接地基础知识

内部培训交流学习资料第二篇、照明相关内容2012.07防雷、接地及照明知识汇编概述概述电力系统和设备的接地，按其功能分为工作接地和保护接地两大类。为保证电力系统和设备达到正常工作要求二进行的接地，称为工作接地，如电源中性点的直接接地或经消弧线圈的接地以及防雷设备的接地等。为保护人身安全，防止触电等而将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。一、接地系统常用名词术语（一）名词术语接地(grounded)工作接地(workingground)、系统接地(Systemground)保护接地(protectiveground)雷电保护接地(lightningprotectiveground)接地极(groundingelectrode)接地线(groundingconductor)接地装置(groundingconnection)接地网(groundinggrid)一、接地系统常用名词术语（二）集中接地装置(concentratedgroundingconnection)接地电阻(groundresistance)接地装置对地电位(potentialofgroundingconnection)接触电位差(touchpotentialdifference)跨步电位差(steppotentialdifference)转移电位(divertingpotential)外露导电部分(exposedconductivepart)中性线(neutralconductor)一、接地系统常用名词术语（三）名词术语保护线(protectiveconductor)a)线路或设备金属外壳；b)线路或设备以外的金属部件；c)总接地线或总等电位连接端子板；d)接地极；e)电源接地点或人工中性点。保护中性线(PENconductor)等电位连接(equipotentialbonding)等电位连接线(equiptentialboundingconductor)二、保护接地的基本原理－原理图图1－1为保护接地示意图。二、保护接地的基本原理－原理说明从图可以看出，无保护接地时，当电气设备某相的绝缘损坏时金属外壳就带电。人若触及带电的金属外壳，因设备底座与大地的接触电阻较大，绝大部分电流从人体流过，人就遭到了触电的危险。装设了保护接地装置时，接地电流将同时沿着接地体（通过电流为IE）和人体（通过电流为Im）两条并联通道流过。流过每一条通道的电流值将与其电阻的大小成反比，接地体的接地电阻越小，流经人体的电流也就越小。通常人体电阻比接地体的接地电阻大数百倍，所以流经人体的电流也就比流经接地体的电流小数百倍。当接地体电阻极小时，流经人体的电流几乎等于零，人体就能避免触电的危险。三、A类电气装置－保护接地范围（一）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；三、A类电气装置－保护接地范围（二）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。三、A类电气装置－接地电阻（一）1变电所电气装置的保护接地的接地电阻：a)有效接地和低电阻接地系统中保护接地的接地电阻：1)一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下式:R≤2000/I(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。2)当接地装置的接地电阻不符合式(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.三、A类电气装置－接地电阻（二）1变电所电气装置的保护接地的接地电阻：b)不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中保护接地的接地电阻应符合下列要求：1)高压与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：R≤120/I(2)，但不应大于4Ω。2)高压电气装置的接地装置，应符合下式：R≤250/I(3)，但不宜大于10Ω。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。3)在高土壤电阻率地区的接地电阻不应大于30Ω。三、A类电气装置－接地电阻（三）2变电所电气装置雷电保护接地的接地电阻：a)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接地电阻应符合相关规范的要求。b)变压器门型构上避雷针、线的接地电阻应符合DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。c)变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及变电所内主设备或严重影响发供电的建(构)筑物，防雷电感应的接地电阻不应大于30Ω。三、A类电气装置－接地电阻（四）3配电电气装置的接地电阻：3.1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类电气装置)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：a)与B类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(4)，但不应大于4Ω。式中：R—考虑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。三、A类电气装置－接地电阻（五）3配电电气装置的接地电阻：2)配电变压器安装在由其供电的建筑物内时，不宜大于4Ω。b)非共用的接地装置，应符合式(3)的要求，但不宜大于10Ω。