敢问地在何方高低压电气装置接地之拙见.pptx
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1、日期:2016年10月19日、21日,地点:重庆、南宁电气工程师合作组织 Electrical Engineers Organization敢问地在何方高低压电气装置接地之拙见1目录引言:接地乱象1.高压电气装置的接地2.低压电气装置的保护接地3.从共用接地装置到共用接地系统4.关于高、低压共用接地装置问题5.防雷/防电击/防电磁骚扰共用接地系统6.信息技术装置的接地要则结束语:地在脚下2引言:接地乱像3(1 1)种类繁多,分类混乱)种类繁多,分类混乱电气技术领域中,接地无处不在。电气技术领域中,接地无处不在。按不同的分类法,可有不同的接地种类。按不同的分类法,可有不同的接地种类。按按GB/T
2、 50065-2011GB/T 50065-2011交流电气装置的接地设计规范,接地种类包交流电气装置的接地设计规范,接地种类包括:工作接地、保护接地、雷电接地、静电接地括:工作接地、保护接地、雷电接地、静电接地.按按GB/T 17045-2006GB/T 17045-2006电击防护电击防护 装置和设备的通用部分,接地归装置和设备的通用部分,接地归纳为两大类:防护接地、功能接地。纳为两大类:防护接地、功能接地。显然显然,防静电接地、阴极保护接地,防静电接地、阴极保护接地等,不属于等,不属于电气装置电气装置接地;防雷接接地;防雷接地也地也涉及非电设施,涉及非电设施,如建筑物防雷。因此,如建筑物
3、防雷。因此,GB/T 50065GB/T 50065的接地种类不的接地种类不是科学分类,而是发、输、变电工程中涉及接地种类。是科学分类,而是发、输、变电工程中涉及接地种类。接地问题的混乱程度,从下列五花八门的名词可见一斑:交流地、直接地问题的混乱程度,从下列五花八门的名词可见一斑:交流地、直流地、安全地、信号地、逻辑地、参考地、技术地、屏蔽地、电磁兼流地、安全地、信号地、逻辑地、参考地、技术地、屏蔽地、电磁兼容性地等,甚至搞出来一个容性地等,甚至搞出来一个“功率地功率地”(此处(此处powerpower当指电源)!当指电源)!引言引言 接地乱象接地乱象(2 2)规范标准,政出多门规范标准,政出
4、多门高压高压 *GB/T 50065-2011GB/T 50065-2011交流电气装置的接地设计规范交流电气装置的接地设计规范(重点讨论)(重点讨论)*GB/T 50064-2014 *GB/T 50064-2014交流电气装置的过电压保护交流电气装置的过电压保护和绝缘配合和绝缘配合低压低压 *GB/T 16895.1-2008 *GB/T 16895.1-2008 低压电气装置低压电气装置 第第1 1部分:基本原则、一般特性评估和定义;部分:基本原则、一般特性评估和定义;*GB 16895.21-2011 *GB 16895.21-2011低压电气装置低压电气装置 第第4-414-41部分
5、:安全防护部分:安全防护 电击防护电击防护 *GB/T 17045-200 *GB/T 17045-2008 8电击防护电击防护 装置和设备的通用部分装置和设备的通用部分 *GB 16895.7/.8/.9/.13/.14/.19/.24/.25/.26 *GB 16895.7/.8/.9/.13/.14/.19/.24/.25/.26等建筑物电气装置等建筑物电气装置 第第7 7部分部分(施工施工场所、狭窄可导电场所、数据处理设备、浴室、桑拿、游泳池、医疗场所、展览陈列、场所、狭窄可导电场所、数据处理设备、浴室、桑拿、游泳池、医疗场所、展览陈列、游乐场等游乐场等)*GB 16895.3-200
6、4 *GB 16895.3-2004建筑物电气装置建筑物电气装置 第第5 5部分:电气设备的选择和安装部分:电气设备的选择和安装 第第5454章:章:接地配置、保护导体和保护联结导体【接地配置的具体要求】接地配置、保护导体和保护联结导体【接地配置的具体要求】建筑物防雷建筑物防雷和和信息技术装置信息技术装置接地接地 *GB/T 16895.10-2010GB/T 16895.10-2010低压电气装置低压电气装置 第第4-444-44部分:安全防护部分:安全防护 电压骚扰和电磁骚扰电压骚扰和电磁骚扰防护防护 (重点讨论)(重点讨论)*GB 50057-2010 *GB 50057-2010 建筑
