干货 电气设备接地规范详解
为了保护人身和设备的安全,减少电气事故发生,保障人员和财产不受损失,所有电气设备应按规定进行可靠接地。
各生产经营单位参照本《电气设备接地规范》执行。
一、适用范围
本规范规定了生产经营单位用电系统、新建扩建、检维修、改造、办公区域、员工宿舍等电气线路接地规定。
二、规范性引用文件
GB2—93《系统接地的形式及安全要求》
GB4—95《低压配电设计规范》
GB 9—《电气装置安装工程接地装置施工及验收柜范》
三、术语和定义
电气系统配置保护方法有:保护接地、保护接零、重复接地、工作接地等。电气设备的某个部分与大地之间作良好的电气联接称为接地。与大地土壤直接接触的金属导体或金属导体组称为接地体:联接电气设备应接地部分与接地体的金属导体称为接地线;接地体和接地线统称为接地装置。
四、接地概念及种类
1.防雷接地 :为把雷电迅速引入大地,以防止雷害为目的的接地。防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时,接地电阻应符合其最小值要求。
2.交流工作接地:将电力系统中的某一点,直接或经特殊设备与大地作金属连接。工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N 线)接地。N 线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线 端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端子不能外露;不能与其它接地系统,如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接;也不能与 PE 线连接。
3.安全保护接地 :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之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一 些金属构件,有 PE 线连接起来,但严禁将 PE 线与 N 线连接。
4.直流接地 :为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高,除了需要一个稳定的供电电源外,还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线,一端直接与基准电位连接,另一端供电子设备直流接地。
5.防静电接地:为防止智能化大楼内电子计算机机房干燥环境产生的静电对电子设备的干扰而进行的接地称为防静电接地。
6.屏蔽接地:为了防止外来的电磁场干扰,将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或所穿金属管进行的接地,称为屏蔽接地。
7.功率接地系统 :电子设备中,为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入,影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器,滤波器的接地称功率接地。
8.标准接地电阻规范要求见下表
五、接地的作用
接地的作用分有保护接地、工作接地、防静电接地三类。
1.电气设备的金属外壳,混凝土、电杆等,由于绝缘损坏有可能带电,为了防止这种情况危及人身安全,避免发生人体触电事故,将电气设备的金属外壳与接地装置联接的方式保护接地,当人体触及到外壳已带电的电气设备时,由于接地体的接触电阻远小于人体电阻,绝大部分电流经接地体进入大地,只有很小部分流过人体,不致对人的生命造成危害。
2.为了保证电气设备在正常和事故情况下可靠的工作而进行的接地称为工作接地,如中性点直接接地和间接接地以及零线的重复接地、防雷接地等都是工作接地。为了将雷电引入地下,将防雷设备(避雷针等)的接地端与大地相连,以消除雷电过电压对电气设备、人身财产的危害的接地,也称过电压保护接地。
3.防止静电危险影响而将易燃油、天然气贮藏罐和管道、电子设备等的接地称为防静电接地。
六、接地电阻
电气设备通过接地装置和大地之间的电阻称为接地电阻,它包含五个部分:
1.电气设备和接地线的接触电阻。
2.接地线本身的电阻。
3.接地体本身的电阻。
4.接地体和大地的接触电阻。
5.大地的电阻。
七、不同的电气设备对接地电阻有不同的要求
1.大接地短路电流系统R≤0.5欧 ;
2.容量在100kVA以上的变压器或发电机R≤4欧 ;
3.阀型避雷器R≤5欧 ;
4.独立避雷针、小接地电流系统、容量在100kVA及以下的变压器或发电机、高低压设备共用的接地均R≤10欧 ;
5.低压线路金属杆、水泥杆及烟囱的接地R≤30欧 。
八、装设接地装置的要求
1.接地线一般用40mm×4mm的镀锌扁钢。
