工作接地和保护接地的区别

工作接地和保护接地的区别工作接地和保护接地的区别 保护接地 通信设备金属外壳及其他非正常带电部分的接地 工作接地 在 AC DC 电源内或配电屏内 注意是在电源内部 输出直流 48V 总接线排的正 极接地 对于 24 系统 是直流 24V 的负极接地 工作接地的概念不是针对直流用电通信设备的 48V 正极 或 24 的负极 的电源线连接 直 流用电通信设备的 48V 正极 或 24 的负极 到电源设备的连接应该属于电源线连接的概念 不应属于接地线连接范畴 屏蔽接地就是一种工作接地 电器外壳接零线就是保护接地 两次以上的零线接大地就是重复接地 电力系统中的 中性 概念 在电力变送和市电供用系统中 出于经济性上的考虑 常常采用 3 相交流的模式馈送电能 3 个交流电的相位互隔 120 其矢量和为零 注意 包括电压和电流 对市电用户 直接使用 3 相电并不方便 因此拆成 3 个单相电送往终端用户 这 3 个交流电源的一端连接在一起 形成一个公共 点 即星形接法 这样一个点对 3 个相电来说 是对称中立的 所以叫 中性点 同理 若 3 相负载也按星形接法 也会形成一个公共点 为避免混淆 我们叫做 负载中 点 由于 3 个独立的单相负载大小不可能一致 所以负载中点就不可能对称中立 为防止 3 个单相电源的不平衡 就要增加一条电线连接电源中性点和负载中点 这条线把负载中点的电位钳制在电源中性点上 并通过不平衡电流 这就是 中性线 这就是所谓 三相四线制 它仅用于市电系统 在这个供电制度中 出于系统安全的要求 其中性点是与大地连接在一起的 所以这时的 中性线也叫零 电位 线 而在不需要 3 个单相拆分供电的电力系统中 例如高压输电和三相动力 一般只在电源侧 有一个中性点 哪来中性线 这样的一个中性点 当然也应该是接地的 但绝不是出于电路原理上的原因 至于远在另一端的发电设备是如何作的 可问一下电厂师傅 以上观点没有引经据典 仅凭记忆 难免有错 应以著作文献为准 1 在一个电气设备中 是否可以将零线与地线接到一起 在供电系统中 零线 的主要作用是保证电力正常传输的 工作线 若没有它就不 干活了 而 地线 的更多作用是安全保护方面 两者是否连接在一起 不是由原理决定 而 是由规范规定 所以不可自行连接 2 在什么情况下会需要重复接地 它有什么好处呢 重复接地 是一个专用术语 是指在三相四线制系统中 其中性线除了在用户变压 器端做了工作接地 往往还在用户端再次接地 以提高系统的稳定和可靠性 3 变压器和设备处壳需要接地吗 电力变压器和用电设备的金属外壳 按要求必须做保护接地 关于接地概念 一 种类 1 防雷接地 为把雷电迅速引入大地 以防止雷害为目的的接地 防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时 接地电阻应符合其最小值要求 2 交流工作接地 将电力系统中的某一点 直接或经特殊设备与大地作金属连接 工作接地主要指的是变压器中性点或中性线 N 线 接地 N 线必须用铜芯绝缘线 在配电 中存在辅助等电位接线端子 等电位接线端子一般均在箱柜内 必须注意 该接线端子不能 外露 不能与其它接地系统 如直流接地 屏蔽接地 防静电接地等混接 也不能与 PE 线 连接 3 安全保护接地 安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接 即将大楼 内的用电设备以及设备附近的一些金属构件 有 PE 线连接起来 但严禁将 PE 线与 N 线连接 4 直流接地 为了使各个电子设备的准确性好 稳定性高 除了需要一个稳定的供电电源外 还必须具备 一个稳定的基准电位 可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线 一端直接与基准电位连接 另一端供电子设备直流接地 5 屏蔽接地与防静电接地 为防止智能化大楼内电子计算机机房干燥环境产生的静电对电子设备的干扰而进行的接地称 为防静电接地 为了防止外来的电磁场干扰 将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或所穿 金属管进行的接地 称为屏蔽接地 6 功率接地系统 电子设备中 为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入 影响低电平信号的工作而 装有交直流滤波器 滤波器的接地称功率接地 二 要求 1 独立的防雷保护接地电阻应小于等于 10 欧 2 独立的安全保护接地电阻应小于等于 4 欧 3 独立的交流工作接地电阻应小于等于 4 欧 4 独立的直流工作接地电阻应小于等于 4 欧 5 防静电接地电阻一般要求小于等于 100 欧 三 智能大厦接地系统的设计 1 防雷接地系统接地体一般利用智能大厦桩基 桩基上端钢筋通过承台面钢筋连在一起 防雷接地系统引下线一般利用柱子内钢筋 防雷接闪器用避雷带和避雷针结合的方式 智能 大厦 30 米及以上 每三层利用圈梁钢筋与柱筋连在一起构成均压环 接地电阻要求小于 1 欧姆 2 工作接地系统线就是电力系统中的 N 线 3 保护接地系统 在变配电所内适当位置设总等电位铜排 从等电位铜排引出 PE 强电干线 每层在适当位置设辅助等电位铜排 从辅助等电位铜排引接地线至设备外壳及金属管道等 4 直流接地系统 直流接地系统基准电位引自总等电位铜排 采用 35 铜芯绝缘线 穿钢 管保护直接引至设备附近 作直流接地用 5 功率接地 用与相导体等截面的绝缘铜芯线从楼层配电箱与相导体一起引来 在 TN S 系 统中就是中性线 N 6 屏蔽接地及防静电接地 自总等电位铜排引出 PE 弱电干线 每层在适当位置设弱电辅助 等电位铜排 电子设备的外壳 金属管路的屏蔽及抗静电接地均引起至弱电辅助等电位铜排 接地与接零知识接地与接零知识 接地和接零的类型接地和接零的类型 