【正文】 課題 7 建筑物內(nèi)電氣裝置的接地 【 課題概述 】 本課題主要介紹低壓配電系統(tǒng)接地、等電位連接、接地 裝置及其安裝、臨時和特殊環(huán)境中電氣裝置的接地、弱電 設備的接地。 【 學習目標 】 (1)了解低壓配電系統(tǒng)接地形式、等電位連接方式。 (2)掌握接地裝置形式及其安裝程序和工藝要求。 (4)掌握臨時和特殊環(huán)境中電氣裝置的接地、弱電設備 的接地安裝程序和安裝工藝。 ： ； :； ： 課題 7 建筑物內(nèi)電氣裝置的接地 低壓配電系統(tǒng)接地 等電位連接 接地裝置及其安裝 臨時和特殊環(huán)境中電氣裝置的接地 弱電設備的接地 實訓課題 :人工接裝置的安裝 低壓配電系統(tǒng)接地 用金屬把電氣設備的某一部分與地做良好的連接，稱為 接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地 體 (或接地極 )，兼作接地用的直接與大地接觸的各種金屬 構件、鋼筋混凝土建筑物的基礎、金屬管道和設備等，稱 為自然接地體；為了接地埋入地中的接地體，稱為人工接 地體。連接設備接地部位與接地體的金屬導線，稱為接地 線。接地體和接地線的總和，稱為接地裝置。 低壓配電系統(tǒng)接地 1 IT系統(tǒng) IT系統(tǒng)就是電源中性點不接地、用電設備外露可導電部 分直接接地的系統(tǒng)，如圖 。 IT系統(tǒng)可以有中性 線。但 IEC強烈建議不設置中性線（因為如設置中性線， 在 IT系統(tǒng)中 N線任何一點發(fā)生接地故障，該系統(tǒng)將不再是 IT系統(tǒng)了）。在 IT系統(tǒng)中，連接設備外露可導電部分和接 地體的導線，就是 PE線。 IT系統(tǒng)常用于對供電連續(xù)性要求較高的配電系統(tǒng)，或用 于對電擊防護要求較高的場所。前者如礦山巷道的供電， 后者如醫(yī)院手術室的配電等。 接地形式 低壓配電系統(tǒng)接地 圖 IT系統(tǒng)接線 低壓配電系統(tǒng)接地 2 TT系統(tǒng) TT系統(tǒng)就是電源中性點直接接地、用電設備外露可導 電部分也直接接地的系統(tǒng)，如圖 。通常將電源中 性點的接地叫做工作接地，而設備外露可導電部分的接地 叫做保護接地。 TT系統(tǒng)中，這兩個接地必須是相互獨立 的。設備接地可以是每一設備都有各自獨立的接地裝置， 也可以若干設備共用一個接地裝置。圖 單相插座就是共用接地裝置的。 在有些國家中， TT系統(tǒng)的應用十分廣泛，工業(yè)與民用 的配電系統(tǒng)都大量采用 TT系統(tǒng)。在我國 TT系統(tǒng)主要用于 城市公共配電網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)。在實施剩余電流保護的基礎上， TT系統(tǒng)有很多的優(yōu)點，是一種值得推廣的接地形式。在 ： ； :； ： 低壓配電系統(tǒng)接地 農(nóng)網(wǎng)改造中，使用 TT系統(tǒng)已比較普遍。 圖 TT系統(tǒng)接線 低壓配電系統(tǒng)接地 3 TN系統(tǒng) TN系統(tǒng)即電源中性點直接接地、設備外露可導電部分 與電源中性點直接電氣連接的系統(tǒng)。它有三種形式，分述 如下。 (1)TNS系統(tǒng) TNS系統(tǒng)如圖 。圖中相線 L1～ L中性線 N與 TT系統(tǒng)相同。與 TT系統(tǒng)不同的是，用電設備外露可導電 部分通過 PE線連接到電源中性點，與系統(tǒng)中性點共用接 地體，而不是連接到自己專用的接地體。在這種系統(tǒng)中， 中性線 (N線 )和保護線 (PE線 )是分開的，這就是 TNS中“ S” 的含義。 TNS系統(tǒng)的最大特征是 N線與 PE線在系統(tǒng)中性 點分開后，不能再有任何電氣連接，這一條件一旦破壞， 低壓配電系統(tǒng)接地 TNS系統(tǒng)便不再成立。 