工业工建接地.doc

工业建筑的接地 章长东 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 工业建筑包括变配电所、自备发电站、生产和辅助车间以及电子计算机房等。这里讨论这些建筑物内电气设备及在一个建筑物内系统的接地问题。 一、变配电所 变配电所内主要电气设备施变压器、电压互感器、电流互感器和配电设备等，此外还有进线电缆、架空线、避雷针或避雷线等。如何使其组成一个合理的接地系统，是一个必须解决的问题。目前国内工业企业的变配电所，大部分在110kV及以下，现仅就在这个范围内的变配电所的接地问题予以说明。 (一)变压器 l．变压器的接地要求 按系统的接地方式决定。当变压器需要接地时，如为星形接线，则将其中性点直接接地或经接地设备接地；如为三角形接线，则根据系统要求，将三角形接线中的一点接地，也可经接地设备接地，如图1所示。 变压器的接地除根据系统要求设置外，当高压系统发生接地故障时，还应保证低压系统中人身和设备安全。因为低压用电设备往往为不熟悉电气的人员所接触，而且低压用电设备的绝缘相对高压设备来得薄弱些，因此应特别予以重视。当变压器高压侧发生接地短路故障时，流经变压器外露导电部分的接地极的故障电流引起变压器外露导电部分对地电压的升高，其幅值取决于变压器外露导电部分的接地极电阻和故障电流的幅值；而故障电流的幅值取决于故障回路的阻抗，故障回路的阻抗又与高压中性点如何接地有关。当高压侧为有效接地时，对地电压的升高可达数千伏，将引起低压系统中接地线和设备外露导电部分对地电位的升高，可能导致低压设备损坏，甚至危及人身安全。因为高压系统中为防止瞬时误动作而带有选择性的延时装置，排除故障的时间要比低压系统所需的时间长，因此当高压侧接地故障时，在低压系统的外露导电部分上存在的故障电压和相应的接触电压的总持续时间可能超过低压设备所允许的规定值时，将导致电击危险；由高压系统接地故障引起的施加在低压设备绝缘层的电压，也可能击穿其绝缘层而造成毁坏，影响电器安全。为了保证在高压侧接地故障不致在低压侧发生事故，必须满足以下条件： (1)由高压系统接地故障引起的故障电压或接触电压的幅值和持续时间不应超过图2中曲线的数值。 (2)由高压系统接地故障引起的施加在低压系统电气设备绝缘层的电压（简称施加电压）的幅值和持续时间不应超过表1中所列数值，表中的UN为低压系统相线对地的标称电压。 2．高压系统联合接地的措施 为了说明方便起见，令低压系统的相电压为U0，线电压为U，低压侧中型点附加的阻抗为Z。当高压系统接地故障时，高压系统流经变压器的外露导电部分的接地极的故障电流为Im，低压系统外露导电部分对地故障电压为Uf，变压器上的施加电压为U１，用户侧低压设备上的施加电压为U２，变压器外露导电部分的接地极的接地电阻为R，按不同接地制式进行以下分析。 (1)TN系统　如图3(a)所示，当变压器的外露导电部分与低压系统中性点合用一个接地电阻R时，则在低压设备上的故障电压Uf＝RIm，它的持续时间不能大于图2中故障电压曲线的相应数值。当变压器外露导电部分与低压系统中性点分开采用接地电阻R及RB接地时，如图3(b)所示，则变压器上所能耐受的施加电压为U１＝RIm＋U0，此时其切断时间必须满足表1的要求。 (2)TT系统　如图4(a) 所示，当变压器的外露导电部分与低压系统中性点合用一个接地极，如用户侧低压设备上能在施加电压U２＝RIm＋U0下按表1所列的时间切断，则是安全的。当变压器外露导电部分与低压系统中性点分开采用接地电阻R及RB接地时，情况与TN系统中采用分开接地的情况相同。 (2)IT系统　IT系统变压器的接地装置配置如图5～11所示，由图分析，可得以下结论。 ①如果故障电压RIm在图2中给出的时间内切断，则允许用户侧电压电气设备外露导电部分与的接地极相连（见图5、10、11）。 如果不能满足这个条件，低压侧的低压电气设备外露导电部分必须与变压器外露导电部分接地极无关的独立接地极相连。 ②当用户侧电压设备外露导电部分与变压器分开接地，且低压侧的低压电气设备能符合表1所给出的施加电压和切断时间的关系时，低压系统中性线如有阻抗，该中性线阻抗可与变压器外露导电部分的接地极连接（见图6）。 如果不能满足这个条件，中性线阻抗必须独立接地（见图7和9），此时还应满足表1的要求。 ③当用户侧外露导电部分和中性线阻抗（如果有的话）与变压器接地极分开接地时（见图7～9），施加电压RIm＋U0必须按表1所示时间内切断。 如果在IT系统中考虑低压系统发生第一次故障的情况，其各种可能接地装置的配置在高压故障时所引起的U１、U２、Uf见图5(b)～11(b)，U１、U２及Uf分别必须满足表1及图2的要求。 3．常用接地制式中变压器接地的分析 我国目前的10(6)kV供电系统常用不接