電氣接地裝置分析論文

時(shí)間:2022-06-22 04:08:00

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電氣接地裝置分析論文

摘要:總接地端子(總接地母排)通過接地導(dǎo)體與諸多接地極連接,實(shí)現(xiàn)電氣裝置需接地部分與地的連接,又可通過保護(hù)導(dǎo)體、保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體與電氣裝置內(nèi)外露可導(dǎo)電部分、電氣裝置外可導(dǎo)電部分的聯(lián)結(jié),實(shí)現(xiàn)總等電位聯(lián)結(jié)。總接地端子(總接地母排)是建筑物內(nèi)電氣裝置參考電位點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:電氣裝置接地裝置設(shè)計(jì)接地極接地導(dǎo)體總接地端子

1.1接地裝置配置

接地裝置一般是由接地極、接地導(dǎo)體和總接地端子(總接地母排)等構(gòu)成的。總接地端子(總接地母排)通過接地導(dǎo)體與諸多接地極連接,實(shí)現(xiàn)電氣裝置需接地部分與地的連接,又可通過保護(hù)導(dǎo)體、保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體與電氣裝置內(nèi)外露可導(dǎo)電部分、電氣裝置外可導(dǎo)電部分的聯(lián)結(jié),實(shí)現(xiàn)總等電位聯(lián)結(jié)。總接地端子(總接地母排)是建筑物內(nèi)電氣裝置參考電位點(diǎn)。

接地裝置配置、保護(hù)導(dǎo)體及保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體連接方式見下圖。

圖1—1接地裝置配置示意圖

圖例

M外露可導(dǎo)電部分

C外部可導(dǎo)電部分

C1金屬的水管

C2金屬的排廢棄物、排水管道

C3金屬帶絕緣襯里的氣體管道

C4空調(diào)

C5供熱系統(tǒng)

C6水管,比如浴室里的金屬水管

C7在外露可導(dǎo)電部分的伸臂范圍內(nèi)的外部可導(dǎo)電部分

B總接地端子(總接地母線)

T接地極

T1基礎(chǔ)接地

T2LPS的接地極(如果需要)

1保護(hù)導(dǎo)體

2保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體

3作為輔助聯(lián)結(jié)用的保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體

4防雷保護(hù)系統(tǒng)(LPS)的引下線

5接地導(dǎo)體

1.2接地極

(1)對(duì)接地極的材料和尺寸的選擇,應(yīng)使其既耐腐蝕又具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度。接地極的一般最小尺寸表1-1中給出。

表1—1接地極一般最小尺寸

材料

表面

形狀

最小尺寸

直徑

mm

截面積

mm2

厚度

mm

鍍鋅a或不銹鋼a,b

板條c

90

3

切片

90

3

深接地極用的圓棒

16

表層電極用的圓線f

10

25

2

銅護(hù)套

深接地極用的圓棒

15

電積鍍銅護(hù)層

深接地極用的圓棒

14

裸露a

板條

50

2

表層電極用的圓線f

25e

單股1.8

25

20

2

鍍錫

單股1.8

25

鍍鋅

板條d

50

2

a也能用作埋在混凝土中的電極。

b不適于電鍍。

c例如,帶圓邊的軋制板條或切割的板條。

d帶圓邊的板條。

e經(jīng)驗(yàn)表明,在腐蝕性和機(jī)械損傷極低的場(chǎng)所,16mm2的圓線是可以用的。

f當(dāng)埋設(shè)深度不超過0.5m時(shí),被認(rèn)為是表層電極。

(2)任何一種接地極,其功效都取決于當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件。對(duì)給定的土壤條件和所要求的接地電阻值,應(yīng)選擇一個(gè)或多個(gè)接地極以滿足接地要求。

(3)可采用的接地極舉例如下:

——埋在基礎(chǔ)里的地下結(jié)構(gòu)金屬網(wǎng)(基礎(chǔ)接地);

——金屬板;

——埋在地下的鋼筋混凝土(預(yù)應(yīng)力的混凝土除外)的金屬加強(qiáng)筋;

——金屬棒或管;

——金屬帶或線;

——根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件或要求所設(shè)電纜的金屬護(hù)套和其它金屬護(hù)層;

——根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件或要求所設(shè)置的其它適用的地下金屬網(wǎng)。