一 接地和接零的类型一 接地和接零的类型 电力系统和电气设备的接地和接零 按其不同的作用分为工作接地 保护接地 重复接 地和接零 为防止雷电的危害所作的接地称为过电压保护接地 为防止管道腐蚀的接地采用 电法保护接地 还有静电接地和隔离接地等 1 1 工作接地 工作接地 在正常或事故情况下 为保证电气设备可靠地运行 必须在电力系统中某点 如发电机 或变压器的中性点 防止过电压的避雷器之某点 直接或经特殊装置如消弧线圈 电抗 电 阻 击穿熔断器与地作金属连接 2 保护接地 电气设备的金属外壳 由于绝缘损坏有可能带电 为防止这种电压危及人身安全的接地 称为保护接地 如图 2 所示 这种接地 一般在中性点不接地系统中采用 3 3 重复接地 重复接地 将零线上的一点或多点与地再次作金属的连接 称为重复接地 4 4 接零 接零 与变压器和发电机中性点连接的中性线 或直流回路中的接地中线相连 称为接零 5 5 过电压保护接地 过电压保护接地 过电压保护装置或设备的金属结构 为消除过电压危险影响的接地 称为过电压保护接 地 6 6 防静电接地 防静电接地 为防止可能产生或聚集静电荷 对设备 管道和容器等所进行的接地 称为防静电接地 7 7 隔离接地 隔离接地 把电器设备用金属机壳封闭 防止外来信号干扰 或把干扰源屏蔽 使它不影响屏蔽体 外的其它设备的金属屏蔽接地 称为隔离接地 8 8 电法保护接地 电法保护接地 为保护管道不受腐蚀 采用阴极保护或牺牲阳极保护等到的接地 称为电法保护接地 接地和接 0 使用时相近 但概念是不一样的 电气工程中三相四线的中性点称为 0 线而 不叫地线 地线是通过在地下埋设金属极板或打入金属桩再用导体引出的连接 系统 地线 的作用有二项 一是人体保护 二是所有电气信号的参考电位 发电系统 0 线和地线相联 经过线路的传输 0 线的电位会有变化 相距一段距离要做重 复接地的保护措施 所以设 备及家用电器的外壳要求时接地而不是接 0 漏电保护器也是判断包括 0 线在内的供电线路 上与地线之间若有电流通过就自动断开供电回 路 电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故 而采取的有效措施 而采取的有效措施 1 1 保护接地 保护接地 电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地 可分为工作接地和保护电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地 可分为工作接地和保护 接地两种 接地两种 工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地 如三相四线制电工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地 如三相四线制电 源中性点的接地 源中性点的接地 保护接地是为了防止电器设备正常运行时 不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发保护接地是为了防止电器设备正常运行时 不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发 生触电事故而进行的接地 适用于中性点不接地的低压电网 生触电事故而进行的接地 适用于中性点不接地的低压电网 2 2 保护接零 保护接零 在中性点接地的电网中 由于单相对地电流较大 保护接地就不能完全避免人体触电的危险 在中性点接地的电网中 由于单相对地电流较大 保护接地就不能完全避免人体触电的危险 而要采用保护接零 将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接而要采用保护接零 将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接 零 零 工作接地的定义 由于电气系统的需要 在电源中性点与接地装置作金属连接称为工作 接地 重复接地的定义 在工作接地以外 在专用保护线 PE 上一处或多处再次与接地装置相连接 称为重复接地 保护接地的定义 保护接地将用电设备与带电体相绝缘的金属外壳和接地装置作金属连接称 为保护接地 保护接零的定义 在 TN 供电系统中受电设备的外露可导电部分通过保护线 PE 线与电源中性 点连接 而与接地点无直接联系 1 重复接地 将零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接为重复接地 2 保护接零 在中性线有工作接地的三相四线低压系统中 把用电设备的金属外壳与电网 零线可靠连接 叫保护接零 在 TN 系统中中性线 N 与保护零线 PE 开始是合一的 在某个位置是才开始分开 一般是在进入建筑物的总配电箱后开始分开 而 TN 系统包含 TN C TN S TN C S TT IT 等系统 因此对是否于连接在这个位置的前后的定义是不同的 配电系统采用共用接地的优点及应注意的问题 摘要 随着低压配电系统中的负荷设备种类的多样化和数量的日益增长 各种电气设备的 接地是分开独立接地 还是共用接地 已成为广大设计工作者十分关心的问题 实践表明 采 用共用接地有许多优点 但也存在一些问题 需要正确分析和对待 所谓共用接地是指电力系统的工作接地与电气设备的保护接地 防雷接地等共用一套接地装 置或指几个电气设备的接地线汇聚在一起 连接到设置在一个或几个地点的共用接地电极上 的接地 1 共用接地的优点 接地线少 接地系统较简单 维护 检查容易 各个接地电极并联连接的等效接地电阻比独立接地的总电阻小 如果是利用建筑结构体作为 共用接地装置 因其接地电阻很小 共用接地的效果就更显著 当有一个接地电极失效时 其他接地电极也能补充 提高了接地的可靠性 减少接地电极的总数 