建筑電氣基礎(chǔ)課件—保護(hù)接地與接零

1、172保護(hù)接地與保護(hù)接零保護(hù)接地與保護(hù)接零1721故障接地的危害和保護(hù)措施故障接地的危害和保護(hù)措施 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生碰殼短路或電網(wǎng)相線斷線觸及地面時(shí)，故障電流就從電器設(shè)備外殼經(jīng)接地體或電網(wǎng)相線觸地點(diǎn)向大地流散，使附近的地表面上和土壤中各點(diǎn)出現(xiàn)不同的電壓。如人體接近觸地點(diǎn)的區(qū)域或觸及與觸地點(diǎn)相連的可導(dǎo)電物體時(shí)，接地電流和流散電阻產(chǎn)生的流散電場(chǎng)會(huì)對(duì)人身造成危險(xiǎn)。 為保證人身安全和電氣系統(tǒng)、電氣設(shè)備的正常工作需要，采取保護(hù)措施很有必要。一般將電氣設(shè)備的外殼通過(guò)一定的裝置(人工接地體或自然接地體)與大地直接連接。采取保護(hù)接地措施后，如相線發(fā)生碰殼故障時(shí)，該線路的保護(hù)裝置則視為單相短路故障，并及時(shí)將線路切

2、斷，使短路點(diǎn)接地電壓消失，確保人身安全。1722接地的連接方式接地的連接方式1工作接地工作接地 在正常情況下，為保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行并提供部分電氣設(shè)備和裝置所需要的相電壓，將電力系統(tǒng)中的變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)通過(guò)接地裝置與大地直接相連，該方式稱為工作接地。工作接地如圖171所示。 圖171工作接地示意圖2保護(hù)接地保護(hù)接地 為了防止電氣設(shè)備由于絕緣損壞而造成的觸電事故，將電氣設(shè)備的金屬外殼通過(guò)接地線與接地裝置連接起來(lái)，這種為保護(hù)人身安全的接地方式稱為保護(hù)接地。其連接線稱為保護(hù)線(PE)，保護(hù)接地如圖172所示。圖172保護(hù)接地示意圖3工作接零工作接零 當(dāng)單相用電設(shè)備為獲取單相電壓而接的零線、，稱為

3、工作接零。其連接線稱中性線(N)，與保護(hù)線共用的稱為PEN線。工作接零如圖173所示。 圖173工作接零示意圖4保護(hù)接零保護(hù)接零為防止電氣設(shè)備因絕緣損壞而使人身遭受觸電危險(xiǎn)，將電氣設(shè)備的金屬外殼與電源的中性線用導(dǎo)線連接起來(lái)，稱為保護(hù)接零。其連接線稱為保護(hù)線(PE)或保護(hù)零線。保護(hù)接零如圖174所示。 圖174保護(hù)接零示意圖5重復(fù)接地重復(fù)接地當(dāng)線路較長(zhǎng)或接地電阻要求較高時(shí)，為盡可能降低零線的接地電阻，除變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地外，將零線上一處或多處再進(jìn)行接地，則稱為重復(fù)接地。如圖175所示。 圖175重復(fù)接地示意圖6防雷接地防雷接地防雷接地的作用是將雷電流迅速安全地引入大地，避免建筑物及其內(nèi)部

4、電器設(shè)備遭受雷電侵害。防雷接地如圖176所示。 圖136防雷接地示意圖7屏蔽接地屏蔽接地由于干擾電場(chǎng)的作用會(huì)在金屬屏蔽層感應(yīng)電荷，而將金屬屏蔽層接地，使感應(yīng)電荷導(dǎo)入大地，該方式稱屏蔽接地，如專用電子測(cè)量設(shè)備的屏蔽接地等。8專用電子設(shè)備的接地專用電子設(shè)備的接地如醫(yī)療設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)等的接地，即為專用電氣設(shè)備的接地。電子計(jì)算機(jī)的接地主要有：直流接地(即計(jì)算機(jī)邏輯電路、運(yùn)算單元、CPU等單元的直流接地，也稱邏輯接地)和安全接地。一般電子設(shè)備接地有：信號(hào)接地、安全接地、功率接地（即電子設(shè)備中所有繼電器、電動(dòng)機(jī)、電源裝置、指示燈等的接地）等。9接地模塊接地模塊接地模塊是近年來(lái)推廣應(yīng)用的一種接地方式。接地

5、模塊頂面埋深不小于06m，接地模塊間距不應(yīng)小于模塊長(zhǎng)度的35倍。接地模塊埋設(shè)基坑，一般為模塊外形尺寸的1214倍，且在開(kāi)挖深度內(nèi)詳細(xì)記錄地層情況。接地模塊應(yīng)垂直或水平就位，不應(yīng)傾斜設(shè)置，保持與原土層接觸良好。接地模塊應(yīng)集中引線，用干線把接地模塊并聯(lián)焊接成一個(gè)環(huán)路，干線的材質(zhì)與接地模塊焊接點(diǎn)的材質(zhì)應(yīng)相同，鋼制的采用熱浸鍍鋅扁鋼，引出線不少于兩處。10建筑物等電位聯(lián)結(jié)建筑物等電位聯(lián)結(jié)作為一種安全措施多用于高層建筑和綜合建筑中。建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 503032002)中要求：建筑物等電位聯(lián)結(jié)干線應(yīng)從與接地裝置有不少于2處直接連接的接地干線或總等電位箱引出，等電位聯(lián)結(jié)干線或局部等電位箱