圖 TNS系統(tǒng)接線 低壓配電系統(tǒng)接地 TNS系統(tǒng)是我國現(xiàn)在應用最為廣泛的一種系統(tǒng)。在自 帶變配電所的建筑中，幾乎無一例外地采用了 TNS系 統(tǒng)；在建筑小區(qū)中，也有一些采用了 TNS系統(tǒng)。由于傳 統(tǒng)習慣的影響，現(xiàn)在還經(jīng)常將 TNS系統(tǒng)稱為三相五線制 系統(tǒng)，嚴格地講這一稱呼是不正確的。按 IEC標準，所謂 “ 相 線”系統(tǒng)的提法，是另外一種含義，它是指低壓配 電系統(tǒng)按導體分類的形式。所謂的“ 相”是指電源的相 數(shù)，而“ 線”是指正常工作時通過電流的導體根數(shù)，包括 相線和中性線，但不包括 PE線。按照這一定義， TNS系 統(tǒng)實際上是“三相四線制”系統(tǒng)或“單相二線制”系統(tǒng)。因 此，按系統(tǒng)帶電導體形式分類與按系統(tǒng)接地形式分類，是 兩種不同性質(zhì)的分類方法。 ： ； :； ： 低壓配電系統(tǒng)接地 (2)TNC系統(tǒng) TNC系統(tǒng)如圖 ，它將 PE線和 N線的功能綜合起 來，由一根稱為 PEN線的導體同時承擔兩者的功能。在用 電設備處， PEN線既連接到負荷中性點上，又連接到設備 外露的可導電部分。由于它所固有的技術上的種種弊端， 現(xiàn)在已很少采用，尤其是在民用配電中已基本上不允許采 用 TNC系統(tǒng)。 低壓配電系統(tǒng)接地 圖 TNC系統(tǒng)接線 低壓配電系統(tǒng)接地 (3)TNCS系統(tǒng) TNCS系統(tǒng)是， TNC系統(tǒng)和 TNS系統(tǒng)的結合形式 ,如 圖 。在， TNCS系統(tǒng)中，從電源出來的那一段采 用 TNC系統(tǒng)，因為在這一段中無用電設備，只起電能的 傳輸作用，到用電負荷附近某一點處，將 PEN線分開形成 單獨的 N線和 PE線。從這一點開始 ,系統(tǒng)相當于 TNS系統(tǒng) . TNCS系統(tǒng)也是現(xiàn)在應用比較廣泛的一種系統(tǒng)。工廠 的低壓配電系統(tǒng)、城市公共低壓電網(wǎng)、小區(qū)的低壓配電系 統(tǒng)等采用 TNCS系統(tǒng)的較多。一般在采用 TNCS系統(tǒng) 時，都要同時采用重復接地這一技術措施，即在系統(tǒng)由 TNC變成 TNS處，將 PEN線再次接地，以提高系統(tǒng)的安 全性能。 低壓配電系統(tǒng)接地 以上各種系統(tǒng)中，用電設備外露可導電部分的連接方式 只是針對 I類設備而言，對其他類的用電設備，多數(shù)情況 下不存在設備外殼的接地問題。 圖 TNCS系統(tǒng)接線 ： ； :； ： 低壓配電系統(tǒng)接地 1通常按照如下方式選擇 (1)運行連續(xù)性要求較高有維護服務的場合：選擇 IT系 統(tǒng) ； (2)運行連續(xù)性要求較高無維護服務的場合：無完全滿 意的選擇，可選擇 TT系統(tǒng) (其跳閘選擇性易于實現(xiàn) )或選擇 TN系統(tǒng) (減少危險 )； (3)運行連續(xù)性要求不重要并且有維護能力：選擇 TNS 系統(tǒng)易于快速維修和擴展； (4)運行連續(xù)性要求較低無維護服務的場合：選擇 TT系 統(tǒng) ； 接地形式的選用 低壓配電系統(tǒng)接地 (5)有火災危險的場合：可選擇 IT系統(tǒng) (有人員維護 )或選 擇 TT系統(tǒng) (使用 )； 2特殊電網(wǎng)和負載的選擇 (1)對于線路泄漏電流大的電網(wǎng)：選擇 TN－ S系統(tǒng)； (2)有備用電源的電網(wǎng)：選擇 TT系統(tǒng) ； (3)對大的故障電流比較敏感的負載（電機）：選擇 TT 或 IT系統(tǒng)； (4)絕緣等級較差（電爐）或有大型高頻濾波的設備 （大型計算機）：選擇 TNS系統(tǒng) ； (5)控制和監(jiān)測系統(tǒng)：選擇 TT（通訊設備間可進行等電 位連接）或 IT系統(tǒng)（運行連續(xù)性高）； 低壓配電系統(tǒng)接地 (1)電機、變壓器、電器、手握式及移動式電器。 (2)電力設備的傳動裝置。 (3)室內(nèi)外配電裝置的金屬構架，鋼筋混凝土構架的鋼 筋及靠近帶電部分的金屬圍欄等。 (4)配電屏及控制屏的框架。 (5)電力線路的金屬保護管、各種金屬接線盒 (如開關、 插座等金屬接線盒 )，敷線的鋼索、電纜橋架、線槽，起 重運輸設備的金屬管道。 (6)電纜的金屬外皮及電力電纜接線盒、終端盒。 電氣裝置接地保護范圍 低壓配電系統(tǒng)接地 (7)在非瀝青地面場所的小接地電流系統(tǒng)中架空電力線 路的金屬桿塔。安裝在電力線路上的開關、電容器等電力 設備及支架等。 以上設備的外露金屬部分按低壓系統(tǒng) (TN、 TT、 IT)的 分類分別接地和接零。另外在使用過程中產(chǎn)生靜電并對正 常工作有影響的場所，宜采取防靜電接地措施，在共用接 地系統(tǒng)中，防靜電接地可與共用接地系統(tǒng)相連。 等電位連接 在建筑電氣工程中，常見的等電位連接措施有三種，即 總等電位連接、輔助等電位連接和局部等電位連接。其中 局部等電位連接是輔助等電位連接的一種擴展。這三者在 原理上都是相同的，不同之處在于作用范圍和工程做法。 總等電位連接是在建筑物電源進線處采取的一種等電位 連接措施，它所需連接的導電部分如下： ①進線配電箱的 PE(或 PEN)母排； ②公共設施的金屬管道，如上、下水管道和熱力、煤氣 等管道； 等電位連接 ③ 應盡可能包括建筑物金屬結構； ④如果有人工接地，也包括其接地極引線。 總等電位連接系統(tǒng)的示意圖如圖 。應注意的 是，在與煤氣管道作等電位連接時，應采取措施將管道處 于建筑物內(nèi)、外的部分隔離開，以防止將煤氣管道作為電 流的散流通道（即接地極），并且為防止雷電流在煤氣管 道內(nèi)產(chǎn)生火花，在此隔離兩端應跨接火花放電間隙。另 外，圖中保護接地與防雷接地采用的是各自獨立的接地 體，若采用共同接地，應將 MEB板以短捷的路徑與接地體 連接。 若建筑物有多處電源進線，則每一電源進線處都應作總 等電位連接。各個總等電位連接端子板應互相聯(lián)通。 等電位連接 圖 總等電位連接系統(tǒng)示例 等電位連接 (1)功能及做法 將兩個可能帶不同電位的設備外露可導電部分和 (或 )裝 置外可導電部分用導線直接連接，可使故障接觸電壓大幅 降低。 (2)示例 如圖 (a)所示，分配電箱 AP既向固定式設備 M供電， 又向手握式設備 H供電。 當 M發(fā)生碰殼故障時，其過流保護應在 5s內(nèi)動作，而這 時 M外殼上的危險電壓會經(jīng) PE排通過 PE線 ab段傳導至 H，而 H的保護裝置根本不會動作。這時手握設備 H的人員 等電位連接 若同時觸及其他裝置外可導電部分 E(圖中為一給水龍 頭 )，則人體將承受故障電流 Id在 PE線 mn段上產(chǎn)生的壓 降，這對要求 H來說是 不安全的。若此時將設備 M通過 PE線 de與水管 E作輔助等 電位連接，圖 (b)，則此時故障電流 Id被分成 Id1和 Id2 兩部分回流至 MEB板。此時 Id1Id， PE線 mn段上壓降降 低，從而使 b點電位降低，同時 Id在水管 eq段和 PE線 qn段 上產(chǎn)生壓降，使 e點電位升高，這樣，人體接觸電 Ut=Ub Ue=Ube會大幅降低，從而使人員安全得到保障 (以上電位 均以 MEB板為電位參考點 )。 由此可見，輔助等電位連接既可直接用于降低接觸電壓 , 又可作為總等電位連接的一個補充，進一步降低接觸電壓 . 等電位連接 等電位連接 圖 輔助等電位連接作用分析 (a)無輔助等電位連接 (b)有輔助等電位連接 等電