1、低压配电系统中的接地系统低压配电系统中的接地系统 艾默生网络能源公司艾默生网络能源公司 低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计目录目录(一一)低压配电系统中的常见接地配置方式低压配电系统中的常见接地配置方式 (A)TN-S供电系统供电系统(三相五线制三相五线制)(B)TN-C供电系统供电系统(三相四线制三相四线制)(C)TN-C-S供电系统供电系统(三相四线半制三相四线半制)(D)TT 供电系统供电系统(直接接地方式直接接地方式)(E)IT 供电系统供电系统(高阻接地方式高阻接地方式)(二二)在信息网络机房中配置接地系统的必要性在信息网络机房中配置接地系统的必要性 (A)接地系统的调控功
2、能接地系统的调控功能 (B)接地系统中各关键的部件的调控功能接地系统中各关键的部件的调控功能 (C)机房内下列金属部件需采用接地或接零保护措施机房内下列金属部件需采用接地或接零保护措施:低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(三三)接地方式的分类接地方式的分类 (A)保护性接地保护性接地 (B)功能性接地功能性接地 (C)防雷接地防雷接地 (D)接地方式接地方式 (E)重复接地重复接地(四四)低压配电的接地系统的设计方案低压配电的接地系统的设计方案 (A)推荐的推荐的UPS 接接地地系统设计方案及常见的不正确的接系统设计方案及常见的不正确的接地方法地方法 (B)推荐的大楼接地施工设计方案
3、推荐的大楼接地施工设计方案 国家及行业标准国家及行业标准GB/T50314-2000 ”智能建筑设计标准智能建筑设计标准“GB50174-93 “电子计算机机房设计规范电子计算机机房设计规范”GB50169-92 “电气装置安装工程、接地装置施工电气装置安装工程、接地装置施工 及验收规范及验收规范“GB50054-95 “低压配电设计规范低压配电设计规范“GB50052-95 “供配电系统设计规范供配电系统设计规范”GB50057-94 “建筑防雷设计规范建筑防雷设计规范“GB50254-96、GB50355-96、GB50256-96、GB50257-96、GB50258-96、GB5025
4、9-96“电气装置安装工程、施工及电气装置安装工程、施工及 验收规范验收规范“GBJ 149-90 “电气装置安装工程、母线装置施电气装置安装工程、母线装置施 工及工及 验收规范验收规范“国家及行业标准国家及行业标准YD/T944-1998 “通信电源装置的防雷技术和测试方法通信电源装置的防雷技术和测试方法”YD/T5098-2001 “通信局通信局(站站)雷电过电压保护工程设计雷电过电压保护工程设计 规范规范“YD5079-99 “通信工程电源系统防雷技术规定通信工程电源系统防雷技术规定”YD/T1051-2000 “通信局通信局(站站)电源系统总技术要求电源系统总技术要求”YDJ26-89
5、 “通信局通信局(站站)接地设计暂行技术规定接地设计暂行技术规定”YD/T585-1999 “通信用配电设备通信用配电设备”GB/T14715-93 “信息技术设备用不间断电源通用技术信息技术设备用不间断电源通用技术 条件条件YD/T1095-2000 “通信用不间断电源通信用不间断电源-UPS”GB7260-87 “不间断电源设备不间断电源设备”YD/T502-2000 “通信专用柴油发电机组技术要求通信专用柴油发电机组技术要求”低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 在过去的低压配电的接地系统的设计在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和规范和标准中、虽然己
6、经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得络的数据安全的保护措施却显得”相对相对欠缺欠缺”。基于上述情况，当我们在处理。基于上述情况，当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。范。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 对信息网络时代的低压配电系统的接地系统对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和而言，它不仅
