電氣裝置接地的一般規(guī)定

1、電氣裝置接地的一般規(guī)定 摘要：電氣裝置接地涉及兩個(gè)主要方面：一方面是電源功能接地，如電源系統(tǒng)接地，多指發(fā)電機(jī)組、電力變壓器等中性點(diǎn)的接地，一般稱為系統(tǒng)接地，或稱系統(tǒng)工作接地。另一方面是電氣裝置外露可導(dǎo)電部分接地，起保護(hù)作用，故習(xí)慣稱為保護(hù)接地。關(guān)鍵詞：電氣裝置接地 電源功能接地 保護(hù)接地1.1功能接地與保護(hù)接地電氣裝置接地涉及兩個(gè)主要方面：一方面是電源功能接地，如電源系統(tǒng)接地，多指發(fā)電機(jī)組、電力變壓器等中性點(diǎn)的接地，一般稱為系統(tǒng)接地，或稱系統(tǒng)工作接地。另一方面是電氣裝置外露可導(dǎo)電部分接地，起保護(hù)作用，故習(xí)慣稱為保護(hù)接地。系統(tǒng)接地的主要作用：為大氣或操作過電壓提供對(duì)地泄放的回路，避免電氣設(shè)備絕緣

2、被擊穿；提供接地故障回路，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，產(chǎn)生較大的接地故障電流，迅速切斷故障回路；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，雖能保證供電連續(xù)性，但非故障相對(duì)地電壓升高1.73倍，系統(tǒng)中的設(shè)備及線路絕緣均較中性點(diǎn)接地系統(tǒng)絕緣水平高，增加投資費(fèi)用；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，需大量安裝絕緣監(jiān)察裝置。保護(hù)接地的主要作用：降低預(yù)期接觸電壓；提供工頻或高頻泄漏回路；為過電壓保護(hù)裝置提供安裝回路；等電位聯(lián)結(jié)。圖11電氣裝置功能接地與保護(hù)接地根據(jù)電氣裝置的要求，接地配置可以兼容或分別地承擔(dān)保護(hù)和功能兩種目的。對(duì)于保護(hù)的目的要求，始終應(yīng)當(dāng)予以優(yōu)先地考慮。接地配置的設(shè)施的選擇和安裝應(yīng)滿足：接地電阻值符合電氣裝置的功能和保護(hù)

3、要求，并預(yù)計(jì)長期有效；能承受接地故障電流和對(duì)地泄漏電流而無危險(xiǎn)，特別是熱的、熱機(jī)械應(yīng)力、電機(jī)械應(yīng)力引起的危害；有足夠的強(qiáng)度或有附加的機(jī)械保護(hù)，以適應(yīng)所在場所的外部的 影響 ；應(yīng)采取措施，防止由于電腐蝕作用對(duì)接地配置的設(shè)施和其它金屬部分造成危害。1.2變電所的接地配置10kv系統(tǒng)中性點(diǎn)接地可分為：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) (包括經(jīng)消弧線圈接地)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)經(jīng)電阻接地低電阻接地高電阻接地1.2.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)(1) 接地故障特點(diǎn)配電系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，三相基本平衡電壓作用下，各相對(duì)地電容電流icl1、icl2 、icl3相等，分別超前相電壓90，icl1icl2icl3uc，其icl1icl2icl3

4、0，系統(tǒng)中性點(diǎn)與地有相同電位。如l1相發(fā)生接地故障，忽略接地過渡電阻，視為金屬性接地，10kv系統(tǒng)各支路的電容電流的流向如下圖所示：圖1-2 10kv系統(tǒng)接地故障示意從10kv系統(tǒng)接地故障示意圖可以得出結(jié)論：a)全系統(tǒng)所有非故障的各支路，故障相的電容電流均為零，非故障相均有電容電流；b)在故障支路，故障相流過所有各支路的電容電流的總和；c)故障支路的電容電流其方向由負(fù)載流向電源，非故障各支路的電容電流其方向由電源流向負(fù)載；d)故障支路檢測的零序電流為各非故障支路電容電流總和；e)接地故障電流大小與接地故障點(diǎn)的位置無關(guān)，只與接地故障點(diǎn)的過渡電阻有關(guān)。10kv系統(tǒng)接地故障，電壓與電流矢量關(guān)系如下圖

