第一章 总则
第1.0.1条 为保证接地装置安装工程的施工质量、促进工程施工技术水平的提高,确保接地装置安全运行,制定本规范。
第1.0.2条 本规范适用于电气装置的接地装置安装工程的施工及验收。 第1.0.3条 接地装置的安装应按已批准的设计进行施工。
第1.0.4条 采用的器材应符合国家现行技术标准的规定,井应有合格证件。
第1.0.5条 施工中的安全技术措施,应符合本规范和现行有关安全技术标准的规定。 第1.0.6条 接地装置的安装应配合建筑工程的施工,隐蔽部分必须在覆盖前会同有关单位做好中间检查及验收记录。
第1.0.7条 接地装置的施工及验收,除按本规范的规定执行外,尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。
第二章 电气装置的接地 第一节 一般规定
第2.1.l条 电气装置的下列金属部分。均应接地或与PEN线相接:
一、电机、变压器、电器、手携式或移动式用电器具等的金属底座和外壳。 二、电气设备的传动装置。
三、屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门。 四、配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架和底座。
五、交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管。 六、电缆桥架、支架和井架。 七、装有避雷线的电力线路杆塔。 八、装在配电线路杆下的电力设备。
九、在非沥青地面的居民区内,无避雷线的小接地电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。
十、电除尘器的构架。
十一、封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分。
十二、六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体。 十三、电热设备的金属外壳。 十四、控制电缆的金属护层。
第2.1.2条 电气装置的下列金属部分可不接地或不与PEN线相接:
一、在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内,交流额定电压为380V及以下或直流额定电压为440V及以下的电气设备的外壳;但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时,则仍应接地。
二、在干燥场所,交流额定电压为127V及以下或直流额定电压为110V及以下的电气设备的外壳(该款系沿用《电气安装施工及验收规范》GBJ232-82中条文)。
三、安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时,在支持物上不会引起危险电压的绝缘子的金属底座等。 四、安装在已接地金属构架上的设备,如穿墙套管等。 五、额定电压为220V及以下的蓄电化室内的金属支架。
六、由发电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道。
七、与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。
第2.1.3条 需要接地的直流系统的接地装置应符合下列要求:
一、能与地构成闭合回路且经常流过电流的接地线应沿绝缘垫板敷设,不得与金属管道、建筑物和设备的构件有金属的连接。
二、在土壤中含有在电解时能产生腐蚀性物质的地方,不宜敷设按地装置,必要时可采取外引式接地装置或改良土壤的措施。
三、直流电力回路专用的中性线和直流两线制正极的接地体、接地线不得与自然接地体有金属连接;当无绝缘隔离装置时,相互间的距离不应小于1m。 四、三线制直流回路的中性线宜直接接地。 第2.l.4条 按地线不应作其他用途。
第二节 接地装置的选择
第2.2.1条 交流电气设备的接地可以利用下列自然接地体;
一、埋设在地下的金属管道,但不包括有可燃或有爆炸物质的管道。 二、金属井管。
三、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构。 四、水工构筑物及其类似的构筑物的金属管、桩。 第2.2.2条 交流电气设备的接地线可利用行列接地体接地:
一、建筑物的金属结构(梁、柱等)及设计规定的混凝土结构内部的钢筋。
二、生产用的起重机的轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等金属结构。 三、配线的钢管。
第2.2.3条 接地装置宜采用钢材。接地装置的导体截面应符合热稳定和机械强度的要求,但不应小于表2.2.3所列规格。大中型发电厂、110kV及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置应采用热镀锌钢材,或适当加大截面。
第2.2.4条 低压电气设备地l扯L外露的铜和铝按地线的最小截面应符合表2.2.4的规定。 表2.2.4 低压电气设备地面上外露的铜和铝接地线的最小截面
第2.2.5条 在地下不得采用裸铝导体作为接地体或接地线。
第2.2.6条 利用化学方法降低土壤电阻率时,采用的降阻剂应符合下列要求; 一、材料的选择应符合设计要求。
二、使用的材料必须符合国家现行技术标准。并有合格证件。 三、严格按照生产厂家使用说明书规定的操作工艺施工。
第2.2.7条 不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆金属护层作接地线。 第三节 接地装置的敷设
第2.3.l条 接地体顶面埋设深度应符合设计规定。当无规定时。不宜小于0.6m。角钢及钢管接地体应垂直配置。除接地体外,接地体引出线的垂直部分和接地装置焊接部位应作防腐处理;在作防腐处理前,表面必须除锈并去掉焊接处残留的焊药。
第2.3.2条 垂直接地体的间距不宜小于其长度的2倍。水平接地体的问距应符合设计规定。当无设计规定时不宜小于5m。
第2.3.3条 接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。在与公路、铁路或管道等交叉及其他可能使接地处遭受损伤处,均应用管子或角钢等加以保护。接地线在穿过墙壁、楼板和地坪处应加装钢管或其他坚固的保护套,有化学腐蚀的部位还应采取防腐措施。
第2.3.4条 接地干线应在不同的两点及以上与接地网相连。自然接地体应在不同的两点及以上与接地干线或接地网相连接。
第2.3.5条 每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接,不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置。
第2.3.6条 接地体敷设完后的土沟其回填土内不应夹有石块和建筑垃圾等;外取的土壤不得有较强的腐蚀性;在回填土时应分层夯实。
第2.3.7条 明敷接地线的安装应符合下列要求: 一、应便于检查。
二、敷设位置不应妨碍设备的拆卸与检修。
三、支持件间的距离,在水平直线部分宜为0.5~1.5m;垂直部分宜为1.5~3m;;转弯部分宜为0.3~0.5m。
四、接地线应按水平或垂直敷设,亦可与建筑物倾斜结构平行敷设;在直线段上,不应有高低起伏及弯曲等情况。
五、接地线沿建筑物墙壁水平敷设时,离地面距离宜为250~300mm;接地线与建筑物墙壁间的间隙宜为10~15mm。
六、在接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处时,应设置补偿器。补偿器可用接地线本身弯成弧状代替。
第2.3. 明敷接地线的表面应涂以用15~100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。在每个
导体的全度上或只在每个区间或每个可接触到的部位上宜作出标志。当使用胶带时,应使用双色胶带。中性线宜涂淡蓝色标志。
第2.3.9条 在接地线引向建筑物的入口处和在检修用临时接地点处,均应刷白色底漆并标以黑色记号,其代号为“〨”(接地)。
第2.3.10条 进行检修时,在断路器室、配电间、母线分段处、发电机引出线等需临时接地的地方,应引入接地干线,并应设有专供连接临时接地线使用的接线板和螺栓。
第2.3.11条 当电缆穿过零序电流互感器时,电缆头的接地线应通过零序电流互感器后接地;由电缆头至穿过零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘。
第2.3.12条 直接接地或经消弧线圈接地的变压器、旋转电机的中性点与接地体或接地干线的连接,应采用单独的接地线。
第2.3.13条 变电所、配电所的避雷器应用最短的接地线与主接地网连接。
第2.3.14条 全封闭组合电器的外壳应按制造厂规定按地;法兰片问应采用跨接线连接,并应保证良好的电气通路。
第2.3.15条 高压配电间隔和静止补偿装置的栅栏门铰链处应用软铜线连接,以保持良好接地。 第2.3.16条 高频感应电热装置的屏蔽网、滤波器、电源装置的金属屏蔽外壳,高频回路中外露导体和电气设备的所有屏蔽部分和与其连接的金属管道均应接地,并宜与接地干线连接。 第2.3.17条 接地装置由多个分接地装置部分组成时,应按设计要求设置便于分开的断接卡。自然接地体与人工接地体连接处应有便于分断的断接卡。断接卡应有保护措施。 第四节 接地体(线)的连接
第2.4.l条 接地体(线)的连接应采用焊接,焊接必须牢固无虚焊。接至电气设备上的接地线,应用镀锌螺栓连接;有色金属接地线不能采用焊接时,可用螺栓连接。螺栓连接处的接触面应按现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》的规定处理。 第2.4.2条 接地体(线)的焊接应采用搭接焊,其搭接长度必须符合下列规定: 一、钢为其宽度的2倍(且至少3个棱边焊接)。 二、圆钢为其直径的6倍。
三、圆钢与扁钢连接时,其长度为圆钢直径的6倍。
四、扁纳与钢管、扁钢与角钢焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外。并应焊以由钢带弯成的弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)与钢管(或角钢)焊接。
第2.4.3条 利用本规范第2.2.2条所述的各种金属构件、金属管道等作为接地线时,应保证其全长为完好的电气通路。利用串联的金属构件、金属管道作接地线时,应在其串接部位焊接金属跨接线。
第五节 避雷针(线、带、网)的接地
第2.5.l条 避雷针(线、带、网)的接地除应符合本章上述有关规定外,尚应遵守下列规定: 一、避雷针(带)与引下线之间的连接应采用焊接。
