接地系统介绍
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接地系统详细讲解接地系统详细讲解一、接地系统的作用1、接地系统的作用是将电气设备、电气线路及载体的接地电阻降至最低,以减少人身和设备的电击危险,减少线路遭受外界电磁干扰;2、接地系统的作用是保护电气设备和电气线路不受外界的电磁干扰,保证电气设备的正常工作;3、接地系统的作用是为电气设备提供安全的电源,防止因不良线路和电源引起的危险。
二、接地系统的类型1、植物接地系统:植物接地系统是由植物接地电阻器(PGR)和接地线(GND)组成,在电气设备接地系统中,植物接地电阻器可以将电气设备的接地电阻降至最低,以保护人身和设备免受电击危险。
2、接地极系统:接地极系统是由接地极(GND)和接地线(GND)组成,接地极可以将电气设备的接地电阻降至最低,以保护人身和设备免受电击危险。
3、电抗器接地系统:电抗器接地系统是由接地电抗器(GND)和接地线(GND)组成,在电气设备接地系统中,接地电抗器可以将电气设备的接地电阻降至最低,以保护人身和设备免受电击危险。
三、接地系统的设置1、植物接地系统:植物接地系统的设置要求在电气设备周围设置植物接地电阻器,接地线连接植物接地电阻器和电气设备。
2、接地极系统:接地极系统的设置要求在电气设备的底部设置接地极,接地线连接接地极和电气设备。
3、电抗器接地系统:电抗器接地系统的设置要求在电气设备的底部设置接地电抗器,接地线连接接地电抗器和电气设备。
四、接地系统的安装1、接地系统的安装应符合国家有关规定和标准;2、必须在专业的技术人员的指导下进行安装;3、安装时应将接地线连接在电气设备的接地点上;4、接地系统的接地电阻值应符合国家标准;5、接地系统的安装时应注意绝缘材料的使用;6、安装完成后应进行严格的检测和调试,确保接地系统的性能良好。
接地系统TN、TT、IT简介在工程中常有供电系统为有三相三线制或三相四线制等,但这些名词术语内涵不是十分严格。
国际电工委员会( IEC364 )根据配电系统接地方式的不同,把系统分为 TN 系统、 TT 系统、 IT 系统三大类。
其中 TN 系统又可区分为 TN-S 、 TN-C和TN-C-S 三种系统。
下面就对各种供电系统做一个介绍。
一、TN 接地方式供电系统:这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相连接保护系统,称作接零保护系统,用 TN 表示。
它的特点是一旦设备出现外壳带电,接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,实际上就是单相对地短路故障,保护回路中的熔断器会熔断,低压断路器的脱扣器会动作而跳闸,使故障设备断电,比较安全。
1、TN-S 接地方式供电系统:它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统,称作 TN-S 供电系统。
如下图所示TN-S 供电系统的特点如下1.1系统正常运行时,专用保护线上不有电流,只是工作零线上有不平衡电流。
PE 线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE上,安全可靠。
1.2工作零线只用作单相负载回路使用。
1.3干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地。
而 PE 线有重复接地,但不许进入漏电开关,所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
2 、TN-C 接地方式供电系统:它是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用 NPE 表示。
如图下图所示这种供电系统的特点如下2.1 由于三相负载不平衡,工作零线上有不平衡电流,对地有电压,所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。
2.2如果工作零线断线,则保护接零的漏电设备外壳带电。
2.3 如果电源的相线碰地,则设备的外壳电位升高,使中性线上的危险电位蔓延。
2.4 TN-C 系统干线上使用漏电保护器时,工作零线后面的所有重复接地必须拆除,否则漏电开关合不上;而且,工作零线在任何情况下都不得断线。
低压接地系统TN-C、TN-S等介绍,详细!电力系统的接地直接关系到用户的人身和财产安全,以及电气设备和电子设备的正常运行。
如何针对实际选择合适的接地系统,确保配电系统及电气设备的系统安全采用使用,是电气设计人员面临的首要弊病。
根据国际电工委员会(IEC)明定规定的各种保护接地方式的术语概念,低压配电系统按接地方式的不同称为TT系统、TN系统、IT系统。
其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。
里头对各种供电系统做扼要的介绍。
一、低压系统内的接地形式低压系统接地形式有IT、TT、TN三大类,而TN类又分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种形式。
其中字母表示的含义:(1)声称字母第一个部分表示配电系统中性点对地的关系T:电源端中性点一点直接接地;I:电源端与地绝缘或通过高阻抗一点接地。