2.接地体用镀锌钢管或角钢。钢管直径为50mm,管壁厚不小于3.5mm,长度2~3m。角钢以50mm×50mm×5mm为宜。
3.接地体的顶端距地面0.5~0.8m,以避开冻土层,钢管或角钢的根数视接地体周围的土壤电阻率而定,一般不少于两根,每根的间距为3~5m
4.接地体距建筑物的距离在1.5m以上,与独立的避雷针接地体的距离大于3m。
5.接地线与接地体的联接应使用搭接焊。
九、降低土壤电阻率的方法
1.在接地装置安装前应了解接地体周围土壤的电阻率,如过高则采取必要措施,确保接地电阻值合格。
2.改变接地体周围的土壤结构在接地体周围的土壤2~3m范围内,掺入不容于水的、有良好吸水性的物质,如木炭、焦碳煤渣或矿渣等,该法可使土壤电阻率降低到原来的15~110。
3.用食盐、木炭降低土壤电阻率用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层,约10~15cm厚,再铺2~3cm的食盐,共5~8层。铺好后打入接地体。此法可使电阻率降至原来的13~15。但食盐日久会随流水流失,一般超过两年就要补充一次。
4.用长效化学降阻剂用长效化学降阻剂方法可使土壤电阻率降至原来的40%。电气设备的接地电阻应在每年的春、秋两季雨水较少时各测试一次,确保接地合格。一般采用专门仪表(如ZC-8接地电阻测试仪)测试,也可采用电流表-电压表法测试。
十、检查接地的内容
1.联接螺栓是否松动、锈蚀。
2.地面以下的接地线、接地体的腐蚀情况,是否脱焊。
3.地面的接地线有无损伤、断裂、腐蚀等对架空进线的电源线包括零线, 其截面选择应按规定铝线不应小于16 mm2, 铜线不应小于10mm2。
4.为便于识别各种导线的不同用途, 相线、工作零线与保护线均应以不同颜色加以区别, 以防止相线与零线混用或工作零线与保护零线混用, 为保证各种插座的正确接线提供有利条件,使用三相五线制配电方式。
5.对用户端电源的自动空气开关或熔断器, 要在其中加装单相漏电保护器。对年久失修、绝缘老化或负荷增加、截面欠小的用户线路, 应尽快更换, 以消除电气火灾隐患及为漏电保护器正常工作提供条件。
6.对动力电气系统中三项五线制的设备保护接地线、零线任何情况下不得小于相线的1/2,照明系统中无论三项五线或单项三线制的地线与零线必须与项线相同。
7.工作接地与保护接地的干线允许合用,但其截面不得小于相线截面的二分之一。
8.每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接,不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置。
9.380V 配电箱、检修电源箱、照明电源箱接地铜裸线截面应 >4 mm2 ,铝裸线截面应>6 mm2,有绝缘铜线截面应>2.5mm2 ,有绝缘铝线截面应>4mm2。
10.接地线离地面距离宜为250--300mm 。
11.工作接地用黄绿相间的条纹涂在表面,保护接地应用黑色涂在表面上,设备中性线宜涂淡蓝色标志。
12.不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆金属护层作接地线。
13.地线焊接时,焊接地线应采用搭接焊,其搭接长度必须符合扁钢为其宽度的2倍(且至少3个棱边焊接), 圆钢为其直径的6倍(且要双面焊接),圆钢与扁铁连接时,搭接焊长度为圆钢的6 倍(且要双面焊接)。
14.铜、铝线与地排连接必须用固定螺丝压接,不得缠绕连接,采用扁铜软线作接地线时,要求长短适宜,并压接线鼻子与接地螺丝连接。
15.设备运行期间由运行人员检查电气设备接地线与地网、电气设备连接良好,无断裂等使接地线截面减小的情况,否则按缺陷对待。
16.设备检修进行验收时,必须检查电气设备接地线状况良好。
17.设备部应定期进行电气设备接地情况进行检查,发现问题及时通知整改。
18.电气设备的接地电阻,应按照不超过周期规定或设备大小修时检修监测,发现问题及时分析原因并进行处理。
19.高压电气设备接地及接地网的接地电阻由设备部按照《电力设备交接和预防性试验规程》进行,低压电气设备接地由设备所辖部门进行。
20.接地装置的入地短路电流,采用在接地装置内、外短路时,经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量最大值,该电流应按5--10 年发展后的系统最大运行方式确定,并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配,以及避雷线中分走的接地短路电流。
十一、下列设备必须保护接地
1.电流互感器二次线圈。
2.配电盘、控制盘的外壳。
3.电动机的外壳。
4.电缆接头盒的外壳及电缆的金属外皮。
5.开关及其传动装置的金属底座或外壳。