二、避雷针(带)的引下线及接地装置使用的紧固件均应使用镀锌制品。当采用没有镀锌的地脚螺栓时,应采取防腐措施。
三、建筑物L的防雷设施采用多根引下线时,宜在各引下线距地面的1.5~1.8m处设置断接卡,断接卡应加保护措施。
四、装有避雷针的金属筒体,当其厚度不小于4mm时,可作避雷针的引下线。筒体底部应有两处与接地体对称连接。
五、避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口等的距离应大于3m。当小于3m时,应采取均压措施或铺设卵石或沥青地面。
六、避雷针(线)应设置的集中接地装置。当有困难时,该接地装置可与接地网连
接,但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度不得小于15m。
七、避雷针的接地装置与接地网的地中距离不应小于3m。
八、配电装置的架构或屋顶上的避雷针应与接地网连接,并应在其附近装设集中接地装置。 第2.5.2条 建筑物上的避雷针或防雷金属网应和建筑物顶部的其他金属物体连接成一个整体。 第2.5.3条 装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线.必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的针线。电缆的金属护层或金属管必须接地,埋入土壤中的长度应在10m以上,方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接。 第2.5.4条 发电厂和变电所的避雷线线档内不应有接头。
第2.5.5条 避雷针(网、带)及其接地装置,应采取自下而上的施工程序。首先安装集中接地装置,后安装引下线,最后安装接闪器。 第六节 手携式和移动式电气设备的接地
第2.6.l条 手携式电气设备应用专用芯线接地,严禁利用其他用电设备的PEN线接地;PEN线和接地线应分别与接地装置相连接。
第2.6.2条 手携式电气设备的接地线应采用软铜绞线,其截面不小于1.5mm2。
第2.6.3条 由固定的电源或由移动式发电设备供电的移动式机械的金属外壳或底座,应和这些供电电源的接地装置有金属的连接;在中性点不接地的电网中,可在移动式机械附近装设接地装置,以代替敷设接地线,并应首先利用附近的自然接地体。
第2.6.4条 移动式电气设备和机械的接地应符合固定式电气设备接地的规定,但下列情况可不接地:
一、移动式机械自用的发电设备直接放在机械的同一金属框架上,又不供给其他设备用电。 二、当机械由专用的移动式发电设备供电,机械数量不超过2台,机械距移动式发电设备不超过50m,且发电设备和机械的外壳之间有可靠的金属连接。 第三章 工程交接验收
第3.0.1条在验收时应按下列要求进行检查:
一、整个接地网外露部分的连接可靠,接地线规格正确,防腐层完好,标志齐全明显。 二、避雷针(带)的安装位置及高度符合设计要求。
三、供连接临时接地线用的连接板的数量和位置符合设计要求。
四、工频接地电阻值及设计要求的其他测试参数符合设计规定,雨后不应立即测量按地电阻。
第3.0.2条 在验收时,应提交下列资料和文件: 一、实际施工的竣工图。 二、变更设计的证明文件。
三、安装技术记录(包括隐蔽工程记录等)。 四、测试记录。
快速计算导线载流量的口诀 引用 中华人民共和国劳动合同法实施条例(令第535号)
引用 交流电气装置接地规范
工程设计 2009-09-20 16:30 阅读200 评论0 字号: 大大 中中 小小 引用
sfz00001 的 交流电气装置接地规范
交流电气装置的接地 DL/T 621—1997
Grounding for AC electrical installations
中华人民共和国电力工业部1997-09-02批准 1998-01-01实施
1 范围... 2 2 名词术语... 2
3 A类电气装置接地的一般规定... 3 4 A类电气装置保护接地的范围... 4 5 A类电气装置的接地电阻... 5
5.1 发电厂、变电所电气装置的接地电阻... 5 5.2 架空线路的接地电阻... 6 5.3 配电电气装置的接地电阻... 6 6 A类电气装置的接地装置... 7 6.1 接地装置的一般规定... 7
6.2 发电厂、变电所电气装置的接地装置... 8 6.3 架空线路杆塔的接地装置... 10 6.4 配电电气装置的接地装置... 12
7 低压系统接地型式和B类电气装置的接地电阻... 12 7.1 系统接地型式... 12
7.2 接地装置的接地电阻和总等电位连接... 14 8 B类电气装置的接地装置和保护线... 16 8.1 一般要求... 16 8.2 对地连接... 16 8.3 保护线... 17 8.4 接地装置... 18
8.5 等电位联结接线... 19 附 录 A (标准的附录). 19 附 录 B (标准的附录). 21 附 录 C (标准的附录). 24 附 录 D (标准的附录). 25 附 录 E (标准的附录). 27
附 录 F (提示的附录). 29
1 范围
本标准规定了交流标称电压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,并简称为A类电气装置)以及建筑物电气装置(简称B类电气装置)的接地要求和方法。
2 名词术语
本标准采用下列名词术语。 2.1 接地Grounded
将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分,经接地线连接至接地极。 2.2 工作接地Working ground、系统接地System ground
在电力系统电气装置中,为运行需要所设的接地(如中性点直接接地或经其他装置接地等)。 2.3 保护接地Protective ground
电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等,由于绝缘损坏有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。
2.4 雷电保护接地Lightning protective ground
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的接地。 2.5 防静电接地Static protective ground
为防止静电对易燃油、天然气贮罐和管道等的危险作用而设的接地。 2.6 接地极Grounding electrode
埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地极。兼作接地极用的直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建(构)筑物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。 2.7 接地线Grounding conductor
电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。 2.8 接地装置Grounding connection 接地线和接地极的总和。 2.9 接地网Grounding grid
由垂直和水平接地极组成的供发电厂、变电所使用的兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置。
2.10 集中接地装置Concentrated grounding connection
为加强对雷电流的散流作用、降低对地电位而敷设的附加接地装置,一般敷设3~5根垂直接地极。在土壤电阻率较高的地区,则敷设3~5根放射形水平接地极。 2.11 接地电阻Ground resistance
接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和,称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极流入地中工频交流电流求得的电阻,称为工频接地电阻;按通过接地极流入地中冲击电流求得的接地电阻,称为冲击接地电阻。
2.12 接地装置对地电位Potential of grounding connection
电流经接地装置的接地极流入大地时,接地装置与大地零电位点之间的电位差。 2.13 接触电位差Touch potential difference
接地短路(故障)电流流过接地装置时,大地表面形成分布电位,在地面上离设备水平距离为
0.8m处与设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离1.8m处两点间的电位差,称为接触电位差;接地网孔中心对接地网接地极的最大电位差,称为最大接触电位差。 2.14 跨步电位差Step potential difference
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的两点间的电位差,称为跨步电位差。接地网外的地面上水平距离0.8m处对接地网边缘接地极的电位差,称为最大跨步电位差。
2.15 转移电位Diverting potential
接地短路(故障)电流流过接地装置时,由一端与接地装置连接的金属导体传递的接地装置对地电位。
2.16 外露导电部分Exposed conductive part
平时不带电压,但故障情况下能带电压的电气装置的容易触及的导电部分。 2.17 装置外导电部分Extraneous conductive part 不属电气装置组成部分的导电部分。 2.18 中性线Neutral conductor
与低压系统电源中性点连接用来传输电能的导线。 2.19 保护线Protective conductor
低压系统中为防触电用来与下列任一部分作电气连接的导线: 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。 2.20 保护中性线PEN conductor
具有中性线和保护线两种功能的接地线。 2.21 等电位连接Equipotent bonding
各外露导电部分和装置外导电部分的电位实质上相等的电气连接。 2.22 等电位连接线Equiptential bounding conductor 为确保等电位连接而使用的保护线。 3 A类电气装置接地的一般规定 3.1 电力系统中电气装置、设施的某些可导电部分应接地。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。按用途接地有下列4种: a) 工作(系统)接地; b) 保护接地; c) 雷电保护接地; d) 防静电接地。 3.2 发电厂、变电所内,不同用途和不同电压的电气装置、设施,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:
