高低压电气装置和信息技术系统的接地Word文档下载推荐.docx
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*GB16895.21-2004《建筑物电气装置第4-41部分：
安全防护—电击防护》；
*GB/T17045-2006《电击防护装置和设备的通用部分》
*GB16895.7/.8/.9/.13/.14/.19/.24/.25/.26等《建筑物电气装置第7部分》（施工场所、狭窄可导电场所、数据处理设备、浴室、桑拿、游泳池、医疗场所、展览陈列、游乐场等）。
以上是防护接地（防电击）的依据。
*GB16895.3-2004《建筑物电气装置第5部分：
电气设备的选择和安装第54章：
接地配置、保护导体和保护联结导体》：
接地配置的具体要求。
*GB/T16895.11-2001《建筑物电气装置第4部分：
安全防护第44章：
过电压保护第442节：
低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护》：
高、低压共用接地装置的依据。
C.建筑物防雷接地
*GB50057-1994《建筑物防雷设计规范（2000版）》
*GB/T16895.12《建筑物电气装置第4部分：
过电压保护第443节：
大气过电压或操作过电压的保护》
D.信息技术装置接地
*GB/T16895.17-2002《建筑物电气装置第五部分：
电气设备的选择和安装第548节：
信息技术装置的接地配置和等电位联结》；
*GB/T16895.16-2002《建筑物电气装置第4部分：
过电压保护第444节：
建筑物电气装置中的电磁干扰（EMI）的防护》。
*各信息技术系统（弱电系统）设计规范中有关接地的条款。
（GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范：
正在修改，暂不引用。
）
1.3国内外接地标准的差异
接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。
各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。
脱离所在系统论述接地，既无意义、也不现实。
因此，接地问题不可能全部纳入一个标准。
无论是国际标准（IEC）还是先进国家标准（如NEC），接地要求均列入所在系统的相关标准中。
接地标准或章节中，仅包括接地的具体配置。
按国际惯例，供电部门（发电、输电、变配电）和用电部门（工业与民用供配电或建筑物电气装置）遵循各自的标准。
今后，我国的接地规范标准应向国际标准和国际惯例靠拢：
接地要求与接地配置分开；
供电部门与用电部门分开；
宣贯IEC标准，参照IEEE标准，做到各接地系统兼容。
2高压电气装置的接地
2.1高压系统的中性点接地方式
中性点接地方式涉及电力系统诸多方面（《配电设计手册》P33、34列出了14项之多），但选择接地方式的决定性因素有二：
供电连续性、过电压（绝缘水平）。
据此，《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997规定：
A、110kV及以上系统应采用有效接地方式（X0≤3X1，R0≤X1），通常为直接接地。
B、3~10kV不直接连接发电机的系统和所有35kV、66kV系统，当单相接地故障电流不超过下列数值时，应采用不接地方式；
超过时，应采用消弧线圈接地方式：
*3~10kV导电电杆架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，10A；
*3~10kV非导电电杆架空线路构成的系统：
10kV，20A；
3和6kV，30A；
*3~10kV电缆线路构成的系统，30A。
C、6~35kV主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电流较大时，可采用低电阻接地方式[（R0/X0）≥2]。
D、6~10kV配电系统以及厂用电系统，单相接地故障电流较小时，为防止谐振、间歇性电弧接地过电压，可采用高电阻接地方式（R0≤XC0）。