3.2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本标准式(1)的要求。3.3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。3.4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。三、A类电气装置－接地装置（一）1接地装置的一般规定1.1各种接地装置应利用直接埋入地中或水中的自然接地极，并设置将自然接地极和人工接地极分开的测量井。变电所除利用自然接地极外，还应敷设人工接地极。1.2当利用自然接地极和引外接地装置时，应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。1.3在高土壤电阻率地区和永冻土地区，可采取必要的措施降低接地电阻。1.4人工接地极，水平敷设的可采用圆钢、扁钢，垂直敷设的可采用角钢、钢管等。三、A类电气装置－接地装置（二）1接地装置的一般规定按机械强度要求的接地装置导体的最小尺寸应符合表1所列规格：表1接地装置导体的最小尺寸种类规格及单位地上地下屋内屋外圆钢直径mm688/10扁钢截面mm２244848厚度mm344角钢厚度mm22.54钢管管壁厚度mm2.52.53.5/2.5注:1地下部分圆钢的直径，其分子、分母数据分别对应于架空线路和变电所的接地装置；2地下部分钢管的壁厚，其分子、分母数据分别对应于埋于土壤和埋于室内素混凝土地坪中.三、A类电气装置－接地装置（三）2变电所电气装置的接地装置2.1变电所电气装置的接地装置，除利用自然接地极外，应敷设以水平接地极为主的人工接地网。人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。接地网内应敷设水平均压带。接地网的埋设深度不宜小于0.6m。接地网均压带可采用等间距或不等间距布置。35kV及以上变电所接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设砾石、沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的均压带。对于3～10kV变电所、配电所，当采用建筑物的基础作接地极且接地电阻又满足规定值时，可不另设人工接地。三、A类电气装置－接地装置（四）2变电所电气装置的接地装置2.2在有效接地和低电阻接地系统中，变电所电气装置的接地装置，当接地电阻不符合式(1)的要求时，其人工接地网及有关电气装置还应符合以下要求：a)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厂、所外或将低电位引向厂、所内的设施，应采取隔离措施。例如：向厂、所外供电的低压线路采用架空线，其电源中性点不在厂、所内接地，改在厂、所外适当的地方接地；通向厂、所外的管道采用绝缘段，铁路轨道分别在两处加绝缘鱼尾板等等。b)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承受被赋与的能量。c)设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。三、A类电气装置－接地装置（五）2变电所电气装置的接地装置2.3变电所电气装置中下列部位应采用专门敷设的接地线接地。a)出线柜、中性点柜的金属底座和外壳，封闭母线的外壳；b)110kV及以上钢筋混凝土构件支座上电气设备的金属外壳；c)箱式变电站的金属箱体；d)直接接地的变压器中性点；e)变压器、高压并联电抗器中性点所接消弧线圈、接地电抗器、电阻器或变压器等的接地端子；f)GIS的接地端子；g)避雷器，避雷针、线等的接地端子。三、A类电气装置－接地装置（六）3配电电气装置的接地装置3.1户外柱上配电变压器等电气装置的接地装置，宜敷设成围绕变压器台的闭合环形。3.2配电变压器等电气装置安装在由其供电的建筑物内的配电装置室时，其接地装置应与建筑物基础钢筋等相连。3.3引入配电装置室的每条架空线路安装的阀式避雷器的接地线，应与配电装置室的接地装置连接，但在入地处应敷设集中接地装置。四、低压系统接地型式－系统接地型式（一）1、低压系统接地可采用以下几种型式：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)。四、低压系统接地型式－系统接地型式（二）图1TN—S系统，整个系统的中性线与保护线是分开的四、低压系统接地型式－系统接地型式（三）图2TN—C—S系统，系统有一部分中性线与保护线是合一的四、低压系统接地型式－系统接地型式（四）图3TN—C系统，整个系统的中性线与保护线是合一的四、低压系统接地型式－系统接地型式（五）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)。图4TT系统四、低压系统接地型式－系统接地型式（六）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5IT系统四、低压系统接地型式－系统接地型式（七）说明：1.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。五、自动化系统接地－接地原则1、自动化系统接地原则一个系统只允许一点接地，一般与电气接地网共地。严格区分不同性质的地，做到不混接。不同性质的地用分干线接入各自的汇流板（或者直接接入总的汇流板），各汇流板用总干线接入公共接地极（网），在最终处汇入一点接地。防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与电气接地网的主干线相连。五、自动化系统接地－接地装置2、MACS系统设置的接地装置操作台、打印机、服务器柜：设有保护地螺钉。继电器柜、