電氣設備接地講解目錄一、概述二、接地的分類三、接地電阻四、裝設接地裝置的要求五、發電機中性點接地方式七、變壓器中性點接地與不接地系統八、各種電壓等級供電線路的接地方式九、保護接地十、保護接零

一、概述電氣設備的某個部分與大地之間作良好的電氣聯接稱為接地。與大地土壤直接接觸的金屬導體或金屬導體組稱為接地體：聯接電氣設備應接地部分與接地體的金屬導體稱為接地線；接地體和接地線統稱為接地裝置。電氣設備接地的目的主要是保護人身和設備的安全，所有電氣設備應按規定進行可靠接地。二、接地的分類

按接地的作用分有保護接地和工作接地兩種。（1）為了保證人身安全，避免發生人體觸電事故，將電氣設備的金屬外殼與接地裝置聯接的方式稱為保護接地。當人體觸及到外殼已帶電的電氣設備時，由于接地體的接觸電阻遠小于人體電阻，絕大部分電流經接地體進入大地，只有很小部分流過人體，不致對人的生命造成危害。（2）為了保證電氣設備在正常和事故情況下可靠的工作而進行的接地稱為工作接地，如中性點直接接地和間接接地以及零線的重復接地、防雷接地等都是工作接地。三、接地電阻應接地的電氣設備通過接地裝置和大地之間的電阻稱為接地電阻，它包含五個部分：（1）電氣設備和接地線的接觸電阻。（2）接地線本身的電阻。（3）接地體本身的電阻。（4）接地體和大地的接觸電阻。（5）大地的電阻。四、裝設接地裝置的要求（1）接地線一般用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼。（2）接地體用鍍鋅鋼管或角鋼。鋼管直徑為50mm，管壁厚不小于3.5mm，長度2～3m。角鋼以50mm×50mm×5mm為宜。（3）接地體的頂端距地面0.5～0.8m，以避開凍土層，鋼管或角鋼的根數視接地體周圍的土壤電阻率而定，一般不少于兩根，每根的間距為3～5m.（4）接地體距建筑物的距離在1.5m以上，與獨立的避雷針接地體的距離大于3m。（5）接地線與接地體的聯接應使用搭接焊。五、發電機中性點接地方式

隨著電力系統發電機裝機容量和單機容量由小到大的不斷快速增大，發電機中性點的接地方式經歷了以下五種方式的變化和發展：

①中性點經高電阻（發電機中性點接地電阻柜）接地；

②中性點經消弧線圈（諧振）接地。

③中性點不接地；

④中性點直接接地；

⑤中性點經低阻抗接地；發電機中性點接地方式優缺點對于300MVA及以上的大容量發電機組，目前世界各國普遍采用的是第①種或第②種接地方式。采用第①接地方式，中性點經高電阻接地的主要目的是限制接地電弧重燃、中性點出現的積累性電壓升高，從而降低電弧接地過電壓。發電機中性點經高電阻接地方式有許多方案，其中以單相配電變壓器電阻的方案為最優。配電變壓器二次側所接的電阻為一消能元件，可增大零序回路阻尼，抑制暫態過電壓，但因此也增大了接地電流，這就要求當發電機定子繞組發生單相接地故障時能迅速切除機組。由于此種裝置簡單且易于配置，故得到廣泛的應用，在西方歐美國家已經形成一種使用慣例，在國內許多大型汽輪發電機組和水輪發電機也都采用配電變壓器的接地方式。但是這種接地方式的缺點是無法減小接地電容電流，而是增大接地故障電流。因此對于大電容電流發電機，接地故障電流數倍乃至十數倍地超過發電機的安全接地電流，暫態接地電流更大，即使短時間跳開故障的發電機鐵芯迭片的熔化焊接現象也很難避免，這種接地方式就難于適用了對于第③種不接地方式，由于發電機的中性點不接地運行，當定子繞組發生單相接地時，流過故障點的電流僅為很小的電容電流，有效地限制了接地電流的破壞作用。到目前為止我國、前蘇聯及一些其他國家的電容電流較小的發電機，中性點仍采用這一不接地方式。但是，隨著機組容量的增大和運行電壓的升高，當電容電流接近或達到某一臨界值時，接地電弧不能自行熄滅。電弧接地過電壓又會產生新的危害。隨著機組容量的增大，鐵芯燒損后果嚴重，允許的接地故障電流日趨減少。所以這一不接地方式的應用，受到接地電容電流的限制。對于大容量發電機，盡管消弧線圈的接地方式在國內大電容電流發電機上得到一定的應用，但是消弧線圈的接地方式還存在以下不利因素：1）潛在的過電壓危險。當故障點發生在電網側時，零序電壓經耦合電容傳遞到發電機側，若采用過補償方式，傳遞過電壓可能趨向無窮大，將威脅發電機安全。而完全補償方式，又會出現人們所擔心的諧振過電壓。因而，從理論上，經消弧線圈接地方式應該是欠補償方式。然而，在實際應用中過補償方式卻運用最多。另外，在發電機組啟、停及甩負荷等過程中，如果再出現接地或二次重燃，將會有較大的暫態過電壓。確分析暫態過電壓的大小，是十分困難的，國內外都只是通過仿真進行模擬估算，在消弧線圈內阻較小，脫諧度很小時，間歇電弧會產生危險的過電壓。

