到特低电压侧, SELV和PELV回路带电部分之间以及与其他SELV和PELV回路之间或与地 之间采用基本绝缘； SELV和PELV回路和其他非SELV和PELV回路应予以电气分隔；SELV回路的外露可导电部分不应接地或连接至其他回路的PE导体或外露可导电部分；PELV回路和由PELV供电的设备外露可导电部分可以接地。,如果标称电压 25 V a.c. 或60 V d.c. 或设备浸在水中， SELV和PELV回路应采用如下的基本绝缘： 符合标准的绝缘，或 符合标准的遮拦或外护物。如果满足如下条件的干燥场所，不需要基本防护
26、措施： 25 V a.c.或60 V,SELV和PELV回路和其他非SELV和PELV回路的电气分隔， 采用双重或加强绝缘或基本绝缘和按现有最高电压予以保护 屏蔽；与具有基本绝缘的其他回路的保护分隔，可采取如下措施： SELV和PELV回路的导体应封闭在非金属护套或基本绝缘加绝缘外护物中； SELV和PELV回路的导体按最高电压回路的导体应采用接地的金属屏蔽层或接地的金属护套予以分隔； 电压 50 V a.c. 或120 V d.c.的回路可包含在多芯电缆或其他导线组合，但其导体应按其中的最高电压加以绝缘； 应采用无保护接地触头的专用插座。 采用以下机械防护措施：1. 非金属护套电缆；或2.
27、符合标准的非金属线槽或非金属导管； 实体分隔。, 安全（不接地的）SELV回路SELV的带电部分不应接地或连至其他回路的带电部分或保护 导体。外露可导电部分不应与下列部分连接： 地； 其他回路的保护导体或外露可导电部分； 外界可导电部分（除电气设备原本需与之连接，但该部分的 电压 交流50 V或直流120 V）。如果标称电压 交流25 V或无纹直流60 V，应采用如下 直接接触防护： 设置防护等级至少为IPB或IP2的遮拦或外护物； 采用能耐受500 V r.m.s. 1 min 试验电压的绝缘。, 保护（接地的）PELV回路直接接触防护： 设置防护等级至少为IPB或IP2的遮拦或外护物； 采
28、用能耐受500 V r.m.s. 1 min 试验电压的绝缘。当已采取总等电位联结，且符合下列要求时，则不需直接接触 防护措施： 干燥场所人体不会大面积接触带电部分，标称电压交流25 V 或无纹直流60 V； 其他情况，标称电压交流6 V或无纹直流15 V。, 功能FELV回路用于标称电压 50 V a.c. 或120 V d.c.的功能性回路（例如含有变压器、继电器、控制电器等的回路），但不能满足SELV或PELV的要求的情况下，可采用FELV回路。FELV回路的防护要求如下： 基本防护（通用）； 故障防护：设备外露可导电部分连接至电源一次侧回路的PE导体，一次侧回路采用自动切断电源防护；
29、插头和插座不能用于其他电压系统，并有PE触头。,思考题 下列末端回路必须安装剩余电流保护器?： 移动式电气设备； 生产用的电气设备； 施工工地的电气设备； 安装在户外的电气设备； 民用大多数插座回路； 安装在水中的供电线路和设备 建筑物电源端的剩余电流保护器应满足防接地故障 引起电气火灾的要求?。 为防火灾的剩余电流保护器，其动作电流和时间应 按被保护的线路和设备的具体情况及其泄漏电流值确定?。,剩余电流保护器（RCD） 30 mA的RCD用于特殊场合（如特别潮湿场所等）或 特殊装置的接地故障保护和直接接触的附加保护。 TN系统：采用过流保护器不能完全满足作为接地故障 保护的要求时，可采用RC
30、D。 用于一般人员使用的额定电流 20 A插座（I类设备） 用于额定电流 32 A露天移动式设备 用于防火的300 mA的剩余电流保护器。,剩余电流保护器（RCD） 选择原则 RCD的型式及特性 保护要求：故障保护；附加保护 供电的连续性 使用的人员 RCD的型式 其动作与供电电压无关 其动作与供电电压有关, 保护要求 单相RCD：确保供电电压 1.1 UN 85 V三相RCD：确保供电电压 1.1 UN 0.7 UN 采用依靠供电电压动作的RCD（例如电子式RCD）， 应校验接地故障时的残压是否满足上述要求。同时应加强 对控制线路的监护，确保其动作可靠。 为避免由于剩余电流（PE线电流和泄漏