5、所示：圖1-3 10kv系統(tǒng)接地故障矢量圖l1相發(fā)生接地故障，相當(dāng)于在l1相上加上u0ul1，l2相l(xiāng)3相也加上u0ul1，非故障相對(duì)地電壓升高倍，其夾角由120變成60，合成的電容電流增大倍，接地故障電流為單相電容電流的3倍，id3uc。(2) 優(yōu)缺點(diǎn)a)接地故障引起系統(tǒng)內(nèi)部過電壓可達(dá)3.54倍相電壓，易使設(shè)備和線路絕緣被擊穿。b)油浸紙絕緣電力電纜達(dá)20a，聚乙烯絕緣電力電纜達(dá)15a，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜達(dá)10a，接地故障電流引燃電弧則不能自熄，引起間歇電弧，產(chǎn)生過電壓易產(chǎn)生相間短路或火災(zāi)；c)非故障相對(duì)地電壓升高倍。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備或電纜絕緣等級(jí)相應(yīng)提高，例如，10kv電力電纜應(yīng)選用8.7/

6、10kv而不是6/10kv；無間隙氧化鋅避雷器，提高持續(xù)運(yùn)行電壓數(shù)值或加串聯(lián)保護(hù)間隙等；d)發(fā)生接地故障時(shí)，報(bào)警而不切斷故障支路，保證供電的連續(xù)性；e)接地故障在一段時(shí)間內(nèi)存在，接地故障電壓易使人遭受電擊或引起火災(zāi)，如下圖1-4所示.轉(zhuǎn)貼于 1.2.2 中性點(diǎn)低電阻接地系統(tǒng)根據(jù)接地故障電流大小，劃分低電阻或高電阻接地。當(dāng)接地故障電流大于或等于100a而小于或等于1000a時(shí)，為低電阻接地方式；接地故障電流小于10a時(shí)，為高電阻接地方式。低電阻接地方式的接地故障電流一般情況下選擇為300a800a，10kv系統(tǒng)低電阻接地方式接地電阻不同地區(qū)選擇為10或16。圖14 高壓接地故障電壓傳導(dǎo)到低壓側(cè)為

7、了將系統(tǒng)內(nèi)諧振過電壓倍數(shù)限制在2.5以下，流過中性點(diǎn)電阻性電流ir要大于或等于系統(tǒng)電容性電流ic的1.5。低電阻接地方式，增大接地故障電流id。系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)的接地故障電流id與接地故障點(diǎn)位置無關(guān)，不能采用零序電流速斷保護(hù)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性，而應(yīng)采用不同時(shí)限的零序電流保護(hù)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性。機(jī)械式繼電器延時(shí)時(shí)限：出線為0.5s；母聯(lián)為1.0s；主進(jìn)線為1.5s2.0s。采用 電子 式保護(hù)器延時(shí)時(shí)限選定為0.2s0.3s，整定值范圍大且整定精確，建議采用電子式保護(hù)器作為零序電流保護(hù)。中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式，接地故障電流id較大，切斷故障回路時(shí)間內(nèi)，有較大的接地故障電壓uf，低壓系統(tǒng)接地型式

8、為tn系統(tǒng)時(shí)，外露可對(duì)地部分與變壓器低壓中性點(diǎn)共用接地體，接地故障電壓uf傳導(dǎo)到低壓側(cè)，易引起人身電擊或火災(zāi)，如圖1-5所示.低壓系統(tǒng)接地型式為tt系統(tǒng)時(shí)，外露可對(duì)地部分與變壓器低壓中性點(diǎn)有相互獨(dú)立的接地體，接地故障電壓uf傳導(dǎo)到低壓側(cè)，易引起工頻過電壓如圖1-6所示。iec標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一般低壓電氣設(shè)備允許工頻過電壓與故障電路切斷時(shí)間要求：允許承受的工頻過電壓為u0250v時(shí)，切斷故障電路時(shí)間大于5s；允許承受的工頻過電壓為u01200v時(shí)，切斷故障電路時(shí)間小于或等于5s。圖1-5 高壓系統(tǒng)的接地故障電壓傳導(dǎo)到tn系統(tǒng)內(nèi)圖1-6 高壓系統(tǒng)的接地故障電壓引起tt系統(tǒng)工頻過電壓中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式

