論文(民用建筑低壓配電系統(tǒng)的)

1、民用建筑低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)接地系統(tǒng)與接地接零 目 錄一、概述2二、低壓配電系統(tǒng)的接地4（一）低壓配電系統(tǒng)接地的形式5（二）各種接地形式的配電系統(tǒng)應(yīng)用7（三）配電系統(tǒng)接地要求8（四）保護(hù)線及保護(hù)中性線9三、接地系統(tǒng)11（一）接地系統(tǒng)的構(gòu)成11（二）接地系統(tǒng)的要求12四、保護(hù)接地和保護(hù)接零的方式選擇12五、接地的施工13（一）施工注意問(wèn)題13（二）接地系統(tǒng)的連接14（三）接地電阻的測(cè)試方法15摘要：根據(jù)以往低壓配電系統(tǒng)接地施工中所遇到的問(wèn)題， 文中針對(duì)我國(guó)當(dāng)前公用低壓配電網(wǎng)中存在的兩種不同性質(zhì)的保護(hù)接地方式，提出了正確選擇使用接地保護(hù)方式，以及在具體使用中應(yīng)當(dāng)注重的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：接零、接地保護(hù)、低

2、壓系統(tǒng)接地 一、概述隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，電能已成為人們生產(chǎn)生活中最基本的不可代替的能源。然而，當(dāng)電能失去控制時(shí)，就會(huì)引發(fā)各類電氣事故，其中對(duì)人體的傷害即觸電事故是最常見(jiàn)的，而人們最忽視的就是間接觸電。保護(hù)接地和保護(hù)接零是防止間接觸電最基本的措施。為此，建設(shè)部曾下達(dá)了有關(guān)接地及接地系統(tǒng)的強(qiáng)制性條文標(biāo)準(zhǔn)及嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，故此在設(shè)計(jì)和施工中必須引起充分的重視。接地：一般是指電氣裝置為達(dá)到安全和功能的目的所采用的接地系統(tǒng)，包括：埋地的接地極、建筑物內(nèi)設(shè)置的總接地端子或接地母線。接地線與大地做電氣連接即接大地，或是電氣裝置與某一基準(zhǔn)電位點(diǎn)做電氣連接即接基準(zhǔn)地。電氣設(shè)備的任何部分與土壤間作良好的電氣連

3、接稱為接地，與土壤直接接觸的金屬體稱為接地體，連接接地體與電氣設(shè)備之間的金屬線稱為接地線，接地線與接地體合稱為接地裝置。接地類型可分為：1、 功能性接地：為保證電網(wǎng)正常運(yùn)行，或?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)電氣裝置的固有功能，提高其可靠性而進(jìn)行的接地。例如：在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)需要的接地（如電源中性點(diǎn)接地）又稱為工作接地。2、 保護(hù)性接地：為了保證電網(wǎng)故障時(shí)人身和設(shè)備安全而進(jìn)行的接地，它又分為：（1）保護(hù)接地：電氣裝置外露部分、電氣裝置容易觸及的導(dǎo)電部分。它在正常時(shí)不帶電壓，而在故障情況下可能帶電壓。為了降低此電壓，減小對(duì)人身的損害，應(yīng)將其接地。例如：電氣裝置的金屬外殼接地，母線金屬支架接地等。（2）電壓保護(hù)接地：

4、為了防止過(guò)電壓對(duì)電氣裝置和人身安全的危害而進(jìn)行的接地。例如：電氣設(shè)備或線路的防雷接地。依此類推，建筑物防雷接地也屬此類接地。（3）防靜電接地：為了消除靜電時(shí)對(duì)人身安全和電氣裝置的危害而進(jìn)行的接地。例如：輸送某些液體和氣體的金屬管道的接地，監(jiān)控等電子控制裝置和輸入輸出電子微弱信號(hào)管線接地等。3、 功能性和保護(hù)性合一的接地。例如：屏蔽接地。這種接地應(yīng)首先滿足保護(hù)性接地要求。4.保護(hù)接地和保護(hù)接零保護(hù)接地和保護(hù)接零是有區(qū)別的，隨著低壓電網(wǎng)系統(tǒng)接地形式的多樣化，更有必要把接地和接零兩者之間區(qū)別加以突出，以便減少在實(shí)際工作中出現(xiàn)的一些麻煩。保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼、框架等用接地裝置與大地可靠地連

