建筑電氣基礎課件—保護接地與接零

1、172保護接地與保護接零保護接地與保護接零1721故障接地的危害和保護措施故障接地的危害和保護措施 當電氣設備發(fā)生碰殼短路或電網(wǎng)相線斷線觸及地面時，故障電流就從電器設備外殼經(jīng)接地體或電網(wǎng)相線觸地點向大地流散，使附近的地表面上和土壤中各點出現(xiàn)不同的電壓。如人體接近觸地點的區(qū)域或觸及與觸地點相連的可導電物體時，接地電流和流散電阻產(chǎn)生的流散電場會對人身造成危險。 為保證人身安全和電氣系統(tǒng)、電氣設備的正常工作需要，采取保護措施很有必要。一般將電氣設備的外殼通過一定的裝置(人工接地體或自然接地體)與大地直接連接。采取保護接地措施后，如相線發(fā)生碰殼故障時，該線路的保護裝置則視為單相短路故障，并及時將線路切

2、斷，使短路點接地電壓消失，確保人身安全。1722接地的連接方式接地的連接方式1工作接地工作接地 在正常情況下，為保證電氣設備的可靠運行并提供部分電氣設備和裝置所需要的相電壓，將電力系統(tǒng)中的變壓器低壓側(cè)中性點通過接地裝置與大地直接相連，該方式稱為工作接地。工作接地如圖171所示。 圖171工作接地示意圖2保護接地保護接地 為了防止電氣設備由于絕緣損壞而造成的觸電事故，將電氣設備的金屬外殼通過接地線與接地裝置連接起來，這種為保護人身安全的接地方式稱為保護接地。其連接線稱為保護線(PE)，保護接地如圖172所示。圖172保護接地示意圖3工作接零工作接零 當單相用電設備為獲取單相電壓而接的零線、，稱為

3、工作接零。其連接線稱中性線(N)，與保護線共用的稱為PEN線。工作接零如圖173所示。 圖173工作接零示意圖4保護接零保護接零為防止電氣設備因絕緣損壞而使人身遭受觸電危險，將電氣設備的金屬外殼與電源的中性線用導線連接起來，稱為保護接零。其連接線稱為保護線(PE)或保護零線。保護接零如圖174所示。 圖174保護接零示意圖5重復接地重復接地當線路較長或接地電阻要求較高時，為盡可能降低零線的接地電阻，除變壓器低壓側(cè)中性點直接接地外，將零線上一處或多處再進行接地，則稱為重復接地。如圖175所示。 圖175重復接地示意圖6防雷接地防雷接地防雷接地的作用是將雷電流迅速安全地引入大地，避免建筑物及其內(nèi)部

4、電器設備遭受雷電侵害。防雷接地如圖176所示。 圖136防雷接地示意圖7屏蔽接地屏蔽接地由于干擾電場的作用會在金屬屏蔽層感應電荷，而將金屬屏蔽層接地，使感應電荷導入大地，該方式稱屏蔽接地，如專用電子測量設備的屏蔽接地等。8專用電子設備的接地專用電子設備的接地如醫(yī)療設備、電子計算機等的接地，即為專用電氣設備的接地。電子計算機的接地主要有：直流接地(即計算機邏輯電路、運算單元、CPU等單元的直流接地，也稱邏輯接地)和安全接地。一般電子設備接地有：信號接地、安全接地、功率接地（即電子設備中所有繼電器、電動機、電源裝置、指示燈等的接地）等。9接地模塊接地模塊接地模塊是近年來推廣應用的一種接地方式。接地

5、模塊頂面埋深不小于06m，接地模塊間距不應小于模塊長度的35倍。接地模塊埋設基坑，一般為模塊外形尺寸的1214倍，且在開挖深度內(nèi)詳細記錄地層情況。接地模塊應垂直或水平就位，不應傾斜設置，保持與原土層接觸良好。接地模塊應集中引線，用干線把接地模塊并聯(lián)焊接成一個環(huán)路，干線的材質(zhì)與接地模塊焊接點的材質(zhì)應相同，鋼制的采用熱浸鍍鋅扁鋼，引出線不少于兩處。10建筑物等電位聯(lián)結(jié)建筑物等電位聯(lián)結(jié)作為一種安全措施多用于高層建筑和綜合建筑中。建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 503032002)中要求：建筑物等電位聯(lián)結(jié)干線應從與接地裝置有不少于2處直接連接的接地干線或總等電位箱引出，等電位聯(lián)結(jié)干線或局部等電位箱