7、需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此据的安全性。为此,当我们在设计接地系统时，当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种不仅需要考虑各种“接地线接地线”的接地电阻。还的接地电阻。还需高度重视接地阻抗需高度重视接地阻抗;“地线地线”的实际布线方式的实际布线方式;用户对网络设备的日常管理和维护用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理是否合理“等因素。实践证明等因素。实践证明:设计合理的接地系统及正设计合理的接地系统及正确的布线施工艺是
8、确保网络设备获得高效、宽确的布线施工艺是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。带运行特性的前提条件之一。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(一一)低压配电系统中的低压配电系统中的常见接地配置方式常见接地配置方式信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(A)TN-S供电系统供电系统(三相五线制三相五线制)用户设备的金属外壳接用户设备的金属外壳接PE线线,正常工作时正常工作时,在在PE线上基本无线上基本无“电流电流”,外壳对地电压接近外壳对地电压接近于零于零.当发生故障时当发生故障时(例例:一相碰壳一相碰壳“短路短路”/严重漏电严重漏电),故障电流迅速增大故障
9、电流迅速增大,促使保护装置促使保护装置(熔断器熔断器/断路器断路器)快速地切断电源快速地切断电源.在运行中在运行中,严禁断开严禁断开N线线.L1L1 L2L2 L3L3 N N PEPE设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接地保护接地保护 负载电流PE,黄绿色黄绿色N,淡蓝色淡蓝色信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(B)TN-C供电系统供电系统(三相四线制三相四线制)N线与线与PE线合用线合用1条条PEN线线,当三相供电不平衡当三相供电不平衡/带带“整流滤波型整流滤波型”非线性负载时非线性负载时,有较大的电有较大的电流流过流流过PEN线线,并有可能导致用户设备的零并有
10、可能导致用户设备的零-地线电位增高地线电位增高.如选用有足够大截面积的电缆如选用有足够大截面积的电缆/保护保护装置时装置时,也比较安全也比较安全,费用较低费用较低.在在运行中运行中,严禁断开严禁断开PEN线线.L1L1 L2L2 L3L3 PENPEN 设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”N N接零保护接零保护负载电流信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(C)TN-C-S供电系统供电系统(三相四线半制三相四线半制)在用户负载的末端将在用户负载的末端将PEN线分开成相互独立的线分开成相互独立的PE线和线和N线线(从此之后从此之后,不允许将不允许将“分开后的分开后的PE线和
11、线和N线线”再连接在一起再连接在一起),其性能介于其性能介于TN-C和和TN-S保护接地系统之间保护接地系统之间.在运行中在运行中,严禁断开严禁断开PEN线线.L1L1 L2L2 L3L3 PENPEN PEPE设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接零保护接零保护设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”负载电流NN 淡蓝色淡蓝色黄绿色黄绿色信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(D)TT 供电系统供电系统(直接接地方式直接接地方式)将每台设备的金属外壳经各自的将每台设备的金属外壳经各自的PE线单独接地线单独接地/同共用同共用PE接地母线连在一起接地母线连在一起(当它们共用
12、一当它们共用一个接地保护装置时个接地保护装置时).其故障电流较小其故障电流较小,往往不足以使保护装置往往不足以使保护装置(熔断器熔断器/断路器断路器)动作动作.其安全性较其安全性较差差(在在TT供电系统中供电系统中,常需配置漏电保护器常需配置漏电保护器).在在运行中运行中,严禁断开严禁断开N线线.L1L1 L2L2 L3L3 PEPE 设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接地保护接地保护N,淡蓝色淡蓝色黄绿色黄绿色信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(E)IT 供电系统供电系统(高阻接地方式高阻接地方式)单相接地短路电流很小单相接地短路电流很小.当发生短路故障时当发生短
