电力系统中的接地分析.docx
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电力系统中的接地分析
电力系统中的接地分析
1绪论
1.1课题来源及研究的目的和意义
家庭电路是学生在实际生活中接触较多的电路之一。
家庭电路主要是给家用电器设备进行供电，如电灯、电视机、电冰箱等。
家庭电路的基本组成部分是低压线路（起电源作用进户线）、用电器、开关、保险装置、电能表、插座和导线等组成。
一般进户线有两根，一根是火线，一根是地线，二者之间电压为220V。
各种用电器和插座都是并联在电路中的，这样使得每个用电器两端的电压都是220V。
电能表是用来测量家庭电路中用电器的用电情况的。
电能表上有四个接线柱，分别是“火线进”、“火线出”、“零线进”、“零线出”。
电能表都标有类似“220V5（20）A50Hz”的字样。
“220V”表示工作电压为220V。
“5（20）A”表示正常工作电流不大于5安，短时间允许的最大电流为20安。
所以这样一只电能表的允许的最大功率是P=UI=220*5W=1100W。
保险丝是由电阻率较高而熔点低的铅锑合制成的。
当家庭电路中电流大小正常时，保险丝产生的热量较少，不会熔断，这时电器能正常工作。
若家庭中电流过大时，保险丝会立即熔断，从而自动切断电路，起保护作用。
保险丝有不同的规格，保险丝越粗使它熔断的电流越大，家庭电路要选用合适的保险丝，不能太细也不粗，更不能用铜铁丝来代替。
我国的标准规定：
保险丝的熔断电流对2倍。
当通过保险丝的电流为额定电流时，保险丝不会熔断，当通过保险丝的电流为额定电流的1.45倍时熔断时间不超过5分钟，当通过保险丝的电流为额定电流的2倍（即等于熔断电流）时熔断的时间不超过1分钟。
保险丝和闸刀开关应安装在电能表后，家庭中所有用电器（插座）之前的干路火线上。
现在新建的楼房中由一种叫断路器的设备来保护电路。
插座可分为两种，一种为两孔插座，没有接地线，一种为三孔插座，有一孔是接地的。
三孔插座多用于电冰箱、空调等带金属外壳的电器，通过三孔插头，使金属外壳接地。
这样即使由于某种原因火线与用电器外壳接通带电，也会从地线接走，人接触外壳也就没有危险了。
插孔内的接线一般规定左孔是接零线，右孔接火线，上孔接地线。
家用电器一般都有一个铭牌，标记了这个用电器的型号、规格，额定电压、额定电流以及功率等信息。
1.2主要研究内容、研究方法及思路
一、安全用电
一百多年前，爱迪生在美国建立了第一座发电厂，电开始为人类造福。
人们日常生活工作中，接触电气设备及用电器具的机会越来越多。
电给我们带来便利的同时，也给我们惹了不少麻烦。
触电就是一种易发生的事故。
你用手电筒会很安全，而电冰箱漏电会使你触电受害，这是什么原因？
怎样避免触电？
1、人体容许的安全电流
人体是导体，能够传导电流（人体对电流是很敏感的）。
（1）电流大小的影响 你的手指接触到频率为50赫的交流电后，电流的大小会使你有不同的感觉；若流经人体的电流为0.6—1.5毫安，手指就会感到麻刺；电流增大到5—7毫安时，手指肌肉就会产生不自主的收缩，发生痉挛；电流增大到10—30毫安时，人体肌肉发生严格痉挛，但这时还能自主地摆脱电源；一般通过人体的电流为30—100毫安时，人就会失去知觉，不能自主地摆脱电源，需要别人迅速救护；通过人体的电流为100毫安以上时，人就会呼吸困难、心脏停止跳动而造成死亡。
（2）触电时间长短的影响 触电电流越大，时间越长，对人的危害越大。
因此，人体触电后的危害程度取决于触电电流与触电时间的乘积。
大量试验证明，通过人体的电流与电流作用时间的乘积不超过30毫安•秒时，对人是比较安全的；当电流和时间的乘积超过了50毫安•秒后，就可能造成生命危害。
（3）电流流经人体的途径和电流频率大小的影响 触电时，电流通过心脏（或接近心脏）和脑产的途径最危险。
在交流电中不同频率的电流对人体的危害程度也不一样，2—400赫范围内的交流电对人体的伤害最大，其中50赫或60赫的交流电最危险。
2、触电形式
低压触电的形式有单相触电、两相触电、跨步电压和接触电压触电三种情况。
（1）单相触电在触电事故中，约95%属于单相触电。