6、間的連接線形成環(huán)行網(wǎng)路，環(huán)行網(wǎng)路應(yīng)就近與等電位聯(lián)結(jié)干線或局部等電位箱連接。支線間不應(yīng)串聯(lián)連接。等電位聯(lián)結(jié)的線路最小允許截面為：銅干線16mm2，銅支線6 mm2；鋼干線50 mm2，鋼支線16mm2。1723接地裝置的安裝接地體與接地線的總體稱為接地裝置，如圖177所示。圖177 接地裝置示意圖1接地體；2接地干線；3一接地支線；4電氣設(shè)備1接地體的安裝接地體的安裝安裝人工接地體時(shí)，一般應(yīng)按設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行。接地體的材料均應(yīng)采用鍍鋅鋼材，并應(yīng)充分考慮材料的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性能。（1）垂直接地體）垂直接地體垂直接地體的布置形式如圖178所示，其每根接地極的水平間距應(yīng)大于或等于5m。1）垂直接地體的

7、制作。）垂直接地體的制作。垂直安裝的人工接地體，一般采用鍍鋅角鋼或圓鋼制作，如圖179所示。178 垂直接地體的布置形式 (a)剖面；(b)平面 179 垂直接地體的制作 (a)角鋼；(b)鋼管2)垂直接地體的安裝。垂直接地體的安裝。安裝垂直接地體時(shí)一般要先挖地溝，再采用打樁法將接地體打入地溝以下。接地體的有效深度不應(yīng)小于2m，垂直接地體的安裝如圖1710所示。1710 垂直接地體的埋設(shè)3)連接引線和回填土。連接引線和回填土。接地體按要求打樁完畢后，即可進(jìn)行接地體的連接和回填土。（2）水平接地體）水平接地體 水平接地體常見(jiàn)的形式有帶型、環(huán)型和放射型等幾種，如圖1711所示。水平安裝的人工接地體

8、，其材料一般采用鍍鋅圓鋼和扁鋼制作。采用圓鋼時(shí)其直徑應(yīng)大于10mm；采用扁鋼時(shí)其截面尺寸應(yīng)大于lOOmm2，厚度不應(yīng)小于4mm。其規(guī)格參數(shù)一般由設(shè)計(jì)確定。水平接地體所用的材料不應(yīng)有嚴(yán)重的銹蝕或彎曲不平，否則應(yīng)更換或矯直。水平接地體的埋設(shè)深度一般應(yīng)在O71m之間。 圖1711水平接地體 (a)帶型；(b)環(huán)型；(c)放射型2接地線的安裝接地線的安裝（1）人工接地的材料）人工接地的材料人工接地線一般包括接地引線、接地干線和接地支線等。為了使接地連接可靠并有一定的機(jī)械強(qiáng)度，人工接地線一般均采用鍍鋅扁鋼或鍍鋅圓鋼制作。移動(dòng)式電氣設(shè)備或鋼質(zhì)導(dǎo)線連接困難時(shí)，可采用有色金屬作為人工接地線，但嚴(yán)禁使用裸鋁導(dǎo)線

9、作接地線。(2)接地干線的安裝接地干線應(yīng)水平或垂直敷設(shè)(也允許與建筑物的結(jié)構(gòu)線條平行)，在直線段不應(yīng)有彎曲現(xiàn)象。接地干線通常選用截面不小于12mm4mm的鍍鋅扁鋼或直徑不小于6mm的鍍鋅圓鋼。安裝的位置應(yīng)便于維修，并且不妨礙電氣設(shè)備的拆卸和檢修。接地干線與建筑物或墻壁間應(yīng)留有1015mm的間隙。水平安裝時(shí)離地面的距離一般為250300mm，具體數(shù)據(jù)由設(shè)計(jì)決定。接地線支持卡子之間的距離：水平部分為O515m；垂直部分為153m；轉(zhuǎn)彎部分為O3O5m。設(shè)計(jì)要求接地的幕墻金屬框架和建筑物的金屬門窗，應(yīng)就近與接地干線連接可靠，連接處不同金屬間應(yīng)有防電化腐蝕措施，室內(nèi)接地干線安裝如圖1712所示。 圖1

10、712 室內(nèi)接地干線安裝圖 (a)室內(nèi)接地干線安裝示意圖；(b)支持卡子安裝圖；(c)接地端子圖接地線在穿越墻壁、樓板和地坪處應(yīng)加套鋼管或其他堅(jiān)固的保護(hù)套管，鋼套管應(yīng)與接地線做電氣連通。當(dāng)接地線跨越建筑物變形縫時(shí)應(yīng)設(shè)補(bǔ)償裝置，如圖1713所示。圖1713接地線通過(guò)伸縮沉降縫的做法 (a)硬接地線；(b)軟接地線(3)接地支線的安裝接地支線的安裝1)接地支線與干線的連接。當(dāng)多個(gè)電氣設(shè)備均與接地干線相連時(shí)，每個(gè)設(shè)備的連接點(diǎn)必須用一根接地支線與接地干線相連接，不允許用一根接地支線把幾個(gè)設(shè)備接地點(diǎn)串聯(lián)后再與接地干線相連，也不允許幾根接地支線并聯(lián)在接地干線的一個(gè)連接點(diǎn)上。接地支線與干線并聯(lián)連接的做法如圖

