電氣接地技術(shù)

1、払氣施工技術(shù)接地篇、低壓配電系統(tǒng)接地（一）什么是接地？接地用金屬把電氣設(shè)備的某一部分與地做良好的連接，稱為 接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體（或接地 極），兼作接地用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件.鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ).金屬管道和設(shè)備等，稱為自然接地體;為了接地埋入地中的接地體，稱為人工接地體。 連接設(shè)備接地部位與接地體的金屬導(dǎo)線，稱為地線。 接地體和接地線的總和，稱為接地裝置。接地裝置接地裝置是接地體（或稱接地極）和接地線的合稱，它的作 用是把引下線引下的雷電流迅速流散到大地土壤中去或限制接 地設(shè)備的電位為零電位。（1）接地體自然接地體即兼作接地用的直接與大地接觸的各種

2、金 屬構(gòu)件，如建筑物的鋼結(jié)構(gòu)、行車鋼軌、埋地的金屬管道 （可燃液體和可燃?xì)怏w管道除外）等。人工接地體即直接打入地下專作接地用的經(jīng)加工的各種型 鋼或鋼管等。按其敷設(shè)方式可分為垂直接地體和水平接地體。埋入土壤中的人工垂直接地體宜釆用角鋼.鋼管或圓鋼。埋入土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。mmo圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm;扁鋼截面積不應(yīng)小于100 mm2, 其厚度不應(yīng)小于4mm。角鋼應(yīng)度不應(yīng)小于4mm;豹管壁厚不 應(yīng)小于35人工垂直接地體的長度宜為2.5 m。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體間的距離宜為5m,當(dāng)受地方限制可適當(dāng)減 小。人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5 mo接地線

3、接地線是從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體， 是接地體與接地體之間的連接導(dǎo)體。接地線應(yīng)與水平接地體的 截面相同。必須說明的是，不僅僅是防雷裝置的接閃器需要接地， 電氣工程中的很多電氣設(shè)備為了正常工作和妥全運(yùn)行，其 中性點(diǎn)或金屬構(gòu)架 外殼都必須接地，即必須酉己備相應(yīng)的 接地裝置，這種接地裝置的組成與防雷裝置的是一樣的。四辿巴銀tn立號(hào).廉垃型140m 4m.r.50M5fi5300 » 1 i)(i M ?4，! -； J1.50*50* 4IIL-一_L£菠說閉捲於專;密淺惓純的趙格令怦瓠至 求時(shí)，由工眾爲(wèi)計(jì)決運(yùn).電氣設(shè)備金屬外殼的接地接地的種類及作用接地的目的是為了

4、使設(shè)備正常安全地運(yùn)行，以及為建筑物和 人身、設(shè)備的安全提供保障。常用的接地方式按作用或功能來 分為以下幾種。工作接地（又稱系統(tǒng)接地），在三相交流電力系統(tǒng)中， 將變壓器低壓中性點(diǎn)大地進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪B接。采取工作接地可以 減輕高壓竄入低壓的危險(xiǎn)，減低低壓某一相接地時(shí)的觸電危險(xiǎn)。(2)保護(hù)接地 各種電氣設(shè)備的金屬外殼、線路的金屬管. 電纜的金屬保護(hù)層.安裝電氣設(shè)備的金屬支架等，由于導(dǎo)體的 絕緣損壞后可能帶電，為了防止這些不帶電金屬部分產(chǎn)生過大 的對(duì)地電壓危及人身安全而設(shè)置的接地。保護(hù)接地是中性點(diǎn)不接地低壓系統(tǒng)的主要安全措施，在 一般低壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地電阻應(yīng)小于4Q。(3)為了防止電氣設(shè)備和建筑物因遭受

5、雷擊而受損，將避雷 針、避雷線、避雷器等防雷設(shè)備進(jìn)行接地，稱為防雷接地。 屏蔽接地 一方面為了防止外來電磁波的干擾和侵入，造 成電子設(shè)備的誤動(dòng)作或通信質(zhì)量的下降，另一方面為了防止電 子設(shè)備產(chǎn)生的高頻能量向外部泄放，而將線路的濾波器、變壓 器的靜電屏蔽層、電纜的金屬屏蔽等進(jìn)行的接地。為減少高層建筑豎井內(nèi)垂直管道受雷電流感應(yīng)所產(chǎn)生的感 應(yīng)電勢，而將豎井混凝土壁內(nèi)的鋼筋予以接地，也屬于屏蔽接 地。防靜電接地為防止靜電產(chǎn)生事故而影響電子設(shè)備的正常 工作，需要有將靜電荷向大地泄放的接地。 等電位接地 高層建筑中為了減少雷電流造成的電位差， 將每層的鋼筋網(wǎng)及大型金屬物體連接在一起并接地，是一種等 電位接地