13、路故障时,保护装置不会动作、供电系统还可继续运行保护装置不会动作、供电系统还可继续运行,设设备的外壳不带电。为此，需要另外配置的绝缘监视仪备的外壳不带电。为此，需要另外配置的绝缘监视仪/接地故障报警装置接地故障报警装置,以通知值班人员以通知值班人员.它它常被用于当发生单相对地短路故障时、仍需供电系统继续向负载供电的场合。常被用于当发生单相对地短路故障时、仍需供电系统继续向负载供电的场合。L1L1 L2L2 L3L3 PEPEZ Z 设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接地保护接地保护黄绿色黄绿色低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(二二)在信息网络机房中在信息网络机房中配置接地系统
14、的必要性配置接地系统的必要性低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(A)接地系统的调控功能接地系统的调控功能(1)当用电设备因故发生当用电设备因故发生“短路短路”/漏电故障时，确保人身和漏电故障时，确保人身和设备的安全运行设备的安全运行;(2)增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保IT/电信电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性(EMC);(3)为为IT/电信电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有具有“低阻抗运行特性低阻抗运行特性”的参考电平的参考电平
15、(实现实现“等电位连等电位连接接”);(4)为为IT/电信电信/测试等关键设备提供静电测试等关键设备提供静电“泄放通道泄放通道”;(5)确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线零线对地线对地线”电压电压;(6)为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(B)接地系统中各关键的部件的调控功能接地系统中各关键的部件的调控功能 判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是:能否为各种干扰源能否为各种干扰源/“地电流地电
16、流”提供低阻抗型提供低阻抗型“泄放泄放通道通道”，以确保在各，以确保在各IT设备之间实现设备之间实现“等电位连等电位连接接”。接地系统的组成接地系统的组成:大地、接地体、接地引入线、大地、接地体、接地引入线、接地总干线、接地线、辅助接地总干线、接地线、辅助“等电位等电位“连接体连接体(“等等电位电位“连接网连接网/连接带连接带)。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(1)大地大地:由于直流电和各种频率的交流电在由于直流电和各种频率的交流电在“大地大地”中所产生的电位差很中所产生的电位差很 小，可以利用它将各种接地部件互相连接起来共同组成一个具有小，可以利用它将各种接地部件互相连接起来共
17、同组成一个具有“低阻低阻抗工作特性抗工作特性”的参考电平网络。在实际工作中，可把大地作为的参考电平网络。在实际工作中，可把大地作为“容电量容电量”无限大的无限大的“参考电位体参考电位体”来使用。来使用。(2)接地体接地体:来自供电系统和用电设备的各种来自供电系统和用电设备的各种“地线电流地线电流“经位于经位于”接地体接地体”中的各金属部件同大地形成的接触面而被汇入大地中的各金属部件同大地形成的接触面而被汇入大地,再经再经“地线电流地线电流“扩扩散和散和”均衡电位处理均衡电位处理”后，形成后，形成”零电位参考零电位参考”面面(典型值典型值20m)自然接地体自然接地体:“钢筋混凝土钢筋混凝土”地基
18、中的地基中的“环形钢筋网环形钢筋网(带带)”(优点是优点是:经济、经济、接地电阻小、典型值接地电阻小、典型值0.3m(现现行标准为行标准为0.1m);当接地体当接地体/引入线与电力电缆管线平行时，两者之间的引入线与电力电缆管线平行时，两者之间的距离距离0.6m(现行标准为现行标准为 0.3-0.35m);低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 常用的常用的“人工接地极人工接地极”材料材料:热锡或镀锌圆钢、扁钢、条钢或铜热锡或镀锌圆钢、扁钢、条钢或铜板板(水平水平敷设时敷设时);热锡或镀锌圆钢、角钢、钢管热锡或镀锌圆钢、角钢、钢管(垂直垂直敷设时敷设时)。为。为降低降低“屏蔽屏蔽”作用、在