节省了设备施工费用 当负荷设备绝缘损坏发生碰壳短路故障时 可以产生较大的短路电流使保护装置动作 同时 能够减小人员触及故障设备时的接触电压 可以减少雷电电压的危害 理论上 为了防止雷电压的反击作用 防雷接地装置与建筑物 电气设备及其系统之间最好能保持足够的距离 但在工程中往往存在许多 困难而无法做到 因各种建筑物总有许多引入管线 这些管线分布范围很广 尤其在利用钢筋混凝土建筑物的 结构钢筋作为暗敷防雷网时 建筑物管线与电气设备的 外壳实际上是无法与防雷系统真正分 开的 也无法与电气设备的接地分开 在这种情况下 为限制雷击时电气设备和建筑物接地 点电位的增高 应采用共用接地 即 将变压器中性点以及各种电气设备的工作接地和保护接 地与防雷接地共同连接起来 如大楼建筑物 当把电气部分的接地和防雷接地连成一体后 就使建筑物内的钢 筋间构成一个法拉第笼 在此笼内的电气设备和导体都与笼相连接 也就 不会受到反击 因此 利用大楼建筑物的金属结构体接地时 大楼内多种系统的接地就可以 共用接地 不过 应使共用接地电阻限制在 1 以下为宜 2 共用接地应注意的问题 接地电流的性质 接地点电位升高的危害程度与接地电流的大小 持续时间 发生概率等几 方面因素有关 例如避雷针 避雷器在雷击时 虽然可能发生大的接地短 路电流 但是这种 接地电流持续时间短 发生的概率也不高 由这种接地电波引发的电位升高问题危害就不大 但共用接地的接地电阻必须满足各种接地中最小接地 电阻的要求 且共用接地的电阻最好能 限制在 1 以下 在中性点接地的低压配电系统中 其共用接地的接地电极上可能集中了系 统负荷设备的所有漏电流并形成环 流 且有可能长时间流过这种接地电流 一旦系统共用接 地电阻值偏离安全限值 就会危及设备及人员的安全 此外 随着计算机及其外围设备的大 量使用 为确保 它们的正常工作 有必要实施线路滤波器用的接地 在线路与大地之间接上 大的电容滤波器 就可能产生相当大的电容电流流向大地 而这种电容电流也包含在漏电 流 中 电位升高对负荷设备的影响 在共用接地情况下 接地电极电位升高对负荷设备的影响 可 以用室内小型组合式变配电柜为例来说明 以往都是将变压器中性点 金 属箱体 负荷设备 金属外壳共用接地 另外 为了防止避雷器放电时 雷电流有可能使接地电位升高所带来的 危险 而将避雷器独立接地 当与该变配电柜连接的负荷设备因绝缘损坏而发生漏电时 其全部环路电流通过共用接地电 极 使接地点电位升高 变配电柜箱体的电位也同时升高 这时如果维护 检查人员开门查看 配电柜内情况 就会有触电的危险 这种事故常有发生 所以 现在在很多情况下不把室内 变配电柜中的工作接地与其它接地共用 而是采用独立 接地 虽然这样做会给施工增加难度 3 共用接地的有关规定 我国现行电力行业标准规定 向 B 类电气装置供电的配电变压器不安装在有 B 类建筑电气装 置的建筑物内 配电变压器高压侧工作于不接地 经消弧线圈接地和高电 阻接地的系统 若 该变压器保护接地装置的接地电阻符合 50 I 且不大于 4 时 低压系统的工作接地与变压器 的保护接地可共用一套接地装置 而对于工作在有 效接地系统中的 A 类电气装置 则要求配 电变压器的工作接地应置于保护接地网以外的适当地方 即不得共用一套接地装置 向 B 类电气装置供电的配电变压器安装在有 B 类建筑物电气装置的建筑物内时 配电变压器 高压侧工作在低电阻接地的系统 当该变压器的保护接地装置的接地电阻 符合 2000 I 且建 筑物采用总等电位连接时 低压系统的工作接地可与该变压器的保护接地共用一套接地装置 工作在 A 类电气装置中的配电变压器的保护接 地可与保护该配电变压器的避雷接地装置共用 一套接地装置 另外 如果 1kV 以上的线路属大接地短路电流系统 而且当发生接地短路故障时能采用迅速 切断措施 则也可采用共用接地 但共用接地电阻应小于 1 4 结束语 实践表明 公用低压配电系统中 在各种系统的接地无法做到真正分开的情况下 工作接地 与保护接地 保护接地与防雷接地等共用接地更安全 且节省投资 简单 和便于维护 对于 共用接地存在的问题 可以考虑充分利用大楼建筑的钢架结构体接地 限制共用接地的总接 地电阻 小于 1 和总等电位连接等办法 将共用接 地可能发生的影响和危害减少 1 低压配电系统保护装置 1 过载保护 热继电器 热脱扣器 熔断器 照明及无冲击负载线路或设备 2 短路保护 熔断器 电磁式过电流继电器 脱扣器 3 欠压 失压保护 欠压 失压脱扣器 4 熔断器的额定电流应大于电动机长期允许负荷的 1 2 2 5 倍 5 双金属热继电器适用于长期运行 恒定负荷的笼形电动机 对其它类型的电动机 不适合 热继电器的电流整定 宜按交流电动机的额定电流选择 1 1 1 2Ie 6 在选用自动空气开关时 其单相短路电流应大于瞬时 或短延时 动作过电流脱 扣器整定值的 1 5 倍 2 2 漏电保护装置 漏电保护装置 1 分电压型 已完全淘汰 和电流型漏电保护器 2 漏电保护器的选择 直接接触保护 对经常和操作人员接触的电动工具 移动式电气设备 临时架设的供电线路和没有双重 绝缘的手持式电动工具 推荐在供电回路中安装动作电流 30 毫安 并能在 0 1 秒内动作的 漏电开关或漏电保护器 居民住宅安装动作电流 30 毫安和在 0 1 秒内动作的小容量漏电开关或漏电插座 额定电压 220V 以上的 类电动工具 安装动作电流 15 毫安并在 0 1 秒内动作的漏电保 护器 间接接触保护 漏电动作电流 I U R 式中 U 允许接触电压 R 设备接触电阻 一般额定电压为 220V 或 380V 的固定电气设备 其外壳接地电阻在 500 欧以下 单机可 配 30 毫安 0 1 秒动作的漏电保护器 对额定电流 100A 以上的大型设备或带有多台电气设备 的供电回路 也可以选用 500 毫安至 100 毫安动作的漏电开关 根据工作电压和使用场合选择 