系統(tǒng)接地的形式及安全要求

1、系統(tǒng)接地的形式及安全要求gb 14050931主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求，其目的是保障人和設(shè)備的安全。本標(biāo)準(zhǔn)適用于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓為交流220/380 v的電網(wǎng)。2術(shù)語下列術(shù)語適用于本標(biāo)準(zhǔn)：2.1電氣裝置electrical installation為達(dá)到一個或幾個特定目的的相關(guān)電氣設(shè)備的組合，并且在特性上是相互配合的。2.2外露可導(dǎo)電部分exposed conductive part電氣設(shè)備中的一種可導(dǎo)電部分，它能被人體所觸及；在正常情況下不帶電，但在故障情況下可能帶電。2.3中性導(dǎo)體（符號n）neutral conductor與系統(tǒng)中性點相連接并能起傳輸電能作用

2、的導(dǎo)體。2.4保護導(dǎo)體（符號pe）protective conductor某些電擊防護措施所要求的用來與下列任一部分作電氣連接的導(dǎo)體：外露可導(dǎo)電部分；裝置外的可導(dǎo)電部分；總接地端子或主接地導(dǎo)體；接地極；電源接地點或人工中性點。2.5保護中性導(dǎo)體（符號pen）combined protective and neutral conductorpen導(dǎo)體具有中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體兩種功能的接地導(dǎo)體。注：縮寫字母pen是由保護導(dǎo)體符號pe和中性導(dǎo)體符號n組合而成的。2.6接觸電壓touch voltage絕緣損壞時，同時可觸及部分之間出現(xiàn)的電壓。注： 按慣例，此術(shù)語僅用在與間接接觸保護有關(guān)的方面。 在某些

3、情況下，接觸電壓值可能受到觸及這些部分的人的阻抗的明顯影響。2.7預(yù)期接觸電壓prospective touch voltage電氣裝置中發(fā)生阻抗可以忽略的故障時，可能出現(xiàn)的最高接觸電壓。3系統(tǒng)接地的型式型式以拉丁文字作代號，其意義為：第一個字母表示電源端與地的關(guān)系：t電源端有一點直接接地；i電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地。第二個字母表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系：t電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點；n電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點有直接電氣連接。短橫線（）后的字母用來表示中性導(dǎo)體與保護導(dǎo)體的組合情況；s中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體是分

4、開的；c中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體是合一的。系統(tǒng)接地有下述幾種型式。3.1tn系統(tǒng)電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護中性導(dǎo)體或保護連接到此接地點。根據(jù)中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體的組合情況，tn系統(tǒng)的型式有以下三種：atn-s系統(tǒng)：整個系統(tǒng)的中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體是分開的。（見圖1）。btn-c系統(tǒng)：整個系統(tǒng)的中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體是合一的。（見圖2）。ctn-c-s系統(tǒng)：系統(tǒng)中一部分線路的中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體是合一的。（見圖3）。圖 1tn-s系統(tǒng)圖 2tn-c系統(tǒng)圖 3tn-c-s系統(tǒng)3.2tt系統(tǒng)電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。（見圖

5、4）圖 4tt系統(tǒng)3.3it系統(tǒng)電源端的帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地。（見圖5）圖 5it系統(tǒng)4對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求4.1基本要求4.1.1系統(tǒng)接地為采用自動切斷供電這一間接接觸防護措施提供了必要的條件。為保證自動切斷供電措施的可靠和有效，要求做到：a當(dāng)電氣裝置中發(fā)生了帶電部分與外露可導(dǎo)電部分（或保護導(dǎo)體）之間的故障時，所配置的保護電器應(yīng)能自動切斷發(fā)生故障部分的供電，并保證不出現(xiàn)這樣的情況：一個超過交流50 v（有效值）的預(yù)期接觸電壓會持續(xù)存在到足以對人體產(chǎn)生危險的生理效應(yīng)（在人體一旦觸及它時）。在與系統(tǒng)接地型式有關(guān)的某些情況下（如第4.2.2條中的

6、b），不論接觸電壓大小，切斷時間允許做寬到不超過5 s。注：對于it系統(tǒng)，在發(fā)生第一次故障時，通常不要求自動切斷供電，但必須由絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出告警信號。b電氣裝置中的外露可導(dǎo)電部分，都應(yīng)通過保護導(dǎo)體或保護中性導(dǎo)體與接地極相連接，以保證故障回路的形成。凡可被人體同時觸及的外露可導(dǎo)電部分，應(yīng)連接到同一接地系統(tǒng)。4.1.2系統(tǒng)中應(yīng)盡量實施主等電位聯(lián)結(jié)。建筑物內(nèi)的主等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)與下列可導(dǎo)電部分互相連接：a主保護導(dǎo)體（保護線干線）；b主接地導(dǎo)體（接地線干線）或總接地端子；c建筑物內(nèi)的公用金屬管道和類似金屬構(gòu)件（如自來水管、煤氣管等）；d建筑結(jié)構(gòu)中的金屬部分及集中采暖和空調(diào)系統(tǒng)。來自建筑物外面的可導(dǎo)電