5、接，它適用于電源中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)和1000v以上任何形式的電網(wǎng)中。保護(hù)接地的原理是給人體并聯(lián)一個(gè)小電阻，以保證發(fā)生事故時(shí)，減小通過(guò)人體的電流和承受的電壓，主要保護(hù)人員和設(shè)備不受損害。 保護(hù)接零就是在電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，把電氣設(shè)備的金屬外殼、框架與零線相連接，它的作用在于：如果電氣設(shè)備的絕緣損壞而碰殼，由于零線的電阻小，故短路電流很大，這將使電路中保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作或使電路中保護(hù)熔絲斷開(kāi)，切斷電源，這時(shí)外殼就不帶電，從而避免觸電事故。二、低壓配電系統(tǒng)的接地在三相四線制中接地和接零是一個(gè)概念，在三相五線制系統(tǒng)接地和接零是分離的。變壓器中性點(diǎn)n線直接接變壓器的接地網(wǎng)上，是功能性接地。在電氣裝置外

6、露金屬部分如外殼接地，是通過(guò)pe線直接接到接地網(wǎng)和接地極上。如建筑物基礎(chǔ)作為接地網(wǎng)，建筑物周圍的接地網(wǎng)。此為保護(hù)接地。保護(hù)線與中性線從某點(diǎn)分開(kāi)就不允許有任何聯(lián)系，其目的有以下兩點(diǎn)：其一是為了使漏電電流動(dòng)作保護(hù)能正確動(dòng)作；其二是為了使保護(hù)線上沒(méi)有電流流過(guò)，以保證保護(hù)線乃至設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的電位限制在較低水平，以利安全。至于中性線也應(yīng)采取與相線絕緣水平相同導(dǎo)線，是為了避免系統(tǒng)的雜散電流對(duì)中性線 產(chǎn)生影響，以保證漏電電流動(dòng)作保護(hù)裝置正確動(dòng)作，同時(shí)也有利于人身安全（同時(shí)即使在三相平衡條件下，由于三次倍數(shù)以上的諧波影響中性線上仍有相當(dāng)大的電流流過(guò)，因此也是伴隨著電壓存在。）這就是設(shè)計(jì)中，保護(hù)線和中性線

7、分開(kāi)，就不允許有任何聯(lián)系的原因。（一）低壓配電系統(tǒng)接地的形式低壓配電系統(tǒng)接地形式主要有tn系統(tǒng)、tt系統(tǒng)及it系統(tǒng)，現(xiàn)就其分類及應(yīng)用闡述如下：1、 tn系統(tǒng)：電源中有一點(diǎn)（通常是中性點(diǎn)）直接接地，負(fù)荷側(cè)的建筑物電氣裝置的外露導(dǎo)電部分，通過(guò)保護(hù)線（即pe線包括pen線）與接地點(diǎn)連接的系統(tǒng)。我國(guó)低壓配電網(wǎng)中大多數(shù)采用tn系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，電路或設(shè)備要達(dá)到運(yùn)行要求，變壓器低壓中性點(diǎn)就應(yīng)該接地，該接地稱為工作接地或配電系統(tǒng)接地。工作接地的作用是保持系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，既減輕低壓系統(tǒng)由高壓竄入低壓等原因所產(chǎn)生過(guò)電壓的危險(xiǎn)性，主要保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。在這里，由于n線與pe線是連通的，都經(jīng)主接地線連至主接地體