(4)在選擇接地極類型和確定其埋地深度時(shí),應(yīng)考慮到當(dāng)?shù)氐臈l件和相關(guān)規(guī)程,以便在土壤干燥和凍結(jié)的情況下,接地極的接地電阻不致增加到會(huì)有損電擊防護(hù)措施的阻值。

(5)應(yīng)注意在接地配置中采用不同材料時(shí)的電解腐蝕問題。

(6)用于輸送可燃性液體或氣體的金屬管道,不應(yīng)用作接地極。

1.3接地導(dǎo)體

(1)對(duì)于埋入土壤里的接地導(dǎo)體,其截面積應(yīng)按表14-3確定。

表1—2埋在土壤中的接地導(dǎo)體的最小截面積

有防機(jī)械損傷保護(hù)

無防機(jī)械損傷保護(hù)

有防腐蝕保護(hù)

銅2.5mm2

鐵10mm2

銅16mm2

鐵16mm2

無防腐蝕保護(hù)

銅25mm2

鐵50mm2

(2)接地導(dǎo)體與接地極的連接應(yīng)牢固,且有良好的導(dǎo)電性能。這種連接應(yīng)采用熱熔焊、壓力連接、夾具或其它的機(jī)械連接。機(jī)械接頭應(yīng)按廠家的說明書安裝。若采用夾具,則不得損傷接地極或接地導(dǎo)體。

1.4總接地端子(總接地母排)

(1)在采用保護(hù)聯(lián)結(jié)的每個(gè)裝置中都應(yīng)配置有總接地端子(總接地母排),并應(yīng)將下列導(dǎo)體與其連接:

——保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體;

——接地導(dǎo)體;

——保護(hù)導(dǎo)體;

——功能接地導(dǎo)體(如果適當(dāng)?shù)脑挘?/p>

(2)接到總接地端子上的每根導(dǎo)體,都應(yīng)能被單獨(dú)地拆開。這種連接應(yīng)當(dāng)牢固可靠,而且只有用工具才能拆開。

1.5保護(hù)導(dǎo)體

(1)保護(hù)導(dǎo)體最小截面積

保護(hù)導(dǎo)體的截面積都應(yīng)滿足關(guān)于自動(dòng)切斷電源所要求的條件,而且能承受預(yù)期的故障電流。

保護(hù)導(dǎo)體的截面積可按(2)的公式計(jì)算,也可按表1—3進(jìn)行選擇。這兩種方法都應(yīng)考慮機(jī)械強(qiáng)度的要求。

表1—3保護(hù)導(dǎo)體的最小截面積

線路導(dǎo)體截面積

S

mm2

相應(yīng)保護(hù)導(dǎo)體的最小截面積

mm2

保護(hù)導(dǎo)體與線路

導(dǎo)體使用相同材料

保護(hù)導(dǎo)體與線路

導(dǎo)體使用不同材料

S≤16

S

16<S≤35

16a

S>35

其中:

k1是線路導(dǎo)體的k值,它是導(dǎo)體的材料、絕緣和其它部件以及初始和最終溫度決定的系數(shù).

k2是保護(hù)導(dǎo)體的k值,它是導(dǎo)體的材料、絕緣和其它部件以及初始和最終溫度決定的系數(shù).

a對(duì)于PEN導(dǎo)體,其截面積僅在全部符合以下確定原則的前題下,才允許減小。

-中性線導(dǎo)體預(yù)期電流(包括諧波電流)小于減小中性線導(dǎo)體的載流量;

-中性線導(dǎo)體設(shè)置過電流保護(hù);

-中性線導(dǎo)體截面不小于16mm2(銅)或25mm2(鋁)。

(2)保護(hù)導(dǎo)體的截面積不應(yīng)小于對(duì)切斷時(shí)間不超過5s下列公式確定的值:

式中:

S-截面積,mm2;

I-通過保護(hù)電器的由阻抗可忽略的故障產(chǎn)生的預(yù)期故障電流交流方均根值,A;

t-保護(hù)器自動(dòng)切斷時(shí)的動(dòng)作時(shí)間,s;

k-由保護(hù)導(dǎo)體的材料、絕緣和其它部件以及初始和最終溫度決定的系數(shù)。

若用公式求得的尺寸是非標(biāo)準(zhǔn)的,則應(yīng)采用較大標(biāo)準(zhǔn)截面積的導(dǎo)體。

(3)不屬于電纜的一部分或不與線路導(dǎo)體共處于同一外護(hù)物之內(nèi)的每根保護(hù)導(dǎo)體,其截面積不應(yīng)小于下述相應(yīng)尺寸:

