接地知识.docx

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接地知识

B类电气装置的接地装置和保护线

8 B类电气装置的接地装置和保护线

8.1 一般要求

8.1.1 接地装置的性能必须满足电气装置的安全和功能上的要求。

8.1.2 按照电气装置的要求，保护接地或功能接地的接地装置可以采用共用的或分开的接地装置。

8.2 对地连接

8.2.1 接地装置的选择和安装应符合下列要求：

   a）接地电阻值符合电气装置保护上和功能上的要求，并要求长期有效；

   b）能承受接地故障电流和对地泄漏电流，特别是能承受热、热的机械应力和电的机械应力而无危险；

   c）足够坚固或有附加的机械保护；

   d）必须采取保护措施防止由于电蚀作用而引起对其他金属部分的危害。

8.2.2 接地极可采用下列几种型式：

   a）圆钢、角钢或钢管；

   b）钢带；

   c）板；

   d）埋于基础内的接地极；

   e）非钢筋混凝土中的钢筋；

   f）征得供水部门同意的金属水管系统；

   g）征得电缆部门同意的铅质包皮和其他金属外皮电缆；

   h）其他合适的地下构筑物（另见8.2.3d）。

   注：

任何一种接地极的功效取决于当地的各种土壤条件，应选定适合于各种土壤条件的一种或几种接地极以及所要求的接地电阻值。

8.2.3 接地极的安装应符合下列要求：

   a）接地极的型式及埋入深度必须使土壤的干燥及冻结程度不会过分增加接地极的接地电阻，以免超过所要求的接地电阻值；

   b）接地极所采用的材质及结构必须经得住由于腐蚀而引起的机械损伤；

   c）接地装置的设计必须考虑到由于腐蚀可能增加接地极的接地电阻值；

   d）可燃液体或气体、供暖系统的金属管道严禁用作保护接地极。

8.2.4 接地线的最小截面应符合本标准8.3.1的规定，而埋入土壤内的接地线，其截面应符合表4的规定。

接地线与接地极的连接应牢固，且导电良好。

表4 埋入土壤接地线的最小截面

用机械方法保护的

没用机械方法保护的

有腐蚀保护的

按8.3.1的要求

铜 16mm2

钢 16mm2

没有腐蚀保护的

铜 25mm2；                     钢 50mm2

8.2.5 电气装置应设置总接地端子或母线，并应与接地线、保护线、等电位联结干线和安全、功能共用接地装置的功能性接地线等相连接。

8.2.6 断开接地线的装置应便于安装和测量。

8.3 保护线

8.3.1 保护线的最小截面可按照式（15）计算或按照本标准8.3.1b）选择。

这两种情况都必须考虑本标准8.3.2的要求。

   a）最小截面可按下式计算（只适用于断开时间不超过5s），但应采用最接近的标准截面积

                                       （15）

式中：

Sp——截面积，mm2；

     I——忽略保护电器阻抗的预期故障电流值（有效值），A；

     t——保护电器的动作时间，s；

    k——按保护线、绝缘和其他部分的材质以及最初和最终温度决定的计算系数（见附录E）。

   注

   1 应考虑回路阻抗的限流作用及保护装置的极限容量；

   2 需使按此计算得出的截面与故障回路阻抗值相适应；

   3 应计及连接点的最高允许温度。

   b）保护线的最小截面应符合表5的规定。

表5 保护线的最小截面

装置的相线截面Samm2

相应保护线的最小截面Spmm2

Sa≤16

16＜Sa≤35

Sa＞35

Sa

16

Sa/2

 注 

 1 应用本表时，如果得出非标准尺寸，则采用最接近标准截面的导线；

 2 表中的数值只在保护线的材质与相线相同时才有效。

否则，保护线截面的确定要使其得出的电导与应用本表所得的结果相当。

8.3.2 在任何情况下，非供电电缆或电缆外护物组成部分的每根保护线，其截面不应小于下列数值：

   有机械保护时，2.5mm2；

   无机械保护时，4mm2。

8.3.3 保护线可由下列部分构成：

   a）多芯电缆的芯线；

   b）与带电导线一起在共用外护物内的绝缘线或裸导线；

   c）固定的裸导线或绝缘线；

   d）金属外皮，例如某些电缆的护套、屏蔽层及铠装；

   e）导线的金属导管或其他金属外护物；

   f）某些装置外导电部分。

8.3.4 符合下列要求的装置的金属外护物或框架可用作保护线：

   a）金属外护物或框架的电气持续性不受机械、化学或电化学的损蚀；

   b）导电性应符合本标准8.3.1的要求；