(2)字母第二部分表示电气的外露可导电部分与地的关系T:外露可导电部分直接接地,与配电系统的接地点无关;N:公用外露可导电部分与配电系统的中性点直接做电气连接(也叫接零系统);(3)“-”号后面的字母是扩大说明C:保护零线与工作零线用同一根零线两线;S:保护零线与教育工作零线彻底维护分开,各自独立用两根线;C-S:保护零线与工作零线前边一部分用同钉子线,后边一部分保护保护零线与工作零线急于分开,用两根线。
二、TN系统TN系统,称作保护接零。
当促使故障使电气设备金属外壳带电前一天,形成相线和零线短路,回路电阻小,电流大,能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。
在TN系统中又分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种系统。
(1)TN-C系统在全系统内N线和PE线是合一的。
(2)TN-S系统在全系统内N线和PE线是分开的。
(3)TN-C-S系统在全系统内,通常仅在低压电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即分为两根线。
三、TT系统TT系统就是电源中性点直接接地,用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。
系统接地的型式及安全技术要求系统接地是为了保障电气设备和人身安全,减少雷击和电磁干扰的一种重要措施。
以下是一些常见的系统接地的型式及安全技术要求。
1. 单点接地系统单点接地系统是最简单常见的一种接地型式。
即通过一根导线将电气设备连接到地面,以实现接地保护。
在此系统中,所有设备接地点连接在一起,并与大地形成一个共同的接地点。
安全技术要求:- 接地电阻应符合国家相关标准,一般要求小于4Ω;- 所有电气设备要良好接地,确保接地导线的良好连接;- 接地系统要定期检测,确保接地电阻在合理范围内;- 接地导线应采用优质的铜材质,截面积足够大,防止过载引起的升温现象。
2. 多点接地系统多点接地系统在单点接地系统的基础上增加了额外的接地点。
通过将电气设备连接到不同的接地点,可以提高接地的可靠性和安全性。
安全技术要求:- 接地电阻要符合国家相关标准,一般要求小于4Ω;- 不同接地点间的传输线路应保持一致,阻抗不应过高;- 不同接地点间的导线应使用绝缘良好的材料,防止接地点之间发生短路;- 接地导线应避免与其他设备的线路或金属接触,防止引起电磁干扰。
3. 极化接地系统极化接地系统是为了防止电气设备与地壳之间产生电位差而采取的一种接地型式。
通过向地壳注入经过特殊处理的直流电流,使得地壳的电位与电源的电位保持一致,减少由地壳产生的电位差引起的电气设备损坏。
安全技术要求:- 极化接地系统要与设备的电源保持一致,电流不应过大,避免对设备产生过大的影响;- 极化接地系统应定期检测,确保电流稳定,地壳的电位与电源的电位一致;- 极化接地系统的注入电流应符合国家相关标准,防止对环境造成污染。
总之,系统接地的型式及安全技术要求是为了确保电气设备的安全运行和人身安全。
不同的接地系统有着各自特点,具体选择应根据实际情况进行评估和决策。
在实施和维护过程中,要严格按照国家相关标准要求进行操作,确保接地系统的可靠性和安全性。
系统接地是电气工程中非常重要的一环,它的目标是确保电气设备正常运行,并提供安全保护。
接地系统的分类和基本结构接地系统(Grounding System)是一种用来保护电气设备和人们免受电击的重要装置。
它通过将设备和电气系统接地来保护人们的安全。
接地系统分为多种分类,包括保护接地、工作接地、信号接地等。
下面将对这些分类及其基本结构进行详细介绍。
1.保护接地保护接地主要用于帮助保护电气设备免受雷击、短路、过电压等故障影响。
常见的保护接地系统有直接接地、补偿接地和网状接地。
(1)直接接地:直接接地是一种常用的保护接地方式。
它通过将电气设备的金属外壳直接与地面连接来实现接地。
其基本结构由地线、接地极、地网等组成。
(2)补偿接地:补偿接地是一种在直接接地系统的基础上添加一定电气元器件和接地电阻的接地方式,可以降低接地电阻、提高接地效果。
常见的补偿接地装置有接地电阻器、接地电感器、接地电容器等。
(3)网状接地:网状接地是一种通过将大片金属网与地面接地来形成的接地系统。
网状接地将大片金属网埋入地下,可以提供较大的接地面积,从而降低接地电阻。
2.工作接地工作接地主要用于对电气设备的静电、噪音、干扰等进行消除和屏蔽,确保电气设备的正常工作。
常见的工作接地方式有单点接地和复合接地。
(1)单点接地:单点接地是一种将电气设备的所有金属部件,如外壳、框架等,通过一个单一的接地点与地面连接的接地方式。
它可以有效地降低静电的积聚,并减少电气设备间的干扰。
(2)复合接地:复合接地是一种将电气设备的不同金属部件分别接地的接地方式。
通过将各个金属部件分开接地,可以避免电气设备之间的干扰,提高工作的稳定性和可靠性。
3.信号接地信号接地主要用于保护信号传输设备和信号线路,以减少信号干扰和噪音,确保信号传输质量。
常见的信号接地方式有电位相等接地和电位相对接地。
(1)电位相等接地:电位相等接地是一种将所有信号设备和信号线路都接地到同一个接地点的接地方式。
通过使所有的信号设备具有相同的电位,可以减少信号之间的相互干扰。
