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低压配电的接地系统.pptx
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1、低压配电系统中的接地系统低压配电系统中的接地系统 艾默生网络能源公司艾默生网络能源公司 低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计目录目录(一一)低压配电系统中的常见接地配置方式低压配电系统中的常见接地配置方式 (A)TN-S供电系统供电系统(三相五线制三相五线制)(B)TN-C供电系统供电系统(三相四线制三相四线制)(C)TN-C-S供电系统供电系统(三相四线半制三相四线半制)(D)TT 供电系统供电系统(直接接地方式直接接地方式)(E)IT 供电系统供电系统(高阻接地方式高阻接地方式)(二二)在信息网络机房中配置接地系统的必要性在信息网络机房中配置接地系统的必要性 (A)接地系统的调控功
2、能接地系统的调控功能 (B)接地系统中各关键的部件的调控功能接地系统中各关键的部件的调控功能 (C)机房内下列金属部件需采用接地或接零保护措施机房内下列金属部件需采用接地或接零保护措施:低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(三三)接地方式的分类接地方式的分类 (A)保护性接地保护性接地 (B)功能性接地功能性接地 (C)防雷接地防雷接地 (D)接地方式接地方式 (E)重复接地重复接地(四四)低压配电的接地系统的设计方案低压配电的接地系统的设计方案 (A)推荐的推荐的UPS 接接地地系统设计方案及常见的不正确的接系统设计方案及常见的不正确的接地方法地方法 (B)推荐的大楼接地施工设计方案
3、推荐的大楼接地施工设计方案 国家及行业标准国家及行业标准GB/T50314-2000 ”智能建筑设计标准智能建筑设计标准“GB50174-93 “电子计算机机房设计规范电子计算机机房设计规范”GB50169-92 “电气装置安装工程、接地装置施工电气装置安装工程、接地装置施工 及验收规范及验收规范“GB50054-95 “低压配电设计规范低压配电设计规范“GB50052-95 “供配电系统设计规范供配电系统设计规范”GB50057-94 “建筑防雷设计规范建筑防雷设计规范“GB50254-96、GB50355-96、GB50256-96、GB50257-96、GB50258-96、GB5025
4、9-96“电气装置安装工程、施工及电气装置安装工程、施工及 验收规范验收规范“GBJ 149-90 “电气装置安装工程、母线装置施电气装置安装工程、母线装置施 工及工及 验收规范验收规范“国家及行业标准国家及行业标准YD/T944-1998 “通信电源装置的防雷技术和测试方法通信电源装置的防雷技术和测试方法”YD/T5098-2001 “通信局通信局(站站)雷电过电压保护工程设计雷电过电压保护工程设计 规范规范“YD5079-99 “通信工程电源系统防雷技术规定通信工程电源系统防雷技术规定”YD/T1051-2000 “通信局通信局(站站)电源系统总技术要求电源系统总技术要求”YDJ26-89
5、 “通信局通信局(站站)接地设计暂行技术规定接地设计暂行技术规定”YD/T585-1999 “通信用配电设备通信用配电设备”GB/T14715-93 “信息技术设备用不间断电源通用技术信息技术设备用不间断电源通用技术 条件条件YD/T1095-2000 “通信用不间断电源通信用不间断电源-UPS”GB7260-87 “不间断电源设备不间断电源设备”YD/T502-2000 “通信专用柴油发电机组技术要求通信专用柴油发电机组技术要求”低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 在过去的低压配电的接地系统的设计在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和规范和标准中、虽然己
6、经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而,对于确保信息网效的保护方案。然而,对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得络的数据安全的保护措施却显得”相对相对欠缺欠缺”。基于上述情况,当我们在处理。基于上述情况,当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时,不宜完全拘泥于现有的设计规争论时,不宜完全拘泥于现有的设计规范。范。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 对信息网络时代的低压配电系统的接地系统对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言,它不仅需要保护供电线路、用电设备和而言,它不仅
