电气装置接地

1、电气装置接地1接地分类电气装置接地涉及两个方面：一方面是电源功能接地，如电源系统接地，多指发电机组、电力变压器等中性点的接地，一般称为系统接地，或称系统工作接地或功能接地。另一方面是电气装置外露可导电部分接地，起保护作用，故习惯称为保护接地。电气装置功能接地与保护接地如图1-1所示。功能接地的主要作用：为大气或操作过电压提供对地泄放的回路，避免电气设备绝缘被击穿；提供接地故障回路，当发生接地故障时，产生较大的接地故障电流，迅速切断故障回路；降低电气设备和和输电线路的绝缘水平；中性点不接地系统，当发生接地故障时，虽能保证供电连续性，但非故障相对地电压升高1.73倍，系统中的设备及线路绝缘均较中性

2、点接地系统绝缘水平高，增加投资费用；中性点不接地系统，需大量安装绝缘监测装置。保护接地的主要作用：降低预期接触电压；提供工频或高频泄漏回路；为过电压保护装置提供安装回路；等电位联结。图1-1 电气装置功能接地与保护接地根据电气装置的要求，接地配置可以兼容或分别地承担保护和功能两种目的。对于保护的目的要求，始终应当予以优先地考虑。接地配置的设施的选择和安装应满足：接地电阻值符合电气装置的功能和保护要求，并预计长期有效；能承受接地故障电流和对地泄漏电流而无危险，特别是热的、热机械应力、电机械应力引起的危害；有足够的强度或有附加的机械保护，以适应所在场所的外界的影响；应采取措施，防止由于电腐蚀作用对

3、接地配置的设施和其它金属部分造成危害。【1】2 高压系统接地高压系统中性点接地可分为：中性点有效接地系统（大电流接地系统） (包括中性点直接接地系统或经低电阻接地系统) 。 中性点不接地或非有效接地系统（小电流接地系统） (包括中性点不接地系统、谐振接地系统、高电阻接地系统)。2.1 高压系统中性点不接地系统【57页】(1) 接地故障特点配电系统在正常运行时，三相基本平衡电压作用下，各相对地电容电流ICL1、ICL2 、ICL3相等，分别超前相电压90，ICL1ICL2ICL3UC，其ICL1ICL2ICL30，系统中性点与地有相同电位。L1相发生接地故障，忽略接地过渡电阻，视为金属性接地，1

4、0kV系统各支路的电容电流的流向如图图2-1所示：图2-1 10kV系统接地故障示意从高压系统接地故障示意图可以得出结论：a) 全系统所有非故障的各支路，故障相的电容电流均为零，非故障相均有电容电流；b) 在故障支路，故障相流过所有各支路的电容电流的总和；c) 故障支路的电容电流其方向由负载流向电源，非故障各支路的电容电流其方向由电源流向负载；d) 故障支路检测的零序电流为各非故障支路电容电流总和；e) 接地故障电流大小与接地故障点的位置无关，只与接地故障点的过渡电阻有关。高压系统接地故障，电压与电流相量关系如图2-2所示：图2-2 10kV系统接地故障相量图L1相发生接地故障，相当于在L1相

5、上加上U0UL1，L2相L3相也加上U0UL1，非故障相对地电压升高倍，其夹角由120变成60，合成的电容电流增大倍，接地故障电流为单相电容电流的3倍，Id3UC。(2) 优缺点a) 接地故障引起系统内部过电压可达3.5倍相电压，易使设备和线路绝缘被击穿。b) 中性点不接地系统发生单相接地故障时，接地故障电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧，实践证明，当接地故障电流大于30A时，一般形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁线路和可能引起多相相间短路。如果接地故障电流大于5A10A，但小于30A，则有可能形成间歇性电弧，这是由于电网中电感和电容形成了谐振回路所致。间歇性电弧容易引起弧光接地

6、过电压，从而危及整个电网的绝缘。如果接地故障电流在5A以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。油浸纸绝缘电力电缆达20A，聚乙烯绝缘电力电缆达15A，交联聚乙烯绝缘电力电缆达10A，接地故障电流引燃电弧则不能自熄，引起间歇性电弧，产生过电压易产生相间短路或火灾；c) 非故障相对地电压升高倍。系统内设备或电缆绝缘等级相应提高，例如，10kV电力电缆应选用8.7/10kV而不是6/10kV；无间隙氧化锌避雷器，提高持续运行电压数值或加串联保护间隙等；【2】d) 发生接地故障时，报警而不切断故障支路，保证供电的连续性；e) 接地故障在一段时间内存在，接地故障电压易使人遭受电击或引起火灾，如下图2-

7、3 所示。图2-3 高压接地故障电压传导到低压侧系统内发生接地故障时的接地故障电流Id与接地故障点位置无关，不能采用零序电流速断保护来实现保护的选择性，而应采用不同时限的零序电流保护来实现保护的选择性。机械式继电器延时时限：出线为0.5s；母联为1.0s；主进线为1.5s2.0s。采用电子式保护器延时时限选定为0.2s0.3s，整定值范围大且整定精确，建议采用电子式保护器作为零序电流保护。2.2 高压系统中性点谐振接地系统中性点谐振接地的电力系统, 采用消弧线圈，其实就是具有气隙铁芯的电抗器，它装在变压器或发电机中性点与地之间，如图2-4 a)所示。由于装设了消弧线圈，构成了另一回路，接地点接