(2)电位相对接地:电位相对接地是一种将不同电性或干扰源的设备接地到不同的接地点的接地方式。
接地系统原理
接地系统是一种电气保护装置,用于保护人员和设备免受电气故障所导致的电击和火灾危险。
它通过将电气设备和电路与地面连接,使设备的电位与地面电位保持相同,从而实现电流的有效地排除。
接地系统的原理基于以下几个关键概念:
1. 接地电位:地球被视为一个电位基准,通常被定义为零电位。
因此,接地电位就是设备或电路与地球之间的电势差。
2. 电流回路:在正常情况下,电流应该顺利地从电源经过设备和电路,然后返回电源。
但在故障发生时,电流可能会通过人体或其他非预期路径回到地面。
这可能导致电击和火灾等危险。
3. 接地路径:接地系统提供了一个低阻抗的路径,使电流能够直接流回地球,而不经过人体或其他非预期路径。
这样可以有效地排除电流,保障人员和设备的安全。
4. 接地电阻:接地系统的有效性主要取决于接地电阻的大小。
接地电阻是指接地系统和地面之间的电阻,它越小,表示接地系统能够提供更好的电流排除能力。
通过将设备和电路接地,接地系统可以实现以下几个目标:
1. 保护人员安全:当设备发生故障时,如接地短路或线路中断,接地系统确保电流能够迅速流回地球,避免对人体造成电击伤
害。
2. 保护设备安全:接地系统能够将故障电流迅速导入地面,减少电气设备受到损坏的可能性,从而延长设备的使用寿命和可靠性。
3. 防止电气火灾:接地系统能够将故障电流有效地排除,防止电气故障引起的电弧和火花,减少火灾发生的概率。
总之,接地系统的原理是通过将设备和电路与地面连接,形成一个低阻抗的回路,确保电流能够可靠地流回地球,从而实现人员和设备的安全保护。
接地系统(1)]一般分为保护性接地和功能性接地两种;1.保护性接地(1)防电击接地为了防止电气设备绝缘损坏或产生漏电流时,使平时不带电的外露导电部分带电而导致电击,将设备的外露导电部分接地,称为防电击接地。
这种接地还可以限制线路涌流或低压线路及设备由于高压窜入而引起的高电压;当产生电器故障时,有利于过电流保护装置动作而切断电源。
这种接地,也是狭义的“保护接地”。
(2)防雷接地将雷电导人大地,防止雷电流使人身受到电击或财产受到破坏。
(3)防静电接地将静电荷引入大地,防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。
特别是目前电子设备中集成电路用得很多,而集成电路容易受到静电作用产生故障,接地后可防止集成电路的损坏。
(4)防电蚀接地地下埋设金属体作为牺牲阳极或阴极,防止电缆、金属管道等受到电蚀。
2.功能性接地(1)工作按地为了保证电力系统运行,防止系统振荡.保证继电保护的可靠性,在交直流电力系统的适当地方进行接地,交流一般为中性点,直流一般为中点,在电子设备系统中,则称除电子设备系统以外的交直流接地为功率地。
(2)逻辑接地为了确保稳定的参考电位,将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”,一般采用金属底板作逻辑地。
常将逻辑接地及其它模拟信号系统的接地统称为直流地。
(3)屏蔽接地将电气干扰源引入大地,抑制外来电磁干扰对电子设备的影响,也可减少电子设备产生的干扰影响其它电子设备。
(4)信号接地为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地,例如检测漏电流的接地,阻抗测量电桥和电晕放电损耗测量等电气参数测量的接地。
(二)按接地形式分类接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。
若按其形状,则有管形、带形和环形几种基本形式。
若按其结构,则有自然接地极和人工接地极之分。
用来作为自然界地极的有:上下水的金属管道;与大地有可靠连接的建筑物和构筑物的金属结构;敷设于地下而其数量不少于两根的电缆金属包皮及敷设于地下的各种金属管道。
机房防雷接地系统介绍机房防雷接地系统是为了保护机房内的设备免受雷击和电磁干扰的影响,同时确保电流能够有效地通过接地系统释放。
以下是机房防雷接地系统的一般介绍:1.接地网:机房防雷接地系统的核心是接地网。
接地网是一种通过埋设导体或接地电极将电流引入地下,确保电流能够有效地散去的系统。
接地网的设计需要考虑机房的尺寸、设备类型以及周围环境。
2.接地电极:接地电极是接地系统的组成部分之一,通常埋设在地下。
它们可以是金属材料,如铜或铝,以提供低电阻的接地路径。
接地电极的数量和深度可能取决于机房的规模和雷击频率。
3.避雷针:机房外部可能会安装避雷针,以吸引雷电,并通过连接到接地系统的方式将电流引入地下。
避雷针的设置需要根据机房所在地区的雷电活动水平进行考虑。
4.雷电防护装置:在机房内,可能会安装雷电防护装置,用于防止雷电冲击设备。
这些装置可以包括避雷器、雷电保护器等,用于吸收、隔离或引导雷电电流,减小对设备的影响。
5.接地导线:机房内的设备和电气系统需要连接到接地系统。
使用适当尺寸和导电性能良好的接地导线,确保设备能够迅速、有效地与接地系统连接。
6.接地测试:定期进行接地系统测试是确保其有效性的重要步骤。
通过测量接地电阻,可以评估接地系统的性能,并采取必要的措施来改进或修复。
7.电磁干扰屏蔽:除了防雷,防雷接地系统也可以用于减少电磁干扰。
合适的屏蔽措施,如金属屏蔽罩或屏蔽导线,有助于减小外部电磁干扰对机房设备的影响。
机房防雷接地系统的设计需要符合国家和地区的相关标准和规范。