8、。而n線與pe線分開(kāi)后一般就不再合并，特別是裝有漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的線路中。按照中性線（n）與保護(hù)線組合情況，tn系統(tǒng)分為以下三種情況：（1） tn-s系統(tǒng)，保護(hù)線與中性線分開(kāi)（如圖（1）。（2） tn-c系統(tǒng)，保護(hù)線與中性線共用一線（如圖（2）。（3） tn-c-s系統(tǒng)，一部分保護(hù)線與中性線合一（如圖（3）。2、tt系統(tǒng)：電源有一點(diǎn)（通常是中性點(diǎn)）直接接地，裝置外露導(dǎo)電部分接至電氣上與電源接地?zé)o關(guān)的接地板的系統(tǒng)。 3、it系統(tǒng)：是電源與接地絕緣或通過(guò)阻抗連接。而裝置的外露導(dǎo)電部分則接地的系統(tǒng)。（二）各種接地形式的配電系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)名稱適用范圍tn-c系統(tǒng)在一般三相負(fù)荷基本平衡，有專職電工負(fù)責(zé)維護(hù)管理

9、電氣裝置的工業(yè)廠房tn-s或tn-c-s系統(tǒng)在單相實(shí)驗(yàn)負(fù)荷較大和有可控硅負(fù)荷的科研實(shí)驗(yàn)單位tn-s系統(tǒng)附近有變電所的高層建筑tn-s、tn-c-s、tt系統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)房、生產(chǎn)和使用電子設(shè)備的廠房，當(dāng)電子計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備本身未指出接地形式時(shí)tt系統(tǒng)負(fù)荷小而分散的農(nóng)村低壓電網(wǎng)tt、it、tn-s系統(tǒng)在火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)廠房中tt、it、tn-s系統(tǒng)在城市公用低壓線路供電的民用建筑工廠，應(yīng)按供電部門的規(guī)定采用tt系統(tǒng)；由本單位自設(shè)變壓器，供電和管理的居民區(qū)民用建筑可采用tn-c-s系統(tǒng)it系統(tǒng)對(duì)不間斷供電要求的某些廠所（礦山井下）宜采用（三）配電系統(tǒng)接地要求電氣裝置的外露導(dǎo)電部分應(yīng)與保護(hù)線連接；能同時(shí)觸

10、及的外露導(dǎo)電部分應(yīng)接至同一接地系統(tǒng)；建筑物電氣裝置應(yīng)在電源進(jìn)線處作等電位聯(lián)結(jié)。1、 tn系統(tǒng)（1）電氣裝置的外露導(dǎo)電部分應(yīng)采用保護(hù)線與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)即中性點(diǎn)連接。如果電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)不可能得到或不可能達(dá)到，即可在變電所將一根相線接地，但嚴(yán)禁此相線作為保護(hù)接地線使用。（2）保護(hù)線應(yīng)在電氣裝置的每臺(tái)電力變壓器或發(fā)電機(jī)的靠近處接地，則發(fā)生接地故障時(shí)可使保護(hù)線的電位盡量接近地電位。但如果高層建筑等大型建筑物中，為保護(hù)線增設(shè)接地點(diǎn)實(shí)際上是不可能時(shí)，可將保護(hù)線與裝置外露導(dǎo)電部分做等電位連接也具有相同的作用。同理，保護(hù)線宜在進(jìn)入建筑物處做重復(fù)接地。（3）應(yīng)裝設(shè)能迅速自動(dòng)切除接地故障的保護(hù)電器。2、tt系統(tǒng)

11、（1）共用同一保護(hù)電器保護(hù)的所有電氣裝置的外露導(dǎo)電部分，應(yīng)采用保護(hù)線與這些外露導(dǎo)電部分共用接地極相互連接。當(dāng)幾套保護(hù)電器串聯(lián)使用時(shí)，此要求分別適用于每套保護(hù)電器保護(hù)的電氣裝置外露導(dǎo)電部分。（2）應(yīng)裝設(shè)能迅速切除接地故障的保護(hù)電器。（四）保護(hù)線及保護(hù)中性線保護(hù)線是指回路（電氣回路）保護(hù)線即pe、pen線，不包括與裝置外露導(dǎo)電部分連接的等電位聯(lián)結(jié)線和與接地極聯(lián)接的接地線。具有保護(hù)線和中性線兩種作用的接地導(dǎo)體稱為保護(hù)中性線（pen）。1、 保護(hù)線截面的確定11 熱穩(wěn)定保護(hù)線應(yīng)能承受流過(guò)接地故障電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)。按熱穩(wěn)定，保護(hù)線的截面 ，應(yīng)大于或等于12 機(jī)械強(qiáng)度保護(hù)線截面應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，若不是采