注:本标准中接地电阻除另外注明外,均指工频接地电阻。 3.3 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。接地装置的接地电阻可按附录A计算。
3.4 确定发电厂、变电所接地装置的型式和布置时,考虑保护接地的要求,应降低接触电位差和跨步电位差,并应符合下列要求。
a) 在110kV及以上有效接地系统和6~35kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地
时,发电厂、变电所接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值: (1) (2)
式中:Ut——接触电位差,V; Us——跨步电位差,V;
ρf——人脚站立处地表面的土壤电阻率,Ω·m; t——接地短路(故障)电流的持续时间,s。
b) 3~66kV不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统,发生单相接地故障后,当不迅速切除故障时,此时发电厂、变电所接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值: (3) (4)
c) 在条件特别恶劣的场所,例如水田中,接触电位差和跨步电位差的允许值宜适当降低。 d) 接触电位差和跨步电位差可按附录B计算。 4 A类电气装置保护接地的范围
4.1 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。
4.2 电气设备和电力生产设施的下列金属部分可不接地:
a) 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; b) 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当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; c) 安装在已接地的金属架构上的设备(应保证电气接触良好),如套管等; d) 标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架;
e) 由发电厂、变电所区域内引出的铁路轨道,但本标准6.2.16所列的场所除外。 5 A类电气装置的接地电阻
5.1 发电厂、变电所电气装置的接地电阻
5.1.1 发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻要求如下:
a) 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 (5)
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(5)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(5)要求时,可通过技术经济比较增大接地电阻,但不得大于5Ω,且应符合本标准6.2.2的要求。
b) 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: (6)
但不应大于4Ω。
2) 高压电气装置的接地装置,应符合下式 (7)
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。 但不宜大于10Ω。
注:变电所的接地电阻值,可包括引进线路的避雷线接地装置的散流作用。
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,且应符合本标准3.4要求。 5.1.2 发电厂、变电所电气装置雷电保护接地的接地电阻: a) 避雷针(含悬挂避雷线的架构)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DL/ T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。
b) 变压器门型构上避雷针、线的接地电阻应符合DL/ T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。
5.1.3 发电厂和变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及发电厂和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。
5.1.4 发电厂的易燃油和天然气设施防静电接地的接地电阻不应大于30Ω。 5.2 架空线路的接地电阻
5.2.1 架空线路杆塔保护接地的接地电阻不宜大于30Ω。
5.2.2 架空线路雷电保护接地的接地电阻应符合DL/ T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。 5.3 配电电气装置的接地电阻
5.3.1 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: (8)
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。 b) 非共用的接地装置,应符合式(7)的要求,但不宜大于10Ω。
5.3.2 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(5)的要求。 5.3.3 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。
5.3.4 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。 6 A类电气装置的接地装置 6.1 接地装置的一般规定
6.1.1 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。发电厂、变电所除利用自然接地极外,还应敷设人工接地极。
6.1.2 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。
表1 接地装置导体的最小尺寸 种类 圆钢 扁钢 角钢 钢管 规格及单位 直径mm 截面mm2 厚度mm 厚度mm 管壁厚度mm 地上 屋内 6 24 3 2 2.5 屋外 8 48 4 2.5 2.5 地下 8/10 48 4 4 3.5/2.5 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发电厂、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; 3 架空线路杆塔的接地极引出线,其截面不应小于50mm2,并应热镀锌。 6.1.3 在高土壤电阻率地区,可采取下列降低接地电阻的措施:
a) 当在发电厂、变电所2000m以内有较低电阻率的土壤时,可敷设引外接地极; b) 当地下较深处的土壤电阻率较低时,可采用井式或深钻式接地极; c) 填充电阻率较低的物质或降阻剂; d) 敷设水下接地网。
6.1.4 在永冻土地区除可采用本标准6.1.3的措施外,尚可采取下列措施: a) 将接地装置敷设在溶化地带或溶化地带的水池或水坑中;
b) 敷设深钻式接地极,或充分利用井管或其他深埋在地下的金属构件作接地极,还应敷设深度约0.5m的伸长接地极;
c) 在房屋溶化盘内敷设接地装置;
d) 在接地极周围人工处理土壤,以降低冻结温度和土壤电阻率。
6.1.5 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。接地装置的导体,应符合热稳定与均压的要求,还应考虑腐蚀的影响。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。
6.1.6 接地装置的防腐蚀设计,应符合下列要求:
a) 计及腐蚀影响后,接地装置的设计使用年限,应与地面工程的设计使用年限相当。 b) 接地装置的防腐蚀设计,宜按当地的腐蚀数据进行。
c) 在腐蚀严重地区,敷设在电缆沟中的接地线和敷设在屋内或地面上的接地线,宜采用热镀锌,对埋入地下的接地极宜采取适合当地条件的防腐蚀措施。接地线与接地极或接地极之间的焊接点,应涂防腐材料。
6.1.7 接地电阻的测量可按照DL475—92《接地装置工频特性参数的测量导则》执行。 6.2 发电厂、变电所电气装置的接地装置
6.2.1 发电厂、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。
6.2.2 在有效接地和低电阻接地系统中,发电厂、变电所电气装置的接地装置,当接地电阻不符合式(5)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:对外的通信设备加隔离变压器;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,发电厂、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。
6.2.3 当人工接地网局部地带的接触电位差、跨步电位差超过规定值,可采取局部增设水平均压带或垂直接地极铺设砾石地面或沥青地面的措施。
6.2.4 发电厂、变电所的接地装置应与线路的避雷线相连,且有便于分开的连接点。当不允许避雷线直接和发电厂、变电所配电装置架构相连时,发电厂、变电所接地网应在地下与避雷线的接地装置相连接,连接线埋在地中的长度不应小于15m。
6.2.5 发电厂、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) 发电机机座或外壳,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、发电机、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。
6.2.6 当不要求采用专门敷设的接地线接地时,电气设备的接地线宜利用金属构件、普通钢筋混凝土构件的钢筋、穿线的钢管和电缆的铅、铝外皮等。但不得使用蛇皮管、保温管的金属网或外皮以及低压照明网络的导线铅皮作接地线。
操作、测量和信号用低压电气设备的接地线可利用永久性金属管道,但可燃液体、可燃
或爆炸性气体的金属管道除外。