8、地故障电流中增加了一个感性电流分量，它和装设消弧线圈前的容性电流分量相抵消，减小了接地点的电流，使电流易于自行熄灭，从而避免了由此引起的各种危害，提高了供电可靠性。 从图2-4 b)可看出，例如L1相接地时，中性点电压U0变为-UL1，消弧线圈在U0作用下产生电感电流IL(滞后于U090)，其数值为式中 U电网的相电压； Lar、Xar消弧线圈的电感和电抗。 a)示意图 b)相量图图2-4 中性点谐振接地的系统单相接地故障示意图和相量图中性点谐振接地，系统正常运行时，消弧线圈与系统相线对地的分布电容形成串联谐振回路，如图2-5所示。中性点位移电压U0为：式中 电网不对称度， 其中a为复数算子

9、， ，CL1、CL2、CL3分别为L1相、L2相、L3 相 对地分布电容，F。设CL1CL2CL33C； 补偿脱谐度， ； d电网阻尼度， ； U电网相电压，V； g电网每相对地漏电导,S； L消弧线圈补偿电感，H； gL消弧线圈有功损耗等效电导，S。图2-5中性点谐振接地系统正常运行时等效电路图2-6中性点谐振接地系统接地故障时等效电路中性点谐振接地系统发生接地故障时，消弧线圈与系统的分布电容组成并联谐振电路，如图2-6所示。补偿后的接地故障残余电流Id为：按消弧线圈对系统容性电流补偿大小可分为：a) ，称全补偿。b) ，称欠补偿；c) ，称过补偿。全补偿方式，接地故障残余电流Id最小，有利

10、接地故障点电弧自熄；但补偿脱谐度为零，系统中性点位移电压U0最大，当电网不对称度较大时，系统中性点有较高的电压，出现虚幻的接地现象。欠补偿方式，接地故障残余电流Id较大，接地故障点电弧自熄较困难。因故障或运行需要切除部分回路，易产生串联谐振过电压。在实际运行中，欠补偿方式不被采用。过补偿方式，接地故障残余电流Id较大，不利于接地故障点电弧自熄，但它不易产生串联谐振过电压。实际运行中，过补偿方式常被采用。系统在运行中，经常接通或切除部分回路，系统中分布电容电流有较大的变化，满足脱谐度的要求，消弧线圈的电感也相应改变，需人工改变消弧线圈的抽头位置，接地故障残余电流Id小于5A10A以下，系统出现谐

11、振过电压可能性降低，如图2-7所示。发生接地故障时，非故障相对地电压升高 倍。图2-7 高压消弧线圈接地系统电路谐振接地系统应满足： (1) 消弧线圈接地系统，在正常运行情况下，中性点的长时间电压位移不应超过系统标称相电压的15%。 (2) 消弧线圈接地系统故障点的残余电流不宜超过10A，必要时可将系统分区运行。消弧线圈宜采用过补偿运行方式。 (3) 消弧线圈的容量应根据系统510年的发展规划确定，并应按下式计算：式中：W消弧线圈的容量，kVA； IC接地电容电流，A； Un系统标称电压，kV。 (4) 系统中消弧线圈装设地点应符合下列要求： 1) 应保证系统在任何运行方式下，断开一、二回线路

12、时，大部分不致失去补偿。 2) 不宜将多台消弧线圈集中安装在系统中的一处。 3) 如变压器无中性点或中性点未引出，应装设专用接地变压器，其容量应与消弧线圈的容量相配合。当采用零序电流互感器时，首先要估算系统零序电流的大小，其估算方法如下：a）架空线的电容电流计算式中：Un电网的标称电压（单位:kV）； l线路长度 （单位:km）； IC接地电容电流(单位:A)。b) 电缆线的电容电流计算一般来讲，电缆要比同样长度的架空线的电容电流大25倍（三芯电缆）50倍（单芯电缆），在近似计算中可采用式中：Un电网的标称电压（单位:kV）； l线路长度 （单位:km）； IC接地电容电流(单位:A)。 上述

13、电容电流的计算值只能用于某些对准确度要求不很高的场合.通过上述估算,可知道系统的总的零序电流，然后进行电流互感器的选择，电流互感器选择的基本原则是：线路发生单相故障时，安装在该线路的零序电流电流互感器二次侧能提供大于10mA ,且小于800mA 的零序电流。零序电流的检测，架空出线是采用三相电流组成滤过器来检测零序电流，接线如图2-8所示；电缆出线是采用零序电流互感器，电缆穿过零序电流互感器内孔，电缆头的接地线务必穿过零序电流互感器后再接地，接线如图2-9所示。 图2-8 三相电流组成滤过器(架空线路) 图2-9 零序电流互感器(电缆线路)2.3 高压系统中性点低电阻接地系统根据接地故障电流大

