第一节　IT系统

IT系统就是电源系统的带电部分不接地或通过阻抗接地，电气设备的外露导电部分接地的系统。第一个大写英文“I”表示配电网不接地或经高阻抗接地、第二个大写英文“T”表示电气设备金属外壳接地。显然，IT系统就是保护接地系统。

一、IT系统安全原理

1.不接地配电网电击的危险性

如图6-1（a）所示，在不接地配电网中，如电气设备金属外壳未采取任何安全措施，则当外壳故障带电时，通过人体的电流经线路对地绝缘阻抗构成回路。绝缘阻抗是绝缘电阻和分布电容的并联组合。当各相对地绝缘阻抗相等，即Z1=Z2=Z3=Z时，运用电工学的方法可求得漏电设备对地电压（人体承受的电压）和流过人体的电流分别为

式中　UE，IP——漏电设备对地电压和流过人体的电流；

U——电网相电压；

RP——人体电阻；

Z——电网每相对地绝缘复数阻抗。

如电网对地绝缘良好，可将对地绝缘电阻看作无限大，则以上两式可简化为

尽管故障电流必须经过高值的绝缘阻抗才能构成回路，但在线路较长、绝缘水平较低的情况下，即使是低压配电网，电击的危险性仍然是很大的。倒如，当配电网相电压为230V、频率为50Hz、各相对地绝缘电阻均可看作无限大、各相对地电容均为0.5μF、人体电阻为2000Ω时，可求得漏电设备对地电压为135.4V，流过人体的电流为67.7mA。这一电流远远超过人的心室颤动电流，足以使人致命。

在配电网各相对地绝缘阻抗不对称的情况下，定量分析略为繁琐一些，但电击的危险与以上结论基本一致。

2.对地电压限制

以上分析表明，即使在低压不接地配电网中，也必须采取防止间接接触电击的措施。这种情况下最常用的安全措施是保护接地，即把在故障情况下可能出现危险的对地电压的导电部分同大地紧密地连接起来的接地。

图6-1（b）表示设备上装有保护接地，构成IT系统。在这种情况下，当外壳故障带电时，保护接地电阻RA与人体电阻RP，处在并联状态。由于RA比RP小得多，并联后的阻值与RA近似相等。应用同样方法可求得设备金属外壳对地电压（即人体可能承受的电压）和流过人体的电流为

如对地绝缘电阻可看作无限大，则以上两式可简化为

对于前面列举的例子，如有保护接地，且RA=4Ω，其他条件不变，可求得漏电设备对地电压为0.44V、流过人体的电流为0.22mA。显然，这一电流不会对人身构成危险。这就是说，保护接地的作用是当设备金属外壳意外带电时，将其对地电压限制在规定的安全范围以内，消除或减小电击的危险。保护接地还能等化导体间电位，防止导体间产生危险的电位差；保护接地还能消除感应电的危险。

二、保护接地应用范围

保护接地适用于各种不接地配电网，包括低压不接地配电网（如井下配电网）和高压不接地配电网，还包括不接地直流配电网。在这些电网中，凡由于绝缘损坏或其他原因而可能带危险电压的正常不带电金属部分，除另有规定外，均应接地。应当接地具体部位是：

（1）电动机、变压器、开关设备、照明器具、移动式电气设备的金属外壳或金属构架；

（2）0Ⅰ类和Ⅰ电动工具或民用电器的金属外壳；

（3）配电装置的金属构架、控制台的金属框架及靠近带电部分的金属遮栏和金属门；

（4）配线的金属管；

（5）电气设备的传动装置；

（6）电缆金属接头盒、金属外皮和金属支架；

（7）架空线路的金属杆塔；

（8）电压互感器和电流互感器的二次线圈。

直接安装在已接地金属底座、框架、支架等设施上的电气设备的金属外壳一般不必另行接地；有木质、沥青等高阻导电地面，无裸露接地导体，而且干燥的房间，额定电压交流380V和直流440V及以下的电气设备的金属外壳一般也不必接地；安装在木结构或木杆塔上的电气设备的金属外壳一般也不必接地。

三、接地电阻允许值

因为故障对地电压等于故障接地电流与接地电阻的乘积，所以，各种保护接地电阻不得超过规定的限值。对于低压配电网，由于分布电容很小，单相故障接地电流也很小，限制电气设备的保护接地电阻不超过4Ω即能将其故障时对地电压限制在安全范围以内；如配电容量在100kV·A以下，由于配电网分布范围很小，单相故障接地电流更小，限制电气设备的保护接地电阻不超过10Ω即可满足安全要求。在高压配电网中，由于接地故障电流比低压配电网的大得多，将故障电压限制在安全范围以内是难以实现的。因此，对高压电气设备规定了较高的保护接地电阻允许值，并限制故障持续时间。各种保护接地电阻允许值见表6-1。在高土壤电阻率地区，接地电阻允许适当提高，但必须符合专业标准。

在高土壤电阻率地区，可采用外引接地法、接地体延长法、深埋法、换土法、土壤化学处理法以及网络接地法降低接地电阻。外引接地法是引出接地线与埋在水井内、湖边或大树下等低土壤电阻率处的接地体相连。深埋法是避开地表高电阻层，将接地体埋在更深的地下。换土法是用大量低电阻率的土壤替换高电阻率的砂砾或土石。化学处理法是应用氯化钙、氯化钠、氧化锌渣、木炭、黏土等或专门配制的化学减阻剂填入接地体周围以降低接地电阻；采用固体减阻材料时，可根据需要预先做好加水设施，网络接地法是采用网络状接地体等化故障时地面各点之间的电位，以减小电击的危险性。

在不接地配电网中，即使每一用电设备都有合格的保护接地，但各自的接地装置是互相独立的，情况又如何呢？如图6-2所示，当发生双重故障，两台设备不同相漏电时，两台设备之间的电压为线电压、两台设备对地电压分别为

式中　U——相电压；

RA1，RA2——两台设备的保护接地电阻。

这两个电压都能给人以致命的电击。这种状态是十分危险的。如果像图中虚线那样，进行等电位联结，即将两台设备接在一起（或将其接地装置联成整体），则在双重故障的情况下，相间短路电流将促使短路保护装置动作，迅速切断两台设备或其中一台设备的电源，以保证安全。如确有困难，不能实现等电位联结，则应安装漏电保护装置。

在IT系统中，为了减轻过电压的危险，应当将配电网的低压中性点经击穿保险器接地，为了减轻一相故障接地的危险，不接地配电网应装设能发出声、光双重信号绝缘监视装置。