接地的基本原理第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1.4.1接觸電勢與接觸電壓在地表面離設備水平距離為0.8米處與沿設備外殼（可觸及的主動導電部件）離地面高度為1.8米處兩點的電位差，稱為接觸電勢人體接觸這兩點時所承受的電壓叫接觸電壓如圖：rA為人腳站立點離半球形接地極球心的距離r0為半球形接地極球心的半徑或者I0為流過人體的電流，Rb為一只腳與地面的接觸電阻第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日由接地電流引起大地電位上升

當接地電流流入接地電極，其附近的大地的電位分布亦改變。在安全上重要的是地表面的電位。如x點的電位為Vx：(以無限遠方為基準)在Vx式中如取x＝r，便得出半球狀電極自身的電位v，即第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1.4.2跨步電勢與跨步電壓由圖1．24知道，大地電位以與離接地電極的距離成反比例下降。中央的平坦部分是存在接地電極的部分。如人在地面以跨步ΔΧ（0.8m）立著，兩足之間便可能有電壓ΔV，把ΔV這個值稱為跨步電壓。rc和rd是兩腳離半球中心的距離或者第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日電位梯度在接地電極中，可因各種各樣的原因有接地電流流人，如室外的輸配電線可能有雷擊電流流入，如是在室內電氣設備接著的接地電極上，在發生接地事故時便有故障電流流入。偶然在接地電極上有接地電流流入之際，擔心在接地電極附近立著的人會因跨步電壓觸電。這里，比電位更重要的是電位梯度，它可把電位微分求得：

由上式知道，電位梯度與離電極的距離x的平方成反比，即電位梯度在靠近電極的地方最大，隨離電極距離增大而急速降低。安全的區域每0.8m跨步電壓不應大于50V。第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日跨步電壓觸電示意圖第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1.4.4人身觸電事故分析一、人身觸電的危害

1.電流對人體的傷害電流的熱效應能使觸電者燒傷甚至造成局部機體炭化；電流的化學效應能引起人體內部組織發生電解作用，嚴重的會造成人體機能失常；電流對人體生理性質的傷害。由于電流的強烈刺激使人體內部組織機能受到破壞．引起心室顫動或呼吸停止．使觸電者因大腦缺氧迅速死亡。第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日2.人體對電流的反應

(1)感知電流使人體有感覺的最小電流男性約為1.1mA，女性約為0.7mA；

(2)擺脫電流工頻擺脫電流，成年男性約為16mA以下，女性約為10mA以下（3)致命電流(室顫電流)

致命電流又稱之為心室顫動最小電流，工頻電流為30mA第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日3．電流對人體傷害程度的幾個因素觸電時對人體的傷害程度與電流的大小、觸電持續時間、電源的頻率、電壓的高低、電流通過人體的途徑以及人體的健康狀況有關第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日(1)電流大小的影響通過人體的電流越大，人體的生理反應越明顯．引起心室顫動的所需時間越短，致命危險就越大。當通過人體電流超過50mA時就有致命危險，當工頻100mA的電流通過人體時，可很快使人致命。第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日

(2)觸電持續時間的影響

觸電持續時間越長危險性越大．其原因是：

1)電流通過人體時間越長，由于電流對人體的發熱和電解作用。使人體電阻逐漸減小，在電源電壓一定的情況廠，會使電流增人。對人體組織的破壞越加厲害。

2)人體心臟每收縮和擴張一次．中間約有0.1s的間隙．在這0.1s特定時間內心臟對電流最為敏感，在這特定時間內電流通過心臟即使較小的電流也可能引起心室顫動因此當觸電時間超過1s，則必然與心臟的敏感期重合。心室顫動電流與電流的持續時間的關系可用下式表示：當t≥1s時，I＝50mA；當t<1s時，I·t=50mAs(該式所允許的時間范圍是0.1-5s）以能量為允許限度的心室顫動電流與電流的持續時間的關系：

I2t=0.0135第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日(3)電流頻率對人體的影響電流的頻率對觸電的傷害程度有直接影響．25--300Hz的交流電對人體的傷害程度最大、當低于或高于以上頻率范圍時它的傷害程度就會顯著減輕。對于直流電來講．它的傷害程度要遠比工頻交流電小。人體對直流電的極限忍耐電流值約為100mA。第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日(4)電壓高、低對人體的影響人體觸電電壓越高．通過人體的電流越大．危險就越大。由于通過人體電流與作用于人體上的電壓并非線性關系。隨著作用于人體上電壓得升高．人體電阻急劇下降，致使電流迅速增加，從而對人體的傷害更為嚴重。1000V以上的高電壓觸電還能伴隨弧光燒傷、擊穿甚至引起心肌纖維斷裂，因此后果更為嚴重。IEC規定安全電壓為50V。25V以上考慮采取防電擊措施。第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日（5)電流途徑的影響電流通過心臟、呼吸系統和中樞神經時危害性最大。實踐證明。人身觸電從左手到腳是最危險的電流途徑．因為在這種情況下電流通過心臟、肺部、脊椎等重要器官．會造成心室顫動、呼吸停止和截癱等。另外電流通過頭部也是較危險的途徑．因為電流通過頭部會號致昏迷并有可能造成腦損傷，使人不醒而死亡、第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應超過下列數值第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日(6)人體電阻、健康狀況的影響人體電阻因人而異，一般為幾百到一千多歐姆人體的健康狀況和精神狀態正常與否對于觸電后果有一定的影響．如果有心臟病、神經系統疾病、結核病、或醉酒的人因觸電傷害的程度要比正常人嚴重。另外性別和年齡的不同對觸電后果也有不同的程度．女性較男性敏感．小孩遭受電擊較成人危險。第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1.4.5防接觸電壓和跨步電壓觸電措施①降低接地電阻②改善地面電位分布第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日③提高地表層電阻率（例如：《建筑物防雷設計規范》第4.3.5條：防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應小于3m。當小于3m時應采取下列措施之一：水平接地體局部深埋不應小于1m;水平接地體局部應包絕緣物,可采用50～80mm厚的瀝青層;采用瀝青碎石地面或在接地體上面敷設50～80mm厚的瀝青層,其寬度應超過接地體2m。）第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1.5接地參數的數值計算方法