31、电流）的误动作，需注意RCD负荷侧的设备累计的剩余电流要小于 RCD额定剩余 动作电流的 0.4倍。 IT系统：RCD的额定剩余动作电流至少应大于第1次接地故障电流的 2倍（第1次故障不动作）。 RCD应防止由于电磁干扰而误动作。,单相,单相平波,三相星形,二脉冲桥,同上半控,相间 二脉冲桥,六脉冲桥,相控,各种类型剩余电流保护器的应用范围,猝发控制, 保护选择性上下级剩余电流保护器之间为了获得全部选择性,应满足 以下两个条件： 上级剩余电流保护器的额定剩余动作电流至少宜等于 下级剩余电流保护器的额定剩余动作电流值的2倍； 对于所有故障电流，上级剩余电流保护器不动作时间 宜大于下级剩余电流保护
32、器的不动作时间。例如上级剩余电流保护器的额定剩余动作电流至少等于下级剩余电流保护器的额定剩余动作电流值的3倍，而且上级保护器的 动作时间大于下级保护器的时间时，就有可能实现全部选择性。两个均为无延时的剩余电流保护器，当上级的额定剩余动作电流为500 mA，下级的为30 mA的条件下也无法实现选择性。, 下列部件可以不采用故障防护措施： 附设在建筑物上且位于伸臂范围之外的架空线绝缘子的金属 支架； 杆中的钢筋触及不到的架空线钢筋混凝土杆； 尺寸小（约 50 mm 50 mm）的外露可导电部分（如金属外壳）或人体不可能抓住或足够面积接触其配置，而且要连接PE导体很困难或不现实（例如螺丝、铆钉、名牌
33、及电缆夹子）； 保护采用双绝缘或加强型绝缘设备的金属管或金属外护物。,交流电气装置的接地下列部分应接地： 电机、变压器和高压电器等的底座和外壳； 靠近带电部分的金属遮拦和金属门。交流电气装置的接地下列部分可不接地： 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，接地装置施工及验收规范下列部分可不接地： 在干燥场所，交流额定电压为127 V及以下或直流额定电压为110 V及以下的电气设备的外壳。, 电气装置的外露可导电部分接地是为了防间接接触电击的保护措施，也就是为了电气安全目的的保护接地。 为了获得正确的功能要求，有些电子设备的电源的一极接地以取得接近地电位的基准
34、电压（参考电位）。这种不是为了安全为目的的接地称为功能接地。 低压供电系统的电源中性点接地且引出PEN导体或保护（PE）导体和中性（N）导体，这种接地既有为了电气安全的目的，又有实现电气功能的目的。,接地配置、接地导体、保护导体和保护联结导体 GB 16895.3 2004, 有关防雷保护的接地装置，应符合有关防雷保护规范的规定。 建筑物防雷设计规范（GB 50057-94，2000年版）规定：扁钢接地极的截面不应小于100 mm2；扁钢和角钢的厚度不应小于4 mm；钢管壁厚不应小于2.5 mm。表1中的型材相对应的规定要求较低，但明确规定应采用热浸锌钢材或不锈钢，其耐腐蚀性能较强。 交流电气
35、装置的接地DL/T 621-1997）规定的地下扁钢接地极最小截面积为48 mm2，比上表相对应的规定小的多。, 接地极 电气装置内设置接地极时，应将该接地极用接地导体连接到该电气装置的总接地端子上。 通过接地故障电流和PE导体的接地装置，应能承受热的、机械的和电应力以及引起电击的危险。此外，还应耐腐蚀和具有足够的机械强度。 采用不同材料的接地装置时，应考虑回产生腐蚀的问题。 可燃液体或可燃气体用的金属管不应用做接地极。但是可做等电位联结。, 可用作接地极的举例如下： 埋入地基的金属结构（基础接地）； 埋地的板、管、棒、带或线状的金属物体； 埋在地下混凝土中的钢筋（预应力钢筋混凝土除外）； 根
36、据当地条件或要求，可采用的电缆金属护套和其他金属护层； 根据当地条件或要求，可采用的其他适用的地下金属 结构。,考虑了耐腐蚀和机械强度，埋入土壤中的接地极的最小规格,埋在土壤中的接地导体的最小截面积, 接地导体, 总接地端子 高低压电气装置的功能接地和保护接地； 信息技术设备的功能接地和保护接地； 防雷装置的接地等。总接地端子的每个接线接头应采用工具可靠地单独拆卸, 保护导体 保护导体的截面应按下列公式进行热稳定校验：S I 2 t k式中:S: 截面，mm2；I : 通过保护电器的故障电流方均根值，A；t：自动切断电源保护电器的动作时间（ 5 s)，s；注：需考虑回路阻抗的限流影响和保护电器