通过合理的设计和定期的维护,可以有效地保护机房内的设备免受雷击和电磁干扰的损害。
接地系统的分类
接地系统按照基本结构和性质可以分为以下几类:
1. 单点接地系统:即将系统的中性点或者某一设备的金属外壳与地之间建立一个接地点,形成一个单点接地系统。
这种系统常用于低压电力系统、家庭用电系统和某些特定的工业设备。
2. 多点接地系统:这种系统将系统的中性点和一些电气设备的金属外壳分别与地之间建立接地点,形成一个多点接地系统。
多点接地可以提高系统的可靠性和安全性。
3. 良好接地系统:这种系统主要用于大型电力系统,包括输电、变电和配电系统。
良好接地系统要求接地电阻足够小,接地电阻的大小与接地点的数量、深度和周围土壤的电导率等因素有关。
4. 敏感接地系统:这种系统主要用于需要保护敏感设备免受干扰的情况,如电力电子设备、仪器仪表、通信系统等。
敏感接地系统要求接地电阻足够小,并采取一些防护措施,以避免外界干扰。
5. 防雷接地系统:这种系统主要用于防雷保护,主要包括接闪器、接地装置等。
防雷接地系统要求接地电阻足够小,能够将雷电流迅速导入地下,以保护设备和人身安全。
需要注意的是,以上的分类只是根据接地系统的基本结构和性
质进行划分,实际上接地系统的分类还可以根据其他因素如电压等级、地区性质以及使用环境的特点进行进一步区分。
电源侧的接地称为系统接地,负载侧的接地称为保护接地。
根据国际电工委员会规定的低压配电系统接地有IT系统、TT系统、TN系统三种方式。
字母含义(1)第一个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。
(2)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接地点有直接电气连接IT系统:电源变压器中性点不接地(或通过高阻抗接地),而电气设备外壳电气设备外壳采用保护接地。
适用于环境条件不良、易发生一相接地或火灾爆炸的场所,如10KV及35KV 的高压系统和矿山、井下的某些低压供电系统。
不适合在施工现场应用(常用TN-S接零保护系统),也可用于农村地区。
但不能装断零保护装置,因正常工作时中性线电位不固定,也不应设置零线重复接地。
TN系统:电源变压器中性点接地,设备外露部分与中性线相连。
是将电气设备的金属外用保护零线与该中心点连接,称作保护接零系统。
按照中必线(工作零线)与保护线(保护零线)的组合事况TN系统又分以下三种形式:TN—C:电源变压器中性点接地,保护零线(PE)与工作零线(N)共用(简称PEN),称为三相四线制系统。
适用于三相负荷基本平衡场合,如果三相负荷不平衡,则PEN线中有不平衡电流,再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN,从而中性线N带电,且极有可能高于50V,它不但使设备机壳带电,对人身造成不安全,而且还无法取得稳定的基准电位;应将PEN线重复接地,其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时,可以有效地降低零线对地电压。
缺陷:(1) 当三相负载不平衡时,在零线上出现不平衡电流,零线对地呈现电压,触及零线可能导致触电事故。
(2) 通过漏电保护开关的零线,只能作为工作零线,不能作为电气设备的保护零线,这是由于漏电开关的工作原理所决定的。
接地装置在日常生活中接地这个词对我们来说并不陌生,那何为接地为什么要接地呢?接地顾名思义是为保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施。
接地通过金属导线与接地装置连接来实现。
接地装置将电工设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下,从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。
在了解了接地的概念后,又如何构成接地装置呢?接地装置由接地体和接地线组成。
直接与土壤接触的金属导体称为接地体。
电工设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。
接地体可分为自然接地体和人工接地体两类。
自然接地体有:①埋在地下的自来水管及其他金属管道(液体燃料和易燃、易爆气体的管道除外);②金属井管;③建筑物和构筑物与大地接触的或水下的金属结构;④建筑物的钢筋混凝土基础等。
人工接地体可用垂直埋置的角钢、圆钢或钢管,以及水平埋置的圆钢、扁钢等。
当土壤有强烈腐蚀性时,应将接地体表面镀锡或热镀锌,并适当加大截面。
水平接地体一般可用直径为8~10毫米的圆钢。
垂直接地体的钢管长度一般为2~3米,钢管外径为35~50毫米,角钢尺寸一般为40×40×4或50×50×4毫米。
人工接地体的顶端应埋入地表面下0.5~1.5米处。
这个深度以下,土壤电导率受季节影响变动较小,接地电阻稳定,且不易遭受外力破坏。
那么接地电阻又是什么呢?接地电阻一般指接地体上的工频交流或直流电压与通过接地体而流入地下的电流之比。
散泄雷电冲击电流时的接地电阻指电压峰值与电流峰值之比,称为冲击接地电阻。
接地电阻主要是电流在地下流散途径中土壤的电阻。
接地体与土壤接触的电阻以及接地体本身的电阻小得可以忽略。
电网中发生接地短路时,短路电流ID通过接地体向大地近似作半球形流散(接地体附近并非半球形,流散电流分布依接地体形状而异)。
