电气设备的安全运行知识

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日期：__年___月___日。

1．接地的基本概念。

接地是将电气设备或装置的某一点（接地端）与大地之间做符合技术要求的电气连接。目的是利用大地为正常运行、绝缘损坏或遭受雷击等情况下的电气设备等提供对地电流流通回路，保证电气设备和人身的安全。

2．接地装置。

接地装置由接地体和接地线两部分组成。接地体是埋入大地中并和大地直接接触的导体组，它分为自然接地体和人工接地体。自然接地体是利用与大地有可靠连接的金属构件、金属管道、钢筋混泥土建筑物的基础等作为接地体。

人工接地体是用型钢如角钢、钢管、扁钢、圆钢制成的。人工接地体一般有水平敷设和垂直敷设两种。电气设备或装置的接地端与接地体相连的金属导线称为接地线。

3．中性点与中性线。

星型联接的三相电路中，三相电源或负载连在一起的点称为三相电路的中性点。由中性点引出的线称为中性线，用n表示，如图1-11a所示。

4．零点与零线。

当三相电路中性点接地时，该中性点称为零点。由零点引出的线称为零线。

二、电气设备接地的种类。

1．工作接地。

为了保证电气设备的正常工作，将电路中的某一点通过接地装置与大地可靠地连接，称为工作接地。如变压器低压侧的中性点、电压互感器和电流互感器的二次侧某一点接地等，其作用是为了降低人体的接触电阻。

供电系统中电源变压器中性点的接地称中性点直接接地系统；中性点不接地的称中性点不接地系统。中性点接地系统中，一相短路，其它两相的对地电压为相电压。中性点不接地系统中，一相短路，其他两相的对地电压接近线电压。

2．保护接地。

保护接地是将电气设备正常情况下不带电的金属外壳通过接地装置与大地可靠连接。当电气设备不接地时，若绝缘损坏，一相电源碰壳，电流经人体电阻rr、大地和线路对地绝缘电阻rj构成的回路，若线路绝缘电阻损坏，电阻rj变小，流过人体的电流增大，便会触电；当电气设备接地时，如图1-12b所示，虽有一相电源碰壳，但由于人体电阻rr远大于接地电阻rd（一般为几欧），所以通过人体的电流ir极小，流过接地装置的电流id则很大，从而保证了人体安全。

保护接地适用于中性点不接地或不直接接地的电网系统。

3．保护接零。

在中性点直接接地系统中，把电气设备金属外壳等与电网中的零线作可靠的电气连接，称保护接零。保护接零可以起到保护人身和设备安全的作用。当一相绝缘损坏碰壳时，由于外壳与零线连通，形成该相对零线的单相短路，短路电流使线路上的保护装置（如熔断器、低压断路器等）迅速动作，切断电源，消除触电危险。

对未接零设备，对地短路电流不一定能使线路保护装置迅速可靠动作。

三、电气设备安全运行措施。

1）必须严格遵守操作规程，合上电流时，先合隔离开关，再合负荷开关，分断电流时，先断负荷开关，再断隔离开关；

2）电气设备一般不能受潮，在潮湿场合使用时，要有防雨水和防潮措施。电气设备工作时会发热，应有良好的通风散热条件和防火措施；

3）所有电气设备的金属外壳应有可靠的保护接地。电气设备运行时可能会出现故障，所以应有短路保护、过载保护、欠压和失压保护等保护措施；

4）凡有可能被雷击的电气设备，都要安装防雷措施；

5）对电气设备要做好安全运行检查工作，对出现故障的电气设备和线路应及时检修。

4．重复接地。

三相四线制的零线在多于一处经接地装置与大地再次连接的情况称为重复接地。对1kv以下的接零系统中，重复接地的接地电阻不应大于10ω。重复接地的作用：

降低三相不平衡电路中零线上可能出现的危险电压，减轻单相接地或高压串入低压的危险。

5．其他保护接地。

1）过电压保护接地为了消除雷击或过电压的危险影响而设置的接地。

2）防静电接地为了消除生产过程中产生的静电而设置的接地。

3）屏蔽接地为了防止电磁感应而对电力设备的金属外壳、屏蔽罩、屏蔽线的外皮或建筑物金属屏蔽体等进行的接地。

电气设备的接地与接零。

接地和接零是电气防火、安全技术重要的研究内容。美国加利福尼亚州编辑的工业电气事故统计资料指出，可靠的接地设施能够消除人身事故；火灾保险公司在总结工业经验时也指出，工业设施中大约有15％的火灾起源于电气系统，而采用更可靠的接地装置便能有效地减少火灾危险。

