选煤厂的电气接地技术应用

总第９６期　选煤厂的电气接地技术应用　邓中民，史广尚　（平顶山中选自控系统公司，河南平顶山４６７００２）　摘　要：通过对选煤厂几种低压配电接地型式比较，提出适合选煤厂的低压配电系统的接地型式，并介绍　选煤厂的共用接地装置和等电位连接措施及设计方法。　关键词：共用接地；ＩＴ、ＴＮ等电位连接　中图分类号：ＴＤ９４８．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００５—２７９８（２００７）１０－００３１－０２　选煤厂供配电设计中，接地设计占重要位置。　ＴＮ—Ｃ系统是用中性线（Ｎ）兼作接地保护线　其中，低压供配电设计中，６００　Ｖ低压配电系统的　（ＰＥ），称作保护中性线，通称ＰＥＮ线。　接地设计，主要采用ＩＴ接地系统；３８０　Ｖ低压配电　１）　ＴＮ系统的接地故障保护应符合下式要　系统的接地设计，主要采用ＴＮ接地系统。　求：　・　≤Ｕ。　ｌ　ＩＴ接地系统　式中：　为接地故障回路阻抗，Ｑ；＾为保证　Ｉ表示电源端不接地，或经过高阻抗接地；Ｔ　保护电器在规定时间内自动切断故障回路的电流，　表示负载侧电气设备外露可导电部分直接接地。ＩＴ　Ａ；Ｕｏ为相线对地标称电压，Ｖ。　系统最大优点是，当发生单相接地故障时，其故　包括变压器阻抗和自变压器至接地故障处相　障电流很小，可以不切断故障线路。为保证人身安　线与ＰＥ（ＰＥＮ）线的阻抗。因ＴＮ系统的接地故障　全，它要求发生接地故障时发出信号，设备的接触　电流大，其保护装置动作迅速，切断故障回路电源　电压不大于５０　Ｖ，其动作电流应符合下式要求：　达到保护目的。　・　≤５０　Ｖ　２）ＰＥＮ线兼有Ｎ线和ＰＥ线作用，节省一根导　式中：　为外露可导电部分的接触电阻，Ｑ；　线；　Ｉ　为相线和外露可导电部分间第一次短路故障电　３）重复接地，可减小系统总的接地电阻；　流，Ａ。ＩＴ接地系统有以下特点。　４）　由于三相负载不平衡，ＰＥＮ线上有不平衡　１）发生第一次接地故障时，其电流仅为非故　电流，对地有电压，所以，与ＰＥＮ线连接的电气设　障相对地的电容电流，值很小，不需要立即切断故　备金属外壳有一定电压。　障回路，可保证供电连续性；　５）ＰＥＮ线在系统内传导故障电压，如果ＰＥＮ　２）发生单相接地故障时，非故障相对地电压　断线，则设备外壳带电。　升高、／３倍；　６）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位　３）同时存在两个故障时，人体同时触及不同　升高，使ＰＥＮ线上的危险电位蔓延。　的可导电部分，会出现有害的病理生理效应。外露　７）ＴＮ—ｃ系统干线上不能用漏电保护器。　可导电部分应单独、成组或集中接地。　８）过电流保护兼作接地故障保护。　因此，Ｉ曦地系统中，应减少配电系统的对地　９）ＴＮ—Ｃ系统对接地故障灵敏度高，线路简　电容，例如限制设备线路总长度。该系统缺点是，　单经济。但是，在选煤厂，因为有大量的照明、　不配出中性线Ｎ，须补充一些安全措施，单相设备　ＰＬＣ控制和计算机等设备，且其中单相负荷所占比　仍采用３８０　Ｖ的低压配电系统。对大型选煤厂，大　重较大，难以实现三相负荷平衡。ＰＥＮ线的不平衡　功率设备多，为节约电气系统主材投资，供电连续　电流加上线路中存在的荧光灯、电焊机、变频器等　性要求较高的供配电系统，多采用ＩｒＩ’系统。　设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在　２　ＴＮ—Ｃ系统　ＰＥＮ线上叠加，使ＰＥＮ线电压波动。不仅会使设备　外壳（与ＰＥＮ线连接）带电，对人身造成不安全，　收稿日期：２００７－０９—１２　作者简介：邓中民（１９６８一），男，河南平顶山人，工程师，从事选煤厂电气设计。　３ｌ　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年ｌ０月　邓中民等：选煤厂的电气接地技术应用　第ｌ６卷第ｌ０囊　而且也无法取到一个合适的电位基准点，可能会对　５．