人体触及三相导线中的的任意一根相线时，电流就从接触相经过人体流入大地，这种情形为单相触电（或称单线触电）。
（2）两相触电 人的身体同时接触到两根不同的相线，或人体同时接触电器的两个不同相的带电部分时，就会有电流经过相线、人体到另一相线，这种情况称为两相触电。
380/220伏的低压电网，发生两相触电时，人体处在线电压（380伏）的作用之下，是很危险的。
（3）跨步电压及触电压触电 当电气设备的绝缘损坏或架空线路的一相断线落地时，落地点的电位就是导线的电位，电流从落地点（或绝缘损坏处）流入地中。
离落地点越远，电流越分散，地面电位也越低。
根据实际测量，在离导线落地点20米以外地方，入地电流非常小，地面的电位近似等于零。
如果有人走近导线落地点附近，由于人的两脚电位不同，就在两脚之间出现电位差，这个电位差叫做跨步电压。
离电流入地点越近，跨步电压越大；离电流入地点越远，跨步电压越小；20米以外，跨步电压很小，可以看做零。
跨步电夺触电情况。
当发现受跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，或赶快用一条脚跳着离开危险区，否则，因触电时间长，也会导致触电死亡。
3、预防触电的措施
（1）普及安全用电常识 安全用电，节约用电，人人有责，自觉遵守供电部门制定的有关安全用电规定，做到安全、经济、不出事故。
屋内配线，禁止使用裸导线或绝缘破损、老化的导线，对绝缘破损部分，要及时用绝缘胶皮缠好。
发生电气故障和漏电起火事故时，要立即拉开电源开关。
在未切断电源以前，不能用水或酸、碱泡沫灭火器灭火。
电线断线落地时，不要靠近。
对于6—10千伏高压线路断线落地，应离开落地点8—10m为远，不能用去拣，应派人看守，并赶快找电工停电修理。
发现电线过低、电线与广播线搭连、瓷瓶冒火、树枝碰线、电杆歪斜等危险情况时，应立即找电工修理。
如果发现有人触电，应赶快拉开开关，或用干木棍、竹竿等绝缘物将电线挑开，迅速使触电者脱离电源，立即施行正确的人工呼吸，进行现场抢救，并赶快通知医务人员，进行紧急救护。
2电力系统接地的基本构成和特点
2.1电力系统接地的基本构成
主要组成部分有进户线（也叫电源线）、电能表、总开关、空气开关熔断器（等其他类型符合标准的熔断器）、用电器、插座、开关等。
如图1所示。
图1
图1
（1）进户线（电源线）：
一根叫火线（三相四线电路中的某一根相线，俗称火线），另一根叫零线（零线是变压器中性点引出的线路，与相线构成回路对用电设备进行供电），火线和零线之间有220V电压，它们构成家庭电路的电源（火线和大地有220V电压，零线和大地没有电压）。
（2）电能表：
其作用是测量用户在一定时间内消耗的电能，装在干路上，电能表的铭牌标有额定电压U和正常工作电流I，电力系统中正常工作时用电器最大总功率P=UI,中国家庭电路电压为220V。
（3）闸刀开关（空气开关）：
其作用是控制整个电力系统的通断，装在干路上，安装闸刀开关时，上端为静触头接输入导线，切不可倒装。
（4）保险丝：
①是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的；②由于电流的热效应，当电路中的电流过大时能自动熔断而切断电路，起到保护作用；③保险丝应串联在电路中，绝对不允许使用铁丝、铜丝代替保险丝；④保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流。
（5）插座：
给可移动的家用电器供电，插座应并联在电路中，三孔插座中一个孔应接地．（规范插座左接零线，右接火线）。
（6）开关：
可以控制所在支路的通断，开关应和被控制的用电器串联。
（7）用电器：
直接使用电能工作的器件，各个用电器应并联接入电路。
电灯接入电路时灯座两个接线柱一个接零线、一个接火线，控制电灯的开关一定要安装在灯座与火线的连线上，这也是为了安全。
螺旋套应该与零线连接。
（8）注意**有金属外壳用电器应用三孔插座,以防触电事故，不可倒接。
2.2电力系统接地对于交流电的特点
（1）电路有若干条通路.
（2）干路开关控制所有的用电器,支路开关控制所在支路的用电器.
（3）各用电器相互无影响.