380V 220V 低压电网中 其接地电阻达不到规定值 4 欧或 10 欧 应装设漏电保护器 潮湿环境即使工作电压低 如 36V 也应安装动作电流 15 毫安以下 0 1 秒内动作或动作电 流 6 10 毫安的反时限特性的漏电开关 具有双重绝缘或加强绝缘的低压电气设备 一般情 况下不需安装漏保 用在潮湿场所时 应安装 15 至 30 毫安并在 0 1 秒内动作的漏保 也可 安装 10 毫安以下动作并有反时限特性的漏电开关 根据电路和用电设备的正常泄漏电流选择 泄漏电流不易测 按以下经验公式 照明电路和居民生活用电的单相电路 I Ih 2000 三相三线制或三相四线制的动力线路或动力和照明混合线路 I Ih 1000 其中 I 漏电保护装置动作电流 Ih 电路最大供电电流 选择和选择 漏电保护器分单极二线 二极 二极三线 三极 三极四线 四极等形式 单极二线 二极三线 三极四线均有一根穿过检测元件而不能断开的中性线 接线时要分清相线和中性 线 在安装前首选要分清电网是接地保护还是接零保护 然后弄清用电设备是单相二相还是 三相 注意事项 注意事项 装设漏电保护器 同时要装保护线 保护接地 保护接零 保护线不能穿 过漏电保护器 工作零线必须穿过漏电保护器 工作零线不能重复接地 智能楼宇的电气保护与接地 TN C TN C S TN S TT IT 及智能化楼宇应采取的各 种接地措施 来源 中国科技信息 作者 孙显智 2 交流工作接地 将电力系统中的某一点 直接或经特殊设备 如阻抗 电阻等 与大地作金属连接 称为 工作接地 工 作接地主要指的是变压器中性点或中性线 N 线 接地 N 线必须用铜芯绝缘线 在 配电中存在辅助等电位接线端子 等电位接线端子一般均在箱柜内 必须注意 该接线端子 不能外露 不能与其它接地系统 如直流接地 屏蔽接地 防静电接地等混接 也不能与 PE 线连接 在高压系统里 采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压 中性点接地可以防止零序电压偏移 保持三相电压基本平衡 这对于低压系统很有意义 可 以方便使用单相电源 3 安全保护接地 安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接 即将大楼 内的用电设备以及设备附近的一些金属构件 用 PE 线连接起来 但严禁将 PE 线与 N 线 连接 在 智能化楼宇内 要求安全保护接地的设备非常多 有强电设备 弱电设备 以及一些非 带电导电设备与构件 均必须采取安全保护接地措施 当没有做安全保护接地 的电气设备 的绝缘损坏时 其外壳有可能带电 如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成 生命危险 如图 6 所示 在中性点直接接地的电力系统中 接地短路电流经人身 大地流 回中性点 在中性点非直接接地的电力系统中 接地电流经人体流入大地 并经线路对地电 容 构成通路 这两种情况都能造成人身触电 如果装有接地装置的电气设备的绝缘损坏使外壳带电时 接地短路电流将同时沿着接地体和 人体两条通路流过 如图 7 所示 图中 Id Id IR 我们知道 在一个并联电路中 通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比 即 式中 Id 接地回路中的电流总值 Id 接地体流过的电流 IR 流经人体的电流 rR 人体的电阻 rd 接地装置的接地电阻 由 上式可以看出 接地电阻越小 流经人体的电流越小 通常人体电阻要比接地电阻大数 百倍 流过人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍 当接地电阻极小时 流过人体的 电流几乎等于零 即 Id Id 实际上 由于接地电阻很小 接地短路电流流过时所产 生的压降很小 所以设备外壳对大地的电压是不高的 人站在大地上去碰触设备的外壳时 人体所承受的 电压很低 不会有危险 加装保护接地装置并且降低它的接地电阻 不仅是保障智能建筑电气系统安全 有效运行的 有效措施 也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段 4 直流接地 在 一幢智能化楼宇内 包含有大量的计算机 通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备 这 些电子设备在进行输入信息 传输信息 转换能量 放大信号 逻辑动作 输 出信息等一 系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行 且设备之间常要通过互联网络进行工作 因 此为了使其准确性高 稳定性好 除了需要一个稳定的供电电 源外 还必须具备一个稳定 的基准电位 可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线 一端直接与基准电位连接 另一端供 电子设备直流接地 该引线不宜与 PE 线连接 严禁与 N 线连接 5 屏蔽接地与防静电接地 在 智能化楼宇内 电磁兼容设计是非常重要的 为了避免所用设备的机能障碍 避免会出 现的设备损坏 构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰 这些干扰的 产生或者是因为导线之间的耦合现象 或者是因为电容效应或电感效应 其主要来源是超高 电压 大功率辐射电磁场 自然雷击和静电放电 这些现象会 对用来发送或接收很高传输 频率的设备产生很大的干扰 因此对这些设备及其布线必须采取保护措施 免受来自各种方 面的干扰 屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰 的最佳保护方法 可将设备外壳与 PE 线连 接 