施奈德2010年培訓(xùn)講義05-接地系統(tǒng)與接地裝置_200906

1、1SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June第五章第五章接地系統(tǒng)和接地裝置簡介接地系統(tǒng)和接地裝置簡介2SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June一般規(guī)則一般規(guī)則符合一般的標(biāo)準(zhǔn)符合一般的標(biāo)準(zhǔn)例如例如: 在歐洲一些國家中，在歐洲一些國家中，TT 系統(tǒng)用于家庭及學(xué)校。系統(tǒng)用于家庭及學(xué)校。IT 系統(tǒng)用于個(gè)別的地區(qū)系統(tǒng)用于個(gè)別的地區(qū)由于每種系統(tǒng)都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，故沒有最佳系統(tǒng)。倘若遵照規(guī)則，它們都是非由于每種系統(tǒng)都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，故沒有最佳系統(tǒng)。倘若遵照規(guī)則，它們都是非常良好的。沒有超優(yōu)的接地系統(tǒng)常良好的。沒有超優(yōu)的接地系統(tǒng)特別注意特別注意持續(xù)

2、供電的重要性持續(xù)供電的重要性維護(hù)人員的技能水平維護(hù)人員的技能水平考慮某些負(fù)載的特性考慮某些負(fù)載的特性: 電動(dòng)機(jī)對大電流很敏感，某些負(fù)載具有低的絕緣水平。電動(dòng)機(jī)對大電流很敏感，某些負(fù)載具有低的絕緣水平。最后最后: 考慮將幾種接地系統(tǒng)組合的可能性，用一臺考慮將幾種接地系統(tǒng)組合的可能性，用一臺 LV/LV 變壓器可使接地系統(tǒng)變壓器可使接地系統(tǒng)適合于負(fù)載的需要適合于負(fù)載的需要3SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneS = 保護(hù)功能由一根與中性導(dǎo)體或接地導(dǎo)體相獨(dú)立的導(dǎo)體提供保護(hù)功能由一根與中性導(dǎo)體或接地導(dǎo)體相獨(dú)立的導(dǎo)體提供C = 中性導(dǎo)體和保護(hù)功能組合在一根導(dǎo)體中性導(dǎo)

3、體和保護(hù)功能組合在一根導(dǎo)體 (PEN) 中中TT I第第 1 個(gè)字母個(gè)字母第第 2 個(gè)字母個(gè)字母TNT電源系統(tǒng)對地的關(guān)系電源系統(tǒng)對地的關(guān)系:T = 一點(diǎn)直接接地一點(diǎn)直接接地 I = 所有帶電部分與地隔離，所有帶電部分與地隔離，或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系:T = 與地直接電氣連接，獨(dú)立于電源系與地直接電氣連接，獨(dú)立于電源系統(tǒng)的任一接地點(diǎn)統(tǒng)的任一接地點(diǎn)N = 與電源系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接與電源系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接（交流系統(tǒng)中，該點(diǎn)通常是中性點(diǎn)）（交流系統(tǒng)中，該點(diǎn)通常是中性點(diǎn)）補(bǔ)充的字母補(bǔ)充的字母IEC 60364 的定義的定義

4、系統(tǒng)接地的類型系統(tǒng)接地的類型TN 系統(tǒng)系統(tǒng)T-Terra 大地大地, I-Isolate 隔離隔離, N-Neutral 中性點(diǎn)中性點(diǎn), S-Separate 分開分開, C-Combine 合并合并4SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June中性導(dǎo)體中性導(dǎo)體 (N)保護(hù)導(dǎo)體保護(hù)導(dǎo)體 (PE)保護(hù)和中性線合一保護(hù)和中性線合一 (PEN)中性導(dǎo)體與保護(hù)導(dǎo)體的標(biāo)注方法中性導(dǎo)體與保護(hù)導(dǎo)體的標(biāo)注方法按照按照 IEC 60617-11 字母的解釋字母的解釋5SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneL1L2L3NPE系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露

