新聞主題	三相柴油發(fā)電機接地規范

 

導讀：接地有正常接地和非人為的故障接地之分。這里說(shuō)“接地”一般是指人為的正常接地。為滿(mǎn)足柴油發(fā)電機組電氣裝置和供電系統的工作特性和安全防護的要求，而將電氣裝置和供電系統的任何都分與土壤問(wèn)作良好的電氣連接，稱(chēng)為接地。接地按用途不同有工作接地和保護接地之分。

 

圖1 敞開(kāi)式柴油發(fā)電機組側視外形圖

圖2 敞開(kāi)式柴油發(fā)電機組后視外形圖

 

一、“地”和對地電壓

 

1、“地”

當柴油發(fā)電機組電氣裝置發(fā)生接地故障時(shí)，接地電流經(jīng)接地裝置向大地作半球形散開(kāi)。這一半球形面與接地體距離越遠，接地電流流散時(shí)產(chǎn)生的電壓降就越小，電位就越低。實(shí)驗證明，在離開(kāi)單根接地體或接地點(diǎn)20m以外的地方，該電位已不再變化，并趨于零。我們把這零電位的地方稱(chēng)為電氣上的“地”。

2、對地電壓

柴油發(fā)電機組電氣裝置發(fā)生接地故障時(shí)，接地設備的外殼、接地線(xiàn)、接地體等與零電位點(diǎn)之間的電位差，稱(chēng)為電氣裝置接地時(shí)的對地電壓。在電力系統中，對地電壓指柴油發(fā)電機組電氣裝置發(fā)生接地故障時(shí)，接地設備的外殼、接地線(xiàn)、接地體等與零電位點(diǎn)之間的電位差。通常將大地設為零電位點(diǎn)。

 

二、接地電流和接地短路電流

 

1、接地電流

凡從帶電體流入地下的電流即屬于接地電流，接地電流有正常接地電流和故障接地電流之分。由于故障而流入大地的電流。有大接地電流系統，小接地電流系統。
當中性點(diǎn)接地時(shí)，有一相火線(xiàn)接地，這時(shí)會(huì )產(chǎn)生很大的電流，如果是二相或三相火線(xiàn)接地，當然會(huì )產(chǎn)生更大的電流，這就是大電流接地系統；如果中性點(diǎn)不接地，當有一相火線(xiàn)接地時(shí)，這時(shí)的接地電流只是電容電流，因為構不成回路，所以接地電流很小，這是小電流接地系統。

2、接地短路電流

柴油發(fā)電機組運行中，相與相之間或相與地(或中性線(xiàn))之間發(fā)生非正常連接(即短路)時(shí)流過(guò)的電流。其值可遠遠大于額定電流，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機的短路電流最大瞬時(shí)值可達額定電流的10~15倍。大容量電力系統中，短路電流可達數萬(wàn)安。這會(huì )對電力系統的正常運行造成嚴重影響和后果。

系統一相接地可能導致系統發(fā)生短路，這時(shí)的接地電流叫做接地短路電流。在高壓系統中，接地短路電流可能很大。接地短路電流500A及以下的，稱(chēng)小接地短路電流系統；大于500A者，稱(chēng)大接地短路電流系統。

 

三、接地裝置

 

1、接地裝置的組成和功能

（1）組成

接地裝置是由接地體和接地導體（習慣叫接地線(xiàn)）組成的。

接地體也叫接地極，是與大地緊密接觸并與之形成電氣聯(lián)結的一個(gè)或一組可導電部件，一般由鋼管或角鐵制成。接地裝置的接地效果如何主要取決于接地極的結構設計和安裝。

接地導體是一種較特殊的PE導體，它的一端與接地極相連，另一端與主接地端子相連接。其一部分可能埋在地下，一部分敷設在地上。

接地裝置是為滿(mǎn)足柴油發(fā)電機組電氣系統及非電氣設施和建筑物等的工作特性和安全防護而設置的。承擔的功能不同，其標準的具體規定可能存在一定差異。

（2）功能

根據電氣和非電氣系統、設施等的工作特性和安全防護要求可以由不同的接地裝置完成如下接地功能：

a. 外露可導電部分的接地。

這種接地與自動(dòng)切斷供電的間接觸電防護的其他措施配合，完成間接觸電防護的功能。

b. 電力系統中性點(diǎn)的接地。

這種接地的目的是為完成柴油發(fā)電機組電氣系統的某種正常工作要求；當柴油發(fā)電機組電氣系統采用自動(dòng)切斷供電的間接觸電防護措施時(shí)，這種接地在故障情況下可能與上述接地配合形成故障電流回路，為自動(dòng)切斷電器的分斷提供條件。

c. 電氣的和非電氣的雷電防護接地功能。

d. 靜電防護接地功能。

e. 電磁輻射防護接地功能。

（3）規范

以下主要根據GB9089.2闡述用以完成上述a項功能的接地裝置的有關(guān)規定。這種規定也適用于上述b項功能。

如前所述，在自動(dòng)切斷供電防護中，不管是何種型式的接地系統，其外露可導電部分都必須通過(guò)PE導體與大地實(shí)行有效的電氣連接，以便在故障條件下形成故障電流回路，從這個(gè)意義上講，自動(dòng)切斷供電的觸電防護是依賴(lài)于外露可導電部分接地的防護。這就要求有相應的接地條件相配合。這個(gè)條件將由接地裝置來(lái)實(shí)現。