导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与 PE 线可靠连接 室内屏蔽也应多点与 PE 线可靠 连接 防静电干扰也很重要 在洁净 干燥的房间内 人的走步 移动设备 各自磨擦均会 产生大量静电 例如在相对湿度 10 20 的环境中人的 走步可以积聚 3 5 万 V 的静 电电压 如果没有良好的接地 不仅仅会产生对电子设备的干扰 甚至会将设备芯片击坏 将带静电物体或有可能产生静电的物体 非 绝缘体 通过导静电体与大地构成电气回 路的接地叫防静电接地 防静电接地要求在洁静干燥环境中 所有设备外壳及室内 包括 地坪 设施必须均与 PE 线多点可靠连接 智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好 独立的防雷保护接地电阻应 10 独立的安 全保护接地电阻应 4 独立的交流工作接地电阻应 4 独立的直流工作接地电阻 应 4 防静电接地电阻一般要求 100 7 结束语 智 能化楼宇的供电接地系统宜采用 TN S 系统 按规范宜采用一个总的共同接地装置 即统一接地体 统一接地体为接地电位基准点 由此分别引出各种功能接地引线 利用总等 电位和辅助等电位的方式组 成一个完整的统一接地系统 通常情况下 统一接地系统可利 用大楼的桩基钢筋 并用 40 4 mm 镀锌扁钢将其连成一体 作为自然接地体 根据规 范 该系统与防雷接地系统共用 其接地电阻应 1 若达不到要求 必须增加人工接 地体或采用化学降阻法 使接地电阻 1 在变配电所内设置总等电位铜排 该铜排一 端通过构造柱或底板上的钢筋与统一接地体连接 另一端通过不同的连接端子分别与交流工 作接地系统中的中性线连 接 与需要做安全保护接地的各设备连 接 与防雷系统连接 与 需做直流接地的电子设备的绝缘铜芯接地线连接 在智能大厦中 因为系统采用计算机参与 管理或使用计算机作为工作工具 所以其接地系 统宜采用单点接地并宜采取等电位措施 单点接地是指保护接地 工作接地 直流接地在设备上相互分开 各自成为独立系统 可从 机柜引出三个相互绝缘的接地端 子 再由引线引到总等电位铜排上共同接地 不允许把三 种接地联结在一起 再用引线接到总等电位铜排上 实际上这是混合接地 这种接法既不安 全又会产生干 扰 现在的规范是不允许的 电 源谷 2 交流工作接地 将电力系统中的某一点 直接或经特殊设备 如阻抗 电阻等 与大地作金属连接 称为 工作接地 工 作接地主要指的是变压器中性点或中性线 N 线 接地 N 线必须用铜芯绝缘线 在 配电中存在辅助等电位接线端子 等电位接线端子一般均在箱柜内 必须注意 该接线端子 不能外露 不能与其它接地系统 如直流接地 屏蔽接地 防静电接地等混接 也不能与 PE 线连接 在高压系统里 采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压 中性点接地可以防止零序电压偏移 保持三相电压基本平衡 这对于低压系统很有意义 可 以方便使用单相电源 3 安全保护接地 安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接 即将大楼 内的用电设备以及设备附近的一些金属构件 用 PE 线连接起来 但严禁将 PE 线与 N 线 连接 在 智能化楼宇内 要求安全保护接地的设备非常多 有强电设备 弱电设备 以及一些非 带电导电设备与构件 均必须采取安全保护接地措施 当没有做安全保护接地 的电气设备 的绝缘损坏时 其外壳有可能带电 如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成 生命危险 如图 6 所示 在中性点直接接地的电力系统中 接地短路电流经人身 大地流 回中性点 在中性点非直接接地的电力系统中 接地电流经人体流入大地 并经线路对地电 容 构成通路 这两种情况都能造成人身触电 如果装有接地装置的电气设备的绝缘损坏使外壳带电时 接地短路电流将同时沿着接地体和 人体两条通路流过 如图 7 所示 图中 Id Id IR 我们知道 在一个并联电路中 通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比 即 式中 Id 接地回路中的电流总值 Id 接地体流过的电流 IR 流经人体的电流 rR 人体的电阻 rd 接地装置的接地电阻 由 上式可以看出 接地电阻越小 流经人体的电流越小 通常人体电阻要比接地电阻大数 百倍 流过人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍 当接地电阻极小时 流过人体的 电流几乎等于零 即 Id Id 实际上 由于接地电阻很小 接地短路电流流过时所产 生的压降很小 所以设备外壳对大地的电压是不高的 人站在大地上去碰触设备的外壳时 人体所承受的 电压很低 不会有危险 加装保护接地装置并且降低它的接地电阻 不仅是保障智能建筑电气系统安全 有效运行的 有效措施 也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段 4 直流接地 在 一幢智能化楼宇内 包含有大量的计算机 通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备 这 些电子设备在进行输入信息 传输信息 转换能量 放大信号 逻辑动作 输 出信息等一 系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行 且设备之间常要通过互联网络进行工作 因 此为了使其准确性高 稳定性好 除了需要一个稳定的供电电 源外 还必须具备一个稳定 的基准电位 可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线 