7、需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且,更需要保护人身能安全、可靠地运行。而且,更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此据的安全性。为此,当我们在设计接地系统时,当我们在设计接地系统时,不仅需要考虑各种不仅需要考虑各种“接地线接地线”的接地电阻。还的接地电阻。还需高度重视接地阻抗需高度重视接地阻抗;“地线地线”的实际布线方式的实际布线方式;用户对网络设备的日常管理和维护用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理是否合理“等因素。实践证明等因素。实践证明:设计合理的接地系统及正设计合理的接地系统及正确的布线施工艺是
8、确保网络设备获得高效、宽确的布线施工艺是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。带运行特性的前提条件之一。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(一一)低压配电系统中的低压配电系统中的常见接地配置方式常见接地配置方式信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(A)TN-S供电系统供电系统(三相五线制三相五线制)用户设备的金属外壳接用户设备的金属外壳接PE线线,正常工作时正常工作时,在在PE线上基本无线上基本无“电流电流”,外壳对地电压接近外壳对地电压接近于零于零.当发生故障时当发生故障时(例例:一相碰壳一相碰壳“短路短路”/严重漏电严重漏电),故障电流迅速增大故障
9、电流迅速增大,促使保护装置促使保护装置(熔断器熔断器/断路器断路器)快速地切断电源快速地切断电源.在运行中在运行中,严禁断开严禁断开N线线.L1L1 L2L2 L3L3 N N PEPE设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接地保护接地保护 负载电流PE,黄绿色黄绿色N,淡蓝色淡蓝色信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(B)TN-C供电系统供电系统(三相四线制三相四线制)N线与线与PE线合用线合用1条条PEN线线,当三相供电不平衡当三相供电不平衡/带带“整流滤波型整流滤波型”非线性负载时非线性负载时,有较大的电有较大的电流流过流流过PEN线线,并有可能导致用户设备的零并有
10、可能导致用户设备的零-地线电位增高地线电位增高.如选用有足够大截面积的电缆如选用有足够大截面积的电缆/保护保护装置时装置时,也比较安全也比较安全,费用较低费用较低.在在运行中运行中,严禁断开严禁断开PEN线线.L1L1 L2L2 L3L3 PENPEN设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”N N接零保护接零保护负载电流信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(C)TN-C-S供电系统供电系统(三相四线半制三相四线半制)在用户负载的末端将在用户负载的末端将PEN线分开成相互独立的线分开成相互独立的PE线和线和N线线(从此之后从此之后,不允许将不允许将“分开后的分开后的PE线和线
11、和N线线”再连接在一起再连接在一起),其性能介于其性能介于TN-C和和TN-S保护接地系统之间保护接地系统之间.在运行中在运行中,严禁断开严禁断开PEN线线.L1L1 L2L2 L3L3 PENPEN PEPE设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接零保护接零保护设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”负载电流N N 淡蓝色淡蓝色黄绿色黄绿色信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(D)TT 供电系统供电系统(直接接地方式直接接地方式)将每台设备的金属外壳经各自的将每台设备的金属外壳经各自的PE线单独接地线单独接地/同共用同共用PE接地母线连在一起接地母线连在一起(当它们共用
12、一当它们共用一个接地保护装置时个接地保护装置时).其故障电流较小其故障电流较小,往往不足以使保护装置往往不足以使保护装置(熔断器熔断器/断路器断路器)动作动作.其安全性较其安全性较差差(在在TT供电系统中供电系统中,常需配置漏电保护器常需配置漏电保护器).在在运行中运行中,严禁断开严禁断开N线线.L1L1 L2L2 L3L3 PEPE设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接地保护接地保护N,淡蓝色淡蓝色黄绿色黄绿色信息网络时代的低压配送电系统信息网络时代的低压配送电系统(E)IT 供电系统供电系统(高阻接地方式高阻接地方式)单相接地短路电流很小单相接地短路电流很小.当发生短路故障时当发生短路