利用以上设施作接地线时,应保证其全长为完好的电气通路,并且当利用串联的金属构件作为接地线时,金属构件之间应以截面不小于100mm2的钢材焊接。
6.2.7 在有效接地系统及低电阻接地系统中,发电厂、变电所电气装置中电气设备接地线的截面,应按接地短路电流进行热稳定校验。钢接地线的短时温度不应超过400℃,铜接地线不应超过450℃,铝接地线不应超过300℃。接地线截面的热稳定校验可按照附录C进行。 6.2.8 校验不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中电气设备接地线的热稳定时,敷设在地上的接地线长时间温度不应大于150℃,敷设在地下的接地线长时间温度不应大于100℃。 当按70℃的允许载流量曲线选定接地线的截面时,对于敷设在地上的接地线,应采用流过接地线的计算用单相接地故障电流的60%;对于敷设在地下的接地线,应采用流过接地线的计算用单相接地故障电流的75%。 6.2.9 与架空送、配电线路相连的6~66kV高压电气装置中的电气设备接地线,还应按两相异地短路校验热稳定,接地线的短时温度与本标准6.2.7相同。
6.2.10 接地线应便于检查,但暗敷的穿线钢管和地下的金属构件除外。潮湿的或有腐蚀性蒸汽的房间内,接地线离墙不应小于10mm。
6.2.11 接地线应采取防止发生机械损伤和化学腐蚀的措施。
6.2.12 在接地线引进建筑物的入口处,应设标志。明敷的接地线表面应涂15~100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。
6.2.13 发电厂、变电所电气装置中电气设备接地线的连接应符合下列要求:
a) 接地线应采用焊接连接。当采用搭接焊接时,其搭接长度应为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。
b) 当利用钢管作接地线时,钢管连接处应保证有可靠的电气连接。当利用穿线的钢管作接地线时,引向电气设备的钢管与电气设备之间,应有可靠的电气连接。
c) 接地线与管道等伸长接地极的连接处,宜焊接。连接地点应选在近处,并应在管道因检修而可能断开时,接地装置的接地电阻仍能符合本标准的要求。管道上表计和阀门等处,均应装设跨接线。
d) 接地线与接地极的连接,宜用焊接;接地线与电气设备的连接,可用螺栓连接或焊接。用螺栓连接时应设防松螺帽或防松垫片。
e) 电气设备每个接地部分应以单独的接地线与接地母线相连接,严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分。
6.2.14 发电厂、变电所GIS的接地线及其连接应符合以下要求:
a) 三相共箱式或分相式的GIS,其基座上的每一接地母线,应采用分设其两端的接地线与发电厂或变电所的接地网连接。接地线并应和GIS室内环形接地母线连接。接地母线较长时,其中部宜另加接地线,并连接至接地网。接地线与GIS接地母线应采用螺栓连接方式,并应采取防锈蚀措施。
b) 接地线截面的热稳定校验,应分别按本标准6.2.7或6.2.8的要求进行。对于只有2条或4条接地线,其截面热稳定的校验电流分别取全部接地(短路或故障)电流的70%和35%。 c) 当GIS露天布置或装设在室内与土壤直接接触的地面上时,其接地开关、金属氧化物避雷器的专用接地端子与GIS接地母线的连接处,宜装设集中接地装置。 d) GIS室内应敷设环形接地母线,室内各种设备需接地的部位应以最短路径与环形接地母线连接。GIS布置于室内楼板上时,其基座下的钢筋混凝土地板中的钢筋应焊接成网,并和环形接地母线相连接。 6.2.15 发电厂、变电所配电装置构架上避雷针(含悬挂避雷线的架构)的集中接地装置应与主接地网连接,由连接点至变压器接地点沿接地极的长度不应小于15m。
6.2.16 发电厂主厂房、主控制楼、变电所主控制楼(室)和配电装置室屋顶避雷针等的接地线、接地极布置及其与发电厂、变电所电气装置接地网之间的连接方式等,应符合DL/ T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。
6.2.17 发电厂和变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及发电厂和变电所内主设备或严重影响发供电的建筑物防感应雷电过电压的接地线、接地极的布置方式应符合DL/ T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。
6.2.18 发电厂易燃油、可燃油、天然气和氢气等贮罐,装卸油台、铁路轨道、管道、鹤管、套筒及油槽车等防静电接地的接地位置,接地线、接地极布置方式等应符合下列要求: a) 铁路轨道、管道及金属桥台,应在其始端、末端、分支处以及每隔50m处设防静电接地,鹤管应在两端接地。
b) 厂区内的铁路轨道应在两处用绝缘装置与外部轨道隔离。两处绝缘装置间的距离应大于一列火车的长度。
c) 净距小于100mm的平行或交叉管道,应每隔20m用金属线跨接。
d) 不能保持良好电气接触的阀门、法兰、弯头等管道连接处也应跨接。跨接线可采用直径不小于8mm的圆钢。
e) 油槽车应设防静电临时接地卡。
f) 易燃油、可燃油和天然气浮动式贮罐顶,应用可挠的跨接线与罐体相连,且不应少于两处。跨接线可用截面不小于25mm2的钢绞线或软铜线。
g) 浮动式电气测量的铠装电缆应埋入地中,长度不宜小于50m。
h) 金属罐罐体钢板的接缝、罐顶与罐体之间以及所有管、阀与罐体之间应保证可靠的电气连接。
6.3 架空线路杆塔的接地装置
6.3.1 高压架空线路杆塔的接地装置可采用下列型式:
a) 在土壤电阻率ρ≤100Ω·m的潮湿地区,可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。对发电厂、变电所的进线段应另设雷电保护接地装置。在居民区,当自然接地电阻符合要求时,可不设人工接地装置。
b) 在土壤电阻率100Ω·m<ρ≤300Ω·m的地区,除利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地外,并应增设人工接地装置,接地极埋设深度不宜小于0.6m。 c) 在土壤电阻率300Ω·m<ρ≤2000Ω·m的地区,可采用水平敷设的接地装置,接地极埋设深度不宜小于0.5m。
d) 在土壤电阻率ρ>2000Ω·m的地区,可采用6~8根总长度不超过500m的放射形接地极或连续伸长接地极。放射形接地极可采用长短结合的方式。接地极埋设深度不宜小于0.3m。 e) 居民区和水田中的接地装置,宜围绕杆塔基础敷设成闭合环形。 f) 放射形接地极每根的最大长度应符合表2。 表2 放射形接地极每根的最大长度 土壤电阻率 Ω·m 最大长度 m ≤500 40 ≤1000 60 ≤2000 80 ≤5000 100 g) 在高土壤电阻率地区采用放射形接地装置时,当在杆塔基础的放射形接地极每根长度的1.5倍范围内有土壤电阻率较低的地带时,可部分采用引外接地或其他措施。
6.3.2 计算雷电保护接地装置所采用的土壤电阻率,应取雷季中最大可能的数值,并按下式计算
ρ=ρ0Ψ (9)
式中:ρ——土壤电阻率,Ω·m;
ρ0——雷季中无雨水时所测得的土壤电阻率,Ω·m;
Ψ——考虑土壤干燥所取的季节系数。
Ψ采用表3所列数值。土壤和水的电阻率参考值可参照附录F。 表 3 雷电保护接地装置的季节系数 埋深m 0.5 0.8~1.0 2.5~3.0 (深埋接地极) Ψ值 水平接地极 1.4~1.8 1.25~1.45 1.0~1.1 2~3m的垂直接地极 1.2~1.4 1.15~1.3 1.0~1.1 注:测定土壤电阻率时,如土壤比较干燥,则应采用表中的较小值;如比较潮湿,则应采用较大值。
6.3.3 单独接地极或杆塔接地装置的冲击接地电阻可用下式计算 Ri=αR (10)
式中:Ri——单独接地极或杆塔接地装置的冲击接地电阻,Ω; R——单独接地极或杆塔接地装置的工频接地电阻,Ω; α——单独接地极或杆塔接地装置的冲击系数。 α的数值可参照附录D。
6.3.4 当接地装置由较多水平接地极或垂直接地极组成时,垂直接地极的间距不应小于其长度的两倍;水平接地极的间距不宜小于5m。
由n根等长水平放射形接地极组成的接地装置,其冲击接地电阻可按下式计算 (11)
式中:Rhi——每根水平放射形接地极的冲击接地电阻,Ω; ηi——考虑各接地极间相互影响的冲击利用系数。 ηi的数值可参照附录D选取。
6.3.5 由水平接地极连接的n根垂直接地极组成的接地装置,其冲击接地电阻可按下式计算: (12)
式中:Rvi——每根垂直接地极的冲击接地电阻,Ω; R′hi——水平接地极的冲击接地电阻,Ω。 6.3.6 架空线路杆塔的接地线及其连接方式,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。 6.4 配电电气装置的接地装置
6.4.1 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。 6.4.2 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。
6.4.3 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。 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。 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 有腐蚀保护的 没有腐蚀保护的 用机械方法保护的 按8.3.1的要求 没用机械方法保护的 铜 16mm2 钢 16mm2 铜 25 mm2; 钢 50 mm2
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 Sa≤16 16<Sa≤35 Sa>35 相应保护线的最小截面 Spmm2 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。 8.4 接地装置
8.4.1 保护接地的接地装置的设计应符合本标准7.1的规定。当过电流保护装置用于电击保护时,应将保护线与带电导线紧密布置。
8.4.2 功能接地的接地装置的设置应保证设备的正确运行。其具体作法应符合该电气装置对功能接地的接地装置的要求。
8.4.3 保护接地和功能接地共用接地装置时,应满足保护接地的各项要求。保护中性线应符合下列要求:
a)TN系统中,固定装置中铜芯截面不小于10mm2的或铝芯截面不小于16mm2的电缆,当所供电的那部分装置不由残余电流动作器保护时,其中的单根芯线可兼作保护线和中性线。
b)保护中线性应采取防止杂散电流的绝缘措施。成套开关设备和控制设备内部的保护中性线无需绝缘。