图中画出了与电流垂直的等位线,越接近接地体的等位线其电位越高。
因为球面积与半径平方成正比,所以流散电流所通过的截面随着远离接地体而迅速增大。
T N C S接地系统分析及应用The manuscript can be freely edited and modifiedTN-C-S接地系统分析及应用一、TN-C-S接地系统的介绍1、定义系统中有一部分线路的中性线与保护线合一的TN系统..2、系统构成及其接线形式TN-C-S系统是在低压配电系统的前半部分采用TN-C接地形式;干线部分保护零线与工作零线完全共用;在从建筑物电源进线总配电柜处开始;将保护零线与工作零线完全分开;转换为TN-S系统..也就是从建筑物总进线柜开始;到用电负荷末端;PE线和N线完全分开;绝缘良好;不再有电气连接;并对PE线做重复接地..TN-C-S系统接线图如图1所示:3、与其它接地系统的区别接地系统主要有IT系统、TT系统、TN系统..IT系统的电源不接地或通过阻抗接地;电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上;这也是保护接地..该系统出现第一次故障时故障电流小;电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压..TT系统是中性点直接接地;电气装置的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极的低压配电系统..第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地;第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接..系统的配电线路内由同一接地故障保护电路的外露可导电部分;应用PE线连接;并应接至共用的接地极上..当有多级保护时;各级宜有各自独立的接地极..TN系统是电源系统有一点直接接地;负载设备的外露导电部分通过保护导体连接到此接地点的系统..即采取了保护接零措施的系统..TN系统有三种类型:TN-S 系统、TN-C-S系统、TN-C系统..TN-S系统是具有作用保护零线;即保护零线与工作零线完全分开的系统;适用于危险性较大或安全要求较高的场所..TN-C-S系统是干线部分保护零线与工作零线前部分共用..后部分分开的系统..适用于低压进线的车间即民用楼房..TN-C系统是干线部分保护零线与工作零线完全共用的系统;适用于无爆炸危险和安全条件较好较好的场所..二、TN-C-S接地系统的特点TN-C-S接地系统的特点是供电系统的前半段可以损去一根导线;但PEN线上有电流流过;且不能安装漏电保护装置;而后半段又具有TN-S接地系统的特点;PE线为专用保护零线;正常情况下无电流流过;能够安装漏电保护装置;供电系统的安全功能得到了可靠保证1、工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通;如图 2中ND 这段线路不平衡电流比较大时;电气设备的接零保护受到零线电位的影响.. D 点至后面 PE 线上没有电流;即该段导线上没有电压降;因此; TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压;然而又不能完全消除这个电压;这个电压的大小取决于 ND 线的负载不平衡的情况及 ND 这段线路的长度..负载越不平衡; ND 线又很长时;设备外壳对地电压偏移就越大..所以要求负载不平衡电流不能太大;而且在 PE 线上应作重复接地;如图3所示..2、PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器;因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电..3、对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外;其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联; PE 线上不许安装开关和熔断器;也不得用大地兼作 PE 线..通过上述分析; TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法..当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时; TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的..但是;在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时;必须采用 TN-S 方式供电系统..三、TN-C-S接地系统的缺陷1、在相线和N 线互调或相线搭落在N 线上的事故状况下;设备外壳将带上致命的相电压;这是要力求避免的..2、中性线PEN断裂将使与负荷中心点相连的设备外壳带上危险电压..由于这时候三相不平衡电流流经由重复接地、大地及变压器的工作接地所组成的高阻回路;压降自然较流经PEN 线时大..而这时如果又发生重复接地引线断裂;则三相负荷中心点漂移加剧可能危及用电设备的安全;而且设备外壳电压将再度升高;尤其在这时候若发生末端用电设备的接地故障;将使设备外壳的对地电位升高到220 伏的相电压;这就十分危险了..