13、故障时,保护装置不会动作、供电系统还可继续运行保护装置不会动作、供电系统还可继续运行,设设备的外壳不带电。为此,需要另外配置的绝缘监视仪备的外壳不带电。为此,需要另外配置的绝缘监视仪/接地故障报警装置接地故障报警装置,以通知值班人员以通知值班人员.它它常被用于当发生单相对地短路故障时、仍需供电系统继续向负载供电的场合。常被用于当发生单相对地短路故障时、仍需供电系统继续向负载供电的场合。L1L1 L2L2 L3L3 PEPEZ Z设备外露的设备外露的“可导电体可导电体”接地保护接地保护黄绿色黄绿色低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(二二)在信息网络机房中在信息网络机房中配置接地系统的必
14、要性配置接地系统的必要性低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(A)接地系统的调控功能接地系统的调控功能(1)当用电设备因故发生当用电设备因故发生“短路短路”/漏电故障时,确保人身和漏电故障时,确保人身和设备的安全运行设备的安全运行;(2)增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果,确保增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果,确保IT/电信电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性(EMC);(3)为为IT/电信电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有有“低阻抗运行特性低阻抗运行特性”的参考电平的参考电平(实
15、现实现“等电位连接等电位连接”);(4)为为IT/电信电信/测试等关键设备提供静电测试等关键设备提供静电“泄放通道泄放通道”;(5)确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线零线对地线对地线”电压电压;(6)为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(B)接地系统中各关键的部件的调控功能接地系统中各关键的部件的调控功能 判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是:能否为各种干扰源能否为各种干扰源/“地电流地电流”
16、提供低阻抗型提供低阻抗型“泄放泄放通道通道”,以确保在各,以确保在各IT设备之间实现设备之间实现“等电位连接等电位连接”。接地系统的组成接地系统的组成:大地、接地体、接地引入线、大地、接地体、接地引入线、接地总干线、接地线、辅助接地总干线、接地线、辅助“等电位等电位“连接体连接体(“等等电位电位“连接网连接网/连接带连接带)。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(1)大地大地:由于直流电和各种频率的交流电在由于直流电和各种频率的交流电在“大地大地”中所产生的电位差很中所产生的电位差很 小,可以利用它将各种接地部件互相连接起来共同组成一个具有小,可以利用它将各种接地部件互相连接起来共同组
17、成一个具有“低阻低阻抗工作特性抗工作特性”的参考电平网络。在实际工作中,可把大地作为的参考电平网络。在实际工作中,可把大地作为“容电量容电量”无限大的无限大的“参考电位体参考电位体”来使用。来使用。(2)接地体接地体:来自供电系统和用电设备的各种来自供电系统和用电设备的各种“地线电流地线电流“经位于经位于”接地体接地体”中的各金属部件同大地形成的接触面而被汇入大地中的各金属部件同大地形成的接触面而被汇入大地,再经再经“地线电流地线电流“扩扩散和散和”均衡电位处理均衡电位处理”后,形成后,形成”零电位参考零电位参考”面面(典型值典型值20m)自然接地体自然接地体:“钢筋混凝土钢筋混凝土”地基中的
18、地基中的“环形钢筋网环形钢筋网(带带)”(优点是优点是:经济、接经济、接地电阻小、典型值地电阻小、典型值0.3m(现现行标准为行标准为0.1m);当接地体当接地体/引入线与电力电缆管线平行时,两者之间的距引入线与电力电缆管线平行时,两者之间的距离离0.6m(现行标准为现行标准为 0.3-0.35m);低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 常用的常用的“人工接地极人工接地极”材料材料:热锡或镀锌圆钢、扁钢、条钢或铜热锡或镀锌圆钢、扁钢、条钢或铜板板(水平水平敷设时敷设时);热锡或镀锌圆钢、角钢、钢管热锡或镀锌圆钢、角钢、钢管(垂直垂直敷设时敷设时)。为。为降低降低“屏蔽屏蔽”作用、在组成