14、小，划分低电阻或高电阻接地。当接地故障电流大于或等于100A而小于或等于1000A时，为低电阻接地方式；接地故障电流小于10A时，为高电阻接地方式。低电阻接地方式的接地故障电流一般情况下选择为300A800A，10kV系统低电阻接地方式接地电阻不同地区选择为10或16。中性点经低电阻接地方式，接地故障电流Id较大，切断故障回路时间内，有较大的接地故障电压Uf，低压系统接地型式为TN系统时，外露可导电部分与变压器低压中性点共用接地体，接地故障电压Uf传导到低压侧，易引起人身电击或火灾，如图2-10所示。低压系统接地型式为TT系统时，外露可导电部分与变压器低压中性点有相互独立的接地体，接地故障电压

15、Uf传导到低压侧，易引起工频过电压如图2-11所示。图2-10 高压系统的接地故障电压传导到TN系统内图2-11 高压系统的接地故障电压引起TT系统工频过电压高压系统中性点中性点经低电阻接地方式，系统内发生接地故障，立即切断故障电路，供电的连续性得不到保证。根据以上的所述，高压系统中性点不接地系统中，发生接地故障时的故障电压幅值不高，但存在时间很长。低压采用TN系统供电时，故障电压沿PEN线或PE线传导，采取总等电位联结措施降低预期接触电压。高压系统中性点经低电阻接地系统中，发生接地故障时的故障电压虽时间不长，但幅值很高。低压采用TN系统供电时，应采取以下措施：变电所内设置两组接地极；采用总等

16、电位联结措施；在总等电位联结范围外供电时，采用局部TT系统供电。【小女孩触电分析】2.4 高压系统中性点高电阻接地系统高压系统中性点经高电阻接地的接地故障等值电路，如图2-12所示。图2-12 中性点经高电阻接地接地故障等值电路若忽略电源的零序阻抗，则接地故障电流Id为：对于金属性接地故障，可认为 ，上式变为：取 ，则 高压系统中性点经高电阻接地系统，系统中容性电流达7.5A10A时，则接地故障电流Id为10.6A14.1A。接地电阻为4时，传导到低压侧接地故障电压Uf 为42.3V56.4V。因接地故障长期存在，供电的连续性得到保证，但高电阻接地系统仅适用于系统容性电流小于7.5A系统。举例

17、说明中性点经高电阻接地系统应用：1）发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时，宜采用高电阻接地方式。电阻器一般接在发电机中性点变压器的二次绕组上。接地电阻是通过接地变压器TV接入系统的，如图2-13 a)所示。U1为高压系统的相电压，I1 接地故障电流，选定为4A，接地变压器的容量STU1I1 （应考虑变压器容量的过载系数）。接地变压器付端电压U2选定为100V或220V，接地变压器付端电流I2U2/ U1I1，则RnU2 / I2。虽然Rn不到1，但归算到一次侧，则有数百，仍为中性点经高电阻接地系统。a)经接地变压器接地b)经接地电阻接接地图2-13 中性点经高电阻接地系统2）发电机单相接

18、地故障保护采用中性点经高电阻直接接地，如图2-13b)所示。由电流互感器检测单相接地故障电流，作用与报警或跳闸。中性点经高电阻接地系统中，安装绝缘监测装置。发生接地故障时，绝缘监测装置发出信号，运行管理人员找出接地故障回路，及时排除故障。高压系统中性点接地方式的比较见表2-1。表2-1 电网中性点各种接地方式的比较比较项目直接接地不 接 地谐振接地低电阻接地高电阻接地接地故障电流高，有时大于三相短路电流接地故障电容电流，低被中和抵销，最低一般控制在100A1000A大于接地故障电容电流接地故障时健全相上的工频电压小，与正常时一样，无变化大，长输电线产生高电压在故障点约等于线间电压，离开故障点时

19、会比线间电压大20%50%或更大异常过电压控制在2.8倍以下比不接地时略小，有时比线间电压大暂态弧光接地过电压可避免可能发生可避免可避免可避免操作过电压低高可控制低低暂态接地故障扩大为双重故障的可能转化为短路，小电容性电弧，大受抑制，中等转化为短路，小转化为受控制的故障电流，中等发生单相接地故障时对设备的损害可能严重可观避免减轻减轻变压器等设备的绝缘最低，有降低绝缘的可能，也可采用分级绝缘最高比不接地略低异常过电压控制在2.8倍以下，有降低绝缘的可能比不接地略低接地故障继电保护采用接地保护继电器，容易迅速消除故障采用接地继电器有困难，可采用微机信号装置自动消弧，但当出现永久性故障时，接入并联低