【注】1系统阻抗量的符号：
R0为零序电阻，X0为零序电抗，X1为正序电抗，XC0为每相对地电容的电抗。
2GB50065-2011中的术语改为：
有效接地、不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地、低电阻接地和高电阻接地。
参见GB50064-20XX征求意见稿。
2.2高压电气装置保护接地的范围
电力行业很重视保护接地的范围，规范条文不厌其详：
“应接地的”15款，“可不接地的”5款，不易记忆。
现将其内容适当归类，以便辨别和记忆，并与低压电气装置接地做对比。
A.应接地的
*有效接地系统的中性点；
除不接地系统外的各种接地系统的中性点接地设备；
【这是系统接地，不属于保护接地！
】
*电机、变压器、开关设备、电器的底座、外壳、框架、架构、靠近带电导体的围栏和门；
金属母线槽；
GIS的接地端子；
高压电气装置传动装置；
*电力电缆接线盒、终端盒的外壳；
电力电缆金属护套或屏蔽层、穿线钢管和电缆桥架等；
*装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气设备；
*装有地线的架空线路杆塔；
非沥青地面的居民区内，不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地、低电阻接地和高电阻接地系统中，无地线架空线路的金属和钢筋混凝土杆塔。
【这是架空线路的接地（5章）！
*互感器的二次绕组；
铠装控制电缆的外皮。
B.可不接地的
*不良导电地面的干燥房间内，交流标称电压380V及以下的电气设备外壳,且维护人员不可能同时触及其它接地物体者；
标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架；
*安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气仪表、继电器外壳和其他低压电器的外壳；
*安装在已接地的金属架构上的设备（应保证电气接触良好），如套管；
安装在配电装置上，当绝缘损坏时在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座；
*由发电厂、变电所区域内引出的铁路轨道，但4.3.3条所列的场所除外。
【沥青地面上的架空线路，见5.1.2条！
（本文2.4）】
2.3发电厂和变电站的接地网
A.接地电阻
*有效接地和低电阻接地系统：
R≤2000/Ⅰ，即IR=U≤2000V。
符合4.3.3条要求时，可提高至5kV；
必要且在确保安全时，还可进一步提高。
【取消了R≤5Ω的规定。
*不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地和高电阻接地系统：
R≤120/Ⅰ≤4Ω，即IR=U≤120V。
【取消了高压电气装置--R≤250/Ⅰ≤10Ω的规定。
（架空线杆塔保护接地R≤30Ω；
雷电接地按DL/T620。
【点评】
1保证人身安全的实际措施
上述电压均超过50V安全电压，2000V和250V尤其危险。
显然，只靠接地电阻的要求，不能保证人身安全。
实际上，变电所中更重要的安全措施有三：
*敷设以水平接地极为主的人工接地网，降低接触电位差和跨步电位差；
*配备安全工具，如绝缘毯、绝缘手套、绝缘靴；
*客观上存在总等电位联结。
这些措施不能用于变电所之外。
因此，低压系统的保护接地应遵循IEC标准。
2接地电阻4Ω数据的出处和应用
接地电阻4Ω源于R≤120/Ⅰ，其中计算用接地电流I取30A（非有效接地系统的上限值）。
长期以来，4Ω被广泛采用，但我们不要忘记其原始条件。
（120V的正确性如何？
30A适用于何种网络？
必须指出，某些人已把4Ω当做“万能”数据，凡是提不出接地电阻要求时，就把它抛出来。
例如，好多弱电系统设计规范均要求接地电阻4Ω，根据何在？
B.接触电位差和跨步电位差的允许值
*110kV及以上有效接地系统和6~35kV低电阻接地系统：
Ut≤
Us≤
*3~66kV不接地、经消弧线圈和高电阻接地系统：
Ut≤50+0.05ρsCsUs≤50+0.2ρsCs
表层系数Cs见附录C.