2.2.1电力系统接地并联的技术优势
1．电流有两条或两条以上的路径，有干路和支路之分。
，“+”→“a”与“b”→“-”部分是干路；支路有两条：
一条是L1所在的电路，由S1控制，另一条是L2所在的电路，由S2控制。
（a、b是各支路两端的连接点，叫结点）
2．干路电流在“结点”处分成两条或多条支路电流，每一支路都与电源形成一条通路，各支路中的用电器的工作互不影响，当某一支路开路时，其他支路仍可为通路。
3．干路上的开关控制整个电路的用电器，支路上的开关只控制本支路上的用电器。
2.2.2电力系统接地并联的经济优势
1．所有负载的额定电压一致。
2．切断负载时，只需要将电路断开。
3电力系统中接地和接零的作用
3.1我国电力系统接地和接零的目的
接地和接零的目的，一是为了电气设备的正常工作，例如工作性接地；二是为了人身和设备安全，如保护性接地和接零。
3.2电力系统中接地和接零的作用
电力系统用变压器的中性点直接接地；以及电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，都称为接地，前者为工作接地（即常说的中性点不接地系统：
中性点间接接地系统；中性点不接地系统），后者为保护接地。
作接地：
电气设备因正常工作或排除故障的需要，将电路中的某一点如中性点用金属与接地体连接起来，称为工作接地。
保护接地：
将电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属与接地体连接起来，称为保护接地。
重复接地：
在采用保护接零的低压电网中，除在中性点接地以外，还必须在零线上的一处或多处进行接地，这叫做重复接地。
低压配电线路的“零线”必须重复接地。
在低压配电线路较长或用电负荷较集中的配电线路上，都要隔段在“零线”上做重复接地保护，以防零线断线三相负荷不平衡中性线零位电压中心点位移,使相线电压升高或降低过大而烧坏220伏的用电设备。
重复接地的目的是：
①当电气设备发生接地短路时，可以降低零线的对地电压；
②当零线断线时，可以继续使零线保持接地状态，减轻了触电的危害。
在没有采用重复接地的情况下，当零线发生断线时，接在断线点后面只要有一台设备发生接地短路，其他设备外壳的对地电压都接近于相电压。
防雷接地：
把防雷设备（如避雷器、击穿保险等）用金属与接地体连接起来称为防雷接地。
防雷接地的作用是将雷电流通过接地装置泄入大地中，使电气设备免遭受雷电的损坏。
接零：
将电气设备和用电装置的金属外壳与系统零线相接叫做接零。
零线包括工作零线，保护零线。
一般在交流系统中，零线由中性点引出；
工作零线：
电气设备因运行需要而引接的零线，称为工作零线。
如在380V/220v系统中，常说的“零线”；此时，“零线”和“火线”经负载共同构成工作回路。
保护接零：
将电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。
保护零线：
由工作接地或配电室的零线或第一级漏电保护器电源侧的零线引出，专门用以连接电气设备正常不带电导电部部分的导线，称为专用保护零线。
4电力系统接地的发展趋势
近些年，我国在新的技术上花费了大量的人力、物力和财力，在设备的选择和购买上也投入了大量的资金，在电力系统信息化的建设中，因为对信息的整体挖掘方面只动用了一小部分人的力量，造成了两者的不平衡。
其实，对技术的提高是为了对信息进行深入地挖掘与整理，只有对信息进行更加深入地整理，才会将更有用的部分投入到实际的生活与生产当中去，整个电力信息系统的优势才会被体现出来。
4.1电力系统接地的发展趋势进一步拓展
一是我国的能源利用率一直不低，但是，近几年，因为我国科学技术的不断发展和完善，电力能源方面的优势被发挥出来，与其他能源相比，该能源使用起来更加的方便，并且没有污染，总的来说，我国的经济发展也受到能源的影响，如果能源不能被好好利用，可能会对我国的整个社会的安全性受到威胁。
所以，考虑到以上的几个因素，我国电力事业的发展的安全性尤为值得深思。
在现代社会，随着现代化科技的发展，有些不法分子怀有不负责任的心态，使得网络安全问题日益受到考验，因此，为了使得电力行业与计算机服务业协调一致地发展，只能将这些问题重点地进行考虑。
二是对信息化的标准进行统一的制定,根据相关的规定和要求，我国在电力行业的信息标准制定的不够完善，这就造成了工作人员在执行的时候，容易出现各种问题。
为了解决这个问题，我们需要对当期的现状进行分析，务必建立属于电力行业信息化的标准，具体来说，在制定标准之前，相关人员需要对现在社会上新的电力行业的信息化标准进行学习和分析，然后要经过不断地深入和研究，针对我国目前的现状，早日将统一的电力行业信息化标准制定完成。
标准的制定对电力行业信息化的发展会起到事半功倍的效果。
5电力系统接地的技术性问题
接地是为了提高电力系统安全运行的重要手段之一，正确的接地技术不仅能够实现对外部电磁干扰的抑制，而且还能够防止电气设备向外部发射电磁波。