2）保護配置比較復雜，需要增設高壓側零序制動電壓，以防止保護誤動。3）參數選擇須考慮因素較多。如果沒有經過全面地分析計算，選定的參數不合適，將會使發電機三相對地電壓長期有較大偏移，甩負荷時，電壓偏移更大。六、變壓器中性點接地與不接地系統1.1變壓器中性點接地系統的優缺點：（1）優點：對電源中性點接地系統，若發生某單相接地，另兩相電壓不升高，這樣可使整個系統絕緣水平降低；另外，單相接地會產生較大的短路電流Is，從而使保護裝置（繼電器、熔斷器等）迅速準確地動作，提高了保護的可*性。（2）缺點：對電源中性點接地系統，由于單相短路電流Is很大，開關及電氣設備等要選擇較大容量，并且還能造成系統不穩定和干擾通訊線路等；1.2變壓器中性點不接地系統的優、缺點：

（1）優點：對變壓器中性點不接地系統，由于限制了單相接地電流，對通訊的干擾較小；另外單相接地可以運行一段時間，提高了供電的可*性。（2）缺點：對變壓器中性點不接地系統，當一相接地時，另兩相對地電壓升高，易使絕緣薄弱地方擊穿，從而造成兩相接地短路。八、

各種電壓等級供電線路的接地方式（1）在110kv及以上的高壓或超高壓系統中，一般采用中性點接地系統，其目的是為了降低電氣設備絕緣水平，免除由于單相接地后繼續運行而形成的不對稱性。（2）工廠供電系統采用電壓在1kv~35kv，一般為中性點不接地系統，因工廠供電距離短，對地電容小（Xc大），單相接地電流小，這樣可以運行一段時間，提高了系統的穩定性和供電可靠性，對通訊干擾小等優點。（3）1kv以下的供電系統（380/220伏），除某些特殊情況下（井下、游泳池），絕大部分是中性點接地系統，主要是為了防止絕緣損壞而遭受觸電的危險。

