电气接地装置分析论文

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摘要：总接地端子（总接地母排）通过接地导体与诸多接地极连接，实现电气装置需接地部分与地的连接，又可通过保护导体、保护联结导体与电气装置内外露可导电部分、电气装置外可导电部分的联结，实现总等电位联结。总接地端子（总接地母排）是建筑物内电气装置参考电位点。

关键词：电气装置接地装置设计接地极接地导体总接地端子

1.1接地装置配置

接地装置一般是由接地极、接地导体和总接地端子（总接地母排）等构成的。总接地端子（总接地母排）通过接地导体与诸多接地极连接，实现电气装置需接地部分与地的连接，又可通过保护导体、保护联结导体与电气装置内外露可导电部分、电气装置外可导电部分的联结，实现总等电位联结。总接地端子（总接地母排）是建筑物内电气装置参考电位点。

接地装置配置、保护导体及保护联结导体连接方式见下图。

图1—1接地装置配置示意图

图例

M外露可导电部分

C外部可导电部分

C1金属的水管

C2金属的排废弃物、排水管道

C3金属带绝缘衬里的气体管道

C4空调

C5供热系统

C6水管，比如浴室里的金属水管

C7在外露可导电部分的伸臂范围内的外部可导电部分

B总接地端子（总接地母线）

T接地极

T1基础接地

T2LPS的接地极（如果需要）

1保护导体

2保护联结导体

3作为辅助联结用的保护联结导体

4防雷保护系统（LPS）的引下线

5接地导体

1.2接地极

(1)对接地极的材料和尺寸的选择，应使其既耐腐蚀又具有适当的机械强度。接地极的一般最小尺寸表1-1中给出。

表1—1接地极一般最小尺寸

材料

表面

形状

最小尺寸

直径

mm

截面积

mm2

厚度

mm

钢

镀锌a或不锈钢a,b

板条c

90

3

切片

90

3

深接地极用的圆棒

16

表层电极用的圆线f

10

管

25

2

铜护套

深接地极用的圆棒

15

电积镀铜护层

深接地极用的圆棒

14

铜

裸露a

板条

50

2

表层电极用的圆线f

25e

绳

单股1.8

25

管

20

2

镀锡

绳

单股1.8

25

镀锌

板条d

50

2

a也能用作埋在混凝土中的电极。

b不适于电镀。

c例如，带圆边的轧制板条或切割的板条。

d带圆边的板条。

e经验表明，在腐蚀性和机械损伤极低的场所，16mm2的圆线是可以用的。

f当埋设深度不超过0.5m时，被认为是表层电极。

(2)任何一种接地极，其功效都取决于当地的土壤条件。对给定的土壤条件和所要求的接地电阻值，应选择一个或多个接地极以满足接地要求。

(3)可采用的接地极举例如下：

——埋在基础里的地下结构金属网（基础接地）；

——金属板；

——埋在地下的钢筋混凝土（预应力的混凝土除外）的金属加强筋；

——金属棒或管；

——金属带或线；

——根据当地条件或要求所设电缆的金属护套和其它金属护层；

——根据当地条件或要求所设置的其它适用的地下金属网。

(4)在选择接地极类型和确定其埋地深度时，应考虑到当地的条件和相关规程，以便在土壤干燥和冻结的情况下，接地极的接地电阻不致增加到会有损电击防护措施的阻值。

(5)应注意在接地配置中采用不同材料时的电解腐蚀问题。

(6)用于输送可燃性液体或气体的金属管道，不应用作接地极。

1.3接地导体

(1)对于埋入土壤里的接地导体，其截面积应按表14-3确定。

表1—2埋在土壤中的接地导体的最小截面积

有防机械损伤保护

无防机械损伤保护

有防腐蚀保护

铜2.5mm2

铁10mm2

铜16mm2

铁16mm2

无防腐蚀保护

铜25mm2

铁50mm2

(2)接地导体与接地极的连接应牢固，且有良好的导电性能。这种连接应采用热熔焊、压力连接、夹具或其它的机械连接。机械接头应按厂家的说明书安装。若采用夹具，则不得损伤接地极或接地导体。