但就我国目前的电力系统接地技术而言，还有很多方面有待完善，技术人员要对这些方面实施相应的改进措施，使电力系统能够安全运行。
1接地出现的问题
1.1土壤特性造成的问题
在对电力系统接地问题的施工过程中，会遇到不同的土壤条件，由于一些土壤的含水量以及土壤温度都相对来说比较低，这样就会造成电阻率增高，施工人员在接地施工之前没有对土壤进行正确的测量，对人身和设备线路的安全都存在很大的安全隐患。
1.2接地电阻测量方法出现错误
目前，对接地电阻的测量，还有很大一部分人使用万用表来进行测量，由于万用表两点法测出的是两连接点间的环路电阻，其中包括两点间土壤的电阻，它无法消除由于存在瞬变电流而引起的误差。
这样就会造成接地电阻测量的结果出现错误，不能为接地系统安装提供正确的依据。
1.3设备安装的技术欠缺
系统接地的设备的安装在电力系统中占有很重要的地位，但在很多是施工工程中，由于技术人员的专业技术水平欠缺，对具体的施工步骤没有一个具体的认识，从而导致在安装的过程中出现方法错误的情况，从而导致设备的系统接地不能充分发挥其作用，甚至还会造成安全隐患。
1.4缺乏定期检查
在接地装置的运行中，接地线和接地体都会因为外力的破坏而出现损伤或者是断裂的情况，由于时间的关系，线路腐蚀的现象也是很常见的一种现象，此外，土壤也会随着时间的变化而变化，在很大程度上改变接地电阻原有的作用。
如果对接地装置没有一个定期的检查，就会导致这些问题越来越严重，从而电力系统不能正常运行，严重影响了人们的生活。
2解决问题的具体措施
2.1土壤特性问题的解决措施
为了能够正确埋设接地系统，使接地系统能够充分发挥其自身的作用，施工人员在施工之前应该对土壤的电阻率进行正确的测量，以此来了解土壤的特性。
在测得土壤的电阻率后，针对其中不符合接地施工要求的因素采取相应的措施来降低电阻率，降低电阻率的方法通常有以下几种：
1）增加土壤的含水量，通常情况下，含水量越高的土壤，电阻率就越低；2）在土壤中加入一些盐类的物质，这种方法成本较低，但是这些物质会因为时间的关系逐渐消失，工作人员必须定期补充盐分；3）采用接地增效剂。
这种方法不仅能够改善接地性能，而且其效能稳定，不需要定期进行维护。
2.2接地电阻的正确测量
对接地电阻进行正确的测量工作是保证接地系统安装是否符合要求的重要依据，为了使接地电阻的测量达到精准化，工作人员应该根据具体的环境因素，从而选用合适的仪器，正确的测量方法进行测量，一般情况下，对接地电阻的测量方法大多会采用测得的数据与欧姆定律结合得到电阻值得方法来进行测量，这种方法能够从很大程度上摆脱瞬变电流的干扰。
2.3提高设备安装技术
正确的接地方案是保证设备正常运行的主要保障，提高设备安装技术在一定意义上，就是提高设备的使用价值。
通常情况下，对于一个系统来说，机壳地线以及电路地线的接法是较重要的安装程序，工作人员要保证这两项地线的接法准确无误。
同时，要不断提高自身的专业技术，对施工的程度有全面系统的了解。
2.3.1机壳地线的接法
对机壳地线进行连接的时候，设备的机壳上必须设置有安全接地螺栓，对于一些独立的设备，安全接地螺栓应该设在设备金属外壳上。
其它的接地最后全部汇聚在安全接地螺栓上，然后通过接地母线，保证安全接地螺栓与建筑中的“大地”可靠连接。
当系统中有两个以上机柜时，也要保证各机柜间安全接地螺栓的可靠连接，必要时也可采用并联单点地的方式将各机柜的接地螺栓与“大地”相连。
2.3.2电路地线的接法
为了防止高电压、电流等电路对低电平电路造成干扰，在对电路地线进行连接的时候，应该将他们分开接地，并且要保证地点之间的距离合理。
同时，为了抑制地环路产生的干扰，在设计中应该尽量减小公共接地阻，对地点的位置要进行科学合理的选择，尽量减少地环路。
2.4电力设备接地装置进行定期检查
对电力设备接地装置的检查，根据不同地点设立的接地装置的不同，检查周期也不尽相同，变电所的接地装置一般每年检查一次，防雷装置的检查周期应该定在每年的雨季，而对接地装置的接地电阻一般1年～3年测量一次。
工作人员在对接地装置进行检查的时候，重点应该放在各个连接点的接触是否完好、是否有损害、断裂或者腐蚀的现象出现，在电子设备检修工作结束之后，应该对地线连接是否牢固可靠进行检查，检查电气设备与接地线连接、接地线与接地网连接、接地线与接地干线连接是否完好。
总结
电气设备接地是保证电力系统安全运行的重要手段，为了减少事故的发生，提高设备安全运行的可靠性，在未来的时间里，技术人员要不断提高自身的综合素质，不断对电气设备接地技术进行完善，从而使电力系统得到稳定安全的运行，保证人员安全。
家庭用电安全主要是防范两个方面：
触电和引起火灾。
若人不小心解除到火线，就会发生触电事故。
若家中电路中电流过大，或某些地方接触不良都可能会引起电线货电器过热而引起火灾。
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