37、的I2t的限值。k：由保护导体、绝缘和其他部分的材料以及初始和最终温度 决定的系数（k值见GB 16895.3 附录A）。,保护导体的最小截面, 不包含在电缆本身的或不与线导体共处于同一外护物（例如导管）内的每根保护导体，其截面不应小于： 有防机械损伤防护时，铜：2.5 mm2；铝：16 mm2； 没有防机械损伤防护，铜：4 mm2；铝：16 mm2。 保护导体可由下列一种或多种导体组成： 多芯电缆中的导体； 与带电导体共用外护物的绝缘导体或裸导体； 固定安装的裸导体或绝缘导体； 符合标准的电缆金属护套、电缆屏蔽层、电缆铠装、同心导体、金属导管等。, 下列金属部件不允许用作保护导体或保护等电位
38、联结导体： 金属水管；（我国允许采用水管，水表应采用符合规定的跨接线） 含有可燃性气体或液体的金属管道； 正常使用中承受机械应力的结构部分； 柔性或可弯曲的金属导管； 柔性金属部件； 支撑线索。 采用过电流保护器作为电击防护时，其PE导体应与带电部 分敷设在一起或相互靠近。L = 0 l （ln D + 1 ） R 4, 如果电气装置中包含有金属外护物的设备，例如低压开关柜、 控制盘柜或母线槽，若其金属外护物或框架同时满足如下三项 要求，则可用作保护导体： 应利用其结构或良好的连接，以保证其机械、化学或电化学损伤的 防护性能，确保其电气的连续性； 应符合标准规定的最小截面的要求； 应在每个预定
39、的分接点上，便于与其他保护导体连接。, 保护导体不应插入开关器件。但为了便于测试，可设置只能用工具拆开的接头。 采用电气检测接地状态时，不应将专用器件（如动作传感器、线圈）与保护导体串联。, 器具的外露可导电部分不应用于构成其他设备PE导体的一 部分，但符合上条规定的除外。, PEN导体 只能在固定安装的电气装置中采用PEN导体；而且，考虑到机械强度的原因，其截面不应小于：铜10 mm2或铝16 mm2。我国2002年以前发布的有关规范和标准规定：采用多芯电缆的芯线作为PEN 干线，其最小截面不应于4 mm2。从提高PEN导体的安全使用，现在的标准加大其最小截面的要求。, 如果从电气装置的任意
40、一点起，中性导体和PE导体分别 采用单独的导体，则不允许将该中性导体再连接到电气装置的 任何其他的接地部分（例如，由PEN导体分接出的PE导体）。 外界可导电部分不应用作PEN导体。, PEN导体的绝缘水平应按可能遭受的最高电压确定。从变压器低压侧中性点引出的PEN导体，按照过去的设计一般不采取绝缘措施，而直接敷设在金属支架或墙上，这是不符合本条的规定。,现行的有关规范和标准规定：电气设备（例如开关柜）内的PEN导体的绝缘方式宜由产品标准确定。这个规定不符合现在关于多电源的PEN导体必须绝缘的规定，以防产生杂散电流可能对敏感设备的电磁干扰、埋地的保护导体腐蚀以及在火灾或爆炸危险场所起火。, 低
41、压开关柜产品标准规定，开关柜内母线的截面：400 mm2 800 mm2 时， PEN导体 最小为线导体的 25%。, 固定式接线的用电设备的PE导体电流超过10 mA时，应按如下规定设置加强型保护导体： PE导体全长的截面至少为铜10 mm2 或铝16 mm2； 或第2根至少按照电击防护要求相同截面的PE导体 直至PE导体的截面不小于铜10 mm2 或铝16 mm2 。要求 用电设备有专用于第2根PE导体的端子。, 总等电位联结导体（接至总接地端子）截面不应小于：铜：6 mm2；或铝：16 mm2；或钢：50 mm2。 注：接地装置施工及验收规范等电位联结主母线应不小于装置最大保护线的一半。
42、 辅助等电位联结导体联结两个电气设备外露可导电部分的保护等电位联结 导体，其电导不应小于接到该外露可导电部分较小的PE导体的电导。联结外露可导电部分和外界可导电部分的保护等电位 联结导体，其电导不应小于连接该外露可导电部分相应的 PE导体二分之一截面所具有的电导。,接地电阻,TN - C,T N - S,接地电阻,T T,IT,接地电阻 交流电气装置的接地 DL/T 621 1997A类电气装置（发电厂、变电所）中性点有效接地、低电阻接地：R 2000/I；？中性点不接地、消弧线圈、高电阻接地：高低压共用接地 R 120/I 4；？高压单独接地 R 250/I 10 。？B类电气装置（非发电厂