c)当从装置的任何一点起,中性线及保护线由各自的导线提供时,从该点起不应将两导线连接。在分开点,应分别设置保护线及中性线用端子或母线。保护中性线应接至供保护线用的端子或母线。 8.5 等电位联结接线
8.5.1 等电位联结主母线的最小截面应不小于装置最大保护线截面的一半,并不应小于6mm2。当采用铜线时,其截面不宜大于25mm2。当采用其他金属时,则其截面应承载与之相当的载流量。
8.5.2 连接二个外露导电部分的辅助等电位联结线,其截面不应小于接至该二个外露导电部分的较小保护线的截面。连接外露导电部分与装置外导电部分的辅助等电位联结线,其截面不应小于相应保护线截面的一半。
8.5.3 当建筑物的水管被用作接地线或保护线时,水表必须跨接联结,其联结线的截面应根据其被用作保护线、等电位联结线或功能接地接地线的要求而采用适当的截面。
附 录 A (标准的附录)
人工接地极工频接地电阻的计算
A1 垂直接地极的接地电阻可利用下式计算(图A1) 当ld时: (A1)
式中:RV ——垂直接地极的接地电阻,Ω; ρ——土壤电阻率,Ω·m; l——垂直接地极的长度,m;
d——接地极用圆钢时,圆钢的直径,m
当用其他型式钢材时,其等效直径应按下式:计算(图A2):钢管,d=d1;扁钢,d=b/2;等边角钢,d=0.84b;不等边角钢, 图A1 垂直接地极的示意图
图A2 几种型式钢材的计算用尺寸
A2 不同形状水平接地极的接地电阻可利用下式计算: (A2)
式中:Rh ——水平接地极的接地电阻,Ω; L——水平接地极的总长度,m; h——水平接地极的埋设深度,m;
d——水平接地极的直径或等效直径,m; A——水平接地极的形状系数。
水平接地极的形状系数可采用表A1所列数值。 表A1 水平接地极的形状系数A
水平接地极形状 形状系数A -0.6 -0.18 0 0.48 0. 1 2.19 3.03 4.71 5.65
A3 水平接地极为主边缘闭合的复合接地极(接地网)的接地电阻可利用下式计算:
(A3)
式中:Rn——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻,Ω;
Re——等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形接地网的接地电阻,Ω; S——接地网的总面积,m2;
d——水平接地极的直径或等效直径,m; h——水平接地极的埋设深度,m; L0——接地网的外缘边线总长度,m; L——水平接地极的总长度,m。
A4 人工接地极工频接地电阻的简易计算,可采用表A2所列公式。 表A2 人工接地极工频接地电阻(Ω)简易计算式 接 地 极 型 式 垂 直 式 单根水平式 复 合 式 (接地网) 简 易 计 算 式 R ≈0.3 ρ R ≈0.03 ρ 或 1 垂直式为长度3m左右的接地极; 2 单根水平式为长度60m左右的接地极; 3 复合式中,S为大于100m2的闭合接地网的面积;r为与接地网面积S等值的圆的半径,即等效半径,m。
附 录 B (标准的附录)
发电厂、变电所经接地装置的入地短路电流及电位计算 B1 计算用入地短路电流的计算
厂或所内和厂或所外发生接地短路时,流经接地装置的电流可分别按下式计算 (B1) (B2) 式中:
I——入地短路电流,A;
Imax——接地短路时的最大接地短路电流,A; In——发生最大接地短路电流时,流经发电厂变电所接地中性点的最大接地短路电流,A; Ke1、Ke2——分别为厂或所内和厂或所外短路时,避雷线的工频分流系数。 计算用入地短路电流取两式中较大的I值。
B2 发生接地故障时,接地装置的电位、接触电位差和跨步电位差的计算 a)接地装置的电位可按下式计算 (B3) 式中:
Ug——接地装置的电位,V; I——计算用入地短路电流,A; R——接地装置的接地电阻,Ω。
b) 均压带等间距布置时接地网(见图B1)地表面的最大接触电位差、跨步电位差的计算: 图B1接地网的形状
1) 接地网地表面的最大接触电位差,即网孔中心对接地网接地极的最大电位差,可按下式计算: (B4)
式中:Utmax——最大接触电位差,V; Ktmax——最大接触电位差系数。
当接地极的埋设深度h=0.6~0.8m时,Ktmax可按下式计算: (B5)
式中:Kd、KL、Kn和Ks—系数,对30×30m2≤S≤500×500m2的接地网,可按式(B6)计算:
(B6)
式中:n——均压带计算根数; d——均压带等效直径,m;
L1、L2——接地网的长度和宽度。
2)接地网外的地表面最大跨步电位差可按下式计算 (B7)
式中:Usmax——最大跨步电位差,V; Ksmax——最大跨步电位差系数。
正方形接地网的最大跨步电位差系数可按下式计算 (B8)
而T=0.8m,即跨步距离。
对于矩形接地网,n值由下式计算
式中:L、L0——分别与式(A3)中意义同。
c)均压带非等间距布置时正方形或矩形接地网地表面的最大接触电位差和最大跨步电位差的计算:
1)接地网均压带可按表B1所示的不等间距方式布置。 表B1 接地网不等间距布置网孔边长为网边长百分数 % 网孔序号 1 网孔数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 27.50 17.50 12.50 8.75 7.14 5.50 4.50 3.75 3.18 2.75 2.38 2.00 2 45.00 32.50 23.33 17.50 13.57 10.83 8.94 7.50 6.36 5.42 4.69 3.86 3 28.33 23.75 18.57 15.67 12.83 11.08 9.54 8.17 6.77 6.00 4 21.43 18.00 15.33 13.08 11.36 10.00 8.92 7.86 5 16.78 14.58 12.73 11.33 10.23 9.28 6 13.46 12.33 11.15 10.24 7 11.69 10.76 8 9 10 网孔边长百分数 15 16 17 18 19 20 1.56 1.46 1.38 1.14 1.05 0.95 3.62 3.27 2.97 2.58 2.32 2.15 5.35 4.82 4.35 3.86 3.47 3.20 6.82 6.14 5.54 4.95 4.53 4.15 8.07 7.28 6.57 5.91 5.47 5.00 9.12 8.24 7.47 6.76 6.26 5.75 10.01 9.07 8.24 7.50 6.95 6.40 10.77 9.77 8.90 8.15 7.53 7.00 9.47 8.71 8.11 7.50 8.63 7.90 注:由于布置对称,表中只列出一半数值。
2)接地网地表面最大接触电位差仍采用式(B4)计算,但Ktmax变为 (B9)
式中各系数依次为对最大接触电位差的等效直径、埋深、形状、网孔数和根数影响系数
(L2≤L1)
(n2≤n1)
式中:n1——沿长方向布置的均压带根数; n2——沿宽方向布置的均压带根数;
m——接地网孔数,其中m=(n1-1)(n2-1); h——水平均压带的埋设深度; L1、L2——接地网的长度和宽度。
3)接地网的最大跨步电位差仍采用式(B7)计算,但Ksmax变为 (B10)
式中各系数依次为对最大跨步电位差的等效直径、埋深、形状、网孔和根数的影响系数:
(L2≤L1)
(n2≤n1)
式中参数意义同上。 附 录 C (标准的附录) 接地装置的热稳定校验
C1 根据热稳定条件,未考虑腐蚀时,接地线的最小截面应符合下式要求 (C1)
式中:Sg——接地线的最小截面,mm2;
Ig——流过接地线的短路电流稳定值,A(根据系统5~10年发展规划,按系统最大运行方式确定);
te——短路的等效持续时间,s;
c——接地线材料的热稳定系数,根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地线的初始温度确定。
在校验接地线的热稳定时,Ig、te及c应采用表C1所列数值。接地线的初始温度,一般取40℃。在爆炸危险场所,应按专用规定执行。
表C1 校验接地线热稳定用的Ig、te和c值 系统接地方式 有效接地 低电阻接地 Ig te c 钢 70 70 70 铝 120 120 120 铜 210 210 210 单(两)相接地短路电流 见a)和b) 单(两)相接地短路电流 2s 不接地、消弧线圈接地异点两相接地短路电流 2s 和高电阻接地
a)发电厂、变电所的继电保护装置配置有2套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸时,te可按式(C2)取值 (C2)
式中:tm——主保护动作时间,s;
tf——断路器失灵保护动作时间,s; to——断路器开断时间s。
b)配有1套速动主保护、近或远(或远近结合的)后备保护和自动重合闸,有或无断路器失灵保护时,te可按式(C3)取值 (C3)
式中:tr——第一级后备保护的动作时间,s。
C2 根据热稳定条件,未考虑腐蚀时,接地装置接地极的截面不宜小于连接至该接地装置的接地线截面的75%。 附 录 D (标准的附录)
架空线路杆塔接地电阻的计算 D1 杆塔接地装置的工频接地电阻
杆塔水平接地装置的工频接地电阻可利用下式计算 (D1)
式中的At和L按表D1取值。 表D1 式(D1)中的参数 接 地 装 置 种 类 铁塔接地装置 形 状 参 数 At=1.76 L=4(l1+l2) At=2.0 L=4l1+l2 At=1.0 L=8l2(当l1=0) L=4l1(当l1≠0) 钢筋混凝土杆放射型接地 装置 钢筋混凝土杆环型接地装 置
D2 杆塔接地装置与单独接地极的冲击系数
杆塔接地装置接地电阻的冲击系数,可利用以下各式计算: 铁塔接地装置: (D2)
式中:Ii——流过杆塔接地装置或单独接地极的冲击电流,kA; ρ——以Ω·m表示的土壤电阻率。 钢筋混凝土杆放射型接地装置:
(D3)
钢筋混凝土杆环型接地装置: (D4)
单独接地极接地电阻的冲击系数,可利用以下各式计算: 垂直接地极: (D5)
单端流入冲击电流的水平接地极: (D6)
中部流入冲击电流的水平接地极 (D7)
D3 杆塔自然接地极的冲击系数
杆塔自然接地极的效果仅在ρ≤300Ω·m才加以考虑,其冲击系数可利用下式计算: (D8)
式中:ai——对钢筋混凝土杆、钢筋混凝土桩和铁塔的基础(一个塔脚)为0.053;对装配式钢筋混凝土基础(一个塔脚)和拉线盘(带拉线棒)为0.038。 D4 接地极的利用系数
