4.6 重复接地场合与接地装置的选择方法
在在电气线路与电气设备中,为了保证人身与设备的安全,在很多情况下都需要进行重复接地。
4.6.1 重复接地的场合选择
在电气线路与电气设备中,采用重复接地的场合较多,下列情况下应重复接地,具体要求如下:
1.配线系统
①在采用塑料管配线的场合,在塑料管的外部应敷设截面积大于10mm2的钢线,并将该钢线与零线相连接后,再重复接地。
②在采用金属管配线的场合,要将金属管与零线相连接后,再重复接地。
2.引入线
电缆或架空线路被引入车间或建筑物之处,如果距离接地点大于50m,要将零线重复接地,或者在室内把零线与配电屏、控制屏的接地装置相连接。
3.大型生产车间的接地
大于大型生产车间的内部,一般应采用环形重复接地方式,零线和接地装置最少要有两点进行连接,也就是进线处设置一点,对角线最远点设置另一点。如果车间周边长度超过400m,则每隔200m还要有一个连接点。
4.低压线路的接地
①中性点直接接地的低压线路、架空线路的终端、分支线长度超过200m的分支处,以及沿线每隔1公里处,零线应重复接地。
②当高、低压线路同杆架设时,两端杆上的低压线路的零线要重复接地。
5.低压电缆的接地
对于没有零芯线或采用金属外皮作为零线的低压电缆,要进行重复接地。
4.6.2 重复接地的电阻值要求
在电气线路与电气设备中,每一个重复接地的接地电阻值,通常均不能超过10Ω。对于电源或电力变压器容量在100kVA以下者,每一个重复接地的接地电阻值可以小于30Ω,但最少要有三处进行重复接地。
4.6.3 接地装置截面积的选择
常见的接地装置中的零件主要有圆钢、扁钢,各种裸铜线、绝缘铜线、裸铝线、绝缘铝线等。
1.人工接地极的最小尺寸
常见接地装置中的接地极主要为圆钢、角钢与钢管等,这几种材料的人工接地极的最小尺寸数据如表4-5所列,供选用时参考。
表4-5 人工接地极的最小尺寸
2.接地线的最小尺寸
常见接地装置中的接地线主要为各种裸铜线、绝缘铜线、裸铝线、绝缘铝线等。
3.接地线与接零线的允许最小尺寸
根据机械强度并考虑防腐要求,接地线与接零线的允许最小尺寸如表4-6与表4-7所列。
表4-6 接地线的允许最小尺寸
表4-7 接零线(或接地线)的允许最小尺寸
4.移动式或携带式电气设备的接地线或接零线
对于移动式或携带式电气设备的接地线或接零线,通常应采用0.75~1.5mm2以上的多股铜线。也可参考表4-7所给的数据进行选择。
5.变压器外壳保护接地用的接地线材质和规格
对于变压器外壳保护接地用的接地线材质和规格数据可参考表4-8所列值选用。如果表中所列的最小截面积的接地线不能满足安全载流量的要求时,接地支线可按相应电源相线截面积的1/3进行选择,接地干线可按相应电源相线截面积的1/2进行选择。
表4-8 变压器外壳保护接地用的接地线材质和规格数据
4.6.4 接点引线和接地母线最小截面积的计算
接点引线和接地母线最小截面积,通常要根据其材质的热稳定度来确定,也就是必须保证在接地短路电流被切断之前,接地线不被烧坏。在已知接地短路电流与持续时间的情况下,接地线的最小截面积计算公式如下
式中 S——接地线的最小截面积,单位mm2;
I——流经接地线的最大短路电流稳定值,单位A;
C——与接地线材质有关的热稳定系数,钢材取70,铜取210,铅取120;
t——短路电流的持续时间,单位s。
如果计算出的接地线截面积小于表4-9所列的最小截面积,则应适当增大截面,然后再按上述公式进行校验,直到合格为止。
4.6.5 接地线的最小截面积
表4-9列出了接地线的最小截面积要求,供使用时参考。
表4-9 接地线的最小截面积数据
4.6.6 变电所与发电厂使用的携带型接地线截面的选择及计算
所谓携带型接地线,就是停电进行作业时,需要安装的接地线。对这类接地线的截面不得过小,但也不能选得过大。对于变电所、发电厂使用的携带型接地线的截面,可以根据以下公式计算
式中 S——携带型接地线的截面积,单位mm2;
IK——接地线可能经受的最大稳态短路电流,单位A;
t——对应于短路电流的故障点发生故障时,切除故障所需要的时间,单位s。该时间应取突然来电时相应保护元件动作断开电源所需要的总时间,也就是继电保护的整定时间与继电器保护装置和开关固有动作时间(一般取0.2s)两者之和。
在进行上述计算时,IK应取稳态三相短路电流值(验算三相短路接线部分)和取稳态单相短路电流或两相短路接地电流值中的较大值(验算接地引下线)。这些短路电流值均是指突然来电时,可能通过接地线的最大短路电流,也就是可能从几个方向流过悬挂点总的最大短路电流。
4.6.7 配电系统中零线截面的选择
在配电系统中,作为零线用导线的截面积将其连接方法,都有一定的要求,具体说明如下。
部颁(架空线路设计技术规程)中规定:三相四线制零线截面可选用较相线截面小的导线,但不宜小于相线截面的50%。根据实际运行经验,从安全并兼顾节约的观点考虑,零线的最大截面积与最小截面积必须满足如表4-10所列的基本要求。
表4-10 零线的最大截面积与最小截面积数据