6、間的連接線形成環(huán)行網(wǎng)路，環(huán)行網(wǎng)路應就近與等電位聯(lián)結(jié)干線或局部等電位箱連接。支線間不應串聯(lián)連接。等電位聯(lián)結(jié)的線路最小允許截面為：銅干線16mm2，銅支線6 mm2；鋼干線50 mm2，鋼支線16mm2。1723接地裝置的安裝接地體與接地線的總體稱為接地裝置，如圖177所示。圖177 接地裝置示意圖1接地體；2接地干線；3一接地支線；4電氣設備1接地體的安裝接地體的安裝安裝人工接地體時，一般應按設計施工圖進行。接地體的材料均應采用鍍鋅鋼材，并應充分考慮材料的機械強度和耐腐蝕性能。（1）垂直接地體）垂直接地體垂直接地體的布置形式如圖178所示，其每根接地極的水平間距應大于或等于5m。1）垂直接地體的

7、制作。）垂直接地體的制作。垂直安裝的人工接地體，一般采用鍍鋅角鋼或圓鋼制作，如圖179所示。178 垂直接地體的布置形式 (a)剖面；(b)平面 179 垂直接地體的制作 (a)角鋼；(b)鋼管2)垂直接地體的安裝。垂直接地體的安裝。安裝垂直接地體時一般要先挖地溝，再采用打樁法將接地體打入地溝以下。接地體的有效深度不應小于2m，垂直接地體的安裝如圖1710所示。1710 垂直接地體的埋設3)連接引線和回填土。連接引線和回填土。接地體按要求打樁完畢后，即可進行接地體的連接和回填土。（2）水平接地體）水平接地體 水平接地體常見的形式有帶型、環(huán)型和放射型等幾種，如圖1711所示。水平安裝的人工接地體

8、，其材料一般采用鍍鋅圓鋼和扁鋼制作。采用圓鋼時其直徑應大于10mm；采用扁鋼時其截面尺寸應大于lOOmm2，厚度不應小于4mm。其規(guī)格參數(shù)一般由設計確定。水平接地體所用的材料不應有嚴重的銹蝕或彎曲不平，否則應更換或矯直。水平接地體的埋設深度一般應在O71m之間。 圖1711水平接地體 (a)帶型；(b)環(huán)型；(c)放射型2接地線的安裝接地線的安裝（1）人工接地的材料）人工接地的材料人工接地線一般包括接地引線、接地干線和接地支線等。為了使接地連接可靠并有一定的機械強度，人工接地線一般均采用鍍鋅扁鋼或鍍鋅圓鋼制作。移動式電氣設備或鋼質(zhì)導線連接困難時，可采用有色金屬作為人工接地線，但嚴禁使用裸鋁導線

9、作接地線。(2)接地干線的安裝接地干線應水平或垂直敷設(也允許與建筑物的結(jié)構(gòu)線條平行)，在直線段不應有彎曲現(xiàn)象。接地干線通常選用截面不小于12mm4mm的鍍鋅扁鋼或直徑不小于6mm的鍍鋅圓鋼。安裝的位置應便于維修，并且不妨礙電氣設備的拆卸和檢修。接地干線與建筑物或墻壁間應留有1015mm的間隙。水平安裝時離地面的距離一般為250300mm，具體數(shù)據(jù)由設計決定。接地線支持卡子之間的距離：水平部分為O515m；垂直部分為153m；轉(zhuǎn)彎部分為O3O5m。設計要求接地的幕墻金屬框架和建筑物的金屬門窗，應就近與接地干線連接可靠，連接處不同金屬間應有防電化腐蝕措施，室內(nèi)接地干線安裝如圖1712所示。 圖1

10、712 室內(nèi)接地干線安裝圖 (a)室內(nèi)接地干線安裝示意圖；(b)支持卡子安裝圖；(c)接地端子圖接地線在穿越墻壁、樓板和地坪處應加套鋼管或其他堅固的保護套管，鋼套管應與接地線做電氣連通。當接地線跨越建筑物變形縫時應設補償裝置，如圖1713所示。圖1713接地線通過伸縮沉降縫的做法 (a)硬接地線；(b)軟接地線(3)接地支線的安裝接地支線的安裝1)接地支線與干線的連接。當多個電氣設備均與接地干線相連時，每個設備的連接點必須用一根接地支線與接地干線相連接，不允許用一根接地支線把幾個設備接地點串聯(lián)后再與接地干線相連，也不允許幾根接地支線并聯(lián)在接地干線的一個連接點上。接地支線與干線并聯(lián)連接的做法如圖

