等电位联结和接地在低压系统中的应用论文_李国华,王西炜

等电位联结和接地在低压系统中的应用论文_李国华,王西炜

山东同坤电力设计有限公司 山东淄博 255000;日照钢铁控股有限公司 山东日照 262300

摘要:为保证建筑物电气装置内的人身和财产安全以及装置的正常工作,我们需将各类电气系统进行接地。随着用电技术的发展,小到卫生间,大到整个建筑物,都强调等电位联结的巨大作用。我国电气规范、标准逐步和国际电工标准接轨,但是一些错误观念和做法仍然存在。广大工程人员对于同一建筑物内各个电气系统是共用接地还是单独接地,接地电阻的阻值应该多大,哪些构建需要做等电位连接等等问题亟待解决。

关键词:等电位联结;接地;低压配电系统接地;等电位联结和接地间的联系

一、低压配电系统的接地

低压配电系统是最常用的电气系统,它有两个接地,分别是系统接地和保护接地。

(1)系统接地

系统接地也称作工作接地,是指低压配电系统内某一个带点导体的接地。例如变电所中将变压器二次侧的中性线接地就是系统接地。它可为线路上的感应的雷电流提供入地通路,还可以在三相负载不平衡时保持三相电压的平衡,保证配电系统的正常工作,为不平衡电流提供通路。中性线俗称“零线”是不确切的, 在三相四线制供电系统中,无论各相负载怎样变化,各相负载所承受的电压恒等于电源的相电压。因此,中性线可以使星形连接的不对称负载取得対称的相电压。为防止中性线断线,要求中性线有足够的机械强度,并且不得装保险丝。当三相负载不对称时,中性线上有电流通过。

(2)保护接地

用户用电设备的金属外壳的接地称作保护接地。它的作用是当发生诸如设备相线碰外壳接地故障时,使故障电流有一个返回电源的通路,降低人体接触故障设备外壳的接触电压,并使线路上的保护电气元件(如断路器、熔断器)迅速动作,切断电源,从而使接触故障设备的人避免因电击而发生伤亡事故。系统接地的形式有TN系统、TT系统、IT系统(第一位字母表示电源端与地的关系。T—电源端有一点直接接地;I-电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系:T-电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点,N-电气装置的外露可导电部分与电源端的接地点有直接的电气连接)。根据中性导体与保护导体的组合情况,TN系统又分为TN-S系统/TN-S系统TN-S系统。

二、等电位联结

在建筑物内电源进线处将PE线、金属管道、金属结构等互相连接称作总等电位联结。现在越来越多的电气技术人员已了解电气装置中实施等电位联结的必要性。它可以在建筑物内消除或减小电位差,是防电击、防雷、防爆、防火以及保证电子信息设备正常工作的基本安全措施。户外通常不具备等电位联结的条件,因此在相同事故条件下户外比户内的电击危险大。在建筑物电气采用TN系统供电时,因同一电源供电范围内的PEN线、PE线是联通的,电源侧因某种原因产生的危险故障电压可沿着PEN线、PE线传导至用电设备外壳而导致电气伤亡事故。在建筑物内实施了等电位联结后,故障时各点同时升高电位,整个建筑物并未因导入故障电压而出现电位差,所以不会发生电气伤亡事故。需要说明的是,这种事故不能靠做重复接地来防止,因为重复接地的接地电阻的存在,在接地电阻上的电压降仍然大大高于接触电压限值。

系统中应尽量实施总等电位连结。建筑物内的总等电位连结应与下列可导电部分进行连接。1.总保护导体,2.总接地体,3.建筑物内的公用金属管道、金属构件,4.建筑结构中的金属部分、供暖系统、空调系统。在必要的情况下考虑实施局部等电位连结,例如在局部区域当自动切断供电时间不能满足防电击的要求,在特定的场所需要有更低的防电击措施再还有要求具有防雷及信息系统抗干扰要求等。辅助等电位连结要求与区域内的下列可导电部分互相连接1.电气装置外可导电部分2.保护导体3.固定设备的所有能同时触及的外露可导电部分。局部等电位连接是一种特殊的等电位连接。例如盥洗间内就强调做局部等电位连结。