四、TN-C-S接地系统的应用TN-C-S三相四线制接地在工程设计中应根据项目实际情况谨慎选用..这种供电系统一般用在民用建筑物的供电由区域变电所引来的场所..迸户前采用TN-C供电系统;迸户后变成了N-S供电系统..目前;新建通信及其它设施中也常见..由于该系统PEN线上正常工作时有电流;使系统的PE线上和接于PE线上的电气设备金属外壳有对地电压存在;只是该系统PEN线多是系统干线;阻抗小;对地电压较低..因此;这种系统接地方式不适宜作为通信枢纽最佳供电系统及接地方式..从图4可知;TN-C-S系统自电源到另一建筑物用户电气装置之间节省了一根专用的PE线..这一段PEN线上的电压降使整个电气装置对地升高△UPE N的电压;但由于电气装置内设有总等电位联结;且在电源进线点后PE线即和N线即分开;而PE 线并不产生电压降;整个电气装置对地电位都是△UPEN;在装置内并没有出现电位差;因此不会发生TN-C系统的种种电气不安全因素..在建筑物电气装置内;它的安全水平和TN-S系统是相仿的..就信息技术设备的抗干扰而言;因为在采用TN-C-S系统的建筑物内同一信息系统内的信息技术设备的“地”即其金属外壳;都是连接只通过正常泄漏电流的PE线的;PE线上的电压降很小;所以TN-C-S系统和TN-S系统一样都能使各信息技术设备取得比较均等的参考电位而减少干扰..但就减少共模电压干扰而言TN-C-S系统内的中性线和PE线是在低压电源进线处才分开;不像TN-S系统在变电所出线处就分开;所以在低压用户建筑物内TN-C-S系统内中性线对PE线的电位差或共模电压小于TN-S系统..因此对信息技术设备的抗共模电压干扰而言TN-C-S优于TN-S系统..综上所述可知;当建筑物以低压供电如果采用TN系统时宜采用TN-C-S系统而不宜采用TN-S系统..一些发达国家就是这样做的..五、结论TN-C-S系统是对TN-C系统和TN-S系统的优缺点综合处理的一种接地型式;它既可在一定程度上满足安全要求较高的部分用户的安全性的需要;又可满足安全要求一般的部分用户的经济性的需要..接地系统事关供电系统的正常运行和人身安全;应引起我们充分的重视..。
接地系统在建筑物供配电设计中,接地系统设计占有重要的地位,因为它关系到供电系统的可靠性,安全性。
不管哪类建筑物,在供电设计中总包含有接地系统设计。
而且,随着建筑物的要求不同,各类设备的功能不同,接地系统也相应不同。
尤其进入90年代后,大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的内容。
在常用的几种接地方式中,哪一种能够适合智能化楼宇呢?我们不妨分析一下下面几种接地系统。
1.TN-C系统TN-C系统被称之为三相四线系统,该系统中性线N与保护接地PE合二为一,通称PEN线。
这种接地系统虽对接地故障灵敏度高,线路经济简单,但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。
智能化大楼内,单相负荷所占比重较大,难以实现三相负荷平衡,PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管(可控硅)等设备引起的高次谐波电流,在非故障情况下,会在中性线N上叠加,使中性线N电压波动,且电流时大时小极不稳定,造成中性点接地电位不稳定漂移。
不但会使设备外壳(与PEN线连接)带电,对人身造成不安全,而且也无法取到一个合适的电位基准点,精密电子设备无法准确可靠运行。
因此TN-C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。
2.TN-C-S系统TN-C-S系统由两个接地系统组成,第一部分是TN-C系统,第二部分是TN-S系统,分界面在N线与PE线的连接点。
该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所,进户之前采用TN-C系统,进户处做重复接地,进户后变成TN-S系统。
TN-C系统前面已做分析。
TN-S系统的特点是:中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后,不能再有任何电气连接。
该系统中,中性线N常会带电,保护接地线PE没有电的来源。
PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时,始终不会带电.因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性.同时只要我们采取接地引线,各自都从接地体一点引出,及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施,那么TN-C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。
接地系统介绍1. 接地系统概述接地系统国际上没有统一的标准,只要在理论上能站住脚、在工程实践中行之有效,各国可以有自己的接地规范和习惯做法。
下面主要介绍我国的做法,也吸取了美国同行的经验,仅供借鉴。
1.1 为什麽要接地1. 设备的工作接地为射频电流提供均匀和稳定的导体,稳定电路的对地电位,为瞬态功率噪声提供天然的排泄途径。