   c）应在每个预定的分接点上与其他保护线连接。

8.3.5 布线的护套或金属外皮当符合本标准8.3.4中前两项要求时，均可用作相应回路的保护线。

电气用的其他导管严禁用作保护线。

8.3.6 当装置外导电部分符合下列要求时，可用作保护线：

   a）不受机械、化学或电化学的损蚀；

   b）导电性应符合本标准8.3.1的要求；

   c）有防止移动的装置或措施。

8.3.7 征得供排水部门同意的金属水管可作为保护线。

煤气管道严禁用作保护线。

8.3.8 装置外导电部分严禁用作保护中性线。

8.3.9 保护线的设计和安装应符合下列要求：

   a）保护线应采取保护措施，免受机械和化学的损蚀并耐受电动力；

   b）保护线的接头应便于检查和测试；

   c）开关电器严禁接入保护线；

d）监测对地导通的动作线圈严禁接入保护线。

B类电气装置的接地电阻

7 低压系统接地型式和B类电气装置的接地电阻

7.1 系统接地型式

7.1.1 低压系统接地可采用以下几种型式。

图1 TN—S系统，整个系统的中性

线与保护线是分开的

   a）TN系统。

系统有一点直接接地，装置的外露导电部分用保护线与该点连接。

按照中性线与保护线的组合情况，TN系统有以下3种型式：

   1）TN—S系统。

整个系统的中性线与保护线是分开的（图1）。

   2）TN—C—S系统。

系统中有一部分中性线与保护线是合一的（图2）。

   3）TN—C系统。

整个系统的中性线与保护线是合一的（图3）。

   b）TT系统。

TT系统有一个直接接地点，电气装置的外露导电部分接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置（图4）。

   c）IT系统。

IT系统的带电部分与大地间不直接连接（经阻抗接地或不接地），而电气装置的外露导电部分则是接地的（图5）。

图2 TN—C—S系统，系统有一部分中性线与保护线是合一的

图3 TN—C系统，整个系统的中性线与保护线是合一的

图4 TT系统

图5 IT系统

   注

   1 图1～图5所示是常用的三相系统的例子。

   2 文字代号的意义：

   第一个字母——低压系统的对地关系；

   T——一点直接接地；

   I——所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地；

   第二个字母——电气装置的外露导电部分的对地关系；

   T——外露导电部分对地直接电气连接，与低压系统的任何接地点无关；

   N——外露导电部分与低压系统的接地点直接电气连接（在交流系统中，接地点通常就是中性点），如果后面还有字母时，字母表示中性线与保护线的组合；

   S——中性线和保护线是分开的；

   C——中性线和保护线是合一的（PEN）线。

7.2 接地装置的接地电阻和总等电位连接

7.2.1 向B类电气装置供电的配电变压器安装在该建筑物外时，低压系统电源接地点的接地电阻应符合下列要求：

   a）配电变压器高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统，当该变压器的保护接地接地装置的接地电阻符合式（8）要求且不超过4Ω时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地装置。

   b）当建筑物内未作总等电位联结，且建筑物距低压系统电源接地点的距离超过50m时，低压电缆和架空线路在引入建筑物处，保护线（PE）或保护中性线（PEN）应重复接地，接地电阻不宜超过10Ω。

   c）向低压系统供电的配电变压器的高压侧工作于低电阻接地系统时，低压系统不得与电源配电变压器的保护接地共用接地装置，低压系统电源接地点应在距该配电变压器适当的地点设置专用接地装置，其接地电阻不宜超过4Ω。

7.2.2 向B类电气装置供电的配电变压器安装在该建筑物内时，低压系统电源接地点的接地电阻应符合下列要求：

   a）配电变压器高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统，当该变压器保护接地的接地装置的接地电阻符合本标准5.3.1要求时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地装置。

   b）配电变压器高压侧工作于低电阻接地系统，当该变压器的保护接地接地装置的接地电阻符合式（5）的要求，且建筑物内采用（含建筑物钢筋的）总等电位联结时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地装置。