7、物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 *GB 50689-2011 *GB 50689-2011 通信局(站)防雷与接地工程设计规范通信局(站)防雷与接地工程设计规范 *GB 50343-2012 *GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范建筑物电子信息系统防雷技术规范 *各信息技术系统(弱电系统)设计规范中有关接地的条各信息技术系统(弱电系统)设计规范中有关接地的条款款引言引言 接地乱象接地乱象引言引言 接地乱象接地乱象(3 3)国际接轨,渐行渐远)国际接轨,渐行渐远接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种接地要求接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。
8、各种接地要求与与所在所在系统紧密联系系统紧密联系,是其不可分割的,是其不可分割的组成部分。脱离所在系统论述接组成部分。脱离所在系统论述接地,既无意义、也不现实。因此,接地问题不可能全部纳入一个标准。地,既无意义、也不现实。因此,接地问题不可能全部纳入一个标准。无论是国际标准(无论是国际标准(IECIEC)还是先进国家标准(如)还是先进国家标准(如美国电气法规美国电气法规NECNEC),接),接地要求均列入所在系统的相关标准中。接地标准或章节中,仅包括接地地要求均列入所在系统的相关标准中。接地标准或章节中,仅包括接地的具体配置。的具体配置。按国际惯例,供电部门按国际惯例,供电部门(发电、输电、变
9、配电发电、输电、变配电)和用电部门和用电部门(工业与民用供工业与民用供配电或建筑物电气装置配电或建筑物电气装置)遵循各自的标准。遵循各自的标准。GB/T 50065GB/T 50065反其道而行之,试图把接地一网打尽,但功亏一篑。例如,反其道而行之,试图把接地一网打尽,但功亏一篑。例如,高压系统中性点接地方式、建筑物防雷接地、信息技术装置接地等,还高压系统中性点接地方式、建筑物防雷接地、信息技术装置接地等,还是要见相应的标准,连是要见相应的标准,连GB/T 50064-2014 GB/T 50064-2014 中的接地要求也未能收全。中的接地要求也未能收全。今后,我国的接地规范标准应向国际标准
10、和国际惯例靠拢:接地要求与今后,我国的接地规范标准应向国际标准和国际惯例靠拢:接地要求与接地配置分开;供电部门与用电部门分开;宣贯接地配置分开;供电部门与用电部门分开;宣贯IECIEC标准,参照标准,参照IEEEIEEE标准,标准,做到各接地系统兼容。做到各接地系统兼容。引言引言 接地乱象接地乱象(4 4)常用接地,分块处理)常用接地,分块处理我们既不必拘泥学院派的种种分类,更不要理会供货商似是而非的要我们既不必拘泥学院派的种种分类,更不要理会供货商似是而非的要求。求。在设计和施工中,常用的接地可归为三大类在设计和施工中,常用的接地可归为三大类:电气装置接地、雷电保电气装置接地、雷电保护接地、
11、信息技术装置接地。护接地、信息技术装置接地。鉴于高、低压电气装置的接地理念、适用标准、习惯做法等方面存在鉴于高、低压电气装置的接地理念、适用标准、习惯做法等方面存在很大差异,可进一步分为高压和低压两部分。很大差异,可进一步分为高压和低压两部分。我们我们应分别厘清应分别厘清上述四个板块上述四个板块的要求;的要求;在不同板块交界处,充分利在不同板块交界处,充分利用现行标准予以整合,使之兼容。用现行标准予以整合,使之兼容。1.高压电气装置的接地81.1 1.1 高压装置接地的核心内容高压装置接地的核心内容核心内容是保护接地,包括:核心内容是保护接地,包括:保护接地的范围保护接地的范围(重点讨论)(重
12、点讨论)接地电阻要求接地电阻要求(重点讨论)(重点讨论)发电厂和变电站的接地网发电厂和变电站的接地网接触电位差和跨步电位差接触电位差和跨步电位差的允许值的允许值入地接地故障电流入地接地故障电流和接地网电位升高和接地网电位升高的计算的计算接触电位差和跨步电位差接触电位差和跨步电位差的计算的计算接地导体的接地导体的规格要求和规格要求和热稳定校验热稳定校验接地电阻计算接地电阻计算【提示提示】我国接地规范脱胎于前苏联电站部制定的】我国接地规范脱胎于前苏联电站部制定的电气装置安装规程电气装置安装规程。本来主要针对发电厂和变电站的保护接地和工作接地(中性点接。本来主要针对发电厂和变电站的保护接地和工作接地
13、(中性点接地),其它内容是后来逐步增加的。这种痕迹至今清晰可辨。地),其它内容是后来逐步增加的。这种痕迹至今清晰可辨。1 1 高压电气装置的接地高压电气装置的接地1 1 高压电气装置的接地高压电气装置的接地1.2 1.2 高压装置保护接地的范围高压装置保护接地的范围(1 1)下列部分(给定点)均下列部分(给定点)均应接地应接地:1 1)系统接地的中性点系统接地的中性点或中性点接地设备的接地端子或中性点接地设备的接地端子2 2)电机、变压器和高压电器等的底座和外壳;)电机、变压器和高压电器等的底座和外壳;3 3)高压)高压并联电抗器中性点并联电抗器中性点接地电器的接地端子;接地电器的接地端子;4