2. 设备的保护接地保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全,消除机壳上的静电和高频电位。
3. 防雷接地为雷电流提供排泄入地的通路,保护设备和人身避免因雷电放电造成的危害。
GSM站点及设备位置较高,更需要防雷保护。
1.2 接地术语1.2.1 接地体(Earthing Body)埋入地下并直接与大地接触的导体(包括:垂直接地体、水平接地体、泄流板)。
1. 环形接地装置 (Earthing ring)围绕移动通信基站机房四周,按规定深度埋设于地下的封闭环形接地体(含水平接地体和垂直接地体 )。
2. 地网 (Earthing net)由水平接地体或由水平接地体和垂直接地体联合、按照一定要求组合的、周边封闭的网格状接地体。
1.2.2 接地引入线 (Earthing leadin)由接地体引出至接地排之间的连接线。
1.2.3 接地排 (Earthing Bar)引入到机房、电力室的各种接地线的公共接地母线(国内使用铜板接地排)。
1.2.4 设备地线 (Equipment Earthing Cable)通信设备与接地排之间的连线。
1.2.5 接地系统(Earthing System)接地线、接地排、接地引入线以及接地体的总称。
我们通常所说的接地系统,主要是指地下部分,包括接地体和接地引入线。
1.3 接地系统常用的材料1. 接地体(Earthing Body)水平接地体(Earthing Horizontal Bar):40×4mm镀锌扁钢,或 25×3mm 铜条,长度由需要定。
垂直接地体(Earthing Vertical Rod):50×50×5 mm镀锌角钢,长度一般为:2000—2500mm。
或Φ50×3.5mm镀锌钢管,长度一般为:2000—2500mm。
铁塔用的泄流板(Earthing Plate):1200×600×10mm镀锌钢板或600×600×6mm铜板2. 接地引入线(Earthing Leadin)40×4mm镀锌扁钢(我国用),长度由需要定。
或95mm2的铜导线(西方用),长度由需要定。
3. 接地排(Earthing Bar)一般采用截面不小于120mm2的铜排(常用、首选),或一段具有相同截面的镀锌扁钢4. 设备地线(Equipment Earthing Cable )保护接地线采用35—95mm2多股铜导线,推荐使用50mm2多股铜导线。
2. 接地体及其施工方法2.1 单根接地棒1. 组成只有一根垂直接地体(或叫接地棒)的系统。
2. 施工方法(1)挖一个90cm深的坑,将一根50×50×5× 2500mm的镀锌角钢(一端削尖),打入坑底土层,上端预留20cm,焊接接地引入线40×4mm镀锌扁钢,焊缝长度应为扁钢长边的两倍,焊接部位作防腐处理。
然后夯填90cm的土,即埋深为70cm。
(2)测试接地电阻。
3. 接地电阻计算:上式中:R——接地电阻(Ω)ρ——平均电阻率(Ω?cm)L——接地体的长度(cm)r——接地体的等效半径(cm)k——接地体面积与埋深关系的系数,在0.9—1.4之间取值单根接地棒的局限在于:地线棒的最大长度受限制。
使用单根地线棒不能满足设计要求时,必须改用以下办法。
2.2 多根垂直接地体1. 组成:由多根按一定间距布置的垂直接地体,与水平接地体联合按照一定要求组合而成。
2. 施工方法(1)排列方法:由于地形地物等原因,可能成直线、折线、弧线排列,但不回返、不闭合。
可近似为直线排列。
(2)施工方法:按预先设计的排列形状挖沟,沟深为90cm,将垂直接地体依次打入沟底土层中,上端裸露20cm以备焊接操作,垂直接地体的间距,为垂直接地体长度的1.5—2.5倍。
在垂直接地体上端10cm处,用水平接地体将它们焊接连通,焊接处涂沥青防蚀。
(3)在水平接地体的两端和中间,用40×4mm镀锌扁钢分别引出工作地、保护地和防雷地。
(4)直线型接地系统示意图(俯视图)(5)测试接地电阻。
3. 接地电阻计算:式中:Rn——n个垂直接地体的接地电阻(Ω)ρ——平均电阻率(Ω?cm)n——接地棒的数量R——单根接地棒的接地电阻(Ω)S——垂直接地体的间距(cm)4. 垂直接地体根数的粗略估算垂直接地体的间距为3m时,10根接地体的接地电阻Rn,相当于单根接地体电阻的20%;5根接地体的接地电阻Rn,相当于单根接地体接地电阻的30%。
不服从并联的关系,其原因是互阻的存在。
非直线排列的垂直接地体的接地电阻相对偏大。
2.3 环形接地体1. 组成:环形接地系统是由埋设在机房周围用40×4mm镀锌扁钢(或镀锡裸铜线)、以及与其连接的一组垂直接地体组成。
2. 施工方法:(1)环形接地体(水平)的埋深不小于70cm,距建筑物墙基不小于1,5m。
(2)在建筑物墙基1.5m以外挖沟,深90cm,每隔5m将一根垂直接地体打入沟底土层,上端裸露20cm以备焊接操作,用40×4mm镀锌扁钢将各垂直接地体上端10cm处焊接连通,水平接地体焊接成闭合环形体,注意不要拐死弯,最后将焊接处涂沥青保护。
(3)回填土、夯实、路面及环境恢复。
(4)分别从环形地网的水平接地体焊接引出三根40×4mm镀锌扁钢,作为工作地、保护地和防雷地的引入线,三处引出点的间隔不小于5m。
(5)测试接地电阻。
3. 接地电阻计算:环形接地体的接地电阻,比同样数量的直列式接地体的接地电阻值稍大。