5、可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分L1L2L3PE外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)不同的接地系統(tǒng)類型不同的接地系統(tǒng)類型TT 系統(tǒng)：電源系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，裝置的外露可導(dǎo)電部分通過接地極接地，系統(tǒng)：電源系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，裝置的外露可導(dǎo)電部分通過接地極接地，該接地極在電氣上獨(dú)立于電源系統(tǒng)的接地極該接地極在電氣上獨(dú)立于電源系統(tǒng)的接地極6SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneL1L2L3PEN系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分不同的接地系統(tǒng)類型不同的接地系統(tǒng)類型TN-C 系統(tǒng)：系統(tǒng)：在整個(gè)系統(tǒng)中，中性導(dǎo)體的和保護(hù)導(dǎo)體的功能組合在一根導(dǎo)體中在整個(gè)

6、系統(tǒng)中，中性導(dǎo)體的和保護(hù)導(dǎo)體的功能組合在一根導(dǎo)體中7SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneL1L2L3PE系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分L1L2L3PE系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分N不同的接地系統(tǒng)類型不同的接地系統(tǒng)類型TN-S 系統(tǒng)系統(tǒng): 在整個(gè)系統(tǒng)中，使用一根獨(dú)立的中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體在整個(gè)系統(tǒng)中，使用一根獨(dú)立的中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體8SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneL1L2L3PE系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分PENN不同的接地系統(tǒng)類型不同的接地系統(tǒng)類型TN-C-

7、S 系統(tǒng)系統(tǒng): 在系統(tǒng)的某一部分中，中性導(dǎo)體的和保護(hù)的功能組合在系統(tǒng)的某一部分中，中性導(dǎo)體的和保護(hù)的功能組合在一根導(dǎo)體中在一根導(dǎo)體中9SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June1) 系統(tǒng)可以對地隔離系統(tǒng)可以對地隔離中性線可以以配出或不配出中性線可以以配出或不配出L1L2L3系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分PE阻抗阻抗 1)L1L2L3PE阻抗阻抗 1)系統(tǒng)接地點(diǎn)系統(tǒng)接地點(diǎn)外露可導(dǎo)電部分外露可導(dǎo)電部分N不同的接地系統(tǒng)類型不同的接地系統(tǒng)類型IT 系統(tǒng)：系統(tǒng)： 電源系統(tǒng)中所有帶電部分與地隔離或者一點(diǎn)通過阻抗接地，電氣裝電源系統(tǒng)中所有帶電部分與地隔離或者

8、一點(diǎn)通過阻抗接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分或獨(dú)立或集中地接地或與系統(tǒng)的接地點(diǎn)相連置的外露可導(dǎo)電部分或獨(dú)立或集中地接地或與系統(tǒng)的接地點(diǎn)相連 10SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June詳見：詳見：IEC 60364-4-442MV/LV 變電所內(nèi)的接地裝置變電所內(nèi)的接地裝置高壓系統(tǒng)接地故障時(shí)對低壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)接地故障時(shí)對低壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移電位的轉(zhuǎn)移電位高壓架空線系統(tǒng)。高壓架空線系統(tǒng)。高壓電纜埋地敷設(shè)系統(tǒng)。高壓電纜埋地敷設(shè)系統(tǒng)。11SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneMV/LV 變電所內(nèi)的接地裝置變電所內(nèi)的接地裝置小電阻接地系統(tǒng)中

9、，高壓系統(tǒng)的接地故障能在低壓設(shè)備上產(chǎn)生危險(xiǎn)電小電阻接地系統(tǒng)中，高壓系統(tǒng)的接地故障能在低壓設(shè)備上產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓，低壓用戶壓，低壓用戶(和變電所操作人員和變電所操作人員)通過下列措施能夠防止這一危險(xiǎn)通過下列措施能夠防止這一危險(xiǎn):最佳方案是將高壓設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分的接地極與低壓中性線的最佳方案是將高壓設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分的接地極與低壓中性線的接地極分開。接地極分開。中性點(diǎn)串接電阻或電抗接地系統(tǒng)，提高回路阻抗。中性點(diǎn)串接電阻或電抗接地系統(tǒng)，提高回路阻抗。限制高壓接地故障電流的幅值限制高壓接地故障電流的幅值減小變電所的接地電阻到可能的最低值減小變電所的接地電阻到可能的最低值在變電所及在用戶的裝置方面形成