12、用電纜，則：當(dāng)有機(jī)械保護(hù)時(shí)， 25 mm。；當(dāng)無(wú)機(jī)械保護(hù)時(shí)， 4 mm。當(dāng)保護(hù)線為pen線時(shí)，則應(yīng)銅線 10 mm?，鋁線s l6 mm ，若采用符合標(biāo)準(zhǔn)的同心電纜，其截面可以是4 mm!。13 防止間接電擊按低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，為防止間接電擊危險(xiǎn)。在220 v380 v 的tn系統(tǒng)中，對(duì)于手持式電器，故障時(shí)應(yīng)小于04 s切斷供電；對(duì)于固定式電器，應(yīng)小于5 s切斷供電。因此，其故障回路的截面應(yīng)按下式進(jìn)行校驗(yàn)：式中：zs 故障回路線的阻抗；uo 對(duì)地標(biāo)稱電壓；ia保護(hù)電器的動(dòng)作電流。手持式電器切斷供電時(shí)間的確定與接觸電壓的數(shù)值有關(guān)。因此，對(duì)保護(hù)線截面的選擇也有影響。220v38o v的tn系

13、統(tǒng)，按iec1200413文件的計(jì)算說(shuō)明，相線與保護(hù)線截面之比應(yīng)在l3的范圍內(nèi)。14 其它因素例如應(yīng)適應(yīng)敷設(shè)場(chǎng)所環(huán)境與功能的要求：如在有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境，需考慮加大保護(hù)線截面；又如在三次諧波含量特大的線路，其pen線的截面甚至需要大于相線的截面。多芯塑料電纜或護(hù)套線的一根芯線或穿管絕緣電線作保護(hù)線時(shí)，鋁芯為76，銅芯為115;將絕緣電線緊貼電纜外皮時(shí)鋁芯為95，銅芯為113。保護(hù)線的最小截面相線截面s mm2保護(hù)線截面s mm2s16s16s3516s35s22、 保護(hù)中性線的截面確定 保護(hù)中性線的截面首先滿足關(guān)于保護(hù)線截面的所有要求之后，再按以下要求確定：（1）當(dāng)采用單芯導(dǎo)線做配電干線的pen

14、時(shí)，銅芯導(dǎo)線截面積不應(yīng)小于10 mm2，鋁芯不應(yīng)小于16 mm2 。（2）當(dāng)采用同芯中性線型電纜的同芯中性線芯作配電干線的pen線,且其全長(zhǎng)上所有的接頭及端子都是雙重持續(xù)性連接時(shí),則最小的截面可為4 mm2, 無(wú)此電纜時(shí)也可采用單芯電纜的芯線,其最小截面也為4 mm2。三、接地系統(tǒng)（一）接地系統(tǒng)的構(gòu)成1、 接地極：埋入地中與大地緊密接觸并與大地形成電氣連接的一個(gè)或一組導(dǎo)電體，稱為接地極。人為的接地極稱為人工接地極。例如：為達(dá)到接地目的，人工埋入或打入大地的鋼管、角鐵、扁鋼、鋼板、銅板等。兼做接地極用的直接與大地接觸的金屬構(gòu)件，金屬井管，建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋等稱為自然接地體。2、 接地