２屏蔽接地、防静电接地与共用接地系统　ＰＬＣ控制、计算机等设备产生干扰而无法准确可靠　运行。因此，ＴＮ—Ｃ接地系统适于变频器少、对环　境要求不高的小型选煤厂的接地系统。　１）　电磁屏蔽及其正确接地，是电子设备防　止电磁干扰的最佳方法。可将设备外壳与ＰＥ线连　接；穿导线或电缆的金属管、电缆的金属外皮和屏　蔽层的一端或两端与ＰＥ线可靠连接；重要电子设　备室的墙、顶板、地板的钢筋网及金属门窗也应多　点与ＰＥ线可靠连接。　２）防静电接地要求，在洁净干燥环境中，所　有设备外壳、金属管及室内（包括地坪）设施必须　都与ＰＥ线多点可靠连接。　３　ＴＮ—Ｃ—Ｓ系统　ＴＮ—Ｃ—Ｓ系统由两部分组成：一是ＴＮ—Ｃ系　统，二是ＴＮ—Ｓ系统，　其分界面在ＰＥＮ线与ＰＥ线的连接点。该系统　一般用在建筑物配电由公共变电所引来的场所，进　户之前为ＴＮ—Ｃ系统，在进户配电箱处做ＰＥＮ线的　重复接地，配电箱馈出线将Ｎ线与ＰＥ线分开，至设　备，不再有电气连接。当三相电力变压器工作接地　良好、三相负载较平衡时，只要采取等电位连接，　使电子设备共同获得一个等电位基准点，则ＴＮ—　ｃ—ｓ系统可作为中央ＰＬＣ控制室低压配电系统的一　种接地型式。　４　ＴＮ—Ｓ系统　ＴＮ—Ｓ系统是把中性线Ｎ和保护接地线ＰＥ严　格分开的低压配电系统。中大型选煤厂设有独立变　配电楼时可采用该系统。　１）　中性线Ｎ与保护接地线ＰＥ，除在变压器中　性点处共同接地外，两线不再有任何电气连接。　正常运行时，只是Ｎ线上有不平衡电流，ＰＥ线非故　障时不流过电流，外露可电导部分不带电压，较安　全，但多一根导线；　２）ＰＥ线不许断线，对地没有电压，所以，　电气设备金属外壳接在ＰＥ线上安全可靠。　３）ＰＥ线在系统内传导故障电压。　４）　由于ＴＮ—Ｓ系统安全可靠，适用于单相负　荷占较大比重，难以实现三相负荷平衡，且荧光　灯、电焊机、变频器等干扰设备多、防电击要求　高，爆炸和有火灾危险场所，以及建筑物内装有大　量信息技术设备、对环境要求高的大、中型选煤厂　的接地系统。　５选煤厂的电气接地　５．１　工作接地与安全保护接地　１）接地中性线（Ｎ线）必须用铜芯绝缘线，　不能与其它接地线混接，也不能与ＰＥ线连接。　２）安全保护接地，就是将电气设备不带电的　金属部分与接地体间作良好金属连接，即将电气设　备以及设备附近的金属构件、金属管等用ＰＥ线连　接，但严禁将ＰＥ线与Ｎ线连接。　３）电气设备（含电子设备）的接地、屏蔽接　地及防静电接地，应采用一个总的共用接地装置。　该装置优先采用大楼的钢筋混凝土内的钢筋、金属　物件及管道等自然接地体。其电阻应≤１Ｑ；若达　不到要求，可增加人工接地体或采用化学降阻法，　使接地电阻满足要求。　５－３等电位连接　等电位连接，是防止人身遭受电击、发生电气　火灾及电子设备抗电磁干扰的主要措施。将建筑物　的各种设备金属外壳、金属管、电缆支架、金属线　槽、电缆金属外皮、建筑物的钢筋网等金属体，就　近与共用接地装置可靠连接。　１）强、弱电系统分别设置各自的等电位接地　端子板，并通过接地干线或接地母排与共用接地装　置连接。　２）各电气设备应采用单独的ＰＥ线与等电位　端子板连接，不得用接地线将几台设备串联接地。　３）等电位接地端子板与接地干线或共用接地　装置的连接点，至少应有两点，且在不同位置。　４）各等电位接地端子板，应设置在便于安装　检查和接近各种引入线的位置，、避免装设在潮湿或　有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地　端子板的连接点应有牢固的机械强度和良好的电气　连续性。　５）从建筑物外引入建筑物内的各种金属管、　金属线槽和电缆金属外皮等，应在引入处与共用接　地装置等电位连接，或与强电系统等电位接地端子　板连接。　综上所述，选煤厂的供配电和接地设计，应首　先采用ＴＮ—Ｓ系统；为保证人身和设备安全及系统　正常运行，应设置电气、电子设备的防雷接地、工　作接地、安全保护接地、屏蔽接地与防静电接地，　且各种接地应用共用接地装置和等电位连接。　【责任编辑：巍晋英】