20、电阻进行选择性切断或采用微机信号装置采用接地保护继电器，容易迅速消除故障可能用小功率继电器进行选择性跳闸单相接地故障时电网的稳定性最低，但由于快速跳闸，可以提高高最高最低，但由于快速跳闸，可以提高高单相接地故障时的电磁感应最大，由于快速跳闸，故障持续时间短如不发展为不同地点的双重故障，就小小，但时间长快速跳闸，故障持续时间短中等，随中性点电阻加大，电磁感应变小正常时对通信线路的感应必须考虑3次谐波的感应中性点如电位偏移产生静电感应因串联谐振产生感应较大复式接地时比较小运行操作容易由于采用继电器有困难，有时很麻烦，采用微机信号装置可改善操作条件需要对应运行工况而变更分接头，还要注意串联谐振，可采

21、用自动调节分接头，可改善操作条件容易容易接近故障点时对生命的危险严重常拖延时间，较重较轻较重较重接地装置的费用最少，可装设普通接地闸刀开关少，当设置接地变压器时，多一些最多较少，需设置接地变压器、接地电阻箱等较多，中性点电阻器的价格相当高3 低压系统接地3.1 TT系统与TN-S系统应用在同一建筑物建筑物的底层或地下室部分，由城市公用电网供电，采用TT系统供电；而建筑物其它部分，属于业主自行管理，则采用TN-S系统供电。TT系统低压供电时，如图3-1所示。在一个建筑物内TT系统与TN-S系统供电，为了总等电位联结，保护接地在一个建筑物内只能有一个。当TT系统采用高压供电时，变压器低压侧的中性点

22、要独立接地，该接地配置应与保护接地配置绝缘，如图3-2所示。图3-1 TT系统低压供电与TN-S系统供电接地示意图图3-2 TT系统高压供电与TN-S系统供电接地示意图不在总等电位联结范围内同台变压器供电的采用TN、TT系统接地型式如图3-3所示。图3-3 同台变压器供电的采用TN、TT接地型式若在一个建筑物内同时采用TN、TT两种保护方式，应采用隔离变压器改变接地型式，即TN接地型式改变为TT接地型式，如图3-4所示，将隔离变压器付端中性点接地，并与总等电位联结的接地绝缘。图3-4 同台变压器供电的采用TN、TT、IT接地型式3.2 多电源系统接地3.3 特低电压用特低电压（ Extra-L

23、ow Voltage ）供电，是防电击措施之一。IEC将用特低电压分为三类，简述如下：(1) SELV ( Safety ELV )图3-5 SELV 电路图SELV 回路与地是绝缘的，如图3-5所示，PE导体带有故障电压Uf时，及发生接地故障时，其用电设备外露可导电部分对地电压均为零。不需要其它辅助措施，可满足防电击引起。(2) PELV ( Protective ELV )PELV 回路一根导体是接地的，用电设备外露可导电部分不接地，如图3-6所示：图3-6 PELV 电路图(用电设备外露可导电部分不接地)PE导体带有故障电压Uf时，用电设备外露可导电部分对地电压为零。既PE导体带有故障电

24、压Uf时，又发生用电设备接地故障，用电设备外露可导电部分对地电压为Uf与UELV相量和，用电设备务必布置在等电位联结有效范围内，以防止用电设备外露可导电部分对人身产生电击危险。PELV 回路用电设备外露可导电部分接地，如图3-7所示：图3-7 PELV 电路图(用电设备外露可导电部分接地)用电设备外露可导电部分对地有连接，PE导体带有故障电压Uf时，用电设备外露可导电部分对地电压为Uf。既PE导体带有故障电压Uf时，又发生用电设备接地故障，用电设备外露可导电部分对地电压为Uf与UELV/2相量和，用电设备务必布置在等电位联结有效范围内及保护电器切断电源，以防止用电设备外露可导电部分对人身产生电

25、击危险。(3) FELV ( Functional ELV )由于功能上的原因采用了特低电压，SELV 或 PELV 的所有要求不能满足时，或不需要 SELV 或 PELV 时，保证基本和故障两者兼有的防护，这种方法的组合称为 FELV，如图3-8所示：图3-8 FELV 电路图将 FELV 回路中的用电设备外露可导电部分与一次回路的PE导体连接；此时 FELV 回路中的带电导体不排除与该一次回路PE导体的连接，用电设备务必布置在等电位联结有效范围内及保护电器切断电源，以防止用电设备外露可导电部分对人身产生电击危险。【3】4 接触电压和跨步电压的计算电力设备发生接地故障时，接地故障电流流过接地

26、装置，由于土壤电阻的存在，电流自接地电极经周围土壤流散时，在大地表面形成分布电位，当人在电极附近走动时，人的两脚将处于大地表面的不同电位点上。两脚间的跨距T我国取0.8m，国外多用1m。地面上水平距离0.8 m 的人体两脚接触该两点时承受的电压，称为跨步电压。地面上距设备水平距离0.8 m 处与沿设备外壳垂直距离1.8 m 处两点间的人体接触该两点时所承受的电压，称为接触电压。图4-1和图4-2分别给出了人遭受接触电压和跨步电压作用的示意图，显然，当接触电压或跨步电压超过某一安全数值时就会导致人体的触电事故。由于不同形状和不同埋深的电极会有不同形状的地表电位分布，因此最大接触电压和最大跨步电压