19、组成多极作用、在组成多极“并联接地并联接地”环时、希望各接地环时、希望各接地极间距离极间距离/接地棒的长度接地棒的长度2)。钢质接地体和总接地引下线的最小尺寸钢质接地体和总接地引下线的最小尺寸(GB 50169-92)规格及尺寸地上部件(室外)地下部件(交流电路)地下部件(直流电路)圆钢直径(mm)直径8mm直径10mm直径12mm扁钢(截面mm2,厚度mm)截面100mm2,厚度4mm截面100mm2,厚度4mm截面100mm2,厚度6mm角钢(厚度mm)厚度2.5mm厚度4mm厚度6mm钢管管壁(厚度mm)厚度2.5mm厚度3.5mm厚度4.5mm 低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统
20、设计(3)接地总干线、辅助接地总干线、辅助“等电位等电位“连接体、接地线连接体、接地线:为使得大楼内分别位于不同楼层中的各种设备的地线获为使得大楼内分别位于不同楼层中的各种设备的地线获得优越的得优越的“等位电连接等位电连接”特性特性(典型值典型值:被被“等位电接地等位电接地”的各金属表面之间电位差的各金属表面之间电位差95mm2;直流配电屏到电话自动交换室直流配电屏到电话自动交换室/微波室微波室:95mm2;直流配电屏到总配线架直流配电屏到总配线架:50mm2;直流配电屏到测量室直流配电屏到测量室:25mm2;24V直流配电屏直流配电屏:25mm2;低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计
21、 *接地线接地线:在信息网络用机房中，它被用于各种设备的接地端在信息网络用机房中，它被用于各种设备的接地端同同“水平接地汇集干线水平接地汇集干线”之间的地线连接之间的地线连接:1)、根据最大工作电流选取截面积，不准使用裸线、根据最大工作电流选取截面积，不准使用裸线/扁钢扁钢，宜采用多股软铜线宜采用多股软铜线(“接零线接零线”可选用电力电缆可选用电力电缆);2)、每台设备的接地端宜用独立的接地线用同、每台设备的接地端宜用独立的接地线用同“水平汇水平汇集接地干线集接地干线”相连接相连接,不允许采用将多台设备的接地端不允许采用将多台设备的接地端“串联串联”起来的布线施工法起来的布线施工法;3)、不能
22、利用蛇皮管、金属网或电缆的金属护套来作为、不能利用蛇皮管、金属网或电缆的金属护套来作为接地线。接地线。4)、直流电源供电系统中的、直流电源供电系统中的“接零线接零线”和采用和采用“直流两直流两线制线制”正极接地工作方式的正极接地工作方式的”直流工作地线直流工作地线”应各自应各自引出独立的地线、两种地线之间的距离应引出独立的地线、两种地线之间的距离应1m。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(C)机房内的下列金属部件需采用接地或接机房内的下列金属部件需采用接地或接零保护措施零保护措施:IT设备设备,通信设备通信设备,测试仪器等关键设备的接地端测试仪器等关键设备的接地端;UPS,空调空调,
23、电机电机,变压器变压器,电力电缆的金属护套、接头盒、电力电缆的金属护套、接头盒、电缆终端头电缆终端头,电缆桥架，密封汇流母排的外壳、电缆套电缆桥架，密封汇流母排的外壳、电缆套管、管、电池架电池架、电热设备、机床的等的金属外壳、电热设备、机床的等的金属外壳/底座底座;水管、气管、钢筋混凝土结构中的钢筋、配电柜水管、气管、钢筋混凝土结构中的钢筋、配电柜(箱箱)、控制屏、操作台等的金属框架或底座控制屏、操作台等的金属框架或底座;控制电缆的金属护套控制电缆的金属护套/屏蔽外套、高频设备的屏蔽网。屏蔽外套、高频设备的屏蔽网。注意事项注意事项:在信息网络机房中，既不允许将计算机、在信息网络机房中，既不允许
24、将计算机、服务器的服务器的“直流工作地直流工作地”同同“交流工作地交流工作地”进行短接进行短接或混接。也不允许在上述或混接。也不允许在上述“直流工作地直流工作地”同交流供电同交流供电线路之间采用线路之间采用“近距离近距离”的平行布线施工法。的平行布线施工法。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(三三)接地方式的分类接地方式的分类 保护性接地保护性接地 确保人身和设备的安全性确保人身和设备的安全性 功能性接地功能性接地 提高用电设备的抗干扰性能、在提高用电设备的抗干扰性能、在IT设备之间实设备之间实 现现“等电位连接等电位连接”，以确保信息资源的安全运行。，以确保信息资源的安全运行。低压
25、配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(A)保护性接地保护性接地 目的目的:防止因防止因“人为操作人为操作”错误、火灾、错误、火灾、“短路短路”、设、设备绝缘损坏备绝缘损坏“漏电漏电”等等 所可能造成的人身伤害所可能造成的人身伤害/设备设备损坏故障发生。损坏故障发生。(1)交流工作接地交流工作接地(N线、中性线接地、零线接地线、中性线接地、零线接地,淡兰色淡兰色)在采用在采用TN和和TT制的制的380/220V供电系统中供电系统中,为防止为防止因因N线发生断线、接触不良或因采用不带线发生断线、接触不良或因采用不带“N线重叠线重叠切换功能切换功能”切换开关所造成的中性线切换开关所造成的中性线“
