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电气设备接地及接零管理要求
1、名词术语
(1)接地:将电力系统或建筑物中电气装置、设施一些导电部分,经接地线连接至接地极。
(2)工作接地(系统接地):在电力系统电气装置中,为运行需要所设接地(如中性点直接接地或经其它装置接地等)。
(3)保护接地:电气装置金属外壳、配电装置构架和线路杆塔等,因为绝缘损坏有可能带电,为预防其危及人身和设备安全而设接地。
(4)雷电保护接地:为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设接地。
(5)防静电接地:为预防静电对易燃油、天然气贮罐和管道等危险作用而设接地。
(6)接地极(接地体):埋入地中并直接和大地接触金属导体,称为接地极。接地体分为自然接地体和人工接地体两种。兼作接地极用直接和大地接触多种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建(构)筑物基础、金属管道和设备等称为自然接地极。(可燃液体及可燃或易爆气体管道不可作为自然接地体)。人工接地体通常采取钢管角钢垂直打入土壤中,也可用扁钢或圆钢平埋土壤中做成。
(7)接地线:电气装置、设施接地端子和接地极连接用金属导电部分。
(8)接地装置:接地线和接地极总和。
(9)接地网:由垂直和水平接地极组成供发电厂、变电站使用兼有泄流和均压作用较大型水平网状接地装置。
(10)集中接地装置:为加强对雷电流散流作用、降低对地电位而敷设附加接地装置,通常敷设3-5根垂直接地极。在土壤电阻率较高地域,则敷设3-5根放射形水平接地极。
(11)接地电阻:接地极或自然接地极对地电阻和接地线电阻总和,称为接地装置接地电阻。接地电阻数值等于接地装置对地电压和经过接地极流入地中电流比值。按经过接地极流入地中工频交流电流求得电阻,称为工频接地电阻:按经过接地极流入地中冲击电流求得接地电阻,称为冲击接地电阻。
(12)接地装置对地电位:电流经接地装置接地极流人大地时,接地装置和大地零电位点之间电位差。
(13)接触电位差:接地短路(故障)电流流过接地装置时,大地表面形成份布电位,在地面上离设备水平距离为0.8m处和设备外壳、架构或墙壁离地面垂直距离1.8m处两点间电位差,称为接触电位差:接地网孔中心对接地网接地极最大电位差,称为最大接触电位差。
(14)跨步电位差:接地短路(故障)电流流过接地装置时,地面上水平距离为0.8m两点间电位差,称为跨步电位差。接地网外地面上水平距离0.8m处对接地网边缘接地极电位差,称为最大跨步电位差。
(15)外露导电部分:平时不带电压,但故障情况下能带电压电 气装置轻易触及导电部分。
(16)装置外导电部分:不属电气装置组成部分导电部分。
(17)电气装置:为达特定目标相关电气设备组合,而且在特征上相互配合。
(18)“零”即中性导体(中性线):和低压系统中性点相连接并能起电能传输作用导体。
(19)“接地”即保护导体:外露可导电部分(即金属外壳;接地端子或主接地体;电源接地点或人工中性点。
(20)接触电压:电气设备绝缘损坏时,人体同时可触及部分之间电压。
(21)保护线:低压系统中为防触电用来和下列任一部分作电气连接导线:
a.线路或设备金属外壳:
b.线路或设备以外金属部件:
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。
(22)保护性接中性线(保护接零):含有中性线和保护线两种功效接地线。在380/220V三相四线制低压电网中,均采取低压变压器低压侧中性点直接接地运行方法,即形成系统工作接地。若中性点接地良好,将电气设备或装置金属外壳和中性线连接,用以替换保护性接地方法,称为保护性接中性线。
(23)接地装置防腐蚀设计,应符合下列要求:
a.计及腐蚀影响后,接地装置设计使用年限,应和地面工程设计使用年限相当。
b.接地装置防腐蚀设计,宜按当地腐蚀数据进行。
c.在腐蚀严重地域,敷设在电缆沟中接地线和敷设在屋内或地面上接地线,宜采取热镀锌,对埋入地下接地极宜采取适合当地条件防腐蚀方法。接地线和接地极或接地极之间焊接点,应涂防腐材料。
二、配电电气装置接地装置
1、户外柱上配电变压器等电气装置接地装置,宜敷设成围绕变压器台闭合环形。
2、配电变压器等电气装置安装在由其供电建筑物内配电装置室时,其接地装置应和建筑物基础钢筋等相连。
三、低压系统接地型式
1、系统接地型式低压系统接地可采取以下多个型式(N-零线或中性线,PE-保护接地线)。
1)TN系统。系统有一点直接接地,装置外露导电部分用保护线和该点连接。根据中性线和保护线组合情况,TN系统有以下3种型式:
a.TN-S系统。整个系统中性线和保护线是分开。
b.TN-C-S系统。系统中有一部分中性线和保护线是合一。
c.TN-C系统。整个系统中性:线和保护线是合一。
2)TF系统。TF系统有一个直接接地点,电气装置外露导电部分接至电气上和低压系统接地点无关接地装置。