27、，出现的位置将和电极的形式、尺寸以及埋深等因素有关，但一般均在电极附近。【5】图4-1 人体所遭受的接触电压 图4-2 人体所遭受的跨步电压为了计算人脚与土壤的接触电阻RF，将人脚用一半径r=0.08m的金属圆盘近似代替，如图4-3所示。图4-3 圆盘接地极（半空间）其接地电阻值为。同样由简图可得出接触电压的表达式由简图可得出跨步电压的表达式IEEE Std 80 2000 guide for safety in AC substation grounding电流持续时间t为0.03s3s，不发生心室纤维性颤动的电流IB，其给定人群的电击能量SB电击能量SB值为恒量，即SB=0.0135（对于

28、体重50kg的99.5%人群），SB=0.0246（对于体重70kg的99.5%人群）。人体电阻RT取1500时，其跨步电压和接触电压的允许值为将此值带入上述的跨步电压表达式将此值带入上述的接触电压表达式，最后得出对中性点不接地或非有效接地系统，取50V作为跨步电压和接触电压的允许值，则有，将此值带入上述的跨步电压和接触电压的表达式，可得出以上跨步电压与接触电压的计算公式与GB/T 50065-2011T 交流电气装置的接地设计规范相一致。4.2.2 确定发电厂和变电站接地网的型式和布置时，应符合下列要求:1 ll0kV及以上有效接地系统和他6kV35kV 低电阻接地系统发生单相接地或同点两相

29、接地时，发电厂和变电站接地网的接触电位差和跨步电位差不应超过由下列公式计算所得的数值:(4.2.2-1)(4.2.2-2)式中: Ut 一接触电位差允许值(V)；US一跨步电位差允许值(V) ；pS 一地表层的电阻率(m) ;CS一表层衰减系数，按本规范附录C 的规定确定;tS一接地故障电流持续时间，与接地装置热稳定校验的接地故障等效持续时间te 取相同值(s)。2 6kV66kV 不接地、谐振接地和高电阻接地的系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列公式计算所得的数值:(4.2.2-3)(4.2.2-4)3 接触电位差和跨步电位

30、差可按本规范附录D的规定计算。【4】人体电阻RT取1000时，其跨步电压和接触电压的允许值为将此值带入上述的跨步电压表达式加大地表土壤的电阻率可以增大人脚和土壤间的接触电阻，从而使跨步电压和接触电压得到降低。最常采用的加大地表土壤电阻率的措施是在地表铺一层厚度为3cm10cm的砾石或用沥青混凝土路面，因为砾石或沥青混凝土即使在下雨天仍能保持5000m的电阻率。铺设砾石或沥青混凝土后，人脚和地面间的接触电阻应按双层计算。计算式中设定条件：接地电阻值为；对于体重50kg的99.5%人群；人体电阻RT取1500；接触电压实为预期接触电压。5 接地电阻值GB/T 50065-2011 交流电气装置的接

31、地设计规范4.2.1 保护接地要求的发电厂和变电站接地网的接地电阻，应符合下列要求：1 有效接地系统和低电阻接地系统，应符合下列要求:1) 接地网的接地电阻宜符合下列公式的要求，且保护接地接至变电站接地网的站用变压器的低压侧应采用TN 系统，低压电气装置应采用(含建筑物钢筋的)保护总等电位联结系统:R2000/IG (4.2.1-1)式中:R一采用季节变化的最大接地电阻()；IG一计算用经接地网入地的最大接地故障不对称电流有效值(A) ，应按本规范附录B确定。IG应采用设计水平年系统最大运行方式下在接地网内、外发生接地故障时，经接地网流入地中并计及直流分量的最大接地故障电流有效值。对其计算时，

32、还应计算系统中各接地中性点间的故障电流分配，以及避雷线中分走的接地故障电流。2) 当接地网的接地电阻不符合本规范式(4.2.1-1)的要求时，可通过技术经济比较适当增大接地电阻。在符合本规范第4.3.3条的规定时，接地网地电位升高可提高至5kV 。必要时，经专门计算，且采取的措施可确保人身和设备安全可靠时，接地网地电位升高还可进一步提高。2 不接地、谐振接地和高电阻接地系统，应符合下列要求：1) 接地网的接地电阻应符合下列公式的要求，但不应大于4，且保护接地接至变电站接地网的站用变压器的低压侧电气装置，应采用(含建筑物钢筋的)保护总等电位联结系统：R120/Ig (4.2.1-2)式中:R一采

33、用季节变化的最大接地电阻()；Ig一计算用的接地网入地对称电流(A) 。6.1.1 工作于不接地、谐振接地和高电阻接地系统、向1kV及以下低压电气装置供电的高压配电电气装置，其保护接地的接地电阻应符合下式的要求，且不应大于4:R 50/I (6.1.1)式中:R一因季节变化的最大接地电阻()；I一计算用的单相接地故障电流；谐振接地系统为故障点残余电流(A)。JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范12.交流电气装置的接地应符合下列规定：当配电变压器高压侧工作于小电阻接地系统时，保护接地网的接地电阻应符合下式要求：2000 （12.1）式中考虑到季节变化的最大接地电阻（）；计算用的流经接地网