6、。醫(yī)院的某些特殊的檢查室、治療室、手術(shù)室和病房 中，病人所能接觸到的金屬部分（如床架、床燈、醫(yī)療電器等）, 不應(yīng)有危險(xiǎn)的電位差存在，因此要把這些金屬部分相互連接起 來成為等電位體并予以接地，也是一種等電位接地。（7）重復(fù)接地 三相四線制的零線（或中性點(diǎn)）一處或多處經(jīng)及接 地裝置與大地再次可靠連接，稱為重復(fù)接地。（8）保護(hù)接零 把電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與 電網(wǎng)的零線（或）中性線緊密地連接起來稱為保護(hù)接零。（二）低壓配電系統(tǒng)的接地方式根據(jù)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)電壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范，低 壓配電系統(tǒng)有三種接地形式，即IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、 TN系統(tǒng)（1）第一個(gè)字母表示電源端與地的關(guān)系：T電源端有一點(diǎn)直

7、接接地I 電源端所有帶電部分不接地或有一點(diǎn)通過阻抗接地。（2）第二個(gè)字母表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與 地的關(guān)系：T電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點(diǎn)在 電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)；N-電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接 電氣連接。1、IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)不接地、用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)。IT系統(tǒng)可以有中性線。但 IEC強(qiáng)烈建議不設(shè)置中性線（因?yàn)槿缭O(shè)置中性線，在IT系統(tǒng)中N線任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障，該系統(tǒng)將不再是IT系統(tǒng)了）。IT系統(tǒng)中，連接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分 和接地體的導(dǎo)線，就是PE線。對(duì)于短距離供電線路，系統(tǒng)在設(shè)備或線路漏電 時(shí)，單相對(duì)地漏電電流較小，

8、不會(huì)破壞電源電壓的 平衡；接地故障電壓一般也不會(huì)超過50V,不會(huì)引起 間接觸電的危險(xiǎn)。因此，IT系統(tǒng)常用于對(duì) 供電連續(xù)性要求較高的配電 系統(tǒng)，或用于對(duì)電擊防護(hù)要 求較高的場所，如電力煉鋼、 大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井 等處。如果用在供電距離很長時(shí)，供電線路對(duì)大地的 分布電容就不能忽視了。在負(fù)載發(fā)生短路故障或漏 電彳吏設(shè)備外殼帶電時(shí)，漏電電流經(jīng)大地形成架路， 保護(hù)設(shè)備不一定動(dòng)作，這是危險(xiǎn)的。只有在供電距 離不太長時(shí)才比較安全。這種供電方式玉工地上很 少見。2 TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)直接接地.用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地，而設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接

9、地叫做保護(hù)接地。TT系統(tǒng)中，這兩個(gè)接地必須是相互獨(dú)立的。設(shè)備接地可以 是每一設(shè)備都有各自獨(dú)立的接地裝置，也可以若干設(shè)備共用一個(gè)接地裝置。LiL2l3NPETT系統(tǒng)中負(fù)載 的所有接地均稱 為保護(hù)接地TT系統(tǒng)的特點(diǎn)： 共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系； 正常運(yùn)行時(shí)，工作零線可以有電流，而專用保護(hù)線 沒有電流。三相設(shè)備單相設(shè)備單相插座TT系統(tǒng)的使用:1. TT系統(tǒng)由于接地裝置就在設(shè)備附近，因此PE線斷線的幾率小，且容易被發(fā)現(xiàn)。2. TT系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)外殼不帶電、故障時(shí)外 殼高電位不會(huì)沿PE線傳遞至全系統(tǒng)。因此，TT系 統(tǒng)在適用于對(duì)電壓敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備及精密電 子設(shè)備進(jìn)行供電；在爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)

10、性場所等有 優(yōu)勢。3. TT系統(tǒng)適用于接地保護(hù)占很分散的地方。TT系統(tǒng)的局限性: 1.當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而 漏電）時(shí)，由于有接地保護(hù)，可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是，低壓斷路器（自動(dòng)開關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設(shè) 備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。乏琵熔斷，所PE2.當(dāng)漏電電流比較小時(shí)，即使有熔斷蔡 以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù)，困此TT M統(tǒng)難漢° 0 6 6U V W N3> TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、 費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。二相設(shè)備3 TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)即電源中性點(diǎn)直接接地.設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源中性點(diǎn)直接電氣連接的系統(tǒng)。TN系