其计算方法见下式:式中:R——接地电阻(欧)N——等距排列的垂直接地体的数量ρ——土壤电阻率(Ω?cm)L——垂直接地体长度(cm)r——垂直接地体等效半径(cm)扁钢的等效半径r= (b—扁钢的宽)等边角钢 r=0.84b (b—角钢的边宽)s——垂直接地体的间距(cm)4. 示意图(俯视图)(1)机房无基础钢筋时的环形地网,见图2如果一环的接地电阻达不到设计要求,可以在一环的外面增加一环,两环之间的距离应不小于垂接地体长度的1.5—2.5倍。
两环的垂直接地体的顶端也要用40×4mm镀锌扁钢焊接连通,焊接处用沥青保护。
(2)交换机房特别是大机房的基础钢筋(包括房柱钢筋)与环形地网连接示意图,见图3房柱和基础中至少有两根主钢筋焊接引出连接线至环形地网,基础在四个方向都要有这样的连接线,连接线也要采用40×4mm镀锌扁钢。
这样地网的接地电阻很容易做到1欧姆以下。
2.4 网格状接地体网格状接地体在使用中是有效的接地方法之一。
建筑物比如交换机房、铁塔基础中垂直交叉的钢筋,交叉点经过焊接或专用的强力夹子紧固後,可作为接地体的一部分。
在混凝土浇灌前,按要求焊接引出到专用地网的连接线,方法见2.3项的4,(2)条的内容。
利用铁塔基础钢筋作为接地体一部分的施工方法,见下图:铁塔基础地网引出的连接线,至少与基础地网中的两根主钢筋焊接。
铁塔基础地网以及之间的连接线的工作量,是整个基础工程量的一部分。
只有环形接地体以及到基础地网的连接线,才是铁塔地线的工作内容。
2.5 辐射水平接地线在实际应用中,地质情况很复杂,对于上面是土,下面是石头的土质情况,垂直接地体无法埋设;由于场地原因,单一水平接地体的长度又受到限制。
可以采用从中点向外埋设辐射水平接地线,以达到降低接地电阻的目的。
施工方法:从建筑物的四周向外辐射型挖沟,沟深50—70cm,普通土沟的沟长不小于3.6m。
沙砾土沟的沟长不小于7.2m,沟深50—70cm。
水平接地体采用40×4mm镀锌扁钢,辐射地线的末端还可连接一块尺寸为1200×600×10mm 的镀锌钢板作为泄流板。
水平接地体和镀锌钢板要焊接连通,焊缝长度不小于160mm,焊接部位涂沥青防腐。
水平接地体的长度不应大于30m。
为满足接地电阻的要求,可以敷设多根辐射水平接地体。
铁塔地线的连接方法:辐射水平接地线常用于铁塔的地线中,辐射的方向是从铁塔的四脚沿对角线向外辐射,并与塔脚有效连通。
见图五:2.6 网格+垂直接地体组合的接地系统1. 优点:(1)保证有一个稳定的接地电阻值,是一个行之有效的接地系统。
(2)垂直接地体能提供可靠的接地源,接地网可作为均衡地表故障电位的安全措施,以防在落雷时伤及工作人员及其它行人。
2. 组成:由方阵排列的垂直接地体和将它们顶端连接起来的水平接地体组合而成。
3. 施工方法:(1)按照3×3m的方格状挖沟,沟深90cm,将垂直接地体垂直打入交叉点的沟底土层中,上端裸露20cm以备焊接操作;(2)用40×4mm镀锌扁钢,将各垂直接地体上端10cm处焊接连通,组成四周闭合的不等边的网格状接地网,焊接部位涂沥青防蚀;(3)分别从地网的水平接地体焊接引出三根40×4mm镀锌扁钢,作为工作地、保护地和防雷地的引入线,三处引出点的间隔不小于5m,焊接部位涂沥青防蚀;(4)回土夯实、恢复地面环境(保证了垂直接地体顶端的埋深为70cm)。
(5)测试接地电阻。
4. 图示按照上图所示的施工方法制作的地线系统,比较容易满足接地电阻小于5欧姆的要求,在大地电阻率较高的土质中,比如沙砾土,上述做法再加上适量的降阻剂,也能满足要求。
也可以采用增加网格的办法降低接地电阻值。
2.7 多网联合1. 多网联合的条件有些局站,可能存在机房地网、铁塔地网和变压器地网,三种地网的间距不超过30米,就应该将三种地网连接起来,组成一个外面封闭的大地网。
2. 三网连接的方法两网之间至少有两处连接,并且注意使这种连接线组成一个外围圆滑的封闭环;如果两网相对的边比较长,还要增加两网之间的连接线。
移动通信基站应按均压、等电位的原理,将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。
站内各类接地线应从接地排或接地网上分别引入。
地网的组成如图7所示。
3. 当机房在铁塔的下面,电力变压器设在机房的底层时,可合用机房地网,或者说三者可合用一组符合要求的地网。
2.8 影响接地电阻的主要因素2.8.1 土壤的导电性不同土壤的导电性在很大的范围内变化,导致接地电阻的变化。
各种土壤的电阻率表:类别名称电阻率ρ的近似值(Ω·m)不同情况下的电阻率变化范围(Ω·m)较湿(一般地区、多雨区)较干(少雨区、沙漠区)地下水含盐、硷土陶粘土10 5~20 10~100 3~10 泥碳、泥灰岩、澡泽地20 10~30 50~300 3~30 捣粹的木炭40 ——————黑土、园田土、陶土、白垩土50 30~100 50~300 10~30 粘土60 30~100 50~300 10~30 沙质粘土100 30~300 80~1000 10~30 黄土200 100~200 250 30含沙粘土、沙土300 100~1000 1000以上30~100 河滩中的沙——300 ————煤——350 ————多石土壤400 ——————上层红色风化粘土、下层红色质岩500(30%湿度)——————2.8.2 土壤含水量的因素土壤含水量的变化将导致土壤电阻率的巨大变化,以砂粘土为例,土壤含水量为0时,电阻率ρ为10×106欧?米;土壤含水量为30%时,电阻率变为42欧?米。