（簡介）1.5.1綜述接地參數的計算為設計地網提供理論依據，減小設計的盲目性，在保證人員和設備安全的條件下，做到投資小、效率高。1.接地參數的近似計算主要近似處理方法：①將接地極幾何形狀做某些改變以便于進行數學分析②假設電流在接地極上均勻分布（1）工頻接地電阻的計算1）考慮到屏蔽效應的各種水平接地極的接地電阻

不適用于大型接地網第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日2）圓板公式的變形和環狀地線接地公式（D為等值直徑d為埋深）由圓板電極接地公式近似得：地網接地公式為r為等值半徑，L為買地導體的總長度，略去了埋深的影響，偏大。第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日3）我國現行接地規程接地電阻計算公式利用圓板和圓環電極的接地電阻公式用線性內插法求得式中：S—接地網總面積

L---接地體總長度，包括垂直接地體在內

d---水平接地體的直徑或等值直徑

h---水平接地體埋設深度第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日(2)跨步電勢Ｅstep;接觸電勢Etouch或網孔電勢Emesh的計算(IEEE方法)存在問題:第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日2.接地參數的數值計算略第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日1.6接地和接零保護一、基本概念1)工作接地根據電力系統遠行的需要而進行的接地(例如變壓器中性點接地)稱為工作接地。

2)保護接地將電氣設備正常運行情況下不帶電的金屬外殼和架構，通過接地裝置與土壤連接，它是用來防護間接觸電的。因此，稱作保護接地。

3)保護接零將電氣設備正常遠行情況不不帶電的金屬外殼和架構與配電系統的零線直接進行電氣連接。也是用來防護間接觸電的，因此，稱作保護接零。實驗證明，在離開短路接地故障點20m以外的地方，電位趨近于零、我們把這零電位的地方稱為電氣上的‘地”。第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日二、配電系統的保護接地形式根據GB9089．2的規定,配電系統接地型式共有TN、TT及IT三種

電源變壓器的中性點直接接地·可觸及的導電部件與普通PEN導體相連接·在全系統內N線和PE線是合一的

圖2.TN-C系統

圖14.5TN-C

系統

第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日TN-S系統

中性點直接接地，可觸及的導電部件與PE導體相連接，在全系統內N線和PE線是分開的

第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日TN-C-S系統

電源變壓器的中性點直接接地·可觸及的導電部件與PEN導體相連接，并且部分與保護PE導體相連接·在全系統內，僅在電氣裝置電源進線點前N線和PE線是合一的，電源進線點后即分開為兩根線第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日

TT系統

·電源變壓器的中性點直接接地·可觸及的導電部件與單設的裝置接地系統（與電源系統接地不相關）相連接第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日IT系統·電源變壓器的中性點不接地或電源的一點經高阻抗接地（例如1000Ω）。·可觸及的導電部件接地第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日三、保護接地1．保護接地的應用范圍高、低壓不接地電網（三相三線制）和部分低壓中性點接地電網的金屬外殼、架構、支架、框架等金屬部分2.保護接地的作用只要保護接地電阻（規定不大于4歐）遠遠小于人體電阻就能保證接觸電壓低于安全電壓第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日四、保護接零1.保護接零的應用范圍中性點直接接地的三相四線制(TN—C)和三相五線制(TN—S)低壓配電系統。2.保護接零的作用發生故障時短路電流很大。促使線路上的保護裝置迅速動作切斷故障設備的電源。!中性線應在規定地點采用重復接地。交流工作接地電阻不應大于4歐，重復接地電阻不應大于10歐第三十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日重復接地低壓供電系統采用接零保護時，陳電源變壓器的中性點必須進行工作接地外，還必須做重復接地。所謂重復接地系指在中性線(應為PEN線)上的一處或多處通過接地體再次與大地做良好的金屬聯結。重復接地的接地電阻值不應大于10歐姆。重復接地作用：

(1)降低漏電設備外殼的對地電壓沒有重復接地和有重復接地時，中性線斷線時的情況如圖8—8所示。第三十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日沒有重復接地時，漏電設備外殼對地電壓等于單相短路電流Ik在中性線部分產生的電壓降，它近似等于相電壓。有重復接地后，漏電設備外殼對地電壓僅為相電壓的一部分。

第三十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期日(2)減輕中性線斷線時的觸電危險中性線上有重復接地后．一旦出現中性線斷線時、接在斷線點后面的所有電氣設備的金屬外殼的對地電壓，僅為相