34、的入地短路电流（）。当配电变压器高压侧工作于不接地系统时，电气装置的接地电阻应符合下列要求：）高压与低压电气装置共用的接地网的接地电阻应符合下式要求，且不宜超过： 120 （12.）仅用于高压电气装置的接地网的接地电阻应符合下式要求，且不宜超过10： 250 （12.）式中考虑到季节变化的最大接地电阻（）；计算用的接地故障电流（）。在中性点经消弧线圈接地的电力网中，当接地网的接地电阻按本规范公式（12.）、（12.）计算时，接地故障电流应按下列规定取值：）对装有消弧线圈的变电所或电气装置的接地网，其计算电流应为接在同一接地网中同一电力网各消弧线圈额定电流总和的1.25倍；）对不装消弧线圈的变电

35、所或电气装置，计算电流应为电力网中断开最大一台消弧线圈时最大可能残余电流，并不得小于30。5.1 高压系统发生接地故障在低压系统引起工频过电压当低压系统接地型式为TT系统时，外露可导电部分与变压器低压中性点有相互独立的接地极，高压系统发生接地故障，接地故障电流IE流经外露可导电部分的接地电阻RA产生接地故障电压Uf，引起低压系统的工频过电压，如图5-1所示。接地故障电压Uf虽引起总等电位联结对地电位升高，但在总等电位联结作用范围内，不产生电击。图5-1 高压系统的接地故障引起TT系统工频过电压5.2高压系统发生接地故障在低压系统引起传导电压（EPR）当低压系统接地型式为TN系统时，外露可导电部

36、分与变压器低压中性点相互连接的接地极，高压系统发生接地故障，接地故障电流IE流经外露可导电部分的接地电阻RB产生接地故障电压Uf，建筑物内设置总等电位联接，TN系统内PE导体不传导接地故障电压Uf，如图5-2所示。当由建筑物内引出线路时，且未能设置总等电位联接，PE导体传导接地故障电压Uf，如图5-3所示。图5-2 高压系统的接地故障电压在TN系统内PE导体不传导（总等电位联接范围内）图5-3 高压系统的接地故障电压在TN系统内PE导体传导（总等电位联接范围外）GB 16895.10-2010 低压电气装置 第4-44部分：安全防护 电压骚扰和电磁骚扰防护442.2高压接地故障时低压系统的过电

37、压若变电站高压侧有接地故障，以下类型过电压将影响低压系统：工频故障电压（Uf）；工频应力电压（U1和U2）。表44.A1规定不同类型过电压相关计算方法。注1：表44.A1仅涉及有中性点的IT系统。无中性点的IT系统，公式宜相应地修正。图44.A1 变电所和低压装置可能对地的连接及故障时出现过电压的典型示意图若高、低压系统接地相互靠近，目前可采用以下两种措施：-所有的高压接地系统（RE）和低压接地系统（RB）相互连接；-高压接地系统（RE）和低压接地系统（RB）分隔。相互连接是常采用的方式。若低压系统完全处在高压系统接地所包围的区域内，高、低压系统接地应相互连接（见IEC 61936-1）。注2

38、：低压系统接地不同类型（TN，TT，IT）详见IEC 60364-1。表44.A1 低压系统内的工频应力电压和工频故障电压系统接地类型对地连接类型TTRE与RB连接RE与RB分隔TNRE与RB连接RE与RB分隔ITRE与Z连接RE与RA分隔RE与Z连接RE与RA互连RE与Z分隔RE与RA分隔 不需考虑。 见442.2.1第2段。 装置内有接地故障。注3：对U1和U2要求源出于低压设备耐暂时工频过电压的绝缘设计标准（可见表44.A2）。注4：在中性点与变电所接地装置连接的系统内，此暂时工频过电压也出现在建筑物外的外壳不接地的设备绝缘上。注5：在TT和TN系统中，所谓“连接”和“分隔”系指RE和R

39、B之间是否连接；对于IT系统，系指RE和Z之间和RE和RA之间是否连接。442.2.1工频故障电压幅值及持续时间低压装置的外露可导电部分与地之间出现故障电压Uf的幅值及持续时间（按表44.A1计算得出的值）不应超过故障电压持续时间对应图44.A2曲线上Uf的值。通常，低压系统的PEN导体为多点接地。在这种情况下，总并联接地电阻降低。对于多点接地的PEN导体，Uf按下式计算：442.2.2工频应力电压幅值及持续时间由于高压系统接地故障，根据表44.A1计算得出值的低压装置中的低压设备工频应力电压（U1和U2）的幅值与持续时间，应不超过表44.A2提出的要求。表44.A2 允许的工频应力电压高压系

