住宅電氣接地設(shè)計的分析

劉海成 張 晶

摘要:隨著人們生活水平的不斷提高,家用電器的普及,住宅中用電安全問題更為突出。如何做好接地設(shè)計,是有效防止事故隱患的安全措施。

關(guān)鍵詞:住宅;電氣接地設(shè)計

1 住宅低壓配電系統(tǒng)的接地型式

在我國,許多城市供電部門和國外大多數(shù)國家的供電公司都規(guī)定,由地方低壓電網(wǎng)供電的用戶必須用TT系統(tǒng)。但當(dāng)建筑物內(nèi)設(shè)有10/0.4KV配電變壓器供電電源時,由于變壓器中性點應(yīng)接地,如果采用TT系統(tǒng),在一幢建筑物內(nèi)設(shè)多個接地裝置,在技術(shù)上和經(jīng)濟上都不妥,應(yīng)采用各種接地的共用接地裝置,故全樓低壓配電系統(tǒng)式應(yīng)用TN-S系統(tǒng)。所以由室外低壓電源供電時,住宅內(nèi)低壓配電系統(tǒng)的接地型式應(yīng)用TT系統(tǒng);;當(dāng)住宅內(nèi)設(shè)有10/0.4KV配電變壓器作供電電源時,低壓配電系統(tǒng)的接地型式應(yīng)全部采用TN-S系統(tǒng),不應(yīng)采用TN-C系統(tǒng)或TT系統(tǒng)。

1.1 接地型式采用TT系統(tǒng)的住宅建筑,應(yīng)設(shè)保護接地裝置,在電源進線處將保護線(PE)線用接地線(E線)與保護接地裝置的接地體連接起來(不得與N線相連接)。

1.2 接地電孤短路是常見多發(fā)的電氣火災(zāi)起因。由于電弧短路電流小,一般的斷路器不能及時切斷電源,而具有漏電保護功能的斷路器對電弧短路電流有很高的動作靈敏度,能及時切斷電源,防止電氣火災(zāi)的發(fā)生,保護人身和財產(chǎn)的安全。所以《規(guī)范》規(guī)定,每幢住宅的總電源進線斷路器,應(yīng)具有漏電保護功能;除空調(diào)插座外,其它電源插座電路應(yīng)設(shè)置漏電保護裝置。

1.3 采用漏電保護裝置做接地故障保護,漏電斷路器除首先應(yīng)滿足斷電器的保護要求外,負(fù)載側(cè)的中性線(N線)不得與其它回路共用。漏電保護裝置的額定漏電動作電流,應(yīng)不小于線路和設(shè)備的正常泄漏電流最大值的2倍。漏電保護裝置的額定漏電動作電流可用下列經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算;單項線路額定漏電動作電流應(yīng)大于線路最大供電電流的1/2000;三相線路額定漏電動作電流應(yīng)大于線路最大供電電流的1/1000。

1.4 漏電保護裝置的額定漏電動作電流和動作時間應(yīng)分級保護,一般分為兩級。保護用電設(shè)備應(yīng)采用快速動作的漏電保護裝置;安裝在電源側(cè)應(yīng)采用低靈敏度延時型的漏電保護裝置。安裝在電源側(cè)的漏電保護裝置是防止電氣火災(zāi)的發(fā)生,額定漏電動作電流不應(yīng)超過0.5A。額定漏電動作電流的動作時間,按《規(guī)范》執(zhí)行。

2 接地裝置

2.1 TT系統(tǒng)在負(fù)荷側(cè)應(yīng)設(shè)置和電源接地裝置無電氣聯(lián)系的保護接地裝置,各電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分應(yīng)用PE線連接至保護接地裝置上。TN系統(tǒng)在負(fù)荷側(cè)一般應(yīng)設(shè)重復(fù)接地裝置,各電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分應(yīng)接PE線和N線都與重復(fù)接地裝置連接。保護接地裝置和重復(fù)接地裝置可單獨設(shè)置。住宅建筑推薦將各種接地的接地線都接在建筑物的一個接地裝置上,不同類型接地共用的接地裝置稱為共用接地裝置。有條件時,應(yīng)盡量利用建筑物基礎(chǔ)作共同接地裝置。

2.2 根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定,功能性接地干線應(yīng)用不小于25mm銅芯絕緣電線或電纜,并采用一點接地方式。接地干線宜穿硬質(zhì)塑料管引至接地體;如穿金屬管不得與功能性接地線有電氣連接通路。接至各弱電主機設(shè)備的功能性接地支線,應(yīng)用銅芯絕緣導(dǎo)線,其芯線截面不小于4mm。

2.3 當(dāng)前,住宅中各種電子設(shè)備廣泛使用,要求對電子設(shè)備加強過電壓保護和設(shè)正常工作的功能性接地。《規(guī)范》規(guī)定,弱電系統(tǒng)的架空明線、架空電纜的避雷針、分線箱避雷器、用戶終端避雷器都應(yīng)設(shè)過電壓保護的保護接地裝置。

2.4 保護線接至各電氣設(shè)備金屬外殼及各弱電系統(tǒng)中需要設(shè)保護接地的線路、分線設(shè)備、終端設(shè)備的金屬外殼和過電壓保護器的接地端,保護線的選擇按《規(guī)范》要求選取。