11、1714所示。 圖1714多個電氣設備的接地連接示意圖 (a)錯誤；(b)正確2)接地支線與金屬構(gòu)架的連接。接地支線與電氣設備的金屬外殼及其他金屬構(gòu)架連接時(如是軟性接地線則應在兩端裝設接線端子)，應采用螺釘或螺栓進行壓接，其安裝做法如圖1715所示。 1715設備金屬外殼或金屬構(gòu)架與接地線的連接 (a)電器金屬外殼接地；(b)金屬構(gòu)架接地 1一電氣金屬外殼或金屬構(gòu)架；2一連接螺栓； 3一接地支線；4一鍍鋅墊圈；5一彈簧墊圈3)接地支線與變壓器中性點的連接。接地支線與變壓器中性點及外殼的連接方法，如圖1716所示。接地支線與接地干線用并溝線夾連接，其材料在戶外一般采用多股銅絞線，戶內(nèi)多采用多股

12、絕緣銅導線。 圖1716變壓器中性點及外殼的接地線連接4)接地支線的穿越與連接。明裝敷設的接地支線，在穿越墻壁或樓板時，應穿管加以保護。當接地支線需要加長時，若固定敷設時必須連接牢固；若用于移動電器的接地支線則不允許有中間接頭。接地支線的每一個連接點都應置于明顯處，便于維護和檢修。3自然接地裝置的安裝自然接地裝置的安裝電氣設備接地裝置的安裝，應盡可能利用自然接地體和自然接地線，有利于節(jié)約鋼材和減少施工費用。自然接地體有以下幾種：金屬管道、金屬結(jié)構(gòu)、電纜金屬外皮、水工構(gòu)筑物等。自然接地線有以下幾種：建筑物的金屬結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)設備的金屬結(jié)構(gòu)、配線用的鋼管、電纜金屬外皮、金屬管道等。1723接地裝置的檢

13、驗和涂色接地裝置的檢驗和涂色接地裝置安裝完畢后，必須按施工規(guī)范要求經(jīng)過檢驗合格方能正式運行。檢驗除要求整個接地網(wǎng)的連接完整牢固外，還應按照規(guī)定進行涂色，標志記號應鮮明齊全。明敷接地線表面應涂以15100mm寬度相等的綠黃色相間條紋。在每個導體的全部長度上、或在每個區(qū)間、或每個可接觸到的部位上宜作出標志。當使用膠帶時應選擇雙色膠帶，中性線宜涂淡藍色標志。在接地線引向建筑物內(nèi)的人口處和在檢修用臨時接地點處，均應刷白色底漆后標以黑色接地符號。1724接地電阻的測量接地電阻的測量接地裝置安裝包括接地電阻的測量。建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 50303-一2002)中要求：人工接地裝置或利用建筑物

14、基礎鋼筋的接地裝置必須在地面以上按設計要求位置設測試點。測試接地裝置的接地電阻值必須符合設計要求。避雷裝置的接地電阻一般為30、20、10，特殊情況要求在4以下，具體數(shù)據(jù)按設計確定。如不符合要求則應采取措施直至測量合格。建筑物防雷設計規(guī)范(GB 5005794)中對三類防雷建筑物的接地電阻都作了明確規(guī)定。第一類防雷建筑物獨立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應有獨立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10。在土壤電阻率高的地區(qū)，可適當增大沖擊接地電阻。防雷電感應的接地裝置應和電氣設備接地裝置共用，其工頻接地電阻不應大于10。屋內(nèi)接地干線與防雷電感應接地裝置的連接，不應少于兩處。架空金屬管道在進出建筑物處，應與防雷電感應的接地裝置相連。距離建筑物100m內(nèi)的管道，應每隔25m左右接地一次，其沖擊接地電阻不應大于20，并宜利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋網(wǎng)作為引下線，其鋼筋混凝土基礎宜作為接地裝置。第二類防雷建筑物的引下線不應少于兩根，并應沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應大于18m。每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10。防直擊雷接地宜和防雷電感應、電氣設備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置，并宜與埋地金屬管道相連。第三類防雷建筑物防直