各种型式接地极的冲击利用系数ηi可采用表D2所列数值。工频利用系数一般为η≈ηi/0.9≤1。但对自然接地极,η≈ηi/0.7。 表D2 接地极的冲击利用系数ηI 接地极型式 接地导体的根数 冲击利用系数 备 注 0.83~1.0 0.75~0.90 0.65~0.80 0.80~0.85 0.70~0.80 0.70~0.75 0.65~0.70 较小值用于较短的射线 2 n根水平射线(每3 根长10~80m) 4~6 2 以水平接地极连3 接的垂直接地极 4 6 较小值用于D/l=2时 自然接地极 拉线棒与拉线盘间 0.6 铁塔的各基础间 0.4~0.5 门型、各种拉线杆塔的各 基础间 0.7
D5 接地电阻的简易计算
各种型式接地装置工频接地电阻的简易计算式列于表D3。 表D3 各种型式接地装置的工频接地电阻简易计算式 Ω 接地装置型式 杆塔型式 接地电阻简易计算式 R≈0.07ρ R≈0.04ρ R≈0.045ρ R≈0.1ρ R≈0.06ρ R≈0.09ρ n根水平射线(n≤12,每根长约60m) 各型杆塔 铁塔 沿装配式基础周围敷设的深埋式接地门型杆塔 极 V型拉线的门型杆塔 装配式基础的自然接地极 铁塔 门型杆塔 V型拉线的门型杆塔 钢筋混凝土杆的自然接地极 单杆 双杆 拉线单、双杆 一个拉线盘 R≈0.3ρ R≈0.2ρ R≈0.1ρ R≈0.28ρ R≈0.05ρ R≈0.03ρ R≈0.04ρ 铁塔 深埋式接地与装配式基础自然接地的门型杆塔 综合 V型拉 线的门型杆塔 注:表中ρ为土壤电阻率,Ω·m。
附 录 E (标准的附录) 8.3.1a)中系数k的求取方法 E1 k值可由下式计算 (E1)
式中:Qc——导线材料的体积热容量(表E1),J/(℃·mm3); B——导线在0℃时的电阻率温度系数的倒数(表E1),℃; ρ20——导线材料在20℃时的电阻率(表E1),Ω·mm; θi——导线的初始温度,℃; θf——导线的最终温度,℃。 表E1 式(E1)中的参数 材 料 铜 铝 铅 钢 B(℃) 234.5 228 230 202 QcJ/(℃·mm3) 3.45×10-3 2.5×10-3 1.45×10-3 3.8×10-3 ρ20Ω·mm 17.241×10-6 28.2×10-6 214×10-6 138×10-6 226 148 42 78
E2 用法不同或运行情况不同的保护线的各种k值可按表E2、E3和E4选取。 表E2 非电缆芯线的绝缘保护线或与电缆外皮接触的裸保护线的k值 最终温度 导线的材质 铜、铝、钢 保护线的绝缘或电缆外皮 PVC 160℃ k 143 95 52 注:导线的初始温度采用30℃。
表E3 多芯电缆中一根芯线用作保护线的k值 初始温度 最终温度 绝 缘 材 质 PVC 70℃ 160℃ EPR、XLPE 90℃ 250℃ 丁基橡胶 85℃ 220℃ 176 116 166 110 60 EPR、XLPE 250℃ 丁基橡胶 220℃ 导线的材质 铜 铝 k 115 76 143 94 134
表E4 裸导线的k值,该裸导线在下列温度下不会有危及任何邻近材料的危险
条件 导线材质 最高温度 铜k 最高温度 铝 k 最高温度 钢 k 看得见并在限定的范围正常条件 内 500℃ 228 300℃ 125 500℃ 82 200℃ 159 200℃ 105 200℃ 58 火灾危险 150℃ 138 150℃ 91 150℃ 50 注 1 导线的初始温度采用30℃; 2 所指最高温度500℃和300℃只在它们不损害接头质量时才有效。
附 录 F (提示的附录) 土壤和水的电阻率参考值
F1 表F1仅供缺少土壤电阻率数据时参考,一般应以实测值作为设计依据。 表F1 土壤和水的电阻率参考值
不同情况下电阻率的变化范围 Ω·m 类 别 名 称 电阻率近似值 较湿时 较干时 Ω·m 地下水含(一般地区、(少雨区、沙盐碱时 多雨区) 漠区) 10 20 40 50 60 100 200 300 — — 400 5~20 10~30 — 30~100 30~300 100~200 300 350 — 10~100 50~300 — 50~300 80~1000 250 — — — — — 3~10 3~30 — 10~30 10~80 30 30~100 — — — — — ~3~30 陶粘土 泥炭、泥灰岩、沼泽地 捣碎的木炭 黑土、园田土、陶土 白垩土、粘土 砂质粘土 土 黄土 含砂粘土、砂土 河滩中的砂 煤 多石土壤 100~1000 1000以上 上层红色风化粘土、下层红色页500(30%湿度) — 岩 表层土夹石、下层砾石 砂 砂、砂砾 600(15%湿度) — 1000 250~1000 10002500— 砂层深度大于10m, 地下水较深的草原, 1000 地面黏土深度不大于1.5m底层多岩石 岩石 砾石、碎石 多岩山地 花岗岩 5000 5000 200000 40~55 100~200 500~1300 12000~18000 0.01~1 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 在水中 在湿土中 混凝土 在干土中 在干燥的大气中 矿
金属矿石 导线截面积与载流量的计算(如何计算电缆平数) 工程设计 2009-09-20 20:42 阅读71 评论0
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导线截面积与载流量的计算(如何计算电缆平数)
一、一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。 <关键点> 一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。如:2.5 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值2.5×8A/mm2=
20A 4 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A
二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2,计算出所选取铜导线截面积S的上下范围:
S=< I /(5~8)>=0.125 I ~0.2 I(mm2) S-----铜导线截面积(mm2) I-----负载电流(A)
三、功率计算一般负载(也可以成为用电器,如点灯、冰箱等等)分为两种,一种式电阻性负载,一种是电感性负载。对于电阻性负载的计算公式:P=UI 对于日光灯负载的计算公式:P=UIcosф,其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。不同电感性负载功率因数不同,统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0.8。也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦,则最大电流是 I=P/Ucosф=6000/220*0.8=34(A) 但是,一般情况下,家里的电器不可能同时使用,所以加上一个公用系数,公用系数一般0.5。所以,上面的计算应该改写成 I=P*公用系数/Ucosф=6000*0.5/220*0.8=17(A) 也就是说,这个家庭总的电流值为17A。则总闸空气开关不能使
用16A,应该用大于17A的。
估算口诀:
二点五下乘以九,往上减一顺号走。
三十五乘三点五,双双成组减点五。
条件有变加折算,高温九折铜升级。
穿管根数二三四,八七六折满载流。
说明:
(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表
示,通过心算而得。由表5 3可以看出:倍数随截面的增大而减小。
“二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍。如2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号
往上排,倍数逐次减l,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
“三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A)。从50mm’及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组,倍数依次减0.5。即50、
70mm’导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。
“条件有变加折算,高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区,导线载流量可按上述口诀计算方法算出,然后再打九折即可;当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线,它的载流量要比同规格铝线略大一些,可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线
号的载流量。如16mm’铜线的载流量,可按25mm2铝线计算
对 B 类电气装置接地问题的商榷
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 102 更新时间:2006-5-18 对B类电气装置接地问题的商榷
王厚余
(航空工业规划设计研究院,北京 100011)
摘要:对《交流电气装置的接地》规范(DL/T621-1997)中B类电气装置的某些规定提出了意见。认为配电变电所的接地关系到低压用户的用电安全,低压网络的接地故障引起的低压用户人身电击和电气火灾事故的危险远多于变电所高压侧的接地故障引起的危险,应重视对低压网络接地故障危害的防范。为保证用户用电的安全,应利用一些条件来尽量降低变电所的接地电阻。文中还建议中国电气人员应掌握和运用有关用电安全的国际电工标准IEC 603。 关键词:变电所接地 用电安全 防电击 防电气火灾
20世纪90年代,我国国家标准电气工程设计规范已更新,但《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65-83)的新版本却迟迟未见颁布。现时供电部门和设计院所遵循的只有1997年原电力部颁布的《交流电气装置的接地》规范(即DL/T621-1997,以下简称《规范》)。在《规范》中将建筑物电气装置归为B类装置,其中不少规定采用了IEC标准,较原规范GBJ65-83有很大提高,但尚有不少可斟酌之处。笔者愿陈述一些浅见,谨供参考。 1 B类电气装置不与小接地电流系统变电所共一建筑物的接地
(1)低压侧为TN系统《规范》第7.2.1条a)款规定,高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地等小接地电流系统的配电变电所,其保护接地与低压侧的系统接地可共用接地极,其接地电阻R要求为