接触电位差和跨步电位差的计算方法见附录D。
C.水平接地网设计
*利用自然接地极；
高土壤电阻率地区的降阻措施；
冻土地区的措施。
*接地网应在地下与架空线路接地装置相连接，连接线埋地长度≥15m。
*敷设以水平接地极为主的人工接地网：
外缘应闭合，各角为圆弧，敷设水平均压带等。
*35kV及以上变电站接地网边缘的走道处，应铺设沥青路面或装设两条均压带，操作设备处铺设沥青、绝缘水泥或鹅卵石。
*6kV和10kV变、配电站，采用建筑基础作接地极能满足要求时，可不另设人工接地。
*地电位超过2000V时的要求，见4.3.3条（共5款）。
*人工接地极材料、尺寸（略）。
*接地装置的热稳定校验，计算方法见附录E。
*接地网的防腐蚀（略）
*接地导体的要求（共6款）：
重点是哪些部位应采用专门敷设的；
不要求专门敷设时的要求。
占用篇幅大的还有接地导体的连接。
D.GIS的接地（略）
E.雷电保护和防静电的接地（略，引自DL/T620-1997和DL/T621-1997。
2.4高压架空线路和电缆线路的接地（略）
A.高压架空线路的接地
*6kV及以上无地线线路钢筋混凝土杆宜接地，金属杆塔应接地，接地电阻不宜超过30Ω。
*除多雷区外，沥青路面上的架空线路的钢筋混凝土和金属杆塔，以及有运行经验的地区，可不另设人工接地装置。
*有地线线路的工频接地电阻见表5.1.3。
*接地装置的型式、土壤电阻率的取值、冲击接地电阻的计算（略）
【规范要求的是工频接地电阻，计算冲击接地电阻何用？
！
B.6KV~220KV电缆线路的接地（略）
引自DL/T5221-2005，参考了GB50217-2007。
金属护套或屏蔽层上的感应电压不一致：
50V/100V;
50V/500V。
2.5高压配电电气装置的接地
*不接地、谐振接地和高电阻接地系统、向1kV及以下低压电气装置供电的高压配电装置，其保护接地电阻R≤50/Ⅰ≤4Ω
*低电阻接地系统的高压配电装置的保护接地电阻R≤2000/Ⅰ≤4Ω
1“配电电气装置”的定义似乎是“向1kV及以下低压电气装置供电的高压配电装置”。
这里的特殊问题是“低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护”，在GB/T16895.11中给出了整套解决方案。
2非有效接地系统R≤50/I：
这对变电所保护接地，要求过高。
更为重要的是，这个R与外露可导电部分的接触电压无关：
对TN系统，接地故障电流经PE、PEN导体返回电源中性点，不通过接地电阻。
其要求为ZsIa≤U0，与R无关！
对IT系统，这个T与变电所毫不相干；
表达式乃张冠李戴。
R应指外露可导电部分的接地电阻，I不是高压侧接地电流，而是外露可导电部分第一次接故障电流Id。
对TT系统，表达式亦属移花接木。
因TT系统的接地故障保护采用RCD，其动作电流Ia很小，因而外露可导电部分的接地电阻通常比变电所的接地电阻大一个数量级。
虽说接地故障回路中两个R是串联的，变电所接地电阻的影响微乎其微。
3低电阻接地系统--R≤2000/Ⅰ：
适当选取高压侧接地电流和接地电阻，可以做到ⅠR≤1200V，见下文4.4。
4规范7.2.6条规定：
“向低压电气装置供电的配电变压器的高压侧工作于低电阻接地系统，……当建筑物内低压电气装置虽采用TN系统，但未采用（含建筑物钢筋的）保护总等电位联结系统，以及建筑物内低压电气装置采用TT或IT系统时，低压系统电源中性点严禁与该变压器保护接地共用接地装置，低压电源系统的接地应按工程条件研究确定。
”
【IT系统电源中性点不存在接地命题。
TT系统可以做到ⅠR≤1200V，不能严禁。
3低压电气装置的接地
3.1低压系统的接地型式及其适用范围
A.接地型式
*首先，在概念上应区分“带电导体系统”型式、系统的“接地型式”，二者不能混为一谈。
*IEC标准中低压系统的接地型式：
TN系统、TT系统、IT系统；
其中TN系统又细分为TN-S、TN-C-S、TN-C。
对此，大家都耳熟能详，不赘述。
值得一提的是，直流系统亦适用。
B.各种接地型式的适用范围
IEC标准对接地型式的选择不予规定，仅对各种接地系统提出要求。
从实际需要考虑，《配电设计手册》给出了一些建议，现补充整理如下。
