電力設備接地設計技術規程SDJ8-79
基本符號
電流、電壓、電位和電勢
I--計算用的單相接地故障電流,計算用的流經接地裝置的入地短路電流,廠、所內外接地短路時流經接地裝置的電流;
Imax--接地短路時的最大短路電流;
Iz--發生短路電流Imax時,流經發電廠、變電所接地中性點的最大接地短路電流;
Ijd--考慮5~10年發展的流過接地線的短路電流穩定值;
I--低壓電力網中,相線與零線之間的短路電流,向量值;
Ich--通過接地體的雷電沖擊電流;
Ew--發生接地短路時,接地裝置的電位;
Ej--發生接地短路時,接地裝置的接觸電勢;
Ek--發生接地短路時,接地裝置的跨步電勢;
Ejm--發生接地短路時,接地網地表面的最大接觸電勢;
Ekm--發生接地短路時,接地網外地表面的最大跨步電勢;
Uxoe--電力網的額定相電壓,向量值。
電阻、阻抗和電阻率
Zd--相線與零線回路的總阻抗,復數;
Zb--變壓器正序、負序和零序阻抗的算術平均值,復數;
Rc--垂直接地體的工頻接地電阻;
Rp--水平接地體的工頻接地電阻;
Rc,ch--每個垂直接地體的沖擊接地電阻;
Rp,ch--水平接地體的沖擊接地電阻;
R--接地裝置的工頻接地電阻,單獨接地體的工頻接地電阻;
Rch--接地裝置的沖擊接地電阻;
Rch′--每根水平接地體的沖擊接地電阻;
Rw--接地網的工頻接地電阻;
ρ--計算防雷接地裝置所采用的土壤電阻率;
ρb--人腳站立處地表面的土壤電阻率;
ρo--雷季中無雨水時所測得的土壤電阻率。
L何特征
b--扁鋼的寬度,等邊角鋼的邊長;
b1、b2--不等邊角鋼的兩個邊長;
d--水平接地體的直徑或等效直徑,垂直接地體的直徑或等效直徑;
d′--鋼管的外直徑;
D--垂直接地體間距;
h--水平接地體的埋設深度,水平均壓帶的埋設深度;
L--水平接地體的總長度;
L1--接地網的外緣邊長;
l--垂直接地體的長度,單個水平接地體的長度,水平環型接地體的環的直徑;
r--與接地網面積S等值的圓的半徑,即等效半徑;
S--接地網的總面積;
Sjd--接地線的最小允許截面。
計算系數
A--水平接地體的形狀系數;
a、a′、m、p--接地體沖擊系數公式中與接地體的形狀有關的系數;
Kh--接地線的熱穩定系數;
Kf--避雷線的工頻分流系數;
Kj--接觸系數;
Kk--跨步系數;
Kd--接地導體直徑影響系數;
Kn--均壓帶根數影響系數;
Ks--接地網面積影響系數;
a--單獨接地體的沖擊系數;
η--接地體的工頻利用系數;
ηch--接地體的沖擊利用系數;
Ψ--考慮土壤干燥所取的季節系數。時間參數及其他
t--接地短路電流的持續時間;
td--短路的等效持續時間;
n--均壓帶計算根數。
第一章 總則
第1條 電力設備的接地設計,必須貫徹執行黨的有關方針和政策,認真總結運行經驗,并根據設備的類型和運行方式,接地的性質,以及地質特點等,因地制宜,做到安全可靠,經濟合理。
第2條 本規程適用于交流和直流電力設備的接地。有特殊要求的電力設備的接地,還應按有關專用規定執行。
雷電活動特殊強烈的地區,還應根據當地實踐經驗,適當加強接地措施。
第二章 一般規定
第3條 為保證人身和設備的安全,電力設備宜接地或接零。
交流電力設備應充分利用自然接地體接地,但應校驗自然接地體的熱穩定。
第4條 直流電力回路中,不應利用自然接地體作為電流回路的零線、接地線或接地體。直流電力回路專用的中性線、接地體以及接地線,不應與自然接地體連接。
三線制直流回路的中性線,宜直接接地。
第5條 不同用途和不同電壓的電氣設備,除另有規定者外,應使用一個總的接地體,接地電阻應符合其中最小值的要求。
第6條 如因條件限制,按本規程的要求接地有困難時,允許設置操作和維護電力設備用的絕緣臺。絕緣臺的周圍,應盡量使操作人員沒有偶然觸及外物的可能。
第7條 中性點直接接地的電力網,應裝設能迅速自動切除接地短路故障的保護裝置。
中性點非直接接地的電力網,應裝設能迅速反應接地故障的信號裝置,必要時也可裝設延時自動切除故障的裝置。
第8條 低壓電力網的中性點可直接接地或不接地。
當安全條件要求較高,且裝有能迅速而可靠地自動切除接地故障的裝置時,電力網宜采用中性點不接地的方式。
第9條 在中性點直接接地的低壓電力網中,電力設備的外殼宜采用低壓接零保護,即接零。
如用電設備較少、分散,采用接零保護確有困難,且土壤電阻率較低時,可采用低壓接地保護,即接地。但如用電設備漏電,設備外殼和與其有電氣連接的金屬部分、變壓器外殼及其接地線都可能帶電,應采取裝設自動切除接地故障的繼電保護裝置、使用絕緣墊、安裝圍欄或采取均壓等安全措施。
由同一臺發電機、同一臺變壓器或同一段母線供電的低壓線路,不宜采用接零、接地兩種保護方式。
在低壓電力網中,全部采用接零保護確有困難時,也可同時采用兩種保護方式,但不接零的電力設備或線段,應裝設能自動切除接地故障的繼電保護裝置。
在城防、人防等潮濕場所或條件特別惡劣場所的供電網中,電力設備的外殼應采用接零保護。
第10條 在中性