7.2.3 低压系统由单独的低压电源供电时，其电源接地点接地装置的接地电阻不宜超过4Ω。

图6 建筑物内总等电位联结图

1—保护线；2—总等电位联结线；

3—接地线；4—辅助等电位联结线；

B—总等电位联结（接地）端子板；M—外露导电部分；

C—装置外导电部分；P—金属水管干线；T—接地极

7.2.4 TT系统中当系统接地点和电气装置外露导电部分已进行总等电位联结时，电气装置外露导电部分不另设接地装置。

否则，电气装置外露导电部分应设保护接地的接地装置，其接地电阻应符合下式要求

R≤50/Ia                               （13）

式中：

R——考虑到季节变化时接地装置的最大接地电阻，Ω；

   Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流，A。

7.2.5 IT系统的各电气装置外露导电部分保护接地的接地装置可共用同一接地装置，亦可个别地或成组地用单独的接地装置接地。

每个接地装置的接地电阻应符合下式要求

R≤50/Id                                 （14）

式中：

R——考虑到季节变化外露导电部分的接地装

置最大接地电阻，Ω；

   Id——相线和外露导电部分间第一次短路故障的故障电流，A。

7.2.6 B类电气装置采用接地故障保护时，建筑物内电气装置应采用总等电位联结。

对下列导电部分应采用总等电位连接线互相可靠连接，并在进入建筑物处接向总等电位联结端子板（图6）：

   a）PE（PEN）干线；

   b）电气装置的接地装置中的接地干线；

   c）建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；

   d）便于连接的建筑物金属构件等导电部分。

7.2.7 接户线的绝缘子铁脚宜接地，接地电阻不宜超过30Ω。

土壤电阻率在200Ω·m及以下地区的铁横担钢筋混凝土杆线路，可不另设人工接地装置。

当绝缘子铁脚与建筑物内电气装置的接地装置相连时，可不另设接地装置。

人员密集的公共场所的接户线，当钢筋混凝土杆的自然接地电阻大于30Ω时，绝缘子铁脚应接地，并应设专用的接地装置。

   年平均雷暴日数不超过30、低压线被建筑物等屏蔽的地区或接户线距低压线路接地点不超过50m的地方，绝缘子铁脚可不接地。

7.2.8 建筑物处的低压系统电源接地点、电气装置外露导电部分的保护接地（含与功能接地共用的保护接地）、总等电位联结的接地极等可与建筑物的雷电保护接地共用同一接地装置。

接地装置的接地电阻，应符合其中最小值的要求。

电气装置接地电阻的要求

A类装置的接地电阻

1.变电所电气装置的接地阻

（1）有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻宜符合下列要求。

1）一般情况下接地装置的接地电阻应符合下式要求

R≤2000/I（13-1）

式中：

R—考虑到季节变化的最大接地电阻，Ω:

I—计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。

公式（13-1）中计算用流经接地装置的入地短路电流，采用在接地装置内、外短路时，经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量最大值，该电流应按5~10年发展后的系统最大运行方式确定，并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流。

2）当接地装置的接地电阻不符合式（13-1）要求时，可通过技术经济比较增大接地电阻，但不得大于5Ω。

且其人工接地网及有关电气装置应符合规范6.2.2的要求。

（2）不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻应符合下列要求。

1）高压与发电厂、变电所电力生产用低压电气装置共用的接地装置应符合下式要求

R≤120/I（13-2）

但不应大于4Ω。

2）高压电气装置的接地装置，应符合下式要求

R≤250/I（13-3）

式中：

R—考虑到季节变化的最大接地电阻，Ω；

       I—计算用的接地故障电流，A。

但不宜大与10Ω。

注：

变电所的接地电阻、可包括引进线路的避雷线接地装置的散流作用。

规范6.2.2的要求

（1）为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向变电所外或将低电位向变电所内的设施，应采用隔离措施。

例如：

对外的通信设备加隔离变压器；向变电所外供电的低压线路采用架空线，其电源中性点不在变电所内接地，改在变电所适当的地方接地；通向变电所外的管道采用绝缘段等等。

（2）考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，变电所内的3~10kV阀式避雷器不应动作或动作后应乘受被赋与的能量。

（3）设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。

3）消弧线圈接地系统中，计算用的接地故障电流应采用下列数值：

①对于装有消弧线圈的发电厂、变电所电气装置的接地装置、计算电流等于接在同一接地装置中同一系统各消弧线圈额定电流总和的1.25倍。

②对于不装消弧线圈的发电厂、变电所电气装置的接地装置、计算电流等于系统中断开最大一台消弧线圈或系统中最长线路被切除时的最大可能残余电流值。

4）在高土壤电阻率地区的接地电阻不应大于30Ω。

且应符合接触电位差和跨步电位差要求。

（3）变电所电气装置雷电保护接地的接地电阻

1）独立避雷针（含悬挂独立避雷线的架构）的接地电阻。

在土壤电阻率不大于500Ω.m的地区不应大于10Ω;在高土壤电阻率地区当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。