九、

保護接地

將電氣設備的金屬外殼通過接地線與接地體相接，其原理是分流原理。由于人體電阻Rr遠大于接地電阻Rd，所以Ir<<Id。保護接地,適應于變壓器中性點不接地的供電系統中。但在干燥場所，交流電壓50V及以下，或直流電壓110V及以下的電氣設備，金屬外殼可不接地；在干燥且有木質、瀝青等不良導電地面的場所，交流額定電壓380V及以下，或直流額定電壓440V及以下的電氣設備金屬外殼，除另有規定外（在爆炸危險場所仍應接地），可不接地。電氣設備在高處時，不應采取保護接地措施，否則會把大地電位引向高處，反而增加觸電危險。保護接地時應注意問題由同一變壓器（中性點不接地）供電系統中各電氣設備不應分別接地，而應形成一個保護接地系統。這樣做不僅降低了接地電阻，而且也防止了不同電氣設備的不同相，同時碰殼（接地）所帶來的危險。形成保護接地系統后，這時兩相短路電流主要通過接地網流通，因而提高了兩相短路電流的數值，保證過流保護裝置可靠動作。十、保護接零由于低電壓網（380V/220V）中性點不接地只有個別場合，如礦井、游泳池等，而一般低壓電網都采用了中性點接地的三相四線制供電系統。在這種電網中工作的設備，其金屬外殼要與零線緊密相接，即保護接零，如圖2所示。保護接零的目的，也是為了保證安全，當設備發生一相碰殼時，則造成單相短路，使保護裝置迅速動作，切斷故障設備。

按中性線與保護線的組合情況，保護接零分以下三種情況：（1）整個系統中性線N與保護線PE是合一的，通常適用于三相負荷比較平衡且單相負荷容量較小的場所。（2）整個系統中性線N與保護線PE是分開的，即將設備外殼接在保護線PE上，在正常情況下保護線上沒有電流流過，所以設備外殼不帶電。（3）系統中的一部分采用中性線與保護線合一的，局部采用專設的保護線。保護接零應注意問題：（1）由同一臺發電機或同一臺變壓器供電的線路，不允許有的設備保護接地，有的設備保護接零。（2）沿零線上把一點或多點再行接地，即重復接地。以確保護接地裝置的可靠。但重復接地只能起到平衡電位的作用，因此，中性線盡量避免斷裂，對中性線要求精心施工，注意維護。單相接地

1、中性點不接地系統單相接地時的特點：①中性點對地電壓上升為相電壓②接地相對地電壓為零，非接地相對地電壓上升為原來的線電壓，絕緣要求按線電壓設計③線電壓仍對稱，允許繼續運行2h；④接地電流為正常相對地電容電流的3倍，保護并不立即切除故障線路。⑤接地電流引起的接地電弧有可能熄滅和重燃，引起諧振過電壓。2、中性點直接接地單相接地時的特點：①中性點對地電壓為零，②接地相對地電壓為零，③非接地相對地電壓為原來的相電壓不變，絕緣按相電壓設計，④線電壓不對稱，不允許繼續運行；⑤接地電流為很大的單相短路電流，保護動作切除故障線路。三相短路故障和正常運行時，系統里面是正序。