*TN-S系统适用于设有变电所的下列工业与民用建筑：
--对供电连续性或防电击要求较高着；
--单相负荷较大或非线性负荷较多者；
--有较多信息技术系统者；
--有爆炸、火灾危险者。
*TN-C-S系统适用于无变电所的上述建筑。
以低压供电的建筑物不宜采用TN-S系统;
应采用TN-C-S系统。
（建筑物实施总等电位联结后，TN-C-S系统在防电击上与TN-S系统相仿，在信息技术设备抗干扰上优于TN-S系统。
*TN-C系统仅可用于有专业人员维护管理的一般工业厂房。
TN-C系统不得用于有爆炸或火灾危险、或有较多信息技术系统、或防电击要求较高的建筑物；
不宜用于单相负荷较大或非线性负荷较多的建筑物。
*TT系统适用于：
--适用TN-C-S系统的民用建筑；
--无等电位联结的室外场所，如庭园灯、路灯、农场、施工场地、室外临时用电场所等。
*IT系统适用于：
--对供电连续性要求很高者，如应急电源系统、矿井下电气装置，计算中心等；
--对防电击要求较高着，如医疗场所；
--电气安全要求高的其他场合，如重要的控制回路，特殊的试验设备等。
C.不同接地系统的兼容性
*同一电源供电的不同建筑物，可分别采用TN和TT系统。
*同一建筑物内宜采用TN系统或TT系统中的一种。
如果能够分设接地极，二者也可以兼容；
由TN系统向局部TT系统供电没有任何问题，如室外照明。
*同一电源（变压器或发电机）供电范围内，IT系统不能与TN系统或TT系统兼容。
*同一建筑物内IT系统可以与TN系统或TT系统兼容，只要IT系统与T字头的系统不并联运行。
典型的例子是：
正常电源为TN系统，应急电源不接地即为IT系统。
二者虽自动切换，但在电气上无任何联系，故能兼容。
外露可导电部分的接地是通过PE线和变电所的接地装置实施的，既符合TN系统的规定，更满足IT系统的要求。
D.变电所低压侧接地的做法
*为避免产生环流，各变压器中性点不应就地分别接地，而应在配电屏PE母排上一点接地。
（如中性点接到单独的接地极，应采用绝缘电缆引出。
*变压器中性点引出对地绝缘的PEN导体接到配电屏的PEN母排上。
*由配电屏PEN母排和PE母排上可任意接出N线、PE线、PEN线。
这样，变电所所在建筑物为TN-S系统，其他建筑物仍可采用TN-C-S系统。
（蓝线均为PEN导体，可接出PEN、N、PE导体。
3.2低压电气装置的接地要求
A.总则
*系统接地型式和保护导体，是自动切断电源法的重要组成部分。
*外露可导电部分接PE线；
PE线按不同系统的要求接地。
*可同时触及者应接到同一个接地系统上。
B.各种系统的接地要求
-1.TN系统
*外露可导电部分应通过保护导体与电源系统的接地点连接。
*一般情况下应满足的条件：
ZsIa≤U0（Ia--保护电器在规定条件下自动切断电源的动作电流。
为减小故障回路的总阻抗Zs，PE线应尽量靠近相线。
不宜用沿墙敷设的扁钢、起重机钢轨之类作PE线，但可用于等电位联结。
*相对地故障的异常情况下：
（RE是随机值，此式无解！
-2.TT系统
*受同一保护电器保护的所有外露可导电部分应接至共同的接地极上。
*中性线不应重复接地（部分电流经大地返回电源，使首端RCD误动。
*应满足的条件：
RAIa≤50V。
（Ia—使保护电器自动动作的电流。
-3.IT系统
*装置的任何带电导体不应直接接地。
*外露可导电部分单独地、成组地或集中地接地。
单独或成组接地时，第二次故障的保护应符合TT系统的要求；
集中接地时，第二次故障的保护应符合TN系统的要求。
（第二次接地故障也指同相的，如RCD前后同相先后接地。
RAId≤50V。
（Id—第一次故障电流。
C.可以省去接地的情况
*触及不到钢筋的钢筋混凝土电杆；
*伸臂范围以外的架空线绝缘子的支撑物；
*因尺寸小或因其位置不会被抓住或不会与人身有效接触，且与保护导体连接很困难或连接不可靠时。
D.不应接地的各种情况
*Ⅱ类设备或等效的绝缘；
*非导电场所内不应有保护导体；
*不接地的局部等电位联结；
（可同时触及的外露可导电部分和外界可导电部分应实施等电位联结。
*电气分隔
（给多个项目供电时，隔离回路的各外露可导电部分应实施绝缘的不接地的等电位联结，包括通过插座和软缆。
*SELV回路。