3)IT系统。IT系统带电部分和大地间不直接连接(经阻抗接地或不接地),而电气装置外露导电部分则是接地。
2、向建筑物电气装置供电配电变压器安装在该建筑物内时,低压系统电源接地点接地电阻应符合下列要求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接地装置接地电阻符合规范要求时,低压系统电源接地点可和该变压器保护接地共用接地装置。
四、建筑物电气设备接地装置和保护线要求
1、通常要求
1)接地装置性能必需满足电气装置安全和功效上要求。
2)根据电气设备要求,保护接地或工作接地接地装置能够采取共用或分开接地装置。
2、对地连接
1)接地装置选择和安装应符合下列要求
(1)接地电阻值符合电气装置保护上和功效上要求,并要求长久有效:
(2)能承受接地故障电流和对地泄漏电流,尤其是能承受热、热机械应力和电机械应力而无危险:
(3)足够坚固或有附加机械保护:
(4)必需采取保护方法预防因为电蚀作用而引发对其它金属部分危害。
2)接地极可采取下列多个型式
(1)圆钢、角钢或钢管:
(2)钢带:
(3)钢板:
(4)埋于基础内接地极:
(5)非钢筋混凝土中钢筋:
(6)取得供水部门同意金属水管系统:
(7)取得电缆部门同意铅质包皮和其它金属外皮电缆:
(8)其它适宜地下构筑物。
注:任何一个接地极功效取决于当地多种土壤条件,应选定适合于多种土壤条件一个或多个接地极和所要求接地电阻值。
3)接地极安装应符合下列要求
(1)接地极型式及埋人深度必需使土壤干燥及冻结程度不会过分增加接地极接地电阻,以免超出所要求接地电阻值:
(2)接地极所采取材质及结构必需经得住因为腐蚀而引发机械损伤:
(3)接地装置设计必需考虑到因为腐蚀可能增加接地极接地电阻值:
(4)可燃液体或气体、供暖系统金属管道严禁用作保护接地极。
4)埋入土壤内接地线,接地线和接地极连接应牢靠,且导电良好。
5)电气装置应设置总接地端子或母线,并应和接地线、保护线、等电位联结干线和安全、功效共用接地装置功效性接地线等相连接。
3、保护线
1)保护线可由下列部分组成
(1)多芯电缆芯线:
(2)和带电导线一起在共用外护物内绝缘线或裸导线:
(3)固定裸导线或绝缘线:
(4)金属外皮,比如一些电缆护套、屏蔽层及铠装:
(5)导线金属导管或其它金属外护物:
(6)一些装置外导电部分。
2)保护线设计和安装应符合下列要求
(1)保护线应采取保护方法,免受机械和化学损蚀并耐受电动力:
(2)保护线接头应便于检验和测试:
(3)开关电器严禁接入保护线:
(4)监测对地导通动作线圈严禁接人保护线。
五、相关接地装置具体要求
1、材料要求
1)防雷接地体垂直埋设接地体,通常采取角钢、钢管、圆钢:水平埋设接地体,通常采取扁钢、圆钢。人工接地体尺寸大于:圆钢直径10mm;扁钢截面100mm2:扁钢厚度4mm;角钢厚度4mm:钢管壁厚3.5mm。防雷接地线应和水平埋设接地体截面相同。
2)接地装置人工接地体材料水平敷设时可采取圆钢、扁钢、,垂直敷设时采取角钢、圆钢等。接地装置导体截面应符合:圆钢直径8mm:扁钢截面48mm2:扁钢厚度4mm:角钢厚度4mm:钢管壁厚2.5mm。
2、电气设备接地
1)变压器中性点和外壳接地
(1)100kVA以上低压变压器,其低压侧零线、外壳应接地,接地电阻值小于4Ω。
(2)100kVA以下低压变压器,其低压侧零线、外壳应接地,接地电阻值小于10Ω。
2)电机外壳接地电动机必需有效接地(或接零),接地线应同定在电机接地螺钉上,不得接于电机机座上。电机接地线通常为电动机进线截面30%,铝芯线截面不超出35mm2,铜芯线截面不超出25mm2。
3)电器金属外壳接地
(1)在中性点不接地系统中,电气设备金属外壳应和接地装置作金属连接。
(2)交、直流电力电缆接线盒外壳、电缆金属护套或屏蔽层、敷设钢管、电缆支架等均应接地。
(3)穿过零序互感器电缆。其电缆头接地线应穿过瓦感器后接地,并应将接地前电缆头金属外壳、金属包皮、接地线和地绝缘。
(4)时装有电气设备金属构架,接地线可利用金属结构实现接地。
4)携带式电力设备接地
(1)携带式电力设备如手电钻、手提照明灯等,应选择大于1.5mm2多股铜芯线作专用接地线,单独和接地网卡H连接,不可利用其它电气设备零线接地,电不许可此芯线经过工作电流。
(2)由固定电源供电移动式电器,应和电源接地装置有金属连接。在中性点不接地电网中,应优先利用周围自然接地体。
(3)携带式电气设备严禁利用其它用电设备零线接地,零线(中性线)和保护接地线应分别和接地网连接。
(4)移动式电气设备以下情况可不接地:移动式机械自备发电设备和机械放置于同一金属架,不供其它设备用电。移动式机械自备发电设备和机械外壳之间有可靠金属连接。
5)电子仪器接地
(1)电气设备调试时,试验用电子电路、高频设备及电子仪器应接地。
(2)直流信号接地应和交流地分开。
6)高压试验设备接地
(1)10kV以下便携式高压试验设备,在工作台上也应接地。
(2)试验设备接地电阻应小于4Ω。
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