單相接地故障時候，系統有正序負序和零序分量。

兩相短路故障時候，系統有正序和負序分量。

兩相短路接地故障時，系統有正序負序和零序分量。

1：三相不平衡的的電壓（或電流），可以分解為平衡的正序、負序和零序2：零序為3相電壓向量相加，除以3

3：正序將BC相旋轉120度到A相位置，這樣3個向量相加會較長，3個向量相加，除以3

4：負序將BC相旋轉120度到A相相反位置，這樣3個向量相加會較短，3個向量相加，除以3

回路、信號回路、繼電保護、自動裝置及事照明等提供可靠穩定的不間斷電源，它還為斷路器的分、合閘提供操作電源。由于分支網絡多、所接設備多等因素構成了龐大而復雜的直流電源網絡，分為主母線、小母線、層層分布，回路復雜、單線交錯、雙線交錯，客觀上增加了查找直流接地故障的難度。由于直流電源在二次系統所處的重要地位，直流系統自身的可靠及安全直接影響到整個系統的安全，盡管直流電源十分穩定可靠，但實際應用中，由于電力系統應用直流電源的特殊性，特別是控制回路和保護回路的應用，使直流系統的故障成為電力系統更大故障的事故隱患，這就是我們常說的直流系統接地故障危害。直流接地發電廠直流系統是十分重要的電源系統，它是一個獨立的電源，不受發電機、廠用電、站用變以及系統運行方式改變的影響，為電力系統的控制直流系統接地應包括直流系統一點接地和直流系統兩點接地兩種情況。在直流系統中，直流正、負極對地是絕緣的，在發生一極接地時由于沒有構成接地電流的通路而不引起任何危害，但一極接地長期工作是不允許的，因為在同一極的另一地點又發生接地時，就可能造成信號裝置、繼電保護或控制回路的不正確動作。發生一點接地后再發生另一極接地就將造成直流短路。直流接地如直流正極接地有造成繼電保護誤動作的可能。因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳、合閘線圈等）均接負極電源，若這些回路再發生接地或絕緣不良就會引起繼電保護誤動作。直流負極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點接地就可能造成繼電保護拒絕動作，使事故越級擴大。兩極兩點同時接地將跳閘或合閘回路短路，不僅可能使熔斷器熔斷，還可能燒壞繼電器的接點。在變電站日常運行維護和異常處理工作中，最復雜的就是直流系統接地的查找與處理。直流系統發生一點接地時對設備系統不會造成影響，不及時處理查找，出現兩點接地后，就可能發生短路、裝置誤動、拒動等嚴重后果。直流接地直流系統接地原因:

直流系統是個不間斷工作長期帶電的系統，發電廠、變電站直流系統所接設備多、回路復雜，負荷涉及面廣，在長期運行過程中會由于環境的改變、氣候的變化、污染、高溫、電纜以及接頭的老化，元件損壞、設備本身的問題等等引起絕緣水平下降，而不可避免的發生直流系統接地。特別在發電廠、變電站建設施工中或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留電力系統故障的隱患，直流系統更是一個薄弱環節。投運時間越長的系統接地故障的概率越大。直流接地直流接地1）雷雨季節，室外端子箱或機構箱內潮濕積水導致直流二次回路中的正電源或負電源對地絕緣電阻下降，嚴重者可能到零，從而形成接地。2）部分型號手車開關的可動部分與固定部分的連接插頭或插座缺少可靠的絕緣隔離措施，手車來回移動導致其中導線破損，從而使直流回路與開關金屬部分相接觸，從而導致接地。3）部分直流系統已運行多年，二次設備絕緣老化、破損，極易出現接地現象。4）因施工工藝不嚴格，造成直流回路出現裸線、線頭接觸柜體等，引起接地。直流接地直流系統接地的危害

（1）接地分類:由于直流系統網絡連接比較復雜，其接地情況歸納起來有以下幾種：按接地極性分為正接地和負接地；按接地種類可分為直接接地，亦稱金屬接地或全接地和間接接地，亦稱非金屬接地或半接地；按接地的情況可分為單點接地、多點接地、環路接地和絕緣降低或稱片接地。

（2）正接地可能導致斷路器誤跳閘由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發生正接地時可能導致斷路的跳閘，如圖所示，當圖中的A點和B點同時接地，相當時A、B兩點通過大地連起來，中間繼電器2J1必然動作造成斷路器的跳閘。同理，當圖中的A點和C點同時接地，和圖中的A點、D點同時接地均可能造成斷路的跳閘.直流接地（3）負接地可能導致斷路器的拒跳閘:如圖所示，如圖所示，當圖中的B點，正點同時接地，B、E點通過地構成了回路，即B、E點相接將中間繼電器2J1短接，此時，如果系統發生事故，保護動作由于中間繼電器2J1被短接，2J1不工作，斷路器不會動作，產生拒動現象，使事故越級擴大。同理，當圖中的E點和C點同時接地和圖中的E點和D點同時接地均可能生成斷路器拒動現象。從以上分析看出，直流系統如果僅僅是一點接地，對二次回路不會造成事故，如果有兩點接地，就可能發生斷路器誤動或拒動。就動作的實際情況看，當直流系統監測回路發出預告信號報警，顯示該系統接地，可以斷定，直流系統的接地故障已經造成了斷路器可能發生誤跳或拒跳的事故隱患，應立即排除。1）拉路法：這是電力系統查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應小于三秒，直流接地回路一旦從直流系統中脫離運行，直流母線的正負極對地電壓就會出現平衡。所以人們通常從直流接地回路瞬間停電，