新聞主題	三相柴油發(fā)電機(jī)接地規(guī)范

 

導(dǎo)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。為滿足柴油發(fā)電機(jī)組電氣裝置和供電系統(tǒng)的工作特性和安全防護(hù)的要求，而將電氣裝置和供電系統(tǒng)的任何都分與土壤問(wèn)作良好的電氣連接，稱為接地。接地按用途不同有工作接地和保護(hù)接地之分。

 

圖1 敞開(kāi)式柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)視外形圖

圖2 敞開(kāi)式柴油發(fā)電機(jī)組后視外形圖

 

一、“地”和對(duì)地電壓

 

1、“地”

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)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(yuǎn)，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(yàn)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為電氣上的“地”。

2、對(duì)地電壓

柴油發(fā)電機(jī)組電氣裝置發(fā)生接地故障時(shí)，接地設(shè)備的外殼、接地線、接地體等與零電位點(diǎn)之間的電位差，稱為電氣裝置接地時(shí)的對(duì)地電壓。在電力系統(tǒng)中，對(duì)地電壓指柴油發(fā)電機(jī)組電氣裝置發(fā)生接地故障時(shí)，接地設(shè)備的外殼、接地線、接地體等與零電位點(diǎn)之間的電位差。通常將大地設(shè)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(tǒng)，小接地電流系統(tǒng)。
當(dāng)中性點(diǎn)接地時(shí)，有一相火線接地，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的電流，如果是二相或三相火線接地，當(dāng)然會(huì)產(chǎn)生更大的電流，這就是大電流接地系統(tǒng)；如果中性點(diǎn)不接地，當(dāng)有一相火線接地時(shí)，這時(shí)的接地電流只是電容電流，因?yàn)闃?gòu)不成回路，所以接地電流很小，這是小電流接地系統(tǒng)。

2、接地短路電流

柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，相與相之間或相與地(或中性線)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的10~15倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬(wàn)安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。

系統(tǒng)一相接地可能導(dǎo)致系統(tǒng)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(tǒng)中，接地短路電流可能很大。接地短路電流500A及以下的，稱小接地短路電流系統(tǒng)；大于500A者，稱大接地短路電流系統(tǒng)。

 

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(dǎo)體（習(xí)慣叫接地線）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(jié)的一個(gè)或一組可導(dǎo)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安裝。

接地導(dǎo)體是一種較特殊的PE導(dǎo)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(shè)在地上。

接地裝置是為滿足柴油發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)及非電氣設(shè)施和建筑物等的工作特性和安全防護(hù)而設(shè)置的。承擔(dān)的功能不同，其標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定可能存在一定差異。

（2）功能

根據(jù)電氣和非電氣系統(tǒng)、設(shè)施等的工作特性和安全防護(hù)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(dǎo)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(hù)的其他措施配合，完成間接觸電防護(hù)的功能。

b. 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地。

這種接地的目的是為完成柴油發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)的某種正常工作要求；當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)采用自動(dòng)切斷供電的間接觸電防護(hù)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?jǐn)嗵峁l件。

c. 電氣的和非電氣的雷電防護(hù)接地功能。

d. 靜電防護(hù)接地功能。

e. 電磁輻射防護(hù)接地功能。

（3）規(guī)范

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

如前所述，在自動(dòng)切斷供電防護(hù)中，不管是何種型式的接地系統(tǒng)，其外露可導(dǎo)電部分都必須通過(guò)PE導(dǎo)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(hù)是依賴于外露可導(dǎo)電部分接地的防護(hù)。這就要求有相應(yīng)的接地條件相配合。這個(gè)條件將由接地裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

可以為滿足安全防護(hù)要求單獨(dú)裝設(shè)接地裝置，也可以為滿足安全防護(hù)和工作接地要求共設(shè)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(dǎo)體做為PE導(dǎo)體（必須滿足若干要求，后面將專門闡述）。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)典型接地裝置

 

2、對(duì)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足電氣裝置及設(shè)備的安全防護(hù)和工作要求。例如應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)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(yīng)無(wú)危險(xiǎn)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(yīng)力、熱機(jī)應(yīng)力等影響。例如，根據(jù)這個(gè)原則，PE導(dǎo)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(yīng)。

c.接地裝置應(yīng)足夠堅(jiān)固。可以考慮附設(shè)機(jī)械保護(hù)，以適應(yīng)外部環(huán)境的影響。

d.接地裝置應(yīng)長(zhǎng)期保持有效性。它包括了保持接地裝置的電氣連續(xù)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(yīng)采用防腐措施。

3、保護(hù)導(dǎo)體的構(gòu)成

PE導(dǎo)體可以由下列金屬物構(gòu)成：

a.多芯電纜的芯線；

b.與帶電導(dǎo)體配置在同一外護(hù)物內(nèi)的絕緣導(dǎo)體或裸導(dǎo)體；

c.單獨(dú)敷設(shè)的絕緣導(dǎo)體或裸導(dǎo)體；

d.電線電纜的金屬覆層，如護(hù)套，屏蔽層，鎧裝層；

e.導(dǎo)線的金屬導(dǎo)管或其他金屬外護(hù)物；

f.某些允許使用的金屬結(jié)構(gòu)部件或裝置外可導(dǎo)電部分。

4、PE導(dǎo)體的使用

柴油發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠制造的成套設(shè)備的金屬外護(hù)物或金屬框架在用做保護(hù)導(dǎo)線（即PE導(dǎo)體）時(shí)應(yīng)滿足如下條件：

a.其電氣連續(xù)性保證不受機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)的損蝕；

b.導(dǎo)電截面積能滿足對(duì)保護(hù)導(dǎo)體截面積的要求；

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

布線系統(tǒng)的金屬護(hù)套、導(dǎo)管、線槽等在滿足上述前兩個(gè)條件時(shí)也可用保護(hù)導(dǎo)體。

裝置處可導(dǎo)電部分在用做PE導(dǎo)體時(shí)應(yīng)滿足如下條件：

d.其結(jié)構(gòu)用裝設(shè)的連接點(diǎn)應(yīng)保證電氣上的邊續(xù)性，并保證不會(huì)受到機(jī)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(dǎo)體，并且在必要時(shí)已進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)。

5、接觸電壓和跨步電壓

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組電氣裝置發(fā)生相線碰殼故障（或帶電導(dǎo)線斷落碰地）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(xiàn)出不同的電位分布（見(jiàn)圖4中的電位曲線所示）。

 

圖4  對(duì)地電壓、接觸電壓和跨步電壓示意圖

 

當(dāng)人接觸該故障設(shè)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(shè)備的對(duì)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(dāng)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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