R≤50/I (1)
且不大于4Ω。式中I为高压侧单相接地故障电流。式(1)未说明低压电气装置为何种接地系统,因此对于易发生电击事故的TN系统而言,式(1)恐难以防范TN系统人身电击危险。在IEC防电击标准[1]中也未见有此式要求。《规范》的意图可能如图1所示,当高压侧发生接地故障时,变电所接地电阻R上的故障电压(Uf=IR)将沿着PEN线和PE线传导至用户设备外壳上,此电压将持续到高压侧接地故障排除为止。如果符合式(1)要求 ,则当Uf小于50 V时将不致发生电击事故。实际上在按《规范》第7.2.6条在建筑物内实施总等电位联结后,当PE线和设备外壳带Uf电压时,全建筑物内的等电位联结系统(如图2所示)也升高到同一电位,不会出现电位差,电击危险就不可能发生。这种电击危险只发生在无等电位联结的场所,例如户外无等电位联结的场所。但变电所高压侧发生接地故障的概率很小,因而发生这种电击事故是比较少的。
常见多发而危险较大的电击事故起源于低压网络内,如图3所示。当低压线路发生接地故障时,接地故障电流Id将经故障点接地电阻RE和变电所接地电阻R返回电源,它在R上产生的对地故障电压Uf将通过PEN线和PE线呈现在用户的户外设备外壳上,其值为
式中 U0为相电压。
为不致发生电击事故,Uf不应大于50 V,即
略加推导可得
由于低压网络接地故障概率比变电所高压侧接地故障概率大得多,它导致的电击事故也多得多,因此IEC标准只规定式(2)的要求而未规定式(1)的要求。可见,我国《规范》似疏于对低压接地故障引起的事故的防范。
(2)低压侧为TT系统
在TT系统内用户电气设备的保护接地为单独接地,它与电源侧的系统接地在电气上无任何联系,因此电源侧出现的故障电压不可能传导至用户设备外壳上,因而一般不会引起电击事故。但如图4所示,当变电所高压侧发生接地故障时它将使用户设备的绝缘承受工频过电压
,直到高压侧排除故障为止。
因高压侧小接地电流系统这种过电压幅值不大,且能在较短时间内排除故障,因而这种过电压的危害并不大。
当变电所高压侧为小接地电流系统时,TT系统低压网络内较多发生的工频过电压也是由低压网络内的接地故障引起的。如图5(a)所示,图中三相四线TT系统有一相对地短路,这时相电压不变,但故障相对地电压降低而两非故障相的对地电压则升高。图中例示分别为168 V和250 V。非故障相对地过电压并不很高,但这种故障不影响用电而长时间得不到排除,因而使用户设备长时间持续承
受着对地过电压而容易引起事故,特别是设备的相和地之间的绝缘表面的爬电引起的闪络起火。为减少设备体积和制造成本,爬电距离不能设计得过大,它与过电压幅度和其他一些外界影响因素有关,通常将这种长期过电压为不大于250 V以减少爬弧起火危险[2]。此过电压值与变电所接地电阻R和接地故障点接地电阻RE的比值有关。按图5(b)的矢量分析,当R=0.3RE时,此过电压可不超过250 V。R越小,过电压越低,对设备安全和防火越有利。《规范》中似宜充分考虑这一要求。
2 B类电气装置与变电所共一建筑物的接地
《规范》第7.2.2条规定,当B类电气装置与变电所共建于同一建筑物内时,变电所低压的系统接地和保护接地可共用一接地装置,但其前提是高压侧为小电流接地系统的变电所接地电阻R需满足R≤50/I的要求,且不应大于4Ω;高压侧为经小电阻接地系统的变电所的接地电阻应符合R≤2 000/I的要求。这些前提恐怕是不必要的。
根据IEC标准和《规范》第7.2.6条的规定,建筑物电气装置应设置总等电位联结 ,建筑物的金属构件和管道以及各类接地系统都需纳入此总等电位联结范围内,以避免不同接地系统的不同电位引起人身电击、设备损坏和电气火灾等电气事故。这样在同一个建筑物内只有一共用的接地系统,也即变电所的保护接地、低压侧的系统接地和保护接地以及其他接地系统只能通过总等电位联结而共用一个接地装置,如图6所示。
另外,在这种情况下变电所低压侧是难以按第7.2.4条规定那样采用TT
系统的。因为TT系统要求低压网络的系统接地和用户设备的保护接地在电气上完全隔离,这在同一建筑物内通常是难以实现的,因此在同一建筑物内只能采用TN-S系统和IT系统。
在建筑物内实施等电位联结的情况下,当变电所高压侧发生接地故障时虽然也会出现Uf=IR的对地故障电压,但由于等电位联结的作用,而使整个B类电气装置对地电位升高Uf,然而B类电气装置内部并不出现电位差,无论R值和Uf值为多大,都不会发生电击危险,因此规定R≤50/I的要求恐怕缺少依据。 R≤2 000/I的要求是为防TT系统内低压绝缘过电压而提出的,即为了防范低压绝缘承受2 000 V以上的暂态工频过电压。但TT系统在此种B类电气装置内既已不被采用,这个R≤2000/I的要求似也没有必要了。
顺便提及,IEC标准对电气装置允许承受的最大工频暂态过电压值已有修改[3]
,按此新的规定,如果变电所高压侧能在5s内切断电源,则变电所接地电阻的电压降允许为1200V,而非第5.1.1条所规定的2000V。 3 几点浅见
(1)应重视对低压网络接地故障事故的防范配电变电所是电力系统与低压用户的中间点,它的接地直接影响低压用户的安全。我国的电气事故,包括人身电击、电气火灾等事故,绝大多数发生在低压用户内,其中不少与变电所接地不当有关。其起因有的来自高压侧的接地故障,有的来自低压侧的接地故障。后者发生概率远大于前者,危害也较严重。因此在变电所接地设置上不宜只偏重于对高压侧接地故障事故的防范,而忽视对低压侧接地故障事故的防范。 (2)变电所接地电阻宜小不宜大
无论对高压侧接地故障还是对低压侧接地故障,从用户用电安全着眼,变电所低压侧系统接地的接地电阻R值都宜尽量减小。发达国家的R值一般较我国的小,通常不大于2Ω。在多数情况下做到这点并不困难。当建筑物内按《规范》第7.2.6条设置总等电位联结后,基础钢筋、地下金属管道以及电缆金属外皮等自然接地体都成为良好的接地极,其接地电阻不少可在0.5Ω以下。一般无需人工接地极就能满足2Ω的要求。只有在条件特别困难的场所才可放宽要求,但应采取一些安全措施以保证用户的安全,例如在TN系统网络内多设重复接地,无等电位联结的场所则采用局部TT系统,在TT系统网络内扩大剩余电流保护的应用(可作用于信号)等 。
(3)电气专业应激发运用有关用电安全的国际标准
我国的电气安装和管理受前苏联《电气装置安装规程》影响颇深,不但
技术相对落后,而且偏重于电网安全,忽视用户的用电安全。这是我国电气事故频繁发生的一个重要原因。现时国际上通用的低压电气装置安全标准是国际电工委员会第技术委员会制订的《建筑物电气装置》标准(IEC603标准)。许多电气事故在我国规范和前苏联规程中找不到发生原因和防范措施,但在
IEC603标准中一般都能获得答案。至关重要的电气装置接地要求在其许多分标准中都有具体规定。但此标准在我国的推广应用尚不够普及。为在我国减少电气事故的发生,提高用电安全水平,掌握和运用这一标准将是我国有关电气人员的一项重要而紧迫的任务。
电气装置安装工程接地装置施工及验收规范
中华人民共和国国家标准 GB 50169—92
第一章 总则
第1.0.1条 为保证接地装置安装工程的施工质量、促进工程施工技术水平的提高,确保接地装置安全运行,制定本规范。
第1.0.2条 本规范适用于电气装置的接地装置安装工程的施工及验收。 第1.0.3条 接地装置的安装应按已批准的设计进行施工。
第1.0.4条 采用的器材应符合国家现行技术标准的规定,井应有合格证件。
第1.0.5条 施工中的安全技术措施,应符合本规范和现行有关安全技术标准的规定。 第1.0.6条 接地装置的安装应配合建筑工程的施工,隐蔽部分必须在覆盖前会同有关单位做好中间检查及验收记录。
第1.0.7条 接地装置的施工及验收,除按本规范的规定执行外,尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。
第二章 电气装置的接地
第一节 一般规定
第2.1.l条 电气装置的下列金属部分。均应接地或与PEN线相接:
一、电机、变压器、电器、手携式或移动式用电器具等的金属底座和外壳。 二、电气设备的传动装置。
三、屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门。 四、配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架和底座。
五、交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管。 六、电缆桥架、支架和井架。 七、装有避雷线的电力线路杆塔。 八、装在配电线路杆下的电力设备。
九、在非沥青地面的居民区内,无避雷线的小接地电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。
十、电除尘器的构架。
十一、封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分。
十二、六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体。 十三、电热设备的金属外壳。 十四、控制电缆的金属护层。
第2.1.2条 电气装置的下列金属部分可不接地或不与PEN线相接:
一、在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内,交流额定电压为380V及以下或直流额定电压为440V及以下的电气设备的外壳;但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时,则仍应接地。
二、在干燥场所,交流额定电压为127V及以下或直流额定电压为110V及以下的电气设备的外壳(该款系沿用《电气安装施工及验收规范》GBJ232-82中条文)。
三、安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时,在支持物上不会引起危险电压的绝缘子的金属底座等。 四、安装在已接地金属构架上的设备,如穿墙套管等。 五、额定电压为220V及以下的蓄电化室内的金属支架。 六、由发电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道。
七、与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。 第2.1.3条 需要接地的直流系统的接地装置应符合下列要求:
一、能与地构成闭合回路且经常流过电流的接地线应沿绝缘垫板敷设,不得与金属管道、建筑物和设备的构件有金属的连接。
二、在土壤中含有在电解时能产生腐蚀性物质的地方,不宜敷设按地装置,必要时可采取外引式接地装置或改良土壤的措施。