9、，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障，立即切斷故障電路，供電的連續(xù)性得不到保證。根據(jù)以上的所述，10kv不接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時(shí)的故障電壓幅值不高，但存在時(shí)間很長。低壓采用tn系統(tǒng)供電時(shí)，故障電壓沿pen線或pe線傳導(dǎo)，采取總等電位聯(lián)結(jié)措施降低預(yù)期接觸電壓。10kv經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時(shí)的故障電壓雖時(shí)間不長，但幅值很高。低壓采用tn系統(tǒng)供電時(shí)，應(yīng)采取以下措施：變電所內(nèi)設(shè)置兩組接地極；采用總等電位聯(lián)結(jié)措施；在總等電位聯(lián)結(jié)范圍外供電時(shí)，采用局部tt系統(tǒng)供電。低壓采用tt系統(tǒng)供電時(shí)，變電所的外露可導(dǎo)電部分的接地電阻不超過1或帶有已接地的合適的有金屬護(hù)層的高壓電纜和低壓電纜總長度超過 1km。1.3特

10、低電壓用特低電壓（ extra-low voltage ）供電，是防電擊措施之一。iec將用特低電壓分為三類，簡述如下：1.3.1 selv ( self-sufficient elv )圖17selv 電路圖selv 電路與地是絕緣的，pe線帶有故障電壓uf時(shí)，及發(fā)生接地故障時(shí)，其用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)地電壓均為零。不需要其它輔助措施，可滿足防電擊引起。1.3.2 pelv ( protective elv )pelv 電路一根導(dǎo)體是接地的，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分不接地，如下圖所示：圖18(a)pelv 電路圖pe線帶有故障電壓uf時(shí)，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)地電壓為零。既pe線帶有故障電

11、壓uf時(shí)，又發(fā)生用電設(shè)備接地故障，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)地電壓為uf與uelv向量和，用電設(shè)備務(wù)必布置在等電位聯(lián)結(jié)有效范圍內(nèi)，以防止用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)人身產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。pelv 電路用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接地，如下圖所示：圖18(b)pelv 電路圖用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)地有連接，pe線帶有故障電壓uf時(shí)，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)地電壓為uf時(shí)。既pe線帶有故障電壓uf時(shí)，又發(fā)生用電設(shè)備接地故障，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)地電壓為uf與uelv/2向量和，用電設(shè)備務(wù)必布置在等電位聯(lián)結(jié)有效范圍內(nèi)及保護(hù)電器切斷電源，以防止用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)人身產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。1.3.3 felv (

12、functional elv )由于功能上的原因采用了特低電壓，selv 或 pelv 的所有要求不能滿足時(shí)，或不需要 selv 或 pelv 時(shí)，保證直接和間接接觸兩者兼有的防護(hù)，這種 方法 的組合稱為 felv，felv 回路的用電設(shè)備絕緣不能耐受一次回路所要求的試驗(yàn)電壓時(shí)，則設(shè)備的可觸及的非導(dǎo)電部分的絕緣應(yīng)在安裝時(shí)加強(qiáng)，使其能耐受交流方均根值為1500v，時(shí)間1min的試驗(yàn)電壓。將 felv 回路中的用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與一次回路的保護(hù)導(dǎo)體連接；此時(shí) felv 回路中的帶電導(dǎo)體不排除與該一次回路保護(hù)導(dǎo)體的連接，用電設(shè)備務(wù)必布置在等電位聯(lián)結(jié)有效范圍內(nèi)及保護(hù)電器切斷電源，以防止用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對(duì)人身產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。電氣隔離防護(hù)時(shí)，將 felv 回路中的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與一次回路的不接地等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體連接。圖19felv 電路圖felv 回路的用電設(shè)備絕緣不能耐受一次回路所要求的試驗(yàn)電壓時(shí)，則設(shè)備的可觸及的非導(dǎo)電部分的絕緣應(yīng)在安裝時(shí)加強(qiáng)，使其能耐受交流方均根值