26、瞬间中断瞬间中断”所可能带来的故障隐患，应在输入变压器、变配电所可能带来的故障隐患，应在输入变压器、变配电室、大楼主配电柜处将中性线接地。室、大楼主配电柜处将中性线接地。当电力传输线路当电力传输线路50m时，应考虑采用重复接地。时，应考虑采用重复接地。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 对于信息网络机房对于信息网络机房/电信机房用供电系统而电信机房用供电系统而言，当正常工作时、流过言，当正常工作时、流过N线的电流是三相不线的电流是三相不平衡负载电流平衡负载电流+气体放电灯气体放电灯+由由IT设备、电信设设备、电信设备等非线性所带来的谐波电流的矢量和备等非线性所带来的谐波电流的矢量和;
27、(2)接零保护接零保护(电力设备电力设备):在中性点直接地的在中性点直接地的380/220V供电系统中、将电力设备的金属外壳供电系统中、将电力设备的金属外壳(例例:交流稳压器、交流稳压器、UPS、变压器等、变压器等)与零线相连与零线相连接接,流过流过”接零保护接零保护线线”的电流较大。的电流较大。(3)接地保护接地保护:将电力设备将电力设备/用电设备的金属外壳通用电设备的金属外壳通过独立的接地线来同大楼的接地装置相连。过独立的接地线来同大楼的接地装置相连。(4)防静电接地防静电接地:防静电接地装置可与防感应雷和防静电接地装置可与防感应雷和电气设备的接地装置共同设置。防静电接地线电气设备的接地装
28、置共同设置。防静电接地线宜单独与接地干线宜单独与接地干线/接地体相连接地体相连(当湿度当湿度30%时，时，静电电压可达静电电压可达1KV左右左右)。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 设置接零保护设置接零保护(电力设备电力设备)和接地保护和接地保护接地系统的目的接地系统的目的:对人身的安全、对设备对人身的安全、对设备的可靠运行和安全操作提供保护。的可靠运行和安全操作提供保护。*为确保人身安全、当发生短路为确保人身安全、当发生短路/漏电事故时，漏电事故时，应确保可能流过人体的电流值低于安全阀值以应确保可能流过人体的电流值低于安全阀值以下。下。*为确保设备运行安全、应确保电力供电系为确保
29、设备运行安全、应确保电力供电系统统/设备在可能遭到损坏或性能恶化之前，利设备在可能遭到损坏或性能恶化之前，利用断路器开关用断路器开关/熔断器及时地切断电源。熔断器及时地切断电源。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 (5)电流是造成人身伤害的主要因素电流是造成人身伤害的主要因素:流经人体的电流大小、持续时间和流经人体的途径。流经人体的电流大小、持续时间和流经人体的途径。有关国内外的有关国内外的50/60Hz电流对人身所可能造成的危害的统计资料显示电流对人身所可能造成的危害的统计资料显示:0.6-1.5 mA 时时,手感麻刺手感麻刺;5-7 mA 时时,肌肉痉挛肌肉痉挛;2050mA时时
30、,手麻痹、剧痛、呼吸困难，并不能摆脱电体手麻痹、剧痛、呼吸困难，并不能摆脱电体;50-80mA时时,心室颤动心室颤动/昏迷昏迷/死亡。死亡。一般将一般将30mA定义为可忍受的极限定义为可忍受的极限“安全电流安全电流“,将将50mA定义为的定义为的“危险电流危险电流“。在考虑安全用电时，人体的电阻按。在考虑安全用电时，人体的电阻按1K估计。按估计。按IEC479-1,GB50054-95IEC479-1,GB50054-95标准标准:人体的安全电压限值人体的安全电压限值UL为为:50V。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计为确保人身安全的常用保护措施为确保人身安全的常用保护措施:利用隔离
31、罩、防护屏、密封机柜等隔离保护措利用隔离罩、防护屏、密封机柜等隔离保护措施来防止人身触电施来防止人身触电:机柜门的防护等级机柜门的防护等级 IP2X(12.5mm,防人触电防人触电);机柜门的防护等级机柜门的防护等级 IP3X(2.5mm,防老鼠防老鼠);机柜顶部机柜顶部:IP4X(1mm);采用采用“安全电源安全电源”供电系统供电系统(GB3805-83标准标准):42V,36V,24V,12V,6V。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(6)接地线路故障的接地线路故障的“快速排除快速排除“当发生短路故障时、应迅速切断发生当发生短路故障时、应迅速切断发生故障的线路，故障的线路，从而达