11、1714所示。 圖1714多個(gè)電氣設(shè)備的接地連接示意圖 (a)錯(cuò)誤；(b)正確2)接地支線與金屬構(gòu)架的連接。接地支線與電氣設(shè)備的金屬外殼及其他金屬構(gòu)架連接時(shí)(如是軟性接地線則應(yīng)在兩端裝設(shè)接線端子)，應(yīng)采用螺釘或螺栓進(jìn)行壓接，其安裝做法如圖1715所示。 1715設(shè)備金屬外殼或金屬構(gòu)架與接地線的連接 (a)電器金屬外殼接地；(b)金屬構(gòu)架接地 1一電氣金屬外殼或金屬構(gòu)架；2一連接螺栓； 3一接地支線；4一鍍鋅墊圈；5一彈簧墊圈3)接地支線與變壓器中性點(diǎn)的連接。接地支線與變壓器中性點(diǎn)及外殼的連接方法，如圖1716所示。接地支線與接地干線用并溝線夾連接，其材料在戶外一般采用多股銅絞線，戶內(nèi)多采用多股

12、絕緣銅導(dǎo)線。 圖1716變壓器中性點(diǎn)及外殼的接地線連接4)接地支線的穿越與連接。明裝敷設(shè)的接地支線，在穿越墻壁或樓板時(shí)，應(yīng)穿管加以保護(hù)。當(dāng)接地支線需要加長(zhǎng)時(shí)，若固定敷設(shè)時(shí)必須連接牢固；若用于移動(dòng)電器的接地支線則不允許有中間接頭。接地支線的每一個(gè)連接點(diǎn)都應(yīng)置于明顯處，便于維護(hù)和檢修。3自然接地裝置的安裝自然接地裝置的安裝電氣設(shè)備接地裝置的安裝，應(yīng)盡可能利用自然接地體和自然接地線，有利于節(jié)約鋼材和減少施工費(fèi)用。自然接地體有以下幾種：金屬管道、金屬結(jié)構(gòu)、電纜金屬外皮、水工構(gòu)筑物等。自然接地線有以下幾種：建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)、配線用的鋼管、電纜金屬外皮、金屬管道等。1723接地裝置的檢

13、驗(yàn)和涂色接地裝置的檢驗(yàn)和涂色接地裝置安裝完畢后，必須按施工規(guī)范要求經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格方能正式運(yùn)行。檢驗(yàn)除要求整個(gè)接地網(wǎng)的連接完整牢固外，還應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行涂色，標(biāo)志記號(hào)應(yīng)鮮明齊全。明敷接地線表面應(yīng)涂以15100mm寬度相等的綠黃色相間條紋。在每個(gè)導(dǎo)體的全部長(zhǎng)度上、或在每個(gè)區(qū)間、或每個(gè)可接觸到的部位上宜作出標(biāo)志。當(dāng)使用膠帶時(shí)應(yīng)選擇雙色膠帶，中性線宜涂淡藍(lán)色標(biāo)志。在接地線引向建筑物內(nèi)的人口處和在檢修用臨時(shí)接地點(diǎn)處，均應(yīng)刷白色底漆后標(biāo)以黑色接地符號(hào)。1724接地電阻的測(cè)量接地電阻的測(cè)量接地裝置安裝包括接地電阻的測(cè)量。建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 50303-一2002)中要求：人工接地裝置或利用建筑物

14、基礎(chǔ)鋼筋的接地裝置必須在地面以上按設(shè)計(jì)要求位置設(shè)測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試接地裝置的接地電阻值必須符合設(shè)計(jì)要求。避雷裝置的接地電阻一般為30、20、10，特殊情況要求在4以下，具體數(shù)據(jù)按設(shè)計(jì)確定。如不符合要求則應(yīng)采取措施直至測(cè)量合格。建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 5005794)中對(duì)三類防雷建筑物的接地電阻都作了明確規(guī)定。第一類防雷建筑物獨(dú)立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10。在土壤電阻率高的地區(qū)，可適當(dāng)增大沖擊接地電阻。防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用，其工頻接地電阻不應(yīng)大于10。屋內(nèi)接地干線與防雷電感應(yīng)接地裝置的連接，不應(yīng)少于兩處。架空金屬管道在進(jìn)出建筑物處，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物100m內(nèi)的管道，應(yīng)每隔25m左右接地一次，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于20，并宜利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋網(wǎng)作為引下線，其鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜作為接地裝置。第二類防雷建筑物的引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于18m。每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10。防直擊雷接地宜和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置，并宜與埋地金屬管道相連。第三類防雷建筑物防直