14、 4)发电机中性点发电机中性点柜外壳、发电机出线柜、封闭母线的外壳和变压器、开关柜配套的金柜外壳、发电机出线柜、封闭母线的外壳和变压器、开关柜配套的金属母线槽等;属母线槽等;5 5)气体绝缘金属封闭开关设备的接地端子;)气体绝缘金属封闭开关设备的接地端子;6 6)配电、控制和保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架;)配电、控制和保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架;7 7)箱式变电站和环网柜的金属箱体;)箱式变电站和环网柜的金属箱体;8 8)电缆沟及电缆隧道内以及地上各种电缆金属支架;)电缆沟及电缆隧道内以及地上各种电缆金属支架;9 9)屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带
15、电部分的金属围栏和金属)屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门;门;1010)电力电缆接线盒、终端盒的外壳,电力电缆的金属护套或屏蔽层,穿线的钢管和)电力电缆接线盒、终端盒的外壳,电力电缆的金属护套或屏蔽层,穿线的钢管和电缆桥架等;电缆桥架等;【提示提示】楷体字为规范原文,下同。楷体字为规范原文,下同。1 1 高压电气装置的接地高压电气装置的接地1111)装有地线装有地线(架空地线,又称避雷线)(架空地线,又称避雷线)的架空线路杆塔的架空线路杆塔;1212)除)除沥青地面的居民区沥青地面的居民区外,其他居民区内,不接地、谐振接地和高电阻接地系统中外,其他居民
16、区内,不接地、谐振接地和高电阻接地系统中无无地地线架空线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔;线架空线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔;1313)装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置;)装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置;1414)高压电气装置传动装置;)高压电气装置传动装置;1515)互感器的二次绕组和铠装控制电缆的外皮)互感器的二次绕组和铠装控制电缆的外皮。【点评点评】相关的接地形成三种处理方式:】相关的接地形成三种处理方式:A.A.1 1、3 3、4 4项项是是系统接地系统接地,不是,不是保护接地。保护接地。B.B.雷电保护接地这里全不列。雷电保护接地这里全不列。C.C.架空线
17、路接地被拆开两处架空线路接地被拆开两处,且要求不一致!(红字、绿字分别对比),且要求不一致!(红字、绿字分别对比)D.D.架空线路架空线路中插入冲击电阻换算,而条文规定的均为工频接地电阻。中插入冲击电阻换算,而条文规定的均为工频接地电阻。(注:(注:高压架空线路的接地高压架空线路的接地部分规定:部分规定:1 1)6kV6kV及以上及以上无无地线线路地线线路钢筋混凝土钢筋混凝土杆杆宜宜接地接地,金属杆塔应接地,金属杆塔应接地,接地电阻不宜大于,接地电阻不宜大于30 30。2 2)除多雷区外,沥青路面除多雷区外,沥青路面上的架空线路的钢筋混凝土杆塔和金属杆塔,以及有运行经上的架空线路的钢筋混凝土杆
18、塔和金属杆塔,以及有运行经验的地区,可不另设人工接地装置。验的地区,可不另设人工接地装置。)1 1 高压电气装置的接地高压电气装置的接地(2 2)附属于高压电气装置和电力生产设施的二次设备等的下列金属部分附属于高压电气装置和电力生产设施的二次设备等的下列金属部分可不接地可不接地:1 1)在木质、沥青等)在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内,交流标称电压不良导电地面的干燥房间内,交流标称电压380V380V及以下、直流标称电压及以下、直流标称电压220V220V及以下的电气装置外壳及以下的电气装置外壳,但当维护人员可,但当维护人员可能同时触及电气装置外壳和接地物件时除外。能同时触及电气装置外壳
19、和接地物件时除外。2 2)安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电测量仪表、继电器和其)安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时在支持物上不会引起危他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等;险电压的绝缘子金属底座等;3 3)安装在已接地的金属架构上的设备(应保证电气接触良好),如)安装在已接地的金属架构上的设备(应保证电气接触良好),如套管等;套管等;4 4)直流标称电压直流标称电压220V220V及以下的蓄电池室内的支架及以下的蓄电池室内的支架。【点评点评】蓝色文】蓝色文字从前苏联字从前苏联电气装