32、到确保设备和人身安全、从而达到确保设备和人身安全、消除火灾隐患的目的。消除火灾隐患的目的。按按IEC 364-41标准标准:对采用对采用220V的的TN制供电系统制供电系统的的设备设备而言，为而言，为确保确保供电线路的热稳定性，应满足下述供电线路的热稳定性，应满足下述要求要求:对固定式设备供电的线路而言对固定式设备供电的线路而言,要求断路器开关要求断路器开关/熔断器熔断器的切断时间的切断时间5秒。秒。对手握式对手握式/移动式设备供电的线路而言移动式设备供电的线路而言,要求断路器开关要求断路器开关/熔断器的切断时间熔断器的切断时间0.4秒。秒。要求要求:Zs220V/Id;Zs220V/Id;I
33、d 和和Id:按按”反时限、过电流特性反时限、过电流特性“工作的工作的”断路器开关断路器开关“分别在分别在0.4秒秒和和5秒内断开时所需的最小电流秒内断开时所需的最小电流(实际工作中、这个工作电实际工作中、这个工作电流应流应 1.3倍倍”脱扣跳闸电流脱扣跳闸电流“)。Zs和和Zs:发生短路故障发生短路故障/过载故障时的故障线路的接地阻抗。过载故障时的故障线路的接地阻抗。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 当采用断路器开关作当采用断路器开关作“短路短路”保护时、要求保护时、要求接地系统的接地电阻尽可能地小，以便断路器接地系统的接地电阻尽可能地小，以便断路器开关能尽快地开关能尽快地“跳闸
34、跳闸“。切断切断“短路故障短路故障/过载故障过载故障”的接地线路的阻抗的接地线路的阻抗断路器开关断路器开关型号型号.切断时间切断时间5秒秒(UL=36V)切断时间切断时间5秒秒(U=220V)切断时间切断时间0.4秒秒(UL=36V)切断时间切断时间0.4秒秒(U=220V)S250微型开微型开关关,16A0.57 3.52 0.34 2.1 S125塑壳开塑壳开关关,R1000.09 0.56 0.056 0.34 低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 当采用熔断器作当采用熔断器作“短路短路”保护时、要求接地保护时、要求接地系统的接地电阻尽可能地小，以便熔断器开关系统的接地电阻尽可能
35、地小，以便熔断器开关能尽快地能尽快地“熔断熔断“。GB50054-95标准推荐的短路电流标准推荐的短路电流Id同熔丝额定电流同熔丝额定电流In的倍数的倍数熔断器额定电流熔断器额定电流In410A1263A80200A250500A短路电流短路电流Id/熔断器额定熔断器额定电流电流In(切断接地故障线切断接地故障线路的时间路的时间 5秒秒)的倍数的倍数4.5567熔断器额定电流熔断器额定电流In410A1232A4063A80200A短路电流短路电流Id/熔断器额定熔断器额定电流电流In(切断接地故障线切断接地故障线路的时间路的时间 0.4秒秒)的倍数的倍数891011低压配电的接地系统设计低压
36、配电的接地系统设计 为使得整个供电系统获得尽可能高的热稳定为使得整个供电系统获得尽可能高的热稳定性性(确保不会发生因确保不会发生因“短路短路”/过载而致使电缆的过载而致使电缆的绝缘保护层软化绝缘保护层软化/碳化碳化)，宜选用耐热性能较高的，宜选用耐热性能较高的电力电缆。电力电缆。电缆芯线的绝缘外套的耐热性能电缆芯线的绝缘外套的耐热性能电缆芯线的电缆芯线的绝缘材料绝缘材料聚氯乙烯聚氯乙烯普通橡胶普通橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶油浸纸油浸纸芯线允许的芯线允许的工作温度工作温度7070757590908080芯线允许的芯线允许的最高温度最高温度160160200200250250160160低压配电的接地系
37、统设计低压配电的接地系统设计电力电缆的命名电力电缆的命名芯线截面积mm2额定电压 KV外护层(铠装层)代号:内护层代号:芯线材料代号:芯线绝缘代号:低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(B)功能性接地功能性接地(1)直流工作地直流工作地:在电信企业的通信电源、电话通话线路中，将蓄电池在电信企业的通信电源、电话通话线路中，将蓄电池的正极接地，从而构成的正极接地，从而构成-48V通信电源供电系统。采通信电源供电系统。采用正极接地的优点是用正极接地的优点是:消除由于通信线路对地绝缘不良而产生的消除由于通信线路对地绝缘不良而产生的“串音串音”故障隐患故障隐患,提高通话质量提高通话质量(要求正极