2）在变压器门型构架上和离变压器主接地线小于15m的配电装置的架构上，当土壤电阻率大于350Ω.m时，不允许装避雷针、避雷线；如小于350Ω.m时，则应根据方案比较确有经济效益，经过计算采取相应的防止反击措施，并至少遵守下列规定，方可在变压器门架上装设避雷针、线：

① 装在变压器门型架构上的避雷针应与接地网连接，并应沿不同方向引出3~4根放射形水平接地体，在每根水平接地体上离避雷针架构3~5m处装一根垂直接地体；

② 直接在3~35kV变压器的所有绕组出线上或在离变压器电气距离不大于5m条件下装设阀式避雷器。

高压侧电压35kV变电所，在变压器门型架构上装设避雷

针时，变电所接地电阻不应大于4Ω（不包括架构基础的接地电阻）。

2．配电电气装置的接地电阻

（1）工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统、向建筑物电气装置（B类装置）供电的配电电气装置，其保护接地的接地电阻应符合下列要求。

 1）与建筑物电气装置系统电源接地点共用的接地装置：

①配电变压器安装在由其供电的建筑物外时、应符合下式的要求

R≤50/I（13-4），

式中：

R—考虑到季节变化接地装置最大接地电阻，Ω；

I—计算用的单相接地故障电流；消弧线圈接地系统为故障点残余电流。

但不应大于4Ω。

②配电变压器安装在由其供电的建筑物内时，不宜大于4Ω。

2）非共用的接地装置，应符合式R≤250/I的要求，但不宜大于10Ω。

（2）低电阻接地系统的配电电气装置，其保护接地的接地电阻应符合式R≤2000/I的要求。

（3）保护配电变压器的避雷器其接地应与变压器保护接地共用接地装置。

（4）保护配电柱上断路器、负荷开关和电容器组等的避雷器的接地线应与设备外壳相连，接地装置的接地电阻不应大于10Ω。

建筑物电气装置（B类装置）的接地电阻

1、对建筑物电气装置供电的配电变压器安装在该建筑物外时，低压系统电源接地点的接地电阻应符合下列要求：

1）配电变压器高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统，当该变压器的保护接地接地装置的接地电阻符合式R≤50/I要求且不超过4Ω时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地装置。

2）当建筑物内未作总等电位连接，且建筑物距低压系统电源接地点的距离超过50m时，低压电缆和架空线路在引入建筑物处，保护线（PE）或保护中性线（PEN）应重复接地，接地电阻不宜超过10Ω。

3）向低压系统供电的配电变压器的高压侧工作于低电阻接地系统时，低压系统不得与电源配电变压器的保护接地共用接地装置，低压系统电源接地点应在距该配电变压器适当的地点设置专用接地装置，其接地电阻不宜超过4Ω。

2、对建筑物电气装置供电的配电变压器安装在该建筑物内时，低压系统电源接地点的接地电阻应符合下列要求:

1）配电变压器高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统，当该变压器保护接地的接地装置的接地电阻不大于4欧要求时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地装置。

2）配电变压器的高压侧工作于低电阻接地系统时，当该变压器保护接地的接地装置的接地电阻符合本章式R≤2000/I要求，且建筑物内采用（含建筑物钢筋的）总等电位连接时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地装置。

3）低压系统由单独的低压电源供电时，其电源接地点接地装置的接地电阻不宜超过4Ω。

4）TT系统中当系统接地点和电气装置外露导电部分已进行总等电位连接时，电气装置外露导电部分不另设接地装置。

否则，电气装置外露导电部分应设保护接地的接地装置，其接地电阻应符合下式要求。

R≤50/Ia（13-5）

式中：

R—考虑到季节变化时接地装置的最大接地电阻，Ω.