10、等電位的條件在變電所及在用戶的裝置方面形成等電位的條件對接地及連接設(shè)備的接地裝置需要仔細(xì)地綜合考慮，特別要重視當(dāng)對接地及連接設(shè)備的接地裝置需要仔細(xì)地綜合考慮，特別要重視當(dāng)高壓系統(tǒng)發(fā)生對地短路時(shí)低壓用戶的安全。高壓系統(tǒng)發(fā)生對地短路時(shí)低壓用戶的安全。難點(diǎn)低壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和高壓輸變電設(shè)計(jì)往往不是同一單位，有難點(diǎn)低壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和高壓輸變電設(shè)計(jì)往往不是同一單位，有協(xié)協(xié)調(diào)問題。調(diào)問題。12SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June123NLVMVTN(R)A123NLVMVIT(R)BRSMV/LV 變電所內(nèi)的接地裝置變電所內(nèi)的接地裝置情況情況 A 及及 B在這些情況中，

11、對于在這些情況中，對于 Rs 無特定的電阻值限制無特定的電阻值限制13SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June情況情況 C 及及 DRs 式中式中Uw = 用戶裝置中低壓設(shè)備的額定標(biāo)稱頻率下的耐壓用戶裝置中低壓設(shè)備的額定標(biāo)稱頻率下的耐壓Uo = 用戶裝置中相對中性點(diǎn)的電壓用戶裝置中相對中性點(diǎn)的電壓Im = 高壓接地故障電流最大值高壓接地故障電流最大值Uw-UoIm即：即：UW ImRs +U0123NLVMVTT(N)CRS123NLVMVIT(N)DRSMV/LV 變電所內(nèi)的接地裝置變電所內(nèi)的接地裝置14SLIC- LVDI training Chen ke

12、 2009 Juneq 在 E 及 F 情況，低壓保護(hù)導(dǎo)線 (聯(lián)結(jié)外露的可導(dǎo)電部分)q 就變電所通過變電所接地極進(jìn)行接地而言，因而只有變電所的低壓設(shè)備會承受過電壓。123NLVMVTT(S)ERNRS123NLVMVIT(S)FRNRSMV/LV 變電所內(nèi)的接地裝置變電所內(nèi)的接地裝置情況情況E 及及 F Rs 式中式中 Uws = 在變電所內(nèi)低壓設(shè)備的額定標(biāo)稱頻率下的耐壓在變電所內(nèi)低壓設(shè)備的額定標(biāo)稱頻率下的耐壓 (因?yàn)檫@些設(shè)備的外因?yàn)檫@些設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過露可導(dǎo)電部分通過 Rs 接地接地) U = 對于對于 TT (s) 系統(tǒng)是變電所內(nèi)相對中性點(diǎn)的電壓，但是對于系統(tǒng)是變電所內(nèi)相對中性點(diǎn)的

13、電壓，但是對于IT (s) 系統(tǒng)系統(tǒng)是相對相電壓是相對相電壓 Im = 高壓接地故障電流的最大值高壓接地故障電流的最大值Uw-UIm即：即：UW ImRs +U15SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June* 參見國標(biāo)參見國標(biāo)GB16895.11-2001說明說明R : 表示在變電所表示在變電所 HV (高壓高壓) 及及 LV (低壓低壓)和用戶設(shè)備上的外露可導(dǎo)電部分與變和用戶設(shè)備上的外露可導(dǎo)電部分與變壓器中性點(diǎn)一起均通過變電所的接地極系統(tǒng)接地。壓器中性點(diǎn)一起均通過變電所的接地極系統(tǒng)接地。N : 表示在變電所的表示在變電所的 HV 及及 LV 外露可導(dǎo)電部分，與