11、統(tǒng)主要是靠單相碰殼故障變成單相短路故障（短路 電流是TT系統(tǒng)的53倍），并通過短路保護(hù)切斷電源來實(shí)施 電擊防護(hù)的。從電擊防護(hù)的角度來說，單相短路電流大或過電 流保護(hù)器動(dòng)作電流值小，對(duì)電擊防護(hù)都是有利的。TN系統(tǒng)節(jié)省材料.工時(shí)，在我國和其他許多國家廣泛得 到應(yīng)用。TN方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零 線分開而劃分為TNS系統(tǒng).TN-C系統(tǒng).TN-C-S系統(tǒng)三種形式。(1) TN-C系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)如圖所示，將PE線和N線的功能綜合起來，由一根 稱為PEN線的導(dǎo)體同時(shí)承擔(dān)兩者的功能。在用電設(shè)備處，PEN 線既連接到負(fù)荷中性點(diǎn)上，又連接到設(shè)備外露的可導(dǎo)電部分。由于它所固有的技術(shù)上的種種弊端

12、，現(xiàn)在已很少采用，尤其是在民用配電中已基本上不允許采用TN-C系統(tǒng)。bL2l3PEN三相設(shè)備單相設(shè)備單相插座TNC系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):(1) 設(shè)備外殼帶電時(shí)，接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路 電流，實(shí)際就是單相對(duì)地短路故障，熔絲會(huì)熔斷或自動(dòng)開關(guān)跳 閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全。(2) TN-C方式供電系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡的情況，若 三相負(fù)載不平衡，工作零線上有不平衡電流，對(duì)地有電壓，所 以與保護(hù)線所連接的電器設(shè)備金屬外殼有一定的電壓。(3) 如果工作零線斷線，則保護(hù)接零的通電設(shè)備夕卜殼帶電。(4) 如果電源的相線接地，則設(shè)備的外殼電位升高，使中線上 的危險(xiǎn)電位蔓延。(5 ) TN-C系

13、統(tǒng)干線上使用漏電斷路器時(shí)，工作零線后面的所有 重復(fù)接地必須拆除，否則漏電開關(guān)合不上閘，而且工作零線在 任何情況下不能斷線。所以，實(shí)用中工作零線只能在漏電斷路 器的上側(cè)重復(fù)接地。(2) TN-S 系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)中性線N與TT系統(tǒng)相同。與IT系統(tǒng)不同的是，用電設(shè) 備夕卜露可導(dǎo)電部分通過PE線連接到電源中性點(diǎn)，與系統(tǒng)中性點(diǎn) 共用接地體，而不是連接到自己專用的接地體，中性線（N線）和 保護(hù)線（PE線）是分開的。TN-S系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在 系統(tǒng)中性點(diǎn)分開后，不能再有任何電氣連接，這一條件一旦破 壞，TN-S系統(tǒng)便不再成立。三相設(shè)備單相設(shè)備單相插座TN-S供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：(1) 系統(tǒng)正常

14、運(yùn)行時(shí)，專用保護(hù)線上不有電流，只是 工作零線上有不平衡電流。PE線對(duì)地沒有電壓，所 以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線PE 上，安全可靠。(2) 工作零線只用作單相照明負(fù)載回路。(3) 專用保護(hù)線PE不許斷線，也不許進(jìn)入漏電開關(guān)。(4) 干線上使用漏電保護(hù)器，工作零線不得有重復(fù)接 地，而PE線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過漏電保護(hù)器， 所以TN-S系統(tǒng)供電干線上也可以安裝漏電保護(hù)器。(5 ) TN-S方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民 用建筑等低壓供電系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，現(xiàn)在還經(jīng)常將TN-S系統(tǒng) 稱為三相五線制系統(tǒng)，嚴(yán)格地講這一稱呼是不正確 的。按IEC標(biāo)準(zhǔn)，所謂“乂相乂線”系統(tǒng)的提

15、法，是 另外_種含義，它是指低壓配電系統(tǒng)按導(dǎo)體分類的 形式。所謂的“X相”是指電源的相數(shù)，而“x線”是指正常工作時(shí)通過電流的導(dǎo)體祁I(lǐng)數(shù)，包括相線和性線，但不包括PE線。按照這一定義，TN-S系統(tǒng)實(shí)際上是“三相四線制”系統(tǒng)或“單相二線制”系統(tǒng)。(3) TN-C-S 系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)是，TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的結(jié)合形式，在TN-C-S 系統(tǒng)中，從電源出來的那一段釆用TNC系統(tǒng)，因?yàn)樵谶@一段中無 用電設(shè)備，只起電能的傳輸作用，到用電負(fù)荷附近某一點(diǎn)處，將 EN線分開形成單獨(dú)的N線和PE線。從這一點(diǎn)開始，系統(tǒng)相當(dāng)于TN- S系統(tǒng)。PE三相設(shè)備單相設(shè)備單相插座(1) TN-C-S系統(tǒng)可以降低電動(dòng)機(jī)