38、接地电阻至少要要求正极接地电阻至少要20);消除由于通信线路的芯线因绝缘不良而产生消除由于通信线路的芯线因绝缘不良而产生“漏电漏电”时，所可能形成的时，所可能形成的“电蚀电蚀“现象。现象。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 在实际工作中，要求在实际工作中，要求“直流工作地直流工作地”和和“交流工交流工作地作地”必须单独分开布线。其原因是必须单独分开布线。其原因是:由于在由单相由于在由单相交流供电的交流供电的IT设备的交流工作地设备的交流工作地(N线线)上所产生的上所产生的“零线对地线电压零线对地线电压”中、包含有高达几十到几百毫中、包含有高达几十到几百毫伏数量级的伏数量级的“衡重噪音
39、衡重噪音”(它远大于它远大于信息产业部所规信息产业部所规定的定的 2mV“衡重噪音衡重噪音”的标淮的标淮)。因此，不允许在。因此，不允许在“直流地直流地”和和“交流地交流地”之间采用近距离的平行布之间采用近距离的平行布线施工法。线施工法。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 (2)信息网络设备信息网络设备(PC机、服务器、磁机、服务器、磁盘阵列、计算机系统等盘阵列、计算机系统等)的直流逻辑参考的直流逻辑参考地地:它包括模拟信号地它包括模拟信号地,数字信号地。数字信号地。为确保信息网络设置能获得高速、宽带、为确保信息网络设置能获得高速、宽带、大大“数据吞吐量数据吞吐量”处理能力等的优异运
40、行特性处理能力等的优异运行特性,要求我们在实施要求我们在实施“直流逻辑参考地直流逻辑参考地”施工时、施工时、高度注意下述事项，以便高度注意下述事项，以便使得位于同一局域网使得位于同一局域网中的各个中的各个IT设备都能获得尽可能洁净的设备都能获得尽可能洁净的”等电等电位接地位接地”工作特性工作特性(典型值典型值:各地线之间的电位各地线之间的电位差差15mV)：低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(a)增大增大PE线的截面积、降低接地阻抗线的截面积、降低接地阻抗:鉴于当今信息网络设备的工作频率巳大大提高及所鉴于当今信息网络设备的工作频率巳大大提高及所允许的允许的“干扰电压干扰电压”容限值已
41、大大下降的事实，当我容限值已大大下降的事实，当我们在确定直流工作接地线们在确定直流工作接地线(PE线线)的截面积时、不宜拘的截面积时、不宜拘泥于现有相关标准的规定。泥于现有相关标准的规定。按按GB50054-95标准保护地线的截面积的推荐值标准保护地线的截面积的推荐值相线截面积相线截面积(S)mm2接地线和保护线的截面积接地线和保护线的截面积(S)S 16mm2S=S16mm2 35mm2S=0.5S注注:PEN线的截面积至少线的截面积至少 10mm2低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 在国内外的在国内外的IDC机房设计中、机房设计中、PE线与线与相线截面积的比值有从相线截面积的比值
42、有从1:3向向1:1发展的趋发展的趋势。势。对大、中型机房来说，一般要求截面积对大、中型机房来说，一般要求截面积120mm2-240mm2，在小型机房中、要求截面积在小型机房中、要求截面积 50mm2低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(b)确保确保UPS供电系统具有尽可能低的供电系统具有尽可能低的“零线对地零线对地线电位线电位”(服务器要求至少服务器要求至少200KA;5%雷击浪涌的电流强度雷击浪涌的电流强度150KA;50%雷击浪涌的电流强度雷击浪涌的电流强度30KA;95%雷击浪涌的电流强度雷击浪涌的电流强度14KA;当雷击当雷击“电流脉冲电流脉冲”流过大楼钢筋的流过大楼钢筋的”
43、接地引下线接地引下线”系统时、可能对网络造成的危害系统时、可能对网络造成的危害:当大楼钢筋与网线之间的距离为当大楼钢筋与网线之间的距离为0.5m时，所可能带来的危害：时，所可能带来的危害：如果流过钢筋的如果流过钢筋的“雷击浪涌电流雷击浪涌电流”为为10KA左右时，就可能烧毁左右时，就可能烧毁同网线相连设备的同网线相连设备的RJ45接口接口;如果流过钢筋的如果流过钢筋的“雷击浪涌电流雷击浪涌电流”为为3KA左右时，就可能造成左右时，就可能造成100M的局域网产生的局域网产生“误码误码”。(电源资讯,2003年,N0.4,P27)高能高能“瞬态瞬态浪涌浪涌”从电力电缆串入时从电力电缆串入时所造成的
44、危害性所造成的危害性 o高能高能“瞬态瞬态浪涌浪涌”20KV 立即对用户的设备造成立即对用户的设备造成“灾难性灾难性”的损坏的损坏.o中等中等“瞬态瞬态浪涌浪涌”“瞬态瞬态浪涌浪涌”瞬态瞬态浪涌浪涌网络网络高高“误码率误码率”，高数据传输，高数据传输“丢包率丢包率”,高上网高上网“掉网率掉网率”.低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(1)建筑物的防建筑物的防“直接雷击直接雷击”的保护措施的保护措施:(1)在建筑物上沿屋脊、屋角、屋檐等在建筑物上沿屋脊、屋角、屋檐等“易受雷击易受雷击”处敷处敷设装设避雷针设装设避雷针/避雷网。这些避雷针避雷网。这些避雷针(高度高度2m)不仅需不仅需用用“
