供配电——接地系统和接地装置

SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April 第五章

接地系统和接地装置

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一般规则

●符合一般的标准

●例如: 在欧洲一些国家中，TT 系统用于家庭及学校。●IT 系统用于个别的地区

●由于每种系统都有它的优缺点，故没有最佳系统。倘若遵照规则，它们都是非常良好的。没有超优的接地系统

●特别注意

●持续供电的重要性●维护人员的技能水平

●考虑某些负载的特性: 电动机对大电流很敏感，某些负载具有低的绝缘水平。●最后: 考虑将几种接地系统组合的可能性，用一台LV/LV 变压器可使接地系统适合于负载的需要

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S = 保护功能由一根与中性导体或接地导体相的导体提供C = 中性导体和保护功能组合在一根导体(PEN) 中

T T I

第1 个字母

第2 个字母

T N T

电源系统对地的关系:T = 一点直接接地

I = 所有带电部分与地隔离，或一点经阻抗接地装置的外露可导电部分与地的关系:T = 与地直接电气连接，于电源系统的任一接地点

N = 与电源系统的接地点直接电气连接（交流系统中，该点通常是中性点）

补充的字母

IEC 603 的定义

●系统接地的类型

TN 系统4

SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April 中性导体(N)保护导体(PE)

保护和中性线合一(PEN)

中性导体与保护导体的标注方法

●按照IEC 60617-11 字母的解释

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April L1L2L3N

PE 系统接地点外露可导电部分

L1L2L3

PE

外露可导电部分

系统接地点

不同的接地系统类型

●TT 系统：电源系统有一点直接接地，装置的外露可导电部分通过接地极接地，该接地极在电气上于电源系统的接地极

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April L1L2L3PEN

系统接地点

外露可导电部分

不同的接地系统类型

●TN-C 系统：

●在整个系统中，中性导体的和保护导体的功能组合在一根导体中

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April L1L2L3PE

系统接地点外露可导电部分L1L2L3PE

系统接地点

外露可导电部分

N 不同的接地系统类型

●TN-S 系统: 在整个系统中，使用一根的中性导体和保护导体

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April L1L2L3PE 系统接地点外露可导电部分

PEN

N

不同的接地系统类型

●TN-C-S 系统: 在系统的某一部分中，中性导体的和保护的功能组合在一根导体中

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1) 系统可以对地隔离

中性线可以以配出或不配出

L1L2L3系统接地点

外露可导电部分

PE

阻抗1)

L1L2L3

PE

阻抗1)

系统接地点外露可导电部分

N

不同的接地系统类型

●IT 系统：电源系统中所有带电部分与地隔离或者一点通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分或或集中地接地或与系统的接地点相连

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April 详见：IEC 603-4-442

MV/LV 变电所内的接地装置

●高压系统的接地故障能在低压设备上产生危险电压，低压用户(和变电所操作人员)通过下列措施能够防止这一危险:●高压接地故障电流的幅值

●减小变电所的接地电阻到可能的最低值

●在变电所及在用户的装置方面形成等电位的条件

●对接地及连接设备的接地装置需要仔细考虑，特别要重视当高压系统发生对地短路时低压用户的安全

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April 123N

LV

MV

TN(R)

A

123N

LV

MV

IT(R)

B

R S MV/LV 变电所内的接地装置

●情况A 及B

在这些情况中，对于Rs 无特定的电阻值

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●情况C 及D

Rs ≤

式中

Uw = 用户装置中低压设备的额定标称频率下的耐压Uo = 用户装置中相对中性点的电压Im = 高压接地故障电流最大值

Uw-Uo Im

即：U W ≥Im ×Rs +U 0

123N

LV

MV

TT(N)C

R S

123N

LV

MV

IT(N)

D

R S

MV/LV 变电所内的接地装置

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在E 及F 情况，低压保护导线(联结外露的可导电部分)

就变电所通过变电所接地极进行接地而言，因而只有变电所的低压设备会承受过电压。

123N

LV

MV

TT(S)

E

R N

R S

123N

LV

MV

IT(S)F

R N

R S

MV/LV 变电所内的接地装置

●情况E 及F Rs ≤

式中Uws = 在变电所内低压设备的额定标称频率下的耐压(因为这些设备的外露可导电部分通过Rs 接地)

U = 对于TT (s) 系统是变电所内相对中性点的电压，但是对于IT (s) 系统是相对相电压

Im = 高压接地故障电流的最大值

Uw-U Im

即：U W ≥Im ×Rs +U 14

SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April * 参见国标GB165.11-2001

说明

●R : 表示在变电所HV (高压) 及LV (低压)和用户设备上的外露可导电部分与变压器中性点一起均通过变电所的接地极系统接地。

●N : 表示在变电所的HV 及LV 外露可导电部分，与变压器中性点一起均通过变电所的接地极系统接地。

●S : 表示变压器的LV 中性点是在变电所接地极的影响区域以外单独接地。●Uw 和Uws : 通常由IEC 603-4-442 给定的值●Uo 是有关LV 系统额定相对中性点电压。

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April 接地装置

●建筑物的接地连接

●将建筑物的所有金属部分和电气设备的外露可导电部分均与接地极相连接，可防止任意可同时触及的两金属部分间出现危险电压

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April 接地装置

●不同型式的外露可导电部分和外部可导电部分

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SLIC-LVDI training –Chen Xiliang –2009 April I: 故障电流

t : 开断电器的动作时间，单位为秒:k : 系数取决于:

-导体材料-绝缘材料

-起始和最终温度

S PE ≥

I 2t K

保护线的截面积

●按照IEC 603-543.1.1 附加条款计算的截面积

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●保护线的截面积应按照IEC603-543.1.2 附加条款表54F 或IEC603-543.1.3 进行选择:

543.1.2 (表54F)

S ≤1616 < S ≤35S > 35

S 16S 2

装置的相导线截面积

S (mm 2)

相应保护线的最小截面积□

S PE (mm 2)

表54F 中的数值，只在保护线的材质与相线相同时才有效。否则，保护线截面的确定要使其得出的电导与表54F 所得的结果相当。

保护线的截面积

543.1.3

不是供电电缆或电缆外护物组成部分的每根保护线，在任何情况下，其截面都必须不小于以下值:

-有机械防护时2.5mm 2-无机械防护时4.0mm 2

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S LS

金属结构管道，管网，…)

M1

S PE1

S LS ≥

S PE 2

S LS

M1S PE1

M2S PE2

●在一外露可导电部分与一金属的结构之间的联结线

如果S PE1 ≤S PE2 则S LS ≥S PE1

* 对于有机械防护的联结线最小2.5mm 2对于无机械防护的联结线用与4mm 2铜等效的导线

保护线的截面积

●总等电位联结线(3-5-547-1.1)6mm 2≤SPE ≤25mm 2(Cu) ●辅助等电位联结线(3-5-547-1.2)●在两个外露可导电部分之间的联结线