16、外殼對(duì)地的電壓, 然而又不能完全消除這個(gè)電壓，這個(gè)電壓的大小取決 于負(fù)載不平衡的情況及線路的長度。要求負(fù)載不平 衡電流不能太大，而且在PE線上應(yīng)作重復(fù)接地。(2) PE線在任何情況下都不能進(jìn)入漏電保護(hù)器，因 為線路末端的漏電保護(hù)器動(dòng)作會(huì)使前級(jí)漏電保護(hù)器跳 閘造成大范圍停電。對(duì)PE線除了在總箱處必須和N線相接以外， 其他各分箱處均不得把N線和PE線相聯(lián)，PE義上 不許安裝開關(guān)和熔斷器。實(shí)際上，TN-C-S供電系統(tǒng)是在TNC系統(tǒng)上臨 時(shí)變通的作法。當(dāng)三相電力變壓器工作接地情況良好、 三相負(fù)載比較平衡時(shí)，TN-C-S系統(tǒng)在施工用電實(shí)踐 中效果還是可行的。但是，在三相負(fù)載不平衡、建筑 施工工地有專用的

17、電力變壓器時(shí)，必須采用TN-S方 式供電系統(tǒng)。避雷裝置避雷裝置的作用是將雷擊電荷或建筑物感應(yīng)電荷迅速引入大地，以保護(hù)建筑物、電氣設(shè)備及人身不受損害。完整的避雷裝置都是由接閃器.引下線和接地裝置三部分組成的。在IB上安愛底板2展靑球性;$以母;6墊aim引下線1.接閃器接閃器是專門用來引導(dǎo)雷擊的金屬導(dǎo)體。根據(jù)被保護(hù) 物形狀不同，接閃器的形狀有針、網(wǎng)、帶、線、環(huán)等不同 形狀。所有接閃器都必須經(jīng)過接地引下線與接地裝置相連接。(1)避雷針避雷針是妥裝在建筑物突出部位或獨(dú)立裝設(shè)的針形導(dǎo) 體，是“引雷針”。1)避雷針材料避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。針長lm以下：圓鋼直徑12mm,鋼管直徑20mm

18、;針長為 l2m時(shí)：圓鋼直徑16mm,鋼管直徑25mm;煙囪頂上的 避雷針：圓鋼直徑20mm,鋼管直徑40mm o2）避雷針安裝避雷針可以安裝在電桿（支柱）、構(gòu) 架或建筑上，下端經(jīng)引下線與接地 裝置焊接。避雷針的保護(hù)范圍，以它對(duì) 直擊雷所保護(hù)的空間來表示，可 利用“滾球法”進(jìn)行確定。(2)避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶用小截面圓鋼或扁鋼裝于建筑物易遭雷擊的部位，如屋脊.屋檐、屋角.女兒墻和山墻等的條形長帶。避雷網(wǎng)是縱橫交 錯(cuò)的避雷帶疊加在一 起，形成多個(gè)網(wǎng)孔，它既是接閃器，又是防感應(yīng)雷的裝置,此是接近全部保護(hù)的 方法，一般用于重要 的建筑物。避雷帶、網(wǎng)可以采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑不 應(yīng)小于8 mm;

19、扁鋼截面積不應(yīng)小于48 mm2,其厚度不 得小于4 mm;裝設(shè)在煙囪頂端的避雷環(huán)，其圓鋼直徑不 應(yīng)小于12 mm;扁鋼截面積不得小于100 mm2,其厚度 不得小于4 mm。避雷網(wǎng)也可做成籠式避雷網(wǎng)，簡稱為避雷籠。避雷籠 是用來籠罩整個(gè)建筑物的金屬籠。根據(jù)電學(xué)中的Faraday 籠的原理，對(duì)于雷電它起到均壓和屏蔽的作用，任憑接閃 時(shí)籠網(wǎng)上出現(xiàn)多高的電壓，籠內(nèi)空間的電場強(qiáng)度為零，籠 內(nèi)各處電位相等，形成一個(gè)等電位體，因此籠內(nèi)人身和設(shè) 備都是安全的。高層建筑防雷設(shè)計(jì)多采用避雷籠。避雷籠特點(diǎn)把整個(gè)建筑 物梁、柱.板.基礎(chǔ)等主要結(jié)構(gòu)鋼筋連成一體，因此是最安全 可靠的防雷措施。2）避雷帶和避雷網(wǎng)的安裝明裝它適于安裝在建筑物的屋脊、屋檐（坡屋頂）或屋頂邊緣及女 兒墻（平屋頂）等處，對(duì)建筑物易受雷擊部位進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。暗裝暗裝避雷網(wǎng)是利用建筑物內(nèi)的鋼筋做避