7、體，應(yīng)在建筑物內(nèi)盡量靠近入口之處與等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體連接。4.1.3在局部區(qū)域，當(dāng)自動切斷供電的條件得不到滿足時，應(yīng)考慮實施輔助等電位聯(lián)結(jié)。輔助等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)與區(qū)域內(nèi)的下列可導(dǎo)電部分互相連接：a固定設(shè)備的所有能同時觸及的外露可導(dǎo)電部分；b保護導(dǎo)體（包括設(shè)備的和插座內(nèi)的）；c裝置外的可導(dǎo)電部分（如果可行，還應(yīng)包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主鋼筋）。4.1.4不得在保護導(dǎo)體回路中裝設(shè)保護電器和開關(guān)，但允許設(shè)置只有用工具才能斷開的連接點。4.1.5嚴(yán)禁將煤氣管道用作保護導(dǎo)體。4.1.6電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分不得用作保護導(dǎo)體的串聯(lián)過渡接點。4.1.7保護導(dǎo)體必須有足夠的截面，其截面可以用下述方法之一確定：a截面

8、必須不小于公式（1）求出的值（只適用于切斷時間不大于5 s不小于0.1 s）： （1）式中：s截面積，mm2；i發(fā)生了阻抗可以忽略的故障時的故障電流值（交流有效值），a；t保護電器切斷供電的時間，s；注：應(yīng)考慮電路阻抗的限流效應(yīng)和保護電器的極限容量（焦耳積分）。k取決于保護導(dǎo)體、絕緣和其它部分的材質(zhì)以及初始溫度和最終溫度的一個系數(shù)。（k值計算方法見附錄a）。若計算所得截面不是標(biāo)稱值，則應(yīng)采用最接近它的又比它大的截面標(biāo)稱值。b截面必須不小于表1中的相應(yīng)值。表 1mm2電氣裝置中相導(dǎo)體的截面s相應(yīng)保護導(dǎo)體的最小截面sps16s16s3516s35s/2注：按表選取的截面若不是標(biāo)稱值，則應(yīng)采用最接近

9、它的又比它大的截面標(biāo)稱值。表1中所列的數(shù)值只在保護導(dǎo)體的材質(zhì)與相導(dǎo)體的材質(zhì)相同時才有效。若材質(zhì)不同，則應(yīng)采用下述方法選取：即所選取的截面值的導(dǎo)體的電導(dǎo)應(yīng)與按表1所選取的截面值的導(dǎo)體的電導(dǎo)相同。不論采用上述那種方法，所確定的單根保護導(dǎo)體的截面均不得小于以下數(shù)值：a有機械保護時，2.5 mm2；b沒有機械保護時，4 mm2。包含在供電電纜中的保護導(dǎo)體以及以電纜外護物作保護導(dǎo)體的可以不受上述限制。4.1.8連接保護導(dǎo)體（或pen導(dǎo)體）時，必須保證良好的電氣連續(xù)性。遇有銅導(dǎo)體與鋁導(dǎo)體相連接和鋁導(dǎo)體與鋁導(dǎo)體相連接時，更應(yīng)采取有效措施（如使用專用連接器）防止發(fā)生接觸不良等故障。4.2tn系統(tǒng)tn系統(tǒng)除應(yīng)滿

10、足4.1條的各項要求外，還應(yīng)滿足下述各條的要求：4.2.1本系統(tǒng)的接地應(yīng)符合第3.1條的規(guī)定。4.2.2系統(tǒng)中所裝設(shè)的保護電器的特性和回路的阻抗應(yīng)滿足公式（2）所表達(dá)的條件，以保證在電氣裝置內(nèi)的任何地方發(fā)生相導(dǎo)體與保護導(dǎo)體（或外露可導(dǎo)電部分）之間的阻抗可以忽略不計的故障時，保護電器能在規(guī)定的時間內(nèi)切斷其供電。zsiau0（2）式中：zs故障回路的阻抗，；ia保證保護電器在規(guī)定的時間內(nèi)自動動作切斷供電的電流，a；u0對地標(biāo)稱電壓，v。公式（2）中與ia有關(guān)的切斷供電時間系指：a對于通過插座供電的末端回路或不用插座而直接向類手持式設(shè)備（或運行時需用手移動的設(shè)備）供電的末端回路為不超過0.4 s；b