6.高压绝缘子及套管的金属底座。
7.室内外配线的金属管道。
8.计量电度表接地端。
9.电器和照明设备的外壳。
10.屋内外配电装置的金属构架及带电部分的金属遮拦。
十二、电动机接地的有关要求
1.电动机接地线宜采用扁铁与全厂接地网连接,如距离接地干线较远或布置扁铁接地线影响环境美观,应尽可能采用自然接地体接地,或使用扁铜线作为接地线。
2.外壳上有接地螺丝的电动机,接地线必须与接地螺丝连接。
3.外壳上无接地螺丝的电动机,要求在电动机外壳适当位置加装接地螺丝与接地线相连接。
4.与接地的机座之间有可靠电气接触的电动机外壳可不接地,接地线布置应整齐、美观。
十三、配电盘接地的有关要求
1.配电盘接地线宜采用扁铁与全厂接地网连接,如距离接地干线较远或布置扁铁接地线影响环境美观,应尽可能采用自然接地体接地,或使用软铜线作为接地线。
2.低压配电盘接地线采用裸铜导线时截面不小于6mm2,采用有绝缘外皮的铜线时截面不小于4mm2。
3.外壳上有接地螺丝的配电盘,接地线必须与接地螺丝连接。
4.外壳上无接地螺丝的配电盘,要求在配电盘外壳适当位置加装接地螺丝与接地相线连接。
5.与接地体有可靠电气接触的配电盘外壳可不接地。
十四、接地线的检查测量方法
1.测试前应与被试设备保持足够安全距离,防止误碰带电和旋转部位,且由两人进行。
2.测试前应选用万用表的电阻档,把表的两个表笔短接,校准表电阻电阻挡档指示为0。
3.将表笔一端接地线,另一端与设备接地专用端子连接。
4.当被试设备没有专用接地端时,表笔的另一端应在电气设备的外壳或金属构件进行测量。
5.接地端必须选择主接地网或与主接地网可靠连接处,并除掉表面氧化物接触良好。
6.应在表计指示稳定后读取数值,接地电阻值应符合规程规定。
来源:易筑电气
电缆铠装和屏蔽层接地施工
根据现行国标规范的的要求,结合现场施工的实际情况。将电缆铠装和屏蔽层接地施工分三大类分别说明
一. 动力电缆
GB 8- 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收标准 第7.1.9款:三芯动力电缆在电缆中间接头处,其电缆铠装、金属屏蔽层应各自又良好的电气连接并相互绝缘;在电缆终端头处,电缆铠装层、金属屏蔽层应用接地线分别引出,并应接地良好。交流系统单芯电力电缆金属层接地方式和回流线的选择应符合设计要求。
对于后面一句话的理解,因为这里面涉及的情况比较复杂,需要考虑很多因素和进行一些计算,需要由设计院给出明确要求。但是对于35KV以下,线路不长的情况下一般都采用单点接地。
二. 电气控制电缆
对于控制电缆铠装的接地,这里摘录了几个相关的内容。
GB9- 第4.9.8款:控制电缆铠装层应直接接地。GB1- 第7.0.9款:电缆铠装层及屏蔽接地线应用黄绿绝缘多股接地铜导线余接地铜排相连。
GB7- 第3.7.7款:电缆具有钢铠、金属套时,应充分利用其屏蔽功能。
虽然规范中没有明确要求需要两端或单端接地,参考仪表规范中的要求,我们在实际工作中执行的都是两端接地。对于控制电缆屏蔽层的接地要求规范中有明确的描述,如下:
电气控制电缆金属屏蔽层的接地方式应符合下列规定:
1. 计算机控制系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层不得构成两点或多点接地,应集中式一点接地;
2. 集成电路,微机保护的电流、电压和信号的控制电缆屏蔽层应再开关安置场所与控制室同时接地;除本条第1款、第2款情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大时,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大时,可采用一点接地;
3. 双重屏蔽或复合式总屏蔽宜对内、外屏蔽分别采用一点、两点接地。
三. 仪表电缆
GB 3- 自动化仪表工程施工及质量验收规范 第10.2.11款:铠装电缆的铠装两端应进行保护接地。
仪表电缆的屏蔽层应在控制室仪表盘柜侧接地,同一回路的屏蔽层应有可靠的电气连续性,不应浮空或重复接地。在中间接线箱内,主电缆分屏蔽层应用端子将对应的二次电缆屏蔽层进行连接,不同的屏蔽层应分别连接,不应混接,并应绝缘。
电缆铠装层常规接地方式。
1. 使用gland对铠装层进行接地。
铠装层通过gland内部的两个小组件C和R来保证铠装层与整个gland的电气导通性。对于钢带铠装的情况,标准的做法应该将钢带处理成类似于钢丝铠装的长条状。
2. 使用cable transit对铠装层接地,应用场景可参考下图。
这个就需要使用特制的模块,我从Roxtec网站上随便找了一个能够用来实现接地功能产品。但是这种型制的总体造价较高,相对于gland来说使用的不是很广泛。之前执行的俄罗斯项目盘柜进线处选择的密封方式就是Roxtec的产品,但是这类配套接地套件的模块价格太高,直接让业主给否了。