19、多极作用、在组成多极“并联接地并联接地”环时、希望各接地环时、希望各接地极间距离极间距离/接地棒的长度接地棒的长度2)。钢质接地体和总接地引下线的最小尺寸钢质接地体和总接地引下线的最小尺寸(GB 50169-92)规格及尺寸地上部件(室外)地下部件(交流电路)地下部件(直流电路)圆钢直径(mm)直径8mm直径10mm直径12mm扁钢(截面mm2,厚度mm)截面100mm2,厚度4mm截面100mm2,厚度4mm截面100mm2,厚度6mm角钢(厚度mm)厚度2.5mm厚度4mm厚度6mm钢管管壁(厚度mm)厚度2.5mm厚度3.5mm厚度4.5mm 低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计
20、(3)接地总干线、辅助接地总干线、辅助“等电位等电位“连接体、接地线连接体、接地线:为使得大楼内分别位于不同楼层中的各种设备的地线获为使得大楼内分别位于不同楼层中的各种设备的地线获得优越的得优越的“等位电连接等位电连接”特性特性(典型值典型值:被被“等位电接地等位电接地”的各金属表面之间电位差的各金属表面之间电位差95mm2;直流配电屏到电话自动交换室直流配电屏到电话自动交换室/微波室微波室:95mm2;直流配电屏到总配线架直流配电屏到总配线架:50mm2;直流配电屏到测量室直流配电屏到测量室:25mm2;24V直流配电屏直流配电屏:25mm2;低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计 *
21、接地线接地线:在信息网络用机房中,它被用于各种设备的接地端在信息网络用机房中,它被用于各种设备的接地端同同“水平接地汇集干线水平接地汇集干线”之间的地线连接之间的地线连接:1)、根据最大工作电流选取截面积,不准使用裸线、根据最大工作电流选取截面积,不准使用裸线/扁钢扁钢,宜采用多股软铜线宜采用多股软铜线(“接零线接零线”可选用电力电缆可选用电力电缆);2)、每台设备的接地端宜用独立的接地线用同、每台设备的接地端宜用独立的接地线用同“水平汇集水平汇集接地干线接地干线”相连接相连接,不允许采用将多台设备的接地端不允许采用将多台设备的接地端“串联串联”起来的布线施工法起来的布线施工法;3)、不能利用
22、蛇皮管、金属网或电缆的金属护套来作为接、不能利用蛇皮管、金属网或电缆的金属护套来作为接地线。地线。4)、直流电源供电系统中的、直流电源供电系统中的“接零线接零线”和采用和采用“直流两线直流两线制制”正极接地工作方式的正极接地工作方式的”直流工作地线直流工作地线”应各自引应各自引出独立的地线、两种地线之间的距离应出独立的地线、两种地线之间的距离应1m。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(C)机房内的下列金属部件需采用接地或接机房内的下列金属部件需采用接地或接零保护措施零保护措施:IT设备设备,通信设备通信设备,测试仪器等关键设备的接地端测试仪器等关键设备的接地端;UPS,空调空调,电机
23、电机,变压器变压器,电力电缆的金属护套、接头盒、电力电缆的金属护套、接头盒、电缆终端头电缆终端头,电缆桥架,密封汇流母排的外壳、电缆套电缆桥架,密封汇流母排的外壳、电缆套管、管、电池架电池架、电热设备、机床的等的金属外壳、电热设备、机床的等的金属外壳/底座底座;水管、气管、钢筋混凝土结构中的钢筋、配电柜水管、气管、钢筋混凝土结构中的钢筋、配电柜(箱箱)、控制屏、操作台等的金属框架或底座控制屏、操作台等的金属框架或底座;控制电缆的金属护套控制电缆的金属护套/屏蔽外套、高频设备的屏蔽网。屏蔽外套、高频设备的屏蔽网。注意事项注意事项:在信息网络机房中,既不允许将计算机、在信息网络机房中,既不允许将计
24、算机、服务器的服务器的“直流工作地直流工作地”同同“交流工作地交流工作地”进行短接进行短接或混接。也不允许在上述或混接。也不允许在上述“直流工作地直流工作地”同交流供电同交流供电线路之间采用线路之间采用“近距离近距离”的平行布线施工法。的平行布线施工法。低压配电的接地系统设计低压配电的接地系统设计(三三)接地方式的分类接地方式的分类保护性接地保护性接地 确保人身和设备的安全性确保人身和设备的安全性功能性接地功能性接地 提高用电设备的抗干扰性能、在提高用电设备的抗干扰性能、在IT设备之间实设备之间实 现现“等电位连接等电位连接”,以确保信息资源的安全运行。,以确保信息资源的安全运行。低压配电的接
25、地系统设计低压配电的接地系统设计(A)保护性接地保护性接地 目的目的:防止因防止因“人为操作人为操作”错误、火灾、错误、火灾、“短路短路”、设、设备绝缘损坏备绝缘损坏“漏电漏电”等等 所可能造成的人身伤害所可能造成的人身伤害/设备设备损坏故障发生。损坏故障发生。(1)交流工作接地交流工作接地(N线、中性线接地、零线接地线、中性线接地、零线接地,淡兰色淡兰色)在采用在采用TN和和TT制的制的380/220V供电系统中供电系统中,为防止为防止因因N线发生断线、接触不良或因采用不带线发生断线、接触不良或因采用不带“N线重叠线重叠切换功能切换功能”切换开关所造成的中性线切换开关所造成的中性线“瞬间中断
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