40、统接地故障持续时间s低压装置中的设备允许的工频应力电压V55U0+250U0+1200注：对于无中性导体的系统，U0应是相对相的电压。注1：表中第1行数值适用于接地故障切断时间较长的高压系统，例如中性点绝缘和谐振接地的高压系统；表中第2行数值适用于接地故障切断时间较短的高压系统，例如中性点低阻抗接地的高压系统。两行数值是低压设备对于暂时工频过电压绝缘的相关设计准则，（见IEC60664-1）。注2：对于中性点与变电所接地装置连接的系统，此暂时工频过电压也出现在处于建筑物外的设备外壳不接地的绝缘上。图44.A2 变电所内高压侧发生接地故障时允许的故障电压值【6】注：图44.A2所示的曲线取自IE

41、C 61936-1。根据概率和统计的数据，该曲线表征仅当低压中性导体接地与变电所接地共用接地装置时的低发生率最不利情况。有关其它情况的导则在IEC 61936-1规定。接触电压限值50V。5.3 确定接地极阻值依据以上要求确定接地极阻值：1）高压中性点有效接地，低压TT系统：高压接地故障存续期内，接地故障电流IE流经外露可导电部分的接地电阻RA产生接地故障电压Uf1200V,则有 RA1200/IE,可限制接地故障电流IE，或降低接地电阻RA。高压系统中性点经低电阻接地，接地故障电流IE限值范围100A1000A，如限值取600A，RA为2。a）当低压系统发生接地故障时，采用剩余电流动作保护器

42、，动作时间要求RAIn50V 式中 RA一外露可导电部分的接地电阻和PE导体电阻之和, 。In一剩余电流动作保护器额定电流，A。剩余电流动作保护器额定电流应大于供电回路及用电设备固有漏泄电流3倍，固有漏泄电流可经计算或测量得到，未有详细数据时可按回路计算电流的1/2000估算。接地故障电流远高于剩余电流动作保护器额定电流，可按5In求出RA值及切断时间。b）采用过电流保护电器用于接地故障防护，TT系统保护要求 式中 故障回路的阻抗，；包括电源、电源至故障点的相导体、PE导体、接地导体、电气装置的接地极RA、电源的接地极RB的阻抗之和；能保证保护电器在规定时间内动作的电流，A；保护电器动作时间的

43、要求1s（32A配电回路）或0.2s(32 A的终端回路)。相导体对地标称电压，V。兼顾工频过电压限值和电击防护要求，取两者较小RA值、RB值。2）高压中性点不接地或非有效接地，低压TT系统：高压接地故障存续期内，接地故障电流IE流经外露可导电部分的接地电阻RA产生接地故障电压Uf250V,则有 RA250/IE，规范要求IE10A，RA25满足低压工频过电压要求。TT系统保护要求同1）相关部分。3）高压中性点有效接地，低压TN系统：引出低压线路在总等电位联结作用范围外，电击防护要求，允许接触电压值与接地故障保护电器动作时间见图44.A2。当接地故障保护电器固有动作时间为定值，只有限制接地故障

44、电流IE或接地极阻值RB，例如：动作时间为0.4s，查图1-5曲线，允许接触电压值为310V，在总等电位联结作用范围外，可认为允许接触电压值与接地故障电压值相近，10kV系统中性点低电阻接地，接地故障电流IE限值为600A，RB可为0.5。当低压发生接地故障时，TN系统保护要求 式中 故障回路的阻抗，它包括电源、相导体、PEN或PE导体的阻抗,； 能保证保护电器在规定时间内动作的电流，A；保护电器动作时间的要求5s（32A配电回路）或0.4s(32 A的终端回路)； 相对地标称电压，V。尽管TN系统PEN或PE导体多点接地，已不考虑接地极分流作用，接地极阻值高低已无意义。4）高压中性点不接地或

45、非有效接地，低压TN系统：高压接地故障存续期内，接地故障电流IE流经外露可导电部分的接地电阻RA产生接地故障电压Uf，引出低压线路在总等电位联结作用范围外，接触电压限值50V，规范要求IE10A, RB50V/10A=5。TN系统保护要求同3）相关部分。综上所述，确定变电站接地电阻值应考虑高压系统中性点对地情况（中性点有效接地和中性点不接地或非有效接地）及低压系统接地型式（常用TN、TT）组合：高压系统中性点有效接地a）低压为TT系统，应考虑工频过电压限值要求：电压限值1200V；TT系统保护要求：RAIn50V和。b）低压为TN系统，接地故障保护电器动作时间内，PEN（PE）导体对地电位升高

46、限值应小于按图44.A2确定接触电压限值。高压系统中性点不接地或不接地或非有效接地a）低压为TT系统，应考虑工频过电压限值要求：电压限值250V；TT系统保护要求：RAIn50V和。b）低压为TN系统，高压接地故障可存续2h，PEN（PE）导体对地电位升高限值50V。功能接地极与保护接地极的电阻值应按工频过电压限值和接触电压限值、低压系统接地故障自动切断电源要求及高压系统（中性点有效接地或不接地或非有效接地）与低压系统（TN或TT接地型式）组合确定不同值，规范中不宜规定为单一值。用户自行管理的变电站，高压系统中性点对地关系、低压系统接地型式均确定，可按上述要求确定接地极阻值。设计规范是设计人员