所谓接地，就是电气设备的任何部分与土壤间作良好的连接。在这里，接地系统按其设备和作用可分为保护接地、工作接地、保护接零和重复接地4种。在正常或事故状态下，为了保证电气设备可靠运行，而将电力系统中某一点进行接地，无论是直接接地或经特殊装置接地均称工作接地；当电气设备与带电部分相绝缘的金属外壳由于绝缘破坏可能带电，造成触电事故，为了防止这种触电的危险而将金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接，使设备外壳保持和大地同为零电位，称之为保护接地；如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接接地系统中的零线连接，称为保护接地；如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接地系统中的零线连接，称为保护接零；将零线的一点或几点再次与地作金属性连接，称为重复接地，总而言之，无论是接地和接零，其目的不外乎有两个：

一是电气设备在任何范围内，它的金属外壳及其靠近它垢金属结构都始终保持低电位，以防触电危险，确保人身安全。二是提供可靠的电气通路。就是在接地短路电流通过时也不会有火花或其它明显的过热现象，以避免易燃物质或气体引燃，造成火灾危险。

在这里，我们主要谈一下接于380伏／220伏三相四线制电线系统的电气设备在系统中性点接地时的安全保护问题。对于中性点接地的接零系统，设备外壳必须采取接零保护。这是因为当电器设备的外壳接到零线上时，若发生碰壳短路，电流将由设备外壳、零线、相线构成闭合回路。

由于3种物质的合成电阻很小，从而使短路电流很大，常常大于3倍的熔丝额定电流，使保护设备迅速动作，故障设备从线路中切断，即使在故障期间，人体若触及设备外壳，由于人体与设备形成并联回路，而人体的电阻远大于三者的合成电阻，从而使通过人体的电流很小，也不会发生触电危险。在中性点接地的接零系统中，如果设备外壳未接地也未接零，当电气设备绝缘损坏，使外壳带电，此时漏电流较少，不足以使熔断器熔断，设备外壳上长期存在电压，而人体一旦触及外壳，就会有电流通过人体。由于人体电阻（8001000）大于接地电阻（一般为4）对于220v的相电压。

此时通过人体的电流为0．22a，远远超过人体允许的安全电流（50ma），因而有触电危险；如果仅有设备外壳接地，当电器设备发生单相接地短路时，所产生的短路电流不足以使过流继电器动作，从而使单相接地故障电流持续存在，线路也不会跳闸。设备在持续电流作用下发热，并且使设备外壳存在对地电压，其实两相也承受了过电压。这样系统在过电压下运行，不仅使绝缘程度下降，而且人体一旦触及外壳也会有触电危险。

这样看来，仅有接零系统也是不够安全的。为了使保护接零系统处于最佳的安全状态，还必须对零线进行重复接地。这样当接零电气设备发生单相短路时，在保护动作的一段时间，短时电流将大都通过零线，小部分通过重复接地和工作接地，这一部分接地电阻上的电压就是设备对地电压。

与纯零系统相比，设备对地电压减少，安全性提高了。因此，在架空线路和工厂电缆敷设时常采用重复接地的方式。

这里还必须强调指出几点：

保护接零只能用地中性点直接接地系统中。若在无中性点接地的系统采用接零保护，一旦电气设备发生单相接地短路时，故障电流会通过设备、人体回到零线构成回路。这时的故障电流线路保护不动作，电流可能长期存在，对人身和所有设备会造成**和过热危险。

在接零系统中，不能采用有的设备接地有的设备接零的不合理连接方式。众所震惊的美国内华达州的拉维斯加维市的米高梅大旅社火灾便是由于系统接地零混乱而酿成85人死亡、损失5千万美元的悲剧。

非直接接地系统中设备不能单纯接地。

对于380／220v系统中的零线和具有接零要求的单相设备不允许装设开关和熔断器，如果装设自动开关，只有当过流脱口器动作后能同时切断相线时，才允许在零线上装设过流脱口器。

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