三、直流电力回路专用的中性线和直流两线制正极的接地体、接地线不得与自然接地体有金属连接;当无绝缘隔离装置时,相互间的距离不应小于1m。 四、三线制直流回路的中性线宜直接接地。 第2.l.4条 按地线不应作其他用途。
第二节 接地装置的选择
第2.2.1条 交流电气设备的接地可以利用下列自然接地体;
一、埋设在地下的金属管道,但不包括有可燃或有爆炸物质的管道。 二、金属井管。
三、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构。 四、水工构筑物及其类似的构筑物的金属管、桩。 第2.2.2条 交流电气设备的接地线可利用行列接地体接地:
一、建筑物的金属结构(梁、柱等)及设计规定的混凝土结构内部的钢筋。
二、生产用的起重机的轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等金属结构。 三、配线的钢管。
第2.2.3条 接地装置宜采用钢材。接地装置的导体截面应符合热稳定和机械强度的要求,但不应小于表2.2.3所列规格。大中型发电厂、110kV及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置应采用热镀锌钢材,或适当加大截面。
第2.2.4条 低压电气设备地l扯L外露的铜和铝按地线的最小截面应符合表2.2.4的规定。
表2.2.4 低压电气设备地面上外露的铜和铝接地线的最小截面
名 称 铜(mm²) 铝(mm²)
明敷的裸导体 4 6 绝缘导体 1.5 2.5
电缆的接地芯或与相线包在同一 保护外壳内的多芯导线的接地芯 1 1.5
第2.2.5条 在地下不得采用裸铝导体作为接地体或接地线。
第2.2.6条 利用化学方法降低土壤电阻率时,采用的降阻剂应符合下列要求; 一、材料的选择应符合设计要求。
二、使用的材料必须符合国家现行技术标准。并有合格证件。 三、严格按照生产厂家使用说明书规定的操作工艺施工。
第2.2.7条 不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆金属护层作接地线。
第三节 接地装置的敷设
第2.3.l条 接地体顶面埋设深度应符合设计规定。当无规定时。不宜小于0.6m。角钢及钢管接地体应垂直配置。除接地体外,接地体引出线的垂直部分和接地装置焊接部位应作防腐处理;在作防腐处理前,表面必须除锈并去掉焊接处残留的焊药。
第2.3.2条 垂直接地体的间距不宜小于其长度的2倍。水平接地体的问距应符合设计规定。当无设计规定时不宜小于5m。
第2.3.3条 接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。在与公路、铁路或管道等交叉及其他可能使接地处遭受损伤处,均应用管子或角钢等加以保护。接地线在穿过墙壁、楼板和地坪处应加装钢管或其他坚固的保护套,有化学腐蚀的部位还应采取防腐措施。
第2.3.4条 接地干线应在不同的两点及以上与接地网相连。自然接地体应在不同的两点及以上与接地干线或接地网相连接。
第2.3.5条 每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接,不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置。
第2.3.6条 接地体敷设完后的土沟其回填土内不应夹有石块和建筑垃圾等;外取的土壤不得有较强的腐蚀性;在回填土时应分层夯实。 第2.3.7条 明敷接地线的安装应符合下列要求:
一、应便于检查。
二、敷设位置不应妨碍设备的拆卸与检修。
三、支持件间的距离,在水平直线部分宜为0.5~1.5m;垂直部分宜为1.5~3m;;转弯部分宜为0.3~0.5m。
四、接地线应按水平或垂直敷设,亦可与建筑物倾斜结构平行敷设;在直线段上,不应有高低起伏及弯曲等情况。
五、接地线沿建筑物墙壁水平敷设时,离地面距离宜为250~300mm;接地线与建筑物墙壁间的间隙宜为10~15mm。
六、在接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处时,应设置补偿器。补偿器可用接地线本身弯成弧状代替。
第2.3. 明敷接地线的表面应涂以用15~100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。在每个导体的全度上或只在每个区间或每个可接触到的部位上宜作出标志。当使用胶带时,应使用双色胶带。中性线宜涂淡蓝色标志。
第2.3.9条 在接地线引向建筑物的入口处和在检修用临时接地点处,均应刷白色底漆并标以黑色记号,其代号为“〨”(接地)。
第2.3.10条 进行检修时,在断路器室、配电间、母线分段处、发电机引出线等需临时接地的地方,应引入接地干线,并应设有专供连接临时接地线使用的接线板和螺栓。
第2.3.11条 当电缆穿过零序电流互感器时,电缆头的接地线应通过零序电流互感器后接地;由电缆头至穿过零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘。
第2.3.12条 直接接地或经消弧线圈接地的变压器、旋转电机的中性点与接地体或接地干线的连接,应采用单独的接地线。
第2.3.13条 变电所、配电所的避雷器应用最短的接地线与主接地网连接。
第2.3.14条 全封闭组合电器的外壳应按制造厂规定按地;法兰片问应采用跨接线连接,并应保证良好的电气通路。
第2.3.15条 高压配电间隔和静止补偿装置的栅栏门铰链处应用软铜线连接,以保持良好接地。 第2.3.16条 高频感应电热装置的屏蔽网、滤波器、电源装置的金属屏蔽外壳,高频回路中外露导体和电气设备的所有屏蔽部分和与其连接的金属管道均应接地,并宜与接地干线连接。 第2.3.17条 接地装置由多个分接地装置部分组成时,应按设计要求设置便于分开的断接卡。自然接地体与人工接地体连接处应有便于分断的断接卡。断接卡应有保护措施。
第四节 接地体(线)的连接
第2.4.l条 接地体(线)的连接应采用焊接,焊接必须牢固无虚焊。接至电气设备上的接地线,应用镀锌螺栓连接;有色金属接地线不能采用焊接时,可用螺栓连接。螺栓连接处的接触面应按现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》的规定处理。 第2.4.2条 接地体(线)的焊接应采用搭接焊,其搭接长度必须符合下列规定: 一、钢为其宽度的2倍(且至少3个棱边焊接)。 二、圆钢为其直径的6倍。
三、圆钢与扁钢连接时,其长度为圆钢直径的6倍。
四、扁纳与钢管、扁钢与角钢焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外。并应焊以由钢带弯成的弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)与钢管(或角钢)焊接。
第2.4.3条 利用本规范第2.2.2条所述的各种金属构件、金属管道等作为接地线时,应保证其全长为完好的电气通路。利用串联的金属构件、金属管道作接地线时,应在其串接部位焊接金属跨接线。
第五节 避雷针(线、带、网)的接地
第2.5.l条 避雷针(线、带、网)的接地除应符合本章上述有关规定外,尚应遵守下列规定: 一、避雷针(带)与引下线之间的连接应采用焊接。
二、避雷针(带)的引下线及接地装置使用的紧固件均应使用镀锌制品。当采用没有镀锌的地脚螺栓时,应采取防腐措施。
三、建筑物L的防雷设施采用多根引下线时,宜在各引下线距地面的1.5~1.8m处设置断接卡,断接卡应加保护措施。
四、装有避雷针的金属筒体,当其厚度不小于4mm时,可作避雷针的引下线。筒体底部应有两处与接地体对称连接。
五、避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口等的距离应大于3m。当小于3m时,应采取均压措施或铺设卵石或沥青地面。
六、避雷针(线)应设置的集中接地装置。当有困难时,该接地装置可与接地网连接,但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度不得小于15m。
七、避雷针的接地装置与接地网的地中距离不应小于3m。
八、配电装置的架构或屋顶上的避雷针应与接地网连接,并应在其附近装设集中接地装置。 第2.5.2条 建筑物上的避雷针或防雷金属网应和建筑物顶部的其他金属物体连接成一个整体。 第2.5.3条 装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线.必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的针线。电缆的金属护层或金属管必须接地,埋入土壤中的长度应在10m以上,方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接。 第2.5.4条 发电厂和变电所的避雷线线档内不应有接头。
第2.5.5条 避雷针(网、带)及其接地装置,应采取自下而上的施工程序。首先安装集中接地装置,后安装引下线,最后安装接闪器。
第六节 手携式和移动式电气设备的接地
第2.6.l条 手携式电气设备应用专用芯线接地,严禁利用其他用电设备的PEN线接地;PEN线和接地线应分别与接地装置相连接。
第2.6.2条 手携式电气设备的接地线应采用软铜绞线,其截面不小于1.5mm²。
第2.6.3条 由固定的电源或由移动式发电设备供电的移动式机械的金属外壳或底座,应和这些供电电源的接地装置有金属的连接;在中性点不接地的电网中,可在移动式机械附近装设接地装置,以代替敷设接地线,并应首先利用附近的自然接地体。
第2.6.4条 移动式电气设备和机械的接地应符合固定式电气设备接地的规定,但下列情况可不接地:
一、移动式机械自用的发电设备直接放在机械的同一金属框架上,又不供给其他设备用电。 二、当机械由专用的移动式发电设备供电,机械数量不超过2台,机械距移动式发电设备不超过50m,且发电设备和机械的外壳之间有可靠的金属连接。
第三章 工程交接验收
第3.0.1条 在验收时应按下列要求进行检查:
一、整个接地网外露部分的连接可靠,接地线规格正确,防腐层完好,标志齐全明显。 二、避雷针(带)的安装位置及高度符合设计要求。
三、供连接临时接地线用的连接板的数量和位置符合设计要求。
四、工频接地电阻值及设计要求的其他测试参数符合设计规定,雨后不应立即测量按地电阻。 第3.0.2条 在验收时,应提交下列资料和文件: 一、实际施工的竣工图。 二、变更设计的证明文件。
三、安装技术记录(包括隐蔽工程记录等)。
四、测试记录。
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