    Ia—保证保护电器切断故障回路的动作电流，A。

5）IT系统的各电气装置外露导电部分保护接地的接地装置可共用同一接地装置，亦可个别地或成组地用单独的接地装置接地。

每个接地装置的接地电阻应符合下式要求。

R≤50/Id（13-6）

式中：

R—考虑到季节变化外露导电部分的接地装置最大接地电阻，Ω；

Id—相线和外露导电部分间第一次短路故障的故障电流，A。

6）低压电力网中，电源中性点的接地电阻一般不大于4Ω。

在由单台容量不超过100KVA或使用同一接地装置并联运行且总容量不超过100KVA的变压器或发电机供电的低压电力网中，电力装置的接地电阻不宜大于10Ω。

7）接户线的绝缘子铁脚宜接地，接地电阻不宜超过30Ω。

土壤电阻率在200Ω.m及以下地区的铁横担钢筋混凝土杆线路，可不另设人工接地装置。

当绝缘子铁脚与建筑物内电气装置的接地装置相连时，可不另设接地装置。

人员密集的公共场所的接户线，当钢筋混凝土杆的自然接地电阻大于30Ω时，绝缘子铁脚应接地，并应设专用的接地装置。

8）年平均雷电日数不超过30、低压线被建筑物等屏蔽的地区或接户线距低压线路接地点不超过50m的地方，绝缘子铁脚可不接地。

电气装置保护接地的范围

A类电气装置保护接地的范围

1.电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：

 a）     电机、变压器和高压电器等的底座和外壳； 

 b）电气设备传动装置；

 c）互感器的二次绕组；

 d）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜和封闭母线的外壳等；

e）气体绝缘全封闭组合电器（GIS）的接地端子；

f）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架；

g）铠装控制电缆的外皮；

h）屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；

i）电力电缆接线盒、终端盒的外壳，电缆的外皮，穿线的钢管和电缆桥架等；

j）装有避雷线的架空线路杆塔；

k）除沥青地面的居民区外，其他居民区内，不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中无避雷线架空线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔；

l）装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气设备；

m）箱式变电站的金属箱体。

2．下列电气设备的外露导电部分，除另有要求者外，可不接地或不接保护线：

（1）安装在电器屏、柜上已接地的金属框架上的电器和仪表的外壳，以及发生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等。

（2）安装在已接地的金属架构上的设备，如套管等（应保证电气接触良好）；

（3）在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流标称电压380V及以下，直流标称电压220V及以下的电气设备外壳，但当维护人员可能同时触及电气设备外壳和接地物件时除外。

（4）标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架。

B类电气装置保护接地的范围

1.电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：

除以上所述，

（1）封闭式组合电气的金属箱体。

（2）电涌保护器。

（3）金属线槽及电气用的各类金属构架、支架等。

2．下列电气设备的外露导电部分，除另有要求者外，不接地或不接保护线：

除以上所述，正常环境干燥场所交流标称电压50V以下、直流120V以下的电气设备（Ⅲ级设备）的金属外壳，但爆炸危险场所除外；

3．下述场所电气设备的外露可导电部分严禁保护接地：

（1）采用设置绝缘场所保护方式的所有电气设备及装置外可导电部分；

（2）采用不接地局部等电位连接保护方式的所有电气设备及装置外可导电部分；

（3）采用电气隔离保护方式的电气设备及装置外可导电部分；

（4）在采用双重绝缘及加强绝缘保护方式中的绝缘外护物里面的可导电部分。

电气装置的分类：

1）交流标称电压500kV及以下发电、变电、送电和配电电气装置（含附属直流电气装置）简称为A类电气装置；

2）建筑物电气装置，简称为B类电气装置。

规范复习的内容主要是电气装置接地的要求和方法。

A类电气装置接地的一般规定

 a）A类电气装置接地按用途有工作（系统）接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地。

 b）接地装置应充分利用自然接地极接地，但应校验自然接地极的热稳定。

 c）发电厂、变电所内，不同用途和不同电压的电气装置，应使用一个总的接地装置，接地电阻应符合其中最小值的要求。

接地电阻除另外注明外，均指工频接地电阻。

d）设计接地装置时，应考虑土壤干燥或冻结等季节变化的影响，接地电阻在四季中均应符合本标准的要求，但雷电保护接地的接地电阻，可只考虑在雷季中土壤干燥状态的影响。

B类电气装置接地的一般规定

（1）本节适用于交流标称电压10kV及以下用电设备与对地不能构成闭合回路的直流用电设备的接地设计。

（2）不同用途和不同电压等级用电设备的接地（包括保护性接地，功能性接地和功能性保护性合一接地），除另有规定者外宜采用一个总的共用接地装置（MEB）；对其它非电力设备（电讯及其他电子设备），除有特殊要求者外，也宜采用共用接地装置，接地装置的接地电阻应符合其中最小值的要求。

（