3.3建筑物电气装置的接地配置、保护导体和保护联结导体
A.接地配置（略）
B.保护导体
具体要求不赘述，但有两点值得注意。
-1.保护导体的类型
*除多芯电缆中的导体之类，还包括与带电导体共用的外护物，符合规定条件的电缆金属护套、屏蔽层、铠装、金属编织物、同心导体、金属导管；
好多国家允许用电缆托盘和梯架。
*规定条件是：
保证稳定的电气连续性；
满足最小截面的要求。
*电气设备、母线槽的金属外护物或框架可用作保护导体，除符合上述规定条件外，还要求预留与其他保护导体连接的分接点。
必须指出，我国有利用金属导管和外护物作PE线的传统和丰富经验，理应贯彻这些条文。
-2.加强型保护导体
*电流超过10mA为加强型保护导体。
*要求最小截面为：
铜10mm2、铝16mm2。
C.保护联结导体（略）
4低压电气装置对高压系统接地故障的防护
注：
高压接地故障电流小时，问题不大。
低电阻接地系统，问题突出！
4.1通则
*接触电压及其持续时间，不应超过下图中曲线所给的值。
*应力电压及其持续时间，不应超过下表的规定。
低压电气装置允许的应力电压，V
切断时间，s
U0+250
＞5
U0+1200
≤5
4.2变电所的接地系统
*变电所中低压设备的外露可导电部分接入高压保护接地系统。
*中性导体和低压电缆的金属护层可能单独接地。
4.3变电所的接地配置
*变电所接地电阻不超过1Ω和/或带金属护层电缆的总长度超过1km时，则可认为满足要求。
（新的IEC标准已取消此条。
*否则，应采取4.4和4.5的措施。
4.4建筑物低压电气装置的接地配置
A.TN系统
TN系统不存在应力电压升高问题。
防电击的措施如下：
*故障电压能在规定的时间内被切断；
或
*建筑物内实施总等电位联结，“接触电压实际为0V”；
*低压系统接地单设接地极。
B.TT系统
TT系统不存在接触电压升高问题。
防绝缘击穿的措施如下：
*应力电压及其切断时间适合低压设备的绝缘水平（降低高压接地故障电流和接地电阻，使其乘积不超过1200V，如：
600A，2Ω；
1000A，1.2Ω）；
*低压系统接地单设接地极。
C.IT系统（略）
4.5变电所中低压设备应力电压的限定
*高、低压系统分设接地极时，所内低压设备的应力电压将升高ⅠmR，应在与其绝缘水平相对应的时间内被切断。
下图表明，低压系统带电导体被钳制在低电位，而故障时低压设备外壳电位升高。
因此接地规范报批稿要求提高变电所低压设备的绝缘水平。
5信息技术装置的接地
5.1导言—电子设备接地浅述
A.保护接地和功能接地
*保护接地和保护联结：
外露可导电部分的接地应符合防电击要求；
局部信息系统的各金属组件应实施等电位联结。
*功能接地：
为电子设备中的信号电路提供一个基准电位，也是电磁兼容性的需要。
这个“地”可以是大地，也可以是电子设备的底板、金属外壳，或一个等电位面。
B.单点接地与多点接地
*低频设备（≤30kHz）应采用单点接地。
*高频设备（＞300kHz）应采用多点接地。
（30…300kHz者可视为低频或高频设备。
*接地线的长度必须避开λ/4的奇数倍；
一般认为不得超过λ/8，最好为λ/20。
C.接地电阻和接地线阻抗
对高频设备而言，我们关注的是接地线的阻抗（参见下表）；
接地装置的接地电阻无关紧要。
25mm2铜导线的电阻和电抗（Ω）
长度
（m）
L
（μH）
1MHz
10MHz
100MHz
R
X
3
4
0.05
25
0.15
250
0.5
2500
6
9
0.1
57
0.3
570
1.0
5700
12
20
0.2
126
0.6
1260
2.0
12600
降低阻抗的措施是采用M型等电位连接。
（注：
5.1是笔者编录的。
下面5.2和5.3才是GB/T16895.17-2002《《建筑物电气装置第548节：
信息技术装置的接地配置和等电位联结》的内容概要。
5.2信息技术装置接地的范围和目的
*“本节适用于信息技术装置和为数据交换目的要求互联的类似设备的接地和等电位联结。
也可适用于易受干扰的其他电子设备。
*适用于本节的电气装置和设备举例：
电信和数据交换或数据处理设备
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