20、置安装规程电气装置安装规程传承至今。传承至今。按按IECIEC标准,干燥场所的安全电压应为交流标准,干燥场所的安全电压应为交流 50V50V、直流、直流 120V120V;而前;而前苏联至晚在四十年前就已改为苏联至晚在四十年前就已改为交流交流 42V42V、直流、直流 110V110V,某些条文,某些条文也向也向IEC IEC 靠拢了(参见靠拢了(参见19861986年年 第六版)。我们为什么还爱不第六版)。我们为什么还爱不释手呢。释手呢。1 1 高压电气装置的接地高压电气装置的接地1.3 1.3 发电厂和变电所发电厂和变电所接地电阻要求接地电阻要求(1 1)直接接地系统和低电阻接地系统:)直
21、接接地系统和低电阻接地系统:1 1)接地网的接地电阻)接地网的接地电阻宜宜符合下式要求:符合下式要求:R R2000/2000/I IG G (1.3-11.3-1)2 2)在符合本条(在符合本条(3 3)的规定)的规定(略)(略)时,时,接地网地电位升高可提高至接地网地电位升高可提高至5kV5kV。必要时,经专门计算且采取的措施可确保人身和设备安全可靠。必要时,经专门计算且采取的措施可确保人身和设备安全可靠时,时,接地网地电位升高还可进一步提高接地网地电位升高还可进一步提高。(2 2)不接地、谐振接地、高电阻接地系统:)不接地、谐振接地、高电阻接地系统:接地网的接地电阻应符合下式要求,但不应
22、大于接地网的接地电阻应符合下式要求,但不应大于44:R R120/120/I Ig g (1.3-21.3-2)【点评点评】接地电阻并非接地电阻并非“神圣不可侵犯神圣不可侵犯”,5000V5000V比比2000V2000V高高2.52.5倍倍,还可提高还可提高!新规范取消了新规范取消了250/I250/I的条款,但的条款,但120V120V仍超过安全电压。仍超过安全电压。显然,靠接地电阻的要求,不能保证人身安全。显然,靠接地电阻的要求,不能保证人身安全。1 1 高压电气装置的接地高压电气装置的接地【点评点评】A.A.保证人身安全的实际措施保证人身安全的实际措施*敷设以水平接地极为主的人工接地网
23、,降低接触电位差和跨步电位敷设以水平接地极为主的人工接地网,降低接触电位差和跨步电位差;差;*配备安全工具,如绝缘毯、绝缘手套、绝缘靴;配备安全工具,如绝缘毯、绝缘手套、绝缘靴;*室内实际室内实际上存在上存在可靠的可靠的总等电位联结。总等电位联结。这些措施不能用于变电所之外。因此,低压系统的保护接地应遵循这些措施不能用于变电所之外。因此,低压系统的保护接地应遵循IECIEC标准。标准。B.B.接地电阻接地电阻44数据的出处和应用数据的出处和应用接地电阻接地电阻44源于源于R R120/120/,其中计算用接地电流,其中计算用接地电流I I取取30 A30 A(原小原小接接地地电流电流系统的上限
24、值)。长期以来,系统的上限值)。长期以来,44被广泛采用,但其原始条件被广泛采用,但其原始条件已改已改:30 A30 A已改为已改为10 A10 A;而而120 V120 V无法解释。无法解释。某些人已把某些人已把44当做当做“万能万能”数据,凡是提不出接地电阻要求时,就数据,凡是提不出接地电阻要求时,就把它抛出来。例如,好多弱电系统设计规范均要求接地电阻把它抛出来。例如,好多弱电系统设计规范均要求接地电阻44,可可是那里既无是那里既无120V120V电压电压,也无也无30A30A的接地故障电流。的接地故障电流。2.低压电气装置的保护接地15【提示提示】在在IECIEC标准中,低压装置的保护接
25、地是防电击要求的一部分。以标准中,低压装置的保护接地是防电击要求的一部分。以下摘录采用与高压装置保护接地类似的表达方式,以便对比。下摘录采用与高压装置保护接地类似的表达方式,以便对比。2.1 2.1 通则通则(1 1)外露可导电部分应按各种系统接地型式的具体条件,与)外露可导电部分应按各种系统接地型式的具体条件,与PEPE导体导体连接。连接。(2 2)可同时触及的外露可导电部分应单独地、成组地或共同地连接)可同时触及的外露可导电部分应单独地、成组地或共同地连接到同一个接地系统。到同一个接地系统。2.2 2.2 保护接地的范围保护接地的范围(1 1)故障)故障防防护措施采用自动切断电源时,护措施
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