47、遵守的法规，工程设计中应符合其规定。6 等电位联结建筑物的低压电气装置应采用等电位联结以降低建筑物内电击电压和不同金属物体间的电位差；避免自建筑物外经电气线路和金属管道引入的故障电压的危害；减少保护电器动作不可靠带来的危险和有利于避免外界电磁场引起的干扰、改善装置的电磁兼容性。 按等电位联结的作用可分为保护等电位联结（如防间接接触电击的等电位联结或防雷的等电位联结）和功能等电位联结。按等电位联结的作用范围分为总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结。6.1 总等电位联结由于等电位作用，建筑物内的所有外露可导电部分和外界可导电部分都处于同一电压水平，不发生人身电击事故。图6-1为常用的TN-

48、C-S系统，在电源进线处PEN导体分成PE导体和N导体(N导体从此处开始与PE导体绝缘)，未安装总等电位联结,如果设备发生接地故障，忽略接地故障点的阻抗，RA与RB串联后再与RPEN并联，RA+RBRPEN；人体阻抗Zh与鞋袜和地板电阻Rp串联后再与RPE并联，Zh+RpRPE，接地故障电流IE流经相导体和PE导体、PEN导体，返回变压器低压绕组，预期接触电压仅为总等电位联接范围内的PE导体的电压降，消除总等电位联接范围外PEN导体的电压降。图6-1 TN系统等电位联结作用6.2 辅助等电位联结辅助等电位联结则是在伸臂范围内有可能出现危险电位差的可同时接触的电气设备之间或电气设备与外界可导电部

49、分(如金属管道、金属结构件)之间直接用导体作联结。6.3 局部等电位联接配电箱既配出32 A 终端回路又配出32 A 配电回路，此配电箱处应做局部等电位联接，降低故障存续期间内的接触电压，防止产生对人身电击危险。如图6-2所示，如果发生32A设备接地故障，接地故障电流IE则为图6-2 TN系统未有局部等电位联结 （3-1） 式中 IE接地故障电流，A； RT变压器零序电阻，； RL相导体电阻，； RPENPEN导体电阻，； RPE1进线配电箱至终端配电箱PE导体等值电阻，； RPE2固定式设备至配电箱PE导体等值电阻，； U0相导体对地的标称电压，V。32A供电回路设备的预期接触电压UT1为

50、（3-2）式中 UT1-32A供电回路设备的接触电压，V；IE接地故障电流，A； RPE1进线配电箱至终端配电箱PE导体等值电阻，。电源系统接地的电阻值RB与保护导体接地电阻值RA之和远远大于PEN导体阻抗ZPEN，故在以上的接地故障电流的计算中，忽略了接地极的分流。采用如图6-3所示的局部等电位联结时，其接地故障电流为图6-3 TN系统有局部等电位联结 （3-3）式中 IE接地故障电流，A； RT变压器零序电阻，； RL各相导体电阻之和，； RPENPEN导体电阻，； RPE1进线配电箱至终端配电箱PE导体电阻，； RPE2固定式设备至配电箱PE导体电阻，； RPE与ZPE1并联回路导体电阻

51、，；U0相导体对地的标称电压，V。接地故障电流IE的分流IE2为 （3-4）式中 IE2流过局部等电位联接接地故障电流，AIE接地故障电流，A； RPE1进线配电箱至终端配电箱PE导体电阻，； RPE与ZPE1并联回路导体阻抗电阻，；。32A供电回路设备的预期接触电压UT2为 （3-5）式中 UT2设置局部等电位联接后32A供电回路设备的接触电压，V；IE2流过局部等电位联接接地故障电流，A；RPE3局部等电位联接端子至终端配电箱辅助等电位联接导体电阻，；RPE4局部等电位联接端子至混凝土内钢筋辅助等电位联接导体电阻，。通过UT1与UT2的比较可发现，局部等电位联结消除自总等电位联结后沿PE导

52、体的危险故障电压，即使保护电器切断时间超过5s，32A供电回路设备的预期接触电压UT2仅为接地故障电流的分流IE2在RPE3和RPE4的电压降，RPE3和RPE4的值甚小，不致于发生电击事故。6.4 等电位联接导体等电位联结导体的截面见表6-1。表6-1 保护等电位联结导体的截面类别取值总等电位联结导体局部等电位联结导体辅助等电位联结导体一般值不小于进线的最大PE/PEN导体截面积的1/2其电导不小于局部场所进线最大PE导体截面积1/2的导体所具有的电导两电气设备外露导电部分间其电导不小于接至两设备外露可导电部分的较小的PE导体的电导电气设备外露导电部分与外部可导电部分间其电导不小于相应PE导体截面积1/2的导体所具有的电导最小值铜导体6mm2单独敷设时单独敷设时有机械保护时铜导体2.5mm2或铝导体16mm2 有机械保护时铜导体2.5mm2或铝导体16mm2铝导体16mm2无机械保护时铜导体4mm2或铝导体16mm2无机械保护时铜导体4mm2或铝导体16mm2