一端直接与基准电位连接 另一端供 电子设备直流接地 该引线不宜与 PE 线连接 严禁与 N 线连接 5 屏蔽接地与防静电接地 在 智能化楼宇内 电磁兼容设计是非常重要的 为了避免所用设备的机能障碍 避免会出 现的设备损坏 构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰 这些干扰的 产生或者是因为导线之间的耦合现象 或者是因为电容效应或电感效应 其主要来源是超高 电压 大功率辐射电磁场 自然雷击和静电放电 这些现象会 对用来发送或接收很高传输 频率的设备产生很大的干扰 因此对这些设备及其布线必须采取保护措施 免受来自各种方 面的干扰 屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰 的最佳保护方法 可将设备外壳与 PE 线连 接 导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与 PE 线可靠连接 室内屏蔽也应多点与 PE 线可靠 连接 防静电干扰也很重要 在洁净 干燥的房间内 人的走步 移动设备 各自磨擦均会 产生大量静电 例如在相对湿度 10 20 的环境中人的 走步可以积聚 3 5 万 V 的静 电电压 如果没有良好的接地 不仅仅会产生对电子设备的干扰 甚至会将设备芯片击坏 将带静电物体或有可能产生静电的物体 非 绝缘体 通过导静电体与大地构成电气回 路的接地叫防静电接地 防静电接地要求在洁静干燥环境中 所有设备外壳及室内 包括 地坪 设施必须均与 PE 线多点可靠连接 智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好 独立的防雷保护接地电阻应 10 独立的安 全保护接地电阻应 4 独立的交流工作接地电阻应 4 独立的直流工作接地电阻 应 4 防静电接地电阻一般要求 100 7 结束语 智 能化楼宇的供电接地系统宜采用 TN S 系统 按规范宜采用一个总的共同接地装置 即统一接地体 统一接地体为接地电位基准点 由此分别引出各种功能接地引线 利用总等 电位和辅助等电位的方式组 成一个完整的统一接地系统 通常情况下 统一接地系统可利 用大楼的桩基钢筋 并用 40 4 mm 镀锌扁钢将其连成一体 作为自然接地体 根据规 范 该系统与防雷接地系统共用 其接地电阻应 1 若达不到要求 必须增加人工接 地体或采用化学降阻法 使接地电阻 1 在变配电所内设置总等电位铜排 该铜排一 端通过构造柱或底板上的钢筋与统一接地体连接 另一端通过不同的连接端子分别与交流工 作接地系统中的中性线连 接 与需要做安全保护接地的各设备连 接 与防雷系统连接 与 需做直流接地的电子设备的绝缘铜芯接地线连接 在智能大厦中 因为系统采用计算机参与 管理或使用计算机作为工作工具 所以其接地系 统宜采用单点接地并宜采取等电位措施 单点接地是指保护接地 工作接地 直流接地在设备上相互分开 各自成为独立系统 可从 机柜引出三个相互绝缘的接地端 子 再由引线引到总等电位铜排上共同接地 不允许把三 种接地联结在一起 再用引线接到总等电位铜排上 实际上这是混合接地 这种接法既不安 全又会产生干 扰 现在的规范是不允许的 低压电网中的接地类型与供电系统 摘要 本文较详细的阐述了低压配电系统中常用的几种接地方式和供电系统 并分别阐述 了各个供电系统的优缺点及应用方向 关键词 低压 电网 接地 1 低压配电系统中的接地类型 1 工作接地 为保证电力设备达到正常工作要求的接地 称为工作接地 中性点直接 接地的电力系统中 变压器中性点接地 或发电机中性点接地 2 保护接地 为保障人身安全 防止间接触电 将设备的外露可导电部分进行接地 称为保护接地 保护接地的形式有两种 一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线 分别直接接地 另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地 3 重复接地 在中性线直接接地系统中 为确保保护安全可靠 除在变压器或发电机 中性点处进行工作接地外 还在保护线其他地方进行必要的接地 称为重复接地 4 保护接中性线 在 380 220V 低压系统中 由于中性点是直接接地的 通常又将电气 设备的外壳与中性线相连 称为低压保护接中性线 2 低压配电系统的供电方式 低压配电系统按保护接地的形式不同可分为 IT 系统 TT 系统和 TN 系统 其中 低压配电系统按保护接地的形式不同可分为 IT 系统 TT 系统和 TN 系统 其中 IT 系统和 TT 系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地 过去称为保护接地 TN 系 统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接 过去称为接零保护 国际电工委员会 IEC 对系统接地的文字符号的意义规定如下 第一个字母表示电力系统的对地关系 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 第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系 T 外露可导电部分对地直接电气连接 与电力系统的任何接地点无关 N 外露可导电部分与电力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 后面还有字母时 这些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 O 中性线和保护线是合一的 1 IT 系统 IT 系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地 