14、變壓器中性點(diǎn)一起均通過變外露可導(dǎo)電部分，與變壓器中性點(diǎn)一起均通過變電所的接地極系統(tǒng)接地。電所的接地極系統(tǒng)接地。S : 表示變壓器的表示變壓器的 LV 中性點(diǎn)是在變電所接地極的影響區(qū)域以外單獨(dú)接地。中性點(diǎn)是在變電所接地極的影響區(qū)域以外單獨(dú)接地。Uw 和和 Uws : 通常由通常由IEC 60364-4-442 給定的值給定的值Uo 是有關(guān)是有關(guān) LV 系統(tǒng)額定相對中性點(diǎn)電壓。系統(tǒng)額定相對中性點(diǎn)電壓。16SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June接地裝置接地裝置建筑物的接地連接建筑物的接地連接將建筑物的所有金屬部分和電氣將建筑物的所有金屬部分和電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部

15、分均與接地設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均與接地極相連接，可防止任意可同時(shí)觸極相連接，可防止任意可同時(shí)觸及的兩金屬部分間出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓及的兩金屬部分間出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓17SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June接地裝置接地裝置 不同型式的外露可導(dǎo)電部分和外部可導(dǎo)電部分不同型式的外露可導(dǎo)電部分和外部可導(dǎo)電部分18SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneI: 故障電流故障電流t : 開斷電器的動(dòng)作時(shí)間，單位為秒開斷電器的動(dòng)作時(shí)間，單位為秒:k : 系數(shù)取決于系數(shù)取決于:- 導(dǎo)體材料導(dǎo)體材料- 絕緣材料絕緣材料- 起始和最終溫度起始和最終溫度SPE

16、I2tK保護(hù)線的截面積保護(hù)線的截面積按照按照 IEC 60364-543.1.1 附加條款計(jì)算的截面積附加條款計(jì)算的截面積19SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June保護(hù)線的截面積應(yīng)按照保護(hù)線的截面積應(yīng)按照 IEC60364-543.1.2 附加條款表附加條款表 54F 或或 IEC60364-543.1.3 進(jìn)行選擇進(jìn)行選擇:543.1.2 (表表 54F)S 1616 35S16S2裝置的相導(dǎo)線截面積裝置的相導(dǎo)線截面積S (mm2)相應(yīng)保護(hù)線的最小截面積相應(yīng)保護(hù)線的最小截面積SPE (mm2)表表 54F 中的數(shù)值，只在保護(hù)線的材質(zhì)與相線相同時(shí)才有效。否則

17、，保護(hù)線截面中的數(shù)值，只在保護(hù)線的材質(zhì)與相線相同時(shí)才有效。否則，保護(hù)線截面的確定要使其得出的電導(dǎo)與表的確定要使其得出的電導(dǎo)與表54F所得的結(jié)果相當(dāng)。所得的結(jié)果相當(dāng)。保護(hù)線的截面積保護(hù)線的截面積543.1.3不是供電電纜或電纜外護(hù)物組成部分的每根保護(hù)線，在任何情況下，其截面都不是供電電纜或電纜外護(hù)物組成部分的每根保護(hù)線，在任何情況下，其截面都必須不小于以下值必須不小于以下值:- 有機(jī)械防護(hù)時(shí)有機(jī)械防護(hù)時(shí) 2.5mm2- 無機(jī)械防護(hù)時(shí)無機(jī)械防護(hù)時(shí) 4.0mm220SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneSLS金屬結(jié)構(gòu)管道，金屬結(jié)構(gòu)管道，管網(wǎng)，管網(wǎng)，)M1SPE1SLS SPE2SLSM1SPE1M2SPE2在一外露可導(dǎo)電