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三、等电位联结和接地间的联系

联结是将各个导电部分相互连通,传递电位,使各个导电部分的电位相等或相近,以减少危险电位差,消除灾害的发生。所以说,接地就是一种等电位联结。接地是以大地电位为参考点位的等电位联结。由于地球表面不具有做等电位联结的金属接线端子,因此需要打接地极来与大地进行连接。保护接地为采用自动切断供电这一间接防护措施提供了必要条件在建筑物内做等电位联结后,被包裹在水泥基础内的金属结构和管道能兼起自然接地极的作用。我们知道,这些地下金属物在建筑物内电源进线处将PE线、金属管道、金属结构等互相连接称作总等电位联结。水泥在含水的情况下是导电的,这样的接地体量大面广,其接地电阻远小于多根人工接地体,而且水泥保护了这些自然接地体免受土壤的腐蚀,这种自然接地体的寿命是很长的,所以在做等电位联结后一般不需要另打人工接地极,起到节约材料的好处。只有在一些特殊的场合,当接地电阻不符合要求时才采取一些必要的措施,补打人工接地极,起到减低接地电阻的作用。

可见建筑物电气装置内的接地是等电位联结的一种方式,而等电位联结能兼起接地的作用,等电位联结比接地具有更好的电气安全效果。

四、建筑物电气装置的一些接地问题

一座建筑物电气装置的接地有工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地。那么这些电气系统间是采用共用接地还是分开的接地呢?IEC标准和我国的GB50065《交流电气装置的接地》规定,一个建筑物电气装置内的各个电气系统通常只能共用一个接地系统。在一座建筑物中,有低压配电系统、雷电防护系统、信息技术系统等,这些系统都通过与接地母排的连接而共用基础接地极做接地,以此实现全建筑物电气装置各系统间的等电位。如果采用分开的接地,则各个系统的接地可能出现不同的电位差,对人身和电气设备都引起危险。

在实现等电位联结的过程中,对接地电阻的阻值存在一些错误的观念。在一些设计图纸文件中对共用接地的接地电阻要求不大于1欧姆,如果在利用自然接地体后达不到此要求需要补打人工接地极。过去单纯依靠人工接地,以大地的电位作为各电气系统的参考点位,就必须尽量降低接地极的接地电阻使电气系统的电位接近大地电位,此要求是非常必要的。但是随着电气技术的进步,现在的各类电气系统不再以大地的电位为参考电位,而是以建筑物内等电位面的电位为参考,这样对电气装置的要求就与大地电位和接地电阻无关,不必花大量的人力物力追求对共用接地的接地电阻要求不大于1欧姆的要求。我国的建筑物施工量大面广,不再去补打人工接地极,节省大量的人力物力,仅此一项节约的建设资金是相当可观的。

在建筑物内实施接地和总等电位连接时,还常常存在以下错误做法:

1.在保护导体回路中装设保护电气和开关。

2.把煤气管道、金属水管用作保护导体。

3.电气装置的外露可导电部分用作保护导体的串联保护导体。

4.保护导体的截面积不足。

5.铜导体和铝导体连接时未采用过渡连接头,发生电化学反应造成接触不良。

目前我国的建筑行业发展很快,先进设备日新月异,但是建筑电气施工技术落后的现象依然存在,人身安全事故时有发生,一些技术观念陈旧,不适应我国的建筑业的发展。这就要求我们的电气同行加强同国际建筑电气间的交流,了解国际建筑电气新技术,运用国际电工标准,培训广大施工一线技术人员,适应我国经济建设和国际建筑市场的需要,保证建筑业又好又快发展。

参考文献

[1]甘晓峰. 建筑电气接地系统与等电位联结分析[J]. 科技风, 2010,(13).

[2]霍州,吴晓华;关于等电位联结的若干问题[N];电子报;2010 年.

论文作者:李国华,王西炜

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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