而用电设备的金属外壳直接接地 即 过去称三相三线制供电系统的保护接地 其工作原理是 若设备外壳没有接地 在发生单相碰壳故障时 设备外壳带上了相电 压 若此时人触摸外壳 就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的 分布电容所 构成的回路 而设备的金属外壳有了保护接地后 由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大 在发生单相碰壳时 大部分的接地电流被接地装置分流 流 经人体的电流很小 从而对人 身安全起了保护作用 IT 系统适用于环境条件不良 易发生单相接地故障的场所 以及易燃 易爆的场所 2 TT 系统 TT 系统的电源中性点直接接地 用电设备的金属外壳亦直接接地 且与电源中性点的 接地无关 即 过去称三相四线制供电系统中的保护接地 其工作原理是 当发生单相碰壳故障时 接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装 置所构成的回路流过 此时如有人触带电的外壳 则由于保护接地装置的电阻小于人体的电 阻 大部分的接地电流被接地装置分流 从而对人身起保护作用 TT 系统在确保安全用电方面还存在有不足之处 主要表现在 当设备发生单相碰壳故障时 接地电流并不很大 往往不能使保护装置动作 这将导 致线路长期带故障运行 当 TT 系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时 因漏电电流往往不大 仅为毫 安级 不可能使线路的保护装置动作 这也导致漏电设备的外壳长期带电 增加了人身触 电的危险 因此 TT 系统必须加装剩余电流动作保护器 方能成为较完善的保护系统 目前 TT 系统广泛应用于城镇 农村居民区 工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中 控制系统接地规程控制系统接地规程 为保证控制系统的现场接地实施水平 保证控制系统在现场的安全可靠使用 特制定本规程 一 接地分类 接地主要可分为保护接地 工作接地 本安系统接地 防静电接地和防雷接地 1 保护接地 1 保护接地 也称为安全接地 是为人身安全和电气设备安全而设置的接地 凡控制系统的 机柜 操作台 仪表柜 配电柜 继电器柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的 金属部分 由于各种原因 如绝缘破坏等 而有可能带危险电压者 均应作保护接地 2 低于 36V 供电的现场仪表 可不做保护接地 但有可能与高于 36V 电压设备接触的除外 3 当安装在金属仪表盘 箱 柜 框架上的仪表 与已接地的金属仪表盘 箱 柜 框架电 气接触良好时 可不做保护接地 2 工作接地 1 仪表及控制系统工作接地包括 仪表信号回路接地和屏蔽接地 2 隔离信号可以不接地 这里的 隔离 是指每一输入信号 或输出信号 的电路与其它输 入信号 或输出信号 的电路是绝缘的 对地是绝缘的 其电源是独立的 相互隔离的 3 非隔离信号通常是以直流电源负极为参考点 并接地 信号分配均以此为参考点 4 仪表工作接地的原则为单点接地 信号回路中应避免产生接地回路 如果一条线路上的信 号源和接收仪表都不可避免接地 则应采用隔离器将两点接地隔离开 3 本安系统接地 1 采用隔离式安全栅的本质安全系统 不需要专门接地 2 采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统 3 齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开 4 防静电接地 1 安装 DCS PLC SIS 等设备的控制室 应考虑防静电接地 这些室内的导静电地面 活 动地板 工作台等都应进行防静电接地 2 已经做了保护接地和工作接地的仪表和设备 不必再另做防静电接地 5 防雷接地 1 当仪表及控制系统的信号线路从室外进入室内后 需要设置防雷接地连接的场合 应实施 防雷接地连接 2 仪表及控制系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用 但不得与独立避雷装置共用接 地装置 二 接地形式和接地原则 系统接地形式主要分为等电位接地和单独接地 接地原则为单点接地 即通过唯一的接地基 准点 ERP 组合到接地系统中去 1 系统推荐采用等电位单点接地方式进行接地 这要求工艺装置 或厂区 周围存在等电 位接地网 2 在无法满足等电位接地的情况下 允许系统工作接地进行一点单独接地 同时将系统保 护接地接到电气地 在系统地和保护地无法分离的情况下 可以将系统保护接地和工作接地 进行一点单独接地 三 接地连接方法 1 当采用等电位接地时 要求将建筑物 或装置 的金属结构 基础钢筋 金属设备 管 道 进线配电箱的 PE 保护接地线 母排 接闪器引下线形成等电位联结 控制系统保护 接地和工作接地应分类汇总到该总接地板 实现等电位联结 与电气装置合用接地装置并与 大地连接 但控制系统在接地网上的接入点应和防雷地 大 电流或高电压设备的接入点保 持不小于 5 米的距离 2 当采用单独接地时 此时应保证接地电阻小于 4 欧姆 且单独接地体与其他电气专业接 地体应相距 5m 以上 和独立和防直击雷接地体须相距 20 米以上 具体的一点接地的形式 根据可现场条件 在以下几种情况下选择 以下所列情况为工作接地的连接 正常情况下 保护接地应接到电气地 若无法将工作接 地和保护接地分开 可以将保护接地与工作接地 连接到同一单独接地体 在一般的条件下 推荐采用 4 根 2m 长的 50 50 的角钢 呈边长为 5m 的正方形打入地 下 70cm 以上 再用镀锌扁铁焊接 建议用堆焊 