配电系统接地制式的分类
配电系统接地制式的分类,按配电系统和电气设备不同的接地组合进行。按照IEC(国际电工委员会)规定,接地制式一般由两个字母组成,必要时可加后续字母。因为IEC是以法文作为正式文件语言,因此所用的字母为相应法文文字的首字母。
相关规定如下:
一、前两个字母:
第一个字母表示电源接地点对地的关系。
其中:T--(法文Terre的首字母),表示电源接地点直接接地。
I--(法文Isolant的首字母),表示电源接地点不接地(包括所有带电部分与地隔离)或通过阻抗与大地相连。
第二个字母表示电气设备的外露导电部分与地的关系。
其中:T—表示独立于电源接地点的直接接地。
N--(法文Neutre的首字母),表示电气设备的外露导电部分直接与电源系统接地点或与该点引出的导体相连接。
二、后续字母:
后续字母表示中性线与保护线之间的关系。
其中:C--(法文Combinaison的首字母),表示中性线N与保护线PE合并为PEN线。
S--(法文separateur的首字母),表示中性线N与保护线PE分开。
C-S –-表示在电源侧为PEN线,从某点起,N线与PE线分开。
三、配电系统接地制式的具体分类:
根据以上的分类方法,配电系统按地制式可分为TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等。
在几个工业先进的国家内,完全按照IEC标准划分接地制式的国家有:德国电气工程师协会VDE规程,法国电工联合会UTE规程,英国电气工程师学会IEE规程,美国国家电气法规NEC和日本电气协会JEAC法规。
我国配电系统的接地制式已规定为与IEC标准等同。在我国建筑电气实际应用中,多采用TN-S 系统(即三相五线制)和TN-C-S系统。
什么是等电位联结 为什么要设置等电位联结
什么是等电位联结?
等电位联结的定义有以下几种:
美国国家电气法规对等电位联结所下的定义:将各金属体做永久的连接以形成导电通路,它应保证电气的连续导通性并将预期可能加于其上的电流安全导走。
《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94(2000年版)对等电位联结的定义:将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2004对等电位联结的定义:设备和外露可导电部分的电位基本相等的电气连接。
《低压配电设计规范》GB 50054-95对等电位联结的定义:使各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接。
上面的几种定义,都是强调将有可能带电伤人或物的设备外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接,以达到减少电位差,这种连接就是等电位联结。
国际上非常重视等电位联接的作用,它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用,都是十分必要的。可以说,等电位联结越可靠、质量越高,电气上越安全。
需要特别指出,等电位联结中的“联结”,不同于电气线路中各线路之间、线路与设备之间的电气“连接”,也就是说“联结”不同于“连接”。等电位“联结”是指为达到等电位目的而实施的导体连结,这些导体正常工作时不通电流,不带电位,仅在故障时才通电流。通常所说的“连接”,是指工作时有电流流动的导体“连接”。
在我国,配电系统中配电变压器低压侧中性点大多采用直接接地的方式,按配电系统和电气设备不同的接地组合,IEC(国际电工委员会)将接地型式分为TN-S、TN-C、TN-C-S、TT四种(若中性点不接地,还有一种IT系统)。本文仅讨论为什么要在TN系统中进行等电位联结的问题。在TN系统中,不论是PEN线(保护中性线)还是PE线(专用保护零线),在系统中都有一端点是与系统电源零点相连接的(变压器低压侧中心点直接接地后称为零点),即它们都是从变压器直接接地的中性点引来的,因此PE线、PEN线和N线在这个端点的电位是与零点的电位相等且等于零。
因配电系统的特点,TN系统中PE线将会传送电位,或者说PE线将窜电位。但RCD(漏电保护器)却无法检测PE线是否带电,也就是当PE线上有危险电位时,RCD无法起到保护作用。在高层建筑中,往往将高、低压配电柜及变压器一起置于地下设备层。高、低压配电柜的外壳、变压器的外壳以及有关金属构件均应实施保护接地;低压配电系统0.4/0.23kV电源测应设置工作接地。通常是以建筑物基础钢筋网焊接起来作为上述两种不同功能接地系统的共用接地装置。按规范规定,接地电阻值一般不大于4Ω(当智能建筑与建筑物强电系统共用接地系统时,综合接地电阻值要求小于1Ω)。在我国的10kV配电系统中,中性点是不接地的,即没有工作接地要求。在这种系统中,其电容电流一般不大于30A。但近年来由于城市电网多已电缆化,系统电容电流往往超过30A。在这样电网的高、低压变电室内,若高压配电柜外壳带电(带电导体碰壳),则外壳所带电压值为电容电流与接地电阻的乘积,其值可高达120V以上。这个危险电压,通过配电柜的金属外壳传至PE线或PEN线,PE线或PEN线又会将这个高电位窜送至建筑物的各层与其相连的电气设备的外露导电部分,这将对人身的安全构成极大威胁。由于RCD所检测的电流是带电导体所通过的运行电流,即检测L1、L2、L3各相线及N线导体中是否有剩余电流,而无法检测起保护作用功能的PE线是否带电位,因此RCD无法检测上述危险电压,保护失效。为解决这一矛盾,可采用国际电工委员会及国标《低压配电设计规范》GB 50054-95中规定的总等电位联结的方法来解决。
等电位联结是防电击危险的一项重要安全措施。等电位联结的主要目的,不在于(也不能)缩短保护电气的动作时间,而是使人所能触及的设备外露导电部分和装置外可导电部分之间的电位近似相等,也就是使接触电压降到安全值以下。这个安全值,在正常条件下为50V,在潮湿环境中为25V。对于特殊环境或特殊设备,国际电工委员会采用6V。
根据联结范围和内容的不同,等电位联结又可分为总等电位联结(MEB)及辅助等电位联结(LEB)。如有可能,辅助等电位联结最好形成环路。总等电位联结(主等电位联结)是在
建筑物内将保护干线、接地干线或总接地端子、建筑物内的公用管道(如水管等)和类似金属件以及可资利用的建筑物的金属构件、集中采暖管和空调系统相互连结,并将进入建筑物的这类金属部件及管道在建筑物内靠近入口处连接,使电位均衡,降低接触电压,并消除电源线路引入建筑物的危险电压(对于电信线路的金属保护管,在未征得电信部门同意时,不得连接)。
等电位联结中的“联结”,不同于电气线路中各线路之间、线路与设备之间的电气“连接”,也就是说“联结”不同于“连接”。等电位“联结”是指为达到等电位目的而实施的导体联结,这些导体正常工作时不通电流,不传递电位,仅在故障时才通电流。通常所说的“连接”,是指工作时有电流流动的导体“连接”。
建筑物内的总等电位联结必须与下列部位联结:
1、PE 、PEN干线;
2、电气装置接地极、接地干线;
3、建筑物内的水管、煤气管、采暖管和空调管道等金属管道;
4、条件许可的建筑物金属构件等导体;
5、规范JGJ/T16中第8.6.4.4条规定:总等电位联结还应包括钢筋混凝土基础。
6、类似电梯门、自动扶梯的金属扶梯及铁爬梯等大型的金属构件亦应纳入到等电位联结的范围。
附:等电位联结示意图