43、、变电所）高压侧中性点不接地、消弧线圈、高电阻接地： R 50/I 4时，？ 高低压可共用接地；？高压侧中性点低电阻接地：变压器在建筑物外：高低压不得共用接地；？ 变压器在建筑物内，采用总等电位联结：高低压可共用接地 。？,接地电阻 （IEC） 高压系统故障电压 Uf = IE . RE （查故障电压曲线） 式中：RE 高压电气装置外露可导电部分的接地电阻，；IE 流经接地电阻RE 的接地故障电流，A 低压系统Uf = IE . RE （查故障电压曲线） RE 1200 / I ， （接地故障切断电源时间 5 s）；或RE 250 / I ， （接地故障切断电源时间 5 s）,TN系统高低压共
44、用接地,TN系统高低压单独接地,变电所接地故障时的电压U1 、U2 和Uf,三相四极开关的应用 下列场合应采用三相四极开关是否正确? TN-S系统一般不用四极开关 正常工作电源与备用发电机的转换 装剩余电流保护器的双电源开关 不同接地系统的转换,中性线的隔离 TN C：PEN不允许装电器 TN C S：单电源 N线一般不需隔离 TN S： 单电源 N线一般不需隔离 TN S： 双电源切换N线应隔离 （与发电机组、不同接地系统、装剩余电流保护器无关） TT： N线维修时应隔离 IT： N线维修时应隔离, 泄漏电流： 0.5 mA （新、干燥） 6 mA（寿命末期）, 过电压类别,隔 离 电 器,
45、有火灾危险场所的剩余电流保护器,注: + 可用； - 禁用,I - 雷电流幅值； T1 - 波头时间； T2 - 半值时间,短时雷击电流波形例如10/350 s和8/20 s波形中的分子10和8表示如图4.3中的波头时间T1，分母350和20表示半波时间T2。,建筑物直接雷击对建筑物内电气装置的影响,过电压保护 电涌保护器（浪涌过电压保护器） 保护水平 （UP） 最大持续工作电压（ UC） 防类分区（ LPZ） 分类试验等级 接线,最大持续运行电压Uc = 1.15Uo = 255 V,分类试验等级I 级: 用在LPZOA与LPZ1分界处；10/350 s 波形 ( 电压开关型 ） II 级：
46、用在LPZOB与LPZ1分界处； 8/20 s 波形 ( 限压型 )I 级 II 级 ： 10 m; II 级 III级 ： 5 m,电涌保护器的电压保护水平（Up）应符合表中II类耐 冲击电压值的规定。例如230/400V电气装置的电涌保护器的电压保护水平Up 不应大于2.5 kV。电涌保护器的电压保护水平Up是限制其接线端子之间 电压的性能参数。例如II级分类试验的电涌保护器装在电气装置电源端的Up可选用：2.5、2.0和1.8 kV；装在下一级的Up为：1.8、1.5、1.2和1.0 kV。, 电涌保护器,TN-C-S系统,TN-S系统,TT 系统（1）,TT 系统(2),IT 系统,多
47、级电涌保护器的组合,电涌保护器的连接线,电信和信号线路的电踊保护器电信和信号线路上所接入的电涌保护器，其最小Uc值应大于接到线路处可能产生的最大运行电压。用于电子系统的电涌保护器，其标记的直流电压UDC也可用于交流电压UAC 有效值，反之亦然，它们之间的关系为UDC= UAC。,合理接线的例子应保证电涌保护器的差模和共模限制电压的规格与需要 保护系统的要求相一致，见下图。,上图 防需要保护的电子设备(ITE)的供电电压输入端及其信号端的差模和共模电压的保护措施的例子(c) 电涌保护器的一个连接点，通常，电涌保护器内的所有限制共模电涌电压元件都以此为基准点；(d) 等电位连接带；(f) 电子设备的信号端口；(g) 电子设备的电源端口；(h) 电子系统线路或网络；(l) 符合本附录表J.2.1所选用的电涌保护器；(o) 用于直流电源线路的电涌保护器；(p) 接地导体；Up(C) 将共模电压限制至电压保护水平；Up(D) 将差模电压限制至电压保护水平；X1、X2 电涌保护器非保护侧的接线端子，在它们之间接入(1)和(2)限压元件；Y1、Y2 电涌保护器保护侧的接线端子；(1) 用于限制共模电压的防电涌电压元件；(2) 用于限制差模电压的防电涌电压元件。,