1.4总接地端子（总接地母排）

(1)在采用保护联结的每个装置中都应配置有总接地端子（总接地母排），并应将下列导体与其连接：

——保护联结导体；

——接地导体；

——保护导体；

——功能接地导体（如果适当的话）。

(2)接到总接地端子上的每根导体，都应能被单独地拆开。这种连接应当牢固可靠，而且只有用工具才能拆开。

1.5保护导体

(1)保护导体最小截面积

保护导体的截面积都应满足关于自动切断电源所要求的条件，而且能承受预期的故障电流。

保护导体的截面积可按(2)的公式计算，也可按表1—3进行选择。这两种方法都应考虑机械强度的要求。

表1—3保护导体的最小截面积

线路导体截面积

S

mm2

相应保护导体的最小截面积

mm2

保护导体与线路

导体使用相同材料

保护导体与线路

导体使用不同材料

S≤16

S

16<S≤35

16a

S>35

其中：

k1是线路导体的k值，它是导体的材料、绝缘和其它部件以及初始和最终温度决定的系数.

k2是保护导体的k值，它是导体的材料、绝缘和其它部件以及初始和最终温度决定的系数.

a对于PEN导体，其截面积仅在全部符合以下确定原则的前题下，才允许减小。

－中性线导体预期电流（包括谐波电流）小于减小中性线导体的载流量；

－中性线导体设置过电流保护；

－中性线导体截面不小于16mm2（铜）或25mm2（铝）。

(2)保护导体的截面积不应小于对切断时间不超过5s下列公式确定的值：

式中:

S－截面积，mm2；

I－通过保护电器的由阻抗可忽略的故障产生的预期故障电流交流方均根值，A；

t－保护器自动切断时的动作时间，s；

k－由保护导体的材料、绝缘和其它部件以及初始和最终温度决定的系数。

若用公式求得的尺寸是非标准的，则应采用较大标准截面积的导体。

(3)不属于电缆的一部分或不与线路导体共处于同一外护物之内的每根保护导体，其截面积不应小于下述相应尺寸：

——有防机械损伤保护，则铜，2.5mm2；铝，16mm2；

——没有防机械损伤保护，则铜，4mm2；铝，16mm2；。

(4)保护导体类型

保护导体由下列的一种或多种导体组成：

——多芯电缆中的导体；

——与带电导体共用的外护物的绝缘的或裸露的导体；

——固定安装的裸露的或绝缘的导体；

——属于以下(a)中的a)项和b）项所规定条件的金属的电缆护套、电缆屏蔽、电缆铠装、金属丝纺织物、同轴导体、电缆的金属导管。

(a)如果装置包括带金属外护物的设备，例如低压开关柜、控制设备组件或母线系统，若其金属外护物或框架同时满足如下三项要求，则可用作保护导体：

a)应能利用结构或适当的联结，使对机械、化学或电化学损伤的防护性能得到保证，从而保证它们的电气连续性；

b)它们应符合保护导体最小截面积的要求；

c)在每个预留的分接点上，它们应允许其它保护导体的连接。

(b)下列金属部分不允许用作保护导体或保护联结导体：

——金属水管；

——含有可燃性气体或液体的金属管道；

——正常使用中承受机械应力的结构部分；

——可伸缩的或可弯曲的金属导管（用于保护或保护联结目的而特别设计的除外）；

——可伸缩的金属部件；

——吊线。

(5)保护导体的电气连续性

a)保护导体对机械伤害、化学或电化学损伤、电动力和热动力等应具有适当的防护性能。

b)为便于检验和测试，除如下所列各项外，保护导体的接头都应是可接近的：

——充填绝缘膏的接头；

——封装的接头；

——在金属导管内和封闭在管里的接头；

——按设备标准，已成为设备的一部分的接头。

c)在保护导体中，不应串入开关器件。但为了测试，可提供能用工具拆开的接头。

d)在采用接地电气监测时，不应将专用部件（如动作传感器、线圈）串接在保护导体中。

e)电器的外露可导电部分不应用于构成其它设备保护导体的一部分。

（6）PEN导体

(a)PEN导体只能在固定的电气装置中采用，考虑到结构原因，其截面积不应小于：铜，10mm2或铝，16mm2。

(b)PEN导体应满足它可能遭受的最高电压的绝缘要求。

(c)如果从装置的任一点起，中性导体和保护导体分别采用单独的导体，则不允许将该中性导体再连接到装置的任何其它的接地部分（例如，由PEN导体分接出的保护导体）。然而，允许由PEN导体分接出的保护导体和中性导体都超过一根以上。对保护导体和中性导体，可分别设置单独的端子或汇流条。在这种情况下，PEN导体应接到为保护导体预设的端子或汇流条上。

(d)外部可导电部分不应用作PEN导体。