3. 使用铜编织带或黄绿接地线对铠装层进行接地,固定方式可以选择恒力弹簧或者绑扎铜线,具体做法在13D101中均有描述。
关于铜接地编织带的规格选择规范中对于35kV及以下电缆给出了如下参考,其他情况需要由设计院给出。
恒力弹簧也有相应的产品可选择购买,在条件允许的情况下我个人更倾向于使用恒力弹簧。
GB50XXX电气施工规范
我个人主要是从事石油化工行业电气工程安装调试的工程师,在实践工作中,如下这些由住房和城乡建设部发布的国标规范是我一直在使用的。我个人感觉能够把握好这些就完全能够应对电气安装的技术工作,这些算是我开展工作引用的最基础的规范吧。在此基础上还是倡导去学习下相关的设计规范、国标图集、产品制造规范、电力行业规范、石油石化行业规范等。
GB7- 电气装置安装工程 高压电器施工及验收规范
GB8- 电气装置安装工程 电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范
GB9- 电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范
GB0- 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准
GB8- 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收标准
GB9- 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范
GB0- 电气装置安装工程 旋转电机施工及验收规范
GB1- 电气装置安装工程 盘、柜及二次回路接线施工及验收规范
GB2- 电气装置安装工程 蓄电池施工及验收规范
GB3- 电气装置安装工程 66kV及以下架空电力线路施工及验收规范
GB4- 建设工程施工现场供用电安全规范
GB3- 110kV~750kV架空输电线路施工及验收规范
GB4- 电气装置安装工程 低压电器施工及验收规范
GB5- 电气装置安装工程 电力变流设备施工及验收规范
GB6- 电气装置安装工程 起重机电气装置施工及验收规范
GB7- 电气装置安装工程 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范
GB3- 建筑电气工程施工质量验收规范
GB5- 1kV及以下配线工程施工与验收规范
GB1- 建筑物防雷工程施工与质量验收规范
GB7- 建筑电气照明装置施工与验收规范
GB4- 防静电工程施工与质量验收规范
GB/T2- 综合布线系统工程验收规范
GB/T6- 继电保护及二次回路安装及验收规范
接地的安装原则
一、安装依据
GB/T 5.3-低压电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体
GB 0- 系统接地的型式及安全技术要求
GB/T 5-交流电气装置的接地设计规范
GB9-电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范
GB3-建筑电气工程施工质量验收规范
14D504接地装置安装
15D503利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装
二、安装要求
1、根据电气装置的要求,接地配置可以兼有或分别地承担保护接地和功能接地两种作用。应首先满足保护接地的要求。
2、如低压装置内部有接地极,则应将该接地极用一接地导体连接到接地端子上。
3、配电变压器等电气装置安装在其供电的建筑物内的配电装置室时,其所设接地配置应与建筑物基础钢筋等相连。
4、保护配电变压器的避雷器其接地应与变压器保护接地共用接地配置,
5、户外箱式变电站、独立建筑的变电站及发电站、露天贮罐其周围应设置环形接地配置。
6、水平接地网应利用埋入地中或水中的自然接地极。
7、利用自然接地极和引外接地配置时,水平接地网应采用不少于两根导体在不同地点与其相连接。
8、不同用途接地系统共用一个总的接地装置,接地电阻应满足其中最小值的要求。
9、接地极的截面不宜小于连接至该接地网的接地导体截面的75%。
10、接地网采用钢材时应采用热镀锌。镀锌层应有一定厚度,与接地导体之间的焊接点应涂防腐材料。
11、人工接地网的外缘应闭合,外缘各角应为圆弧形,接地网的埋设深度不宜小于0.8m。
12、接地极须由相互连接部件组成;连接应采用放热焊接、压力连接器、夹具或其它机械连接器。
13、防雷装置的接地导体截面不应小于铜16mm²或钢50mm²。
14、接地导体不能采用铝导体。
15、低压配电室临时接线柱可按5~8m间距设置。
16、每组低压配电柜连接至接地干线的保护联结导体不应少于2处在不同地点连接。