15、線：由電氣裝置的總接地端子或接地干線接至接地極的，在正常情況下，不載流的導(dǎo)體稱為接地線。3、 總接地端子：建筑物電氣裝置應(yīng)在電源進(jìn)線處設(shè)置總接地端子（接地母排），以便與接地線，保護(hù)線，等電位聯(lián)結(jié)干線，功能性接地線（如需要時(shí)）連接。（二）接地系統(tǒng)的要求1、 在使用期內(nèi)接地系統(tǒng)的性能和接地電阻值，應(yīng)滿足電氣裝置在保護(hù)性和功能性兩方面的要求。2、 構(gòu)成接地系統(tǒng)的導(dǎo)體應(yīng)能承受接地故障電流和接地泄露電流，并滿足穩(wěn)定性的要求，并應(yīng)不小于下表： 接地系統(tǒng)的接地體和接地線的最小規(guī)格類別地上地下室內(nèi)室外圓鋼直徑（mm）6810扁鋼截面mm2244868厚度mm344角鋼厚度mm22.54鋼管壁厚mm2.52.5

16、2.53、 接地設(shè)施應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度或設(shè)置附加的機(jī)械保護(hù)。四、保護(hù)接地和保護(hù)接零的方式選擇根據(jù)用戶所在的供電系統(tǒng)，正確選擇接地保護(hù)和接零保護(hù)方式。電力客戶究竟應(yīng)該采取何種保護(hù)方式，首先必須取決于其所在的供電系統(tǒng)采取的是是何種配電系統(tǒng)。如果用戶所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是tt系統(tǒng)，客戶應(yīng)該統(tǒng)一采取接地保護(hù)；如果客戶所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是tn-c系統(tǒng)，則應(yīng)統(tǒng)一采取接零保護(hù)。 tt系統(tǒng)和tn-c系統(tǒng)是兩個(gè)具有各自獨(dú)立特性的系統(tǒng)，雖然兩個(gè)系統(tǒng)都可以為用戶提供220/380v的單、三相混合電源，但它們之間不僅不能相互替代，同時(shí)在保護(hù)措施上的要求又是截然的不同。這是因?yàn)?，同一配電系統(tǒng)里，如果兩種保護(hù)方式同時(shí)存在

17、的話，采取接地保護(hù)的設(shè)備一旦發(fā)生相線碰殼故障，零線的對(duì)地電壓將會(huì)升高到相電壓的一半或更高，這時(shí)接零保護(hù)（因設(shè)備的金屬外殼與零線直接連接）的所有設(shè)備上便會(huì)帶上同樣高的電位，使系統(tǒng)中所有的設(shè)備外殼等金屬部分均呈現(xiàn)出較高的對(duì)地電壓，從而危及使用人員的安全。同一配電系統(tǒng)只能采用同一種保護(hù)方式，兩種保護(hù)方式不得混用。用戶必須懂得什么叫保護(hù)接地，正確區(qū)分接地與接零保護(hù)的不同點(diǎn)。保護(hù)接地是指家用電器、電力設(shè)備等由于絕緣的損壞可能使得其金屬外殼帶電，為了防止這種電壓危及人身安全而設(shè)置的接地稱為保護(hù)接地。將金屬外殼用保護(hù)接地線（pee）與接地極直接連接的叫接地保護(hù)；當(dāng)將金屬外殼用保護(hù)線（pe）與保護(hù)中性線（pe

18、n）相連接的則稱之為接零保護(hù)。五、接地的施工（一）施工注意問(wèn)題1、 當(dāng)自然接地極的接地電阻值和電氣連續(xù)性符合變流電力設(shè)備接地的要求時(shí)，一般可不另設(shè)人工接地極。2、 當(dāng)采用人工接地極并同時(shí)利用自然接地極時(shí)，應(yīng)使二者的連接處便于分開(kāi)，以便測(cè)量各自的接地電阻值。3、 當(dāng)采用人工接地網(wǎng)和外引接地極時(shí)，應(yīng)采用至少二根埋地導(dǎo)體，在不同地點(diǎn)與人工接地網(wǎng)相連。4、 不可采用敷設(shè)在大地中的鋁裸線導(dǎo)體做人工接地極。5、 為了測(cè)量接地系統(tǒng)的接地電阻，應(yīng)在接地線上方便處設(shè)置斷接裝置，此裝置應(yīng)能方便地與總接地端子或接地母線連接，此連接處必須用工具方可斷開(kāi)，并應(yīng)具有牢固的機(jī)械強(qiáng)度并能保持電氣的連續(xù)性要求。（二）接地系統(tǒng)的