——有防機(jī)械損傷保護(hù),則銅,2.5mm2;鋁,16mm2;

——沒有防機(jī)械損傷保護(hù),則銅,4mm2;鋁,16mm2;。

(4)保護(hù)導(dǎo)體類型

保護(hù)導(dǎo)體由下列的一種或多種導(dǎo)體組成:

——多芯電纜中的導(dǎo)體;

——與帶電導(dǎo)體共用的外護(hù)物的絕緣的或裸露的導(dǎo)體;

——固定安裝的裸露的或絕緣的導(dǎo)體;

——屬于以下(a)中的a)項(xiàng)和b)項(xiàng)所規(guī)定條件的金屬的電纜護(hù)套、電纜屏蔽、電纜鎧裝、金屬絲紡織物、同軸導(dǎo)體、電纜的金屬導(dǎo)管。

(a)如果裝置包括帶金屬外護(hù)物的設(shè)備,例如低壓開關(guān)柜、控制設(shè)備組件或母線系統(tǒng),若其金屬外護(hù)物或框架同時(shí)滿足如下三項(xiàng)要求,則可用作保護(hù)導(dǎo)體:

a)應(yīng)能利用結(jié)構(gòu)或適當(dāng)?shù)穆?lián)結(jié),使對(duì)機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)損傷的防護(hù)性能得到保證,從而保證它們的電氣連續(xù)性;

b)它們應(yīng)符合保護(hù)導(dǎo)體最小截面積的要求;

c)在每個(gè)預(yù)留的分接點(diǎn)上,它們應(yīng)允許其它保護(hù)導(dǎo)體的連接。

(b)下列金屬部分不允許用作保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體:

——金屬水管;

——含有可燃性氣體或液體的金屬管道;

——正常使用中承受機(jī)械應(yīng)力的結(jié)構(gòu)部分;

——可伸縮的或可彎曲的金屬導(dǎo)管(用于保護(hù)或保護(hù)聯(lián)結(jié)目的而特別設(shè)計(jì)的除外);

——可伸縮的金屬部件;

——吊線。

(5)保護(hù)導(dǎo)體的電氣連續(xù)性

a)保護(hù)導(dǎo)體對(duì)機(jī)械傷害、化學(xué)或電化學(xué)損傷、電動(dòng)力和熱動(dòng)力等應(yīng)具有適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)性能。

b)為便于檢驗(yàn)和測(cè)試,除如下所列各項(xiàng)外,保護(hù)導(dǎo)體的接頭都應(yīng)是可接近的:

——充填絕緣膏的接頭;

——封裝的接頭;

——在金屬導(dǎo)管內(nèi)和封閉在管里的接頭;

——按設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),已成為設(shè)備的一部分的接頭。

c)在保護(hù)導(dǎo)體中,不應(yīng)串入開關(guān)器件。但為了測(cè)試,可提供能用工具拆開的接頭。

d)在采用接地電氣監(jiān)測(cè)時(shí),不應(yīng)將專用部件(如動(dòng)作傳感器、線圈)串接在保護(hù)導(dǎo)體中。

e)電器的外露可導(dǎo)電部分不應(yīng)用于構(gòu)成其它設(shè)備保護(hù)導(dǎo)體的一部分。

(6)PEN導(dǎo)體

(a)PEN導(dǎo)體只能在固定的電氣裝置中采用,考慮到結(jié)構(gòu)原因,其截面積不應(yīng)小于:銅,10mm2或鋁,16mm2。

(b)PEN導(dǎo)體應(yīng)滿足它可能遭受的最高電壓的絕緣要求。

(c)如果從裝置的任一點(diǎn)起,中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體分別采用單獨(dú)的導(dǎo)體,則不允許將該中性導(dǎo)體再連接到裝置的任何其它的接地部分(例如,由PEN導(dǎo)體分接出的保護(hù)導(dǎo)體)。然而,允許由PEN導(dǎo)體分接出的保護(hù)導(dǎo)體和中性導(dǎo)體都超過一根以上。對(duì)保護(hù)導(dǎo)體和中性導(dǎo)體,可分別設(shè)置單獨(dú)的端子或匯流條。在這種情況下,PEN導(dǎo)體應(yīng)接到為保護(hù)導(dǎo)體預(yù)設(shè)的端子或匯流條上。

(d)外部可導(dǎo)電部分不應(yīng)用作PEN導(dǎo)體。