交流电气设备的接地工作, 是电力系统能够安全运行的一个非常基础的环节。它直接决定了在人身安全保护方面效果如何, 以及设备发生绝缘故障时能不能得到有效的处理。这篇文章是根据现在的国家标准来写的。
文章系统地梳理了五种不同类型的接地系统。梳理的内容包括了这些系统适合用在哪些场合、接地电阻的限值应该是多少, 以及设计中需要关注的重点要素。这部分内容是为了让从事电气设计和施工的工作人员, 能够直接按照里面的内容进行参考和执行。。
接地系统分类及适用场景
根据当前的相关规范要求, 也就是依据GB 50065-2011和GB 50054-2017这两部标准的内容来进行分析, 交流电气装置里面的接地系统部分, 是可以根据其具体的分类情况被划分成以下的这些种类, 总共有五类之多。
TN-S系统是指从电源侧的起始位置开始, 中性导体也就是通常所说的N线, 和保护导体也就是PE线, 在整条路径上都保持完全分开的状态。这种系统主要适用于那些对人身安全防护有着极高要求的具体场所, 具体的应用范围涵盖了医疗手术室内环境、数据中心的运行区域, 以及电子洁净厂房等等这些特定的空间场合。
TN-C系统是这样的情况。就是把中性线和保护线合并成了PEN线。这根PEN线是共用的。这种系统适用于三相四线制的场合。而且里面的单相负荷要比较轻才行。但是要注意。绝对不能用在有爆炸危险的场所里。
我们来看看TN-C-S系统, 它的意思是, 这个系统的线路在前面一部分用的是TN-C这种接线方式, 一直到用户那边的时候, 再把这个PEN线拆开, 变成独立的N线和PE线。在城市的配电网里, 从外面接到用户家的末端部分, 通常都是采用这样一种方式来进行连接的。
TT系统的意思是说, 电源的中性点会直接接地, 然后每个电气装置的外壳都会独立地自己去接地, 这两者之间没有金属导体相连接, 所以这种方案比较适合用在分散使用电力的地方, 或者在农村以及那种临时的用电场合里面使用, 因为这些地方往往没办法取得PE线。
IT系统: 电源侧不直接接地, 或者通过高阻抗进行接地, 这里的阻值通常大于或者等于1千欧姆, 在发生单相接地故障的时候, 依然可以继续运行, 它适用到那些不允许中断供电的工业场景里面去, 比如说矿井提升机, 还有连续轧钢产线等等。
接地电阻限值要求
不同的系统, 对于接地电阻这个数值的具体限制要求, 是存在明确区别的。
关于那个叫做TN的系统, 在这个系统里面配电网的中性点是直接接地的状态, 对于这个中性点直接接地来说, 它的接地电阻必须小于等于4欧姆。
TT系统这个系统的运行, 是需要把接地电阻的值和保护电器的整定值进行配合的, 在一般情况下, 对于接地电阻的要求是不能大于10Ω。
IT系统的系统接地电阻小于等于1欧姆, 这个要求的目的是为了确保单相接地故障电流小于等于0.5安培。
所谓独立防雷接地装置, 其电阻值应当控制在小于或者等于十欧姆。
计算机机房、通信设备接地：≤1Ω
共用接地装置, 也就是防雷、电气加上弱电合一的那种, 阻值是小于或者等于一欧姆。
关键设计要点
接地体, 也叫做极, 它的埋设深度一定要大于或者等于零点六米, 并且它的位置应该离建筑物的基础外缘很远, 这个距离至少要大于一米。
关于PE线的截面大小情况是这样的, 当相线的尺寸小于或者等于16平方毫米的时候, PE线的截面就等于相线的截面, 而当相线的尺寸大于16平方毫米的时候, PE线的截面要大于或等于相线尺寸的50%。
各个电气装置的保护导体, 都必须各自独立地连接到接地母排上，绝对不允许采用串联的方式来进行连接。
在这些存在爆炸危险的地方以及那种特别潮湿的场合里面, 必须要去使用TN-S系统或者TT系统, 绝对禁止去使用TN-C系统。
接地电阻这一项事情, 每年进行一下检测的次数, 是绝对不能少一次的。然后在雷雨季节到来的前头, 还应该是要增加测试的频次。
施工与验收要点
针对接地体的焊接工作, 需要明确相关的尺寸要求, 圆钢之间的搭接长度不得小于其直径的六倍, 扁钢之间的搭接长度不得小于其宽度的两倍, 同时必须保证至少三个面都进行焊接操作。
等焊缝凉了之后, 就去给它做一个防腐处理, 那个涂料呀, 是绝对不能把那个焊缝的本体给覆盖住的。
接地母排这个东西必须是预留出来, 而且预留下的测试接线端子数量得不少于两个这么几个才行这样子的目的是什么呢？是为了便于定期检测工作能够顺畅地开展下去。
TN系统和TT系统的接地装置绝对不能够混在一起使用, 也绝对不能共同去使用同一个接地极。
主要规范依据
依据GB 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》, 并且参照GB 50054-2017《低压配电设计规范》, 同时结合DL/T 620-1997《交流电气装置的接地》以及GB/T 13295系列标准, 如果遇到设计变更或者特殊场所的情况, 必须综合当地的现行标准以及行业的专项规定来执行。