起来 用 16mm2 的导线 一般控制导线 长度 20m 引到控制室接地铜排的方式 基本上都能满足接地电阻小于 4 欧姆的要求 特 殊的地理情况下 需采用降阻剂来降低接地电阻 对于没有条件单独打地桩的情况下 可以采用电气地作为系统的接地 此时工作接到和 保护接地都连接到电气地 但要注意选取接入点时应尽可能远离大电机的接入点 同时与避 雷地的接入点间的距离也应大于 20m 系统的操作台 外配柜等低压电气柜应视为保护接地 接地线统一连到一保护接地接地 铜条 若外配柜中安装有安全栅 安全栅接地应视为工作接地 接地线连接到工作接地接地 铜条 然后根据具体情况连接到接地体 对于两个控制站之间或控制站与操作台之间的距离较远的情况下 一般以是否在同一幢 内或者两者之间距离超过 30m 为基准 可以采取分别接地的原则进行接地 若远程机笼与主控机笼之间采用了电气隔离装置或光电隔离装置 则远程机笼可以就地 进行接地 UPS 的接地一般应选择厂方的电气地 四 接地系统接线和接地电阻 1 接地系统的导线应采用多股绞合铜芯绝缘或电缆 2 接地系统的各接地汇流排可采用截面为 25mm 6mm 的铜条制作 3 接地系统的各接地汇总板应采用铜板制作 厚度不小于 6mm 长 宽尺寸按需要确定 4 机柜内的保护接地汇流排应与机柜进行可靠的电气连接 5 工作接地汇流排 工作接地汇总板应采用绝缘支架固定 6 接地系统的各种连接应牢固 可靠 并应保证良好的导电性 接地线 接地干线 接地 总干线与接地汇流排 接地汇总板的连接应采用铜接线片和镀锌钢质螺栓 并应用防松件 或采用焊接 7 各类接地连线中 严禁接入开关或熔断器 8 接地线的截面可根据连接仪表的数量和接地线的长度按下列数值选用 a 接地线 1mm2 2 5mm2 b 接地干线 4mm2 16mm2 c 接地总接线板的接地干线 10mm2 25mm2 d 接地总干线 16mm2 50mm2 e 雷电浪涌保护器接地线 2 5mm2 4mm2 1 引言 接地技术最早是应用在强电系统 电力系统 输变电设备 电气设备 中 为了设备和 人身的安全 将接地线直接接在大地上 由于大地的电容非常大 一般情况下 可以将 大地的电位视为零电位 后来 接地技术延伸应用到弱电系统中 对于电力电子设备将 接地线直接接在大地上或者接在一个作为参考电位的导体上 当电流通 过该参考电位 时 不应产生电压降 然而由于不合理的接地 反而会引入了电磁干扰 比如共地线干 扰 地环路干扰等 从而导致电力电子设备工作不正常 可见 接地技术是电力电子 设备电磁兼容技术的重要内容之一 有必要对接地技术进行详细探讨 2 接地的种类和目的 电力电子设备一般是为以下几种目的而接地 2 1 安全接地 安全接地即将机壳接大地 一是防止机壳上积累电荷 产生静电放电而危及设备和人身 安全 二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时 促使电源的保护动作而切断电源 以便 保护工作人员的安全 2 2 防雷接地 当电力电子设备遇雷击时 不论是直接雷击还是感应雷击 电力电子设备都将受到极大 伤害 为防止雷击而设置避雷针 以防雷击时危及设备和人身安全 上述两种接地主要为安全考虑 均要直接接在大地上 2 3 工作接地 工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位 该基准电位可以设为电路系统中的 某一点 某一段或某一块等 当该基准电位不与大地连接时 视为相对的零电 位 这 种相对的零电位会随着外界电磁场的变化而变化 从而导致电路系统工作的不稳定 当 该基准电位与大地连接时 基准电位视为大地的零电位 而不会随着外 界电磁场的变 化而变化 但是不正确的工作接地反而会增加干扰 比如共地线干扰 地环路干扰等 为防止各种电路在工作中产生互相干扰 使之能相互兼容地工作 根据电路的性质 将 工作接地分为不同的种类 比如直流地 交流地 数字地 模拟地 信号地 功率地 电源地等 上述不同的接地应当分别设置 2 3 1 信号地 信号地是各种物理量的传感器和信号源零电位的公共基准地线 由于信号一般都较弱 易受干扰 因此对信号地的要求较高 2 3 2 模拟地 模拟地是模拟电路零电位的公共基准地线 由于模拟电路既承担小信号的放大 又承担 大信号的功率放大 既有低频的放大 又有高频放大 因此模拟电路既易接受干扰 又 可能产生干扰 所以对模拟地的接地点选择和接地线的敷设更要充分考虑 2 3 3 数字地 数字地是数字电路零电位的公共基准地线 由于数字电路工作在脉冲状态 特别是脉冲 的前后沿较陡或频率较高时 易对模拟电路产生干扰 所以对数字地的接地点选择和接 地线的敷设也要充分考虑 2 3 4 电源地 电源地是电源零电位的公共基准地线 由于电源往往同时供电给系统中的各个单元 而 各个单元要求的供电性质和参数可能有很大差别 因此既要保证电源稳定可靠的工作 又要保证其它单元稳定可靠的工作 2 3 5 功率地 功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线 由于负载电路或功率驱动 电路的电流较强 电压较高 所以功率地线上的干扰较大 因此功率地必须与其它弱电 地分别设置 以保证整个系统稳定可靠的工作 2 4 屏蔽接地 屏蔽与接地应当配合使用 才能起到屏蔽的效果 比如静电屏蔽 当用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来 在屏蔽体的内侧将感应 出与带电导体等量的负电荷 外侧出现与带电导体等量的正电荷 因此外侧仍 有电场 存在 如果将金属屏蔽体接地 外侧的正电荷将流入大地 外侧将不会有电场存在 即 带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内 再比如交变电场屏蔽 为降低交变电场对敏感电路的