11、對于配電回路或只給固定設(shè)備供電的末端回路，為不超過5 s。4.2.3tn系統(tǒng)主要由過電流保護電器提供電擊防護。如果使用過電流保護電器不能滿足第4.2.2條的要求時，則應(yīng)采用輔助等電位聯(lián)結(jié)措施，也可增設(shè)剩余電流動作保護器（以下簡稱漏電保護器）或采取其它間接接觸防護措施來滿足要求。tn-c系統(tǒng)中不能裝設(shè)漏電保護器，若必須裝設(shè)時，應(yīng)將系統(tǒng)接地的型式由tn-c改裝成tn-c-s或形成局部的tt系統(tǒng)。4.2.4tn-c及tn-c-s系統(tǒng)中的pen導(dǎo)體應(yīng)滿足以下要求：a必須按可能遭受的最高電壓絕緣起來；注：成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備內(nèi)部的pen導(dǎo)體可以不這樣要求。b裝置外的可導(dǎo)電部分，不得用來替代pen導(dǎo)體；

12、ctn-c-s系統(tǒng)中的pen導(dǎo)體從某點起分為中性導(dǎo)體和保護導(dǎo)體后就不允許再合并或相互接觸。在分開點，保護導(dǎo)體和中性導(dǎo)體必須各自設(shè)有端子或母線，pen導(dǎo)體必須接在供保護導(dǎo)體用的端子或母線上。4.2.5本系統(tǒng)中的pen導(dǎo)體（或保護導(dǎo)體）應(yīng)在建筑物的入口處作重復(fù)接地；在其它地方，若遇有方便接地之處，亦應(yīng)盡可能與地連接。4.3tt系統(tǒng)tt系統(tǒng)除應(yīng)滿足4.1條的各項要求外，還應(yīng)滿足下述各條的要求：4.3.1本系統(tǒng)的接地應(yīng)符合第3.2條的規(guī)定。4.3.2本系統(tǒng)中所裝設(shè)的用于間接接觸防護的保護電器的特性和電氣裝置外露可導(dǎo)電部分與大地間的電阻值應(yīng)滿足公式（3）要求：raia50（3）式中：ra電氣裝置的外露可

13、導(dǎo)電部分與大地間的電阻，；ia在系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時保證保護電器能自動動作的電流，a。當(dāng)保護電器為漏電保護器時，公式（3）中的ia為額定漏電動作電流in；當(dāng)保護電器為過電流保護電器時，ia為下述兩者之一：a對具有反時限特性的保護電器為保證電器在5 s內(nèi)自動動作的電流；b對具有瞬時跳閘特性的保護電器為保證瞬時跳閘的最小電流。4.3.3本系統(tǒng)一般宜采用漏電保護器作電擊保護，只有在公式（3）中的ra的值非常低的條件下，才有可能以過電流保護電器兼作電擊保護。裝設(shè)漏電保護器后，被保護設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分仍必須與接地系統(tǒng)相連接。4.4it系統(tǒng)it系統(tǒng)除應(yīng)滿足4.1條的各項要求外，還應(yīng)滿足下述各條的要求。4.

14、4.1本系統(tǒng)的接地應(yīng)符合第3.3條的規(guī)定。4.4.2本系統(tǒng)發(fā)生相導(dǎo)體與外露可導(dǎo)電部分（或地）之間的第一次阻抗可以忽略的故障時，若能滿足下述條件，則不一定需要切斷供電。此條件為：raid50（4）式中：ra電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與大地間的電阻，；id相導(dǎo)體與外露可導(dǎo)電部分之間出現(xiàn)第一次阻抗可以忽略的故障時的電流，a。注：id的值要計及泄漏電流和電氣裝置總對地阻抗。4.4.3為了在盡可能短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并進而消除相導(dǎo)體與外露可導(dǎo)電部分（或地）之間的第一次故障，系統(tǒng)中必須裝設(shè)能發(fā)出聲或光信號的絕緣監(jiān)視裝置。4.4.4針對第二次接地故障而采取的自動切斷供電的防護措施，其保護條件取決于電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分的接地方式，在外露可導(dǎo)電部分單獨地或成組地與電氣上獨立的接地極相連接的情況下，其保護條件可采用tt系統(tǒng)的。附錄a計算保護導(dǎo)體截面時k值的計算方法