2.5 共同接地裝置的接地電阻取值,按《規(guī)范》的規(guī)定,功能性接地與其它包括有防雷接地的共用接地,共用接地裝置的接地電阻不大于1Ω。功能性接地與其它無防雷接地的共用接地,共用接地裝置的接地電阻應(yīng)符合其中最小值的要求。為了防止不同類型接地的接地線之間的干擾和反擊,不同類型接地的接地線引至共用接地裝置的接地點應(yīng)分開,相互之間間距應(yīng)不小于5m,當(dāng)受到地方條件限制時可適當(dāng)減小,但也不得小于3m。

3 接地范圍的確定

接地是保障電氣安全所必須采用的重要措施之一。但并不是所有的電力、通信系統(tǒng)、電力和通信設(shè)備以及線路都需要接地。電力系統(tǒng)及通信系統(tǒng)的工作接地是根據(jù)系統(tǒng)要求決定的,例如高壓的不接地系統(tǒng)和低壓的IT 系統(tǒng)就不能直接接地。保護接地則根據(jù)電氣設(shè)備和線路的安全要求以及所采用的電氣安全措施所決定的。例如采用不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)作為安全保護措施,就嚴(yán)禁。通過外露導(dǎo)電部分和外部導(dǎo)電部分接地而引入地電位以致造成危險,在有些情況下,沒有必要或沒有可能進行接地,例如具有雙重絕緣或加強絕緣的Ⅰ類電氣設(shè)備,已有充分電氣安全條件,不必進行接地,而且在很多情況下,整個設(shè)備為絕緣所覆蓋,也無法進行接地,如破壞絕緣進行接地,反而導(dǎo)致危險。又如在伸臂范圍以外的電氣設(shè)備,在正常條件下,人不可能觸及,也毋需接地。但在非常潮濕環(huán)境內(nèi),其它電氣安全措施均難以適用,接地和等電位聯(lián)結(jié)措施就顯得非常重要了。從電氣安全要求看,確定接地范圍具有重大意義。在進行接地設(shè)計時,首先必須根據(jù)不同的接地系統(tǒng)、不同的電力和通信設(shè)備、不同的建筑物環(huán)境及防雷分類,確定接地范圍。

4 接地電阻值的確定

確定接地電阻的作用是使接地設(shè)計工作簡化。因為工作接地電阻值的決定,要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,系統(tǒng)免受外界干擾和防止對電氣參數(shù)敏感設(shè)備的干擾,還要考慮到系統(tǒng)保護的可靠性。保護接地電阻值的決定,要確保接觸電壓和跨步電壓在安全范圍以內(nèi)或者能在規(guī)定時間內(nèi)自動切斷電源。防雷用的接地電阻值要能使設(shè)備或建筑免受直擊雷、感應(yīng)雷和引入雷造成危險。其它如防靜電的接地電阻值、防止電磁干擾的接地電阻值都要能滿足靜電或電磁防護要求。如按以上要求,一一進行計算,則非常繁瑣。因此很多國家的規(guī)程對接地電阻值進行規(guī)定,這些接地電阻值是根據(jù)經(jīng)常遇到的條件,考慮到有關(guān)的情況確定下來的,因此只要能滿足規(guī)程中的接地電阻值,在正常情況下就能滿足相應(yīng)的保護要求,這樣可以減少設(shè)計工作量。但對于一些特殊情況或特殊要求的,以及規(guī)程上未能確定的部分,還必須根據(jù)要求進行計算。

5 等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)是使各個外露可導(dǎo)電部分及裝置外導(dǎo)電部分的電位作實質(zhì)上相等的電氣連接?？朔麟姎庋b置之間的電位差,是在發(fā)生電氣故障時,保護人身和財產(chǎn)安全的重要措施之一。

5.1 每個建筑物都應(yīng)在電源進線處,將PE干線、接地干線、金屬管道、金屬部件和建筑物金屬結(jié)構(gòu)等相互作電氣連接,實現(xiàn)總等電位聯(lián)結(jié)。

5.2 住宅的衛(wèi)生間比較潮濕,人們在洗浴時,人體在皮膚潮濕阻抗下降,較小的電壓即可引起電擊傷亡事故。衛(wèi)生間的使用設(shè)備很大一部分是電氣設(shè)備,電氣設(shè)備有發(fā)生人員觸電的危險,應(yīng)做局部等電位聯(lián)結(jié)。

5.3 衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)結(jié)的方法是:使用有電源的洗浴設(shè)備,用PE線將洗浴設(shè)備及附件的金屬管道、部件相互連接起來;靠近防雷引下線的衛(wèi)生間,洗浴設(shè)備雖未接電源,也應(yīng)將洗浴部位及附近的金屬管道、金屬部件互相作電氣通路的連接。

5.4 高層住宅的外墻框、門框及金屬構(gòu)件,應(yīng)和建筑物防雷引下線作等電位聯(lián)結(jié)。

6 結(jié)語

住宅電氣接地設(shè)計,是現(xiàn)行規(guī)范強制要求執(zhí)行的。為了居住者的人身和財產(chǎn)安全,廣大設(shè)計者和施工人員,一定要提高認(rèn)識,防止不安全事故的發(fā)生。