19、連接1、 接地線與接地極的連接及其自身的連接應(yīng)牢固。2、 鋼接地線連接處應(yīng)焊接，如采用搭焊，其搭接長(zhǎng)度必須不小于扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍。3、 攜帶式用電設(shè)備的插座上各具有未用的接地觸頭，且所用的插銷的結(jié)構(gòu)應(yīng)能避免將帶電觸頭誤作接地觸頭使用，插座和插銷的接地觸頭應(yīng)在導(dǎo)電觸頭接觸之前接通，在導(dǎo)電觸頭脫開(kāi)后才斷開(kāi)。4、 電力設(shè)備每個(gè)接地部分應(yīng)以單獨(dú)的接地線與接地干線相連接，嚴(yán)禁在一條接地線上連接幾個(gè)需要接部分。5、 在照明配電工程中當(dāng)采用tn-c系統(tǒng)供電時(shí)n線或干線不應(yīng)設(shè)接線端子板（排），當(dāng)采用tn-c-s系統(tǒng)時(shí)，一般應(yīng)在建筑物進(jìn)線插接箱、配電箱內(nèi)分別設(shè)置n母線排和pe母線排并自此分開(kāi)。電源

20、進(jìn)線的pen線應(yīng)先接到pe母線上，再以連接板或其它方式與n母線相連，n線應(yīng)與地絕緣。pe線應(yīng)采用專門導(dǎo)線并應(yīng)盡量靠近排線敷設(shè)。6、 接地體（線）的連接應(yīng)采用焊接并應(yīng)符合下列幾點(diǎn)：6.1接地體連接線（接地母線即連接垂直接地體之間的扁鋼）常規(guī)采用一40x4鍍鋅扁鋼，最小截面積不小于l00mm2、厚度不小于4mm2；6.2扁鋼敷設(shè)前應(yīng)先調(diào)直，然后將扁鋼垂直放置于地溝內(nèi)，依次將扁鋼在距接地體頂端大于50mm處與接地體用電（氣）焊接牢固。6.3為使連接線的扁鋼與接地體接觸嚴(yán)密，應(yīng)先按接地體外形制成弧形或三角形，用卡具將連接線（扁鋼）與接地體相互接觸部位固定后，再焊接牢靠。6.4焊區(qū)的焊縫應(yīng)飽滿并有足夠的

21、機(jī)械強(qiáng)度，不得有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊和氣孔等缺陷。焊好后應(yīng)清除藥皮、刷瀝青做防腐處理。為將接地體連接線引至墻體（或基礎(chǔ)）需留有足夠的連接長(zhǎng)度，以待與引下線連接用。（三）接地電阻的測(cè)試方法1、接地電阻測(cè)試儀的選用及接線(1)接地電阻測(cè)量?jī)x，常用的有zc-8型和zc-29型。常規(guī)用的zc-8型測(cè)量?jī)x，主要由手搖發(fā)電機(jī)、電流互感器、滑線電阻及檢流計(jì)等組成，其全部機(jī)構(gòu)組裝在鋁合金鑄造的攜帶式表殼內(nèi)。外形與普通搖表相似故又叫接地?fù)u表。zc-8型測(cè)量?jī)x的附件有：接地探測(cè)針兩支，導(dǎo)線三條：5m長(zhǎng)一條用于接地極，20m長(zhǎng)一條用于電位探測(cè)針，40m長(zhǎng)一條用于電流探測(cè)針。(2)對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行接地電阻測(cè)試時(shí)，先將需要測(cè)試的接地連接線與引下線連接卡上的斷接卡子緊固螺栓擰開(kāi)，然后進(jìn)行連接測(cè)試。(3)接地電阻測(cè)試線路的連接應(yīng)符合以下要求：1)沿被測(cè)接地極e將電位探測(cè)針p和電流探測(cè)針c依直線彼此相距20m插入地下，電位