可以為滿(mǎn)足安全防護要求單獨裝設接地裝置，也可以為滿(mǎn)足安全防護和工作接地要求共設一套接地裝置。

典型的接地裝置示意圖3所示。實(shí)際上，接地裝置不一定包括圖4-4中所有部分。例如在交流電氣裝置中可心充分利用自然接地體做為接地極，可以利用其他金屬導體做為PE導體（必須滿(mǎn)足若干要求，后面將專(zhuān)門(mén)闡述）。

 

圖3  柴油發(fā)電機典型接地裝置

 

2、對接地裝置的一般要求

通常有下列幾點(diǎn)：

a.接地裝置的性能必須滿(mǎn)足電氣裝置及設備的安全防護和工作要求。例如應根據系統接地型式，工作環(huán)境條件等合理確定接地電阻值。

b.地裝置應無(wú)危險地承受接地故障電流和泄漏電流的作用，特別是由它們所引起的熱應力、熱機應力等影響。例如，根據這個(gè)原則，PE導體截面積的選擇必須考慮過(guò)電流和故障電流條件下的電熱效應。

c.接地裝置應足夠堅固?？梢钥紤]附設機械保護，以適應外部環(huán)境的影響。

d.接地裝置應長(cháng)期保持有效性。它包括了保持接地裝置的電氣連續性；因受外部影響，各部分阻抗的增大不能超出允許范圍。

e.接地裝置的金屬部分，特別是接地極等易受腐蝕部分應采用防腐措施。

3、保護導體的構成

PE導體可以由下列金屬物構成：

a.多芯電纜的芯線(xiàn)；

b.與帶電導體配置在同一外護物內的絕緣導體或裸導體；

c.單獨敷設的絕緣導體或裸導體；

d.電線(xiàn)電纜的金屬覆層，如護套，屏蔽層，鎧裝層；

e.導線(xiàn)的金屬導管或其他金屬外護物；

f.某些允許使用的金屬結構部件或裝置外可導電部分。

4、PE導體的使用

柴油發(fā)電機生產(chǎn)廠(chǎng)制造的成套設備的金屬外護物或金屬框架在用做保護導線(xiàn)（即PE導體）時(shí)應滿(mǎn)足如下條件：

a.其電氣連續性保證不受機械、化學(xué)或電化學(xué)的損蝕；

b.導電截面積能滿(mǎn)足對保護導體截面積的要求；

c.必須在每個(gè)預定的分接點(diǎn)上與其他PE導體進(jìn)行可靠的連接。

布線(xiàn)系統的金屬護套、導管、線(xiàn)槽等在滿(mǎn)足上述前兩個(gè)條件時(shí)也可用保護導體。

裝置處可導電部分在用做PE導體時(shí)應滿(mǎn)足如下條件：

d.其結構用裝設的連接點(diǎn)應保證電氣上的邊續性，并保證不會(huì )受到機械、化學(xué)或電化學(xué)的損蝕；

e.必須采取防止其移動(dòng)的措施；

f.它們事先已考慮用做PE導體，并且在必要時(shí)已進(jìn)行了結構上的改動(dòng)。

5、接觸電壓和跨步電壓

當柴油發(fā)電機組電氣裝置發(fā)生相線(xiàn)碰殼故障（或帶電導線(xiàn)斷落碰地）時(shí)，則有接地電流從接地體（或碰地處）四周流散，并在地面上呈現出不同的電位分布（見(jiàn)圖4中的電位曲線(xiàn)所示）。

 

圖4  對地電壓、接觸電壓和跨步電壓示意圖

 

當人接觸該故障設備外殼時(shí)，即有一電壓加于人體，這電壓由人的“接觸”而來(lái)，故名為接觸電壓Uc。Uc等于設備的對地電壓Ua（即人手接觸處的電位）與人腳站處的電位Uø之差，即

Uc＝Ud－Up

在上述故障的情況下，當人跨步于這種帶有不同電位的地面上時(shí)（如圖4-5），加于人兩腳之間的電位差，即叫跨步電壓Ub。

 

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