45、避雷带避雷带”互相连接。而且，宜在大楼的整个屋面互相连接。而且，宜在大楼的整个屋面上组成上组成10m*10m的等电位的等电位“防雷网格体防雷网格体”。(2)可利用金属管可利用金属管(厚度厚度4mm)、镀锌圆钢、镀锌圆钢(8mm)、镀、镀锌扁钢锌扁钢(48mm2,厚度厚度4mm)、镀锌钢绞线、镀锌钢绞线(30mm2)及及大楼的钢筋混凝土内的钢筋来作为大楼的钢筋混凝土内的钢筋来作为“引下线引下线”，外接，外接钢筋与楼内予留连接板之间的连接宜钢筋与楼内予留连接板之间的连接宜“焊接焊接”。(3)“引下线引下线”和接地装置构件内的钢筋之间宜采用焊接和接地装置构件内的钢筋之间宜采用焊接/绑扎连接方式。绑扎
46、连接方式。“引下线引下线”的数量至少应在的数量至少应在2根以上，根以上，“引下线引下线”之间的距离不宜大于之间的距离不宜大于24m。(4)防雷地的防雷地的“冲击接地电阻冲击接地电阻”10(典型值典型值5)。单根避雷针的保护范围：1.5h1.5hh0.75h0.5h45o45orxhahxh 避雷针高度；避雷针高度；hx 受保护物的高度；受保护物的高度；rx 在在hx高度处水平面上保护范围半径；高度处水平面上保护范围半径；ha 避雷针的有效高度（超出于受保护物的高度）。避雷针的有效高度（超出于受保护物的高度）。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设
47、计避雷针在不同高度所形成的保护半径避雷针在不同高度所形成的保护半径(1)避雷针在地面上所形成的保护半径避雷针在地面上所形成的保护半径:rx=1.5h;(2)避雷针在距地面避雷针在距地面hx高度上所形成的保护半径高度上所形成的保护半径rx:当当hx h/2时，时，rx=(h-hx)p=ha*P;当当hx h/2时，时，rx=(1.5h-2hx)p=ha*P;p是是:高度影响系数高度影响系数:*当高度当高度h 30m时，时，p=1;*当高度当高度 30m h120m120m时，时，p=5.5/h0.5;低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(2)建筑物的防建筑物的防“感应雷击感应雷击”的保护
48、措施的保护措施:(1)屋内的金属物体屋内的金属物体(设备、管道、电缆机架、构架设备、管道、电缆机架、构架)均应均应同大楼内的等电位同大楼内的等电位“接地装置接地装置”相连。相连。(2)根据根据“等电位保护等电位保护”原理，可利用建筑物的钢筋组原理，可利用建筑物的钢筋组成成“法拉第笼式法拉第笼式“等电位体等电位体,从而使得位于各层楼内从而使得位于各层楼内的人和设备上的各点的电位分布尽量可能地均匀。的人和设备上的各点的电位分布尽量可能地均匀。为达此目的，为达此目的，宜在每楼内敷设高品质的宜在每楼内敷设高品质的”均压环均压环”。(3)应将平行敷设的长金属物应将平行敷设的长金属物(管道、构架、电缆的金
49、属管道、构架、电缆的金属护套护套)每隔每隔20-30m用金属线连接起来。用金属线连接起来。(4)屋内的屋内的“防雷电感应防雷电感应”的接地干线同的接地干线同“接地装置接地装置”的连接点不应少于两处的连接点不应少于两处,可采用每层可采用每层/隔几层楼隔几层楼(例例:3层层)同钢筋连接一次的接地方式。其连接方式同钢筋连接一次的接地方式。其连接方式:接地板和接地板和镀锌螺栓、防松垫圈镀锌螺栓、防松垫圈/螺帽。螺帽。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计推荐的防雷接地装置的接地布线示意图推荐的防雷接地装置的接地布线示意图水平接地水平接地“均压均压环环”水平接地支线水平接地支线电气电气设备设备接地
50、体接地体垂直接地垂直接地总干线总干线水平接地总干线水平接地总干线防感应雷防感应雷接地总干线接地总干线管道管道低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(3)建筑物内的防建筑物内的防“雷击高能浪涌雷击高能浪涌”从输电从输电线路串入的保护措施线路串入的保护措施:(a)在进户电缆同架空线的连接处宜配置在进户电缆同架空线的连接处宜配置“阀型避雷器阀型避雷器”。避雷器、电缆的金属护套、绝绿缘子铁脚均应接地避雷器、电缆的金属护套、绝绿缘子铁脚均应接地,接接地冲击电阻地冲击电阻10 (典型值典型值5)。(b)宜采用带金属护套的电缆或穿金属管的电缆地埋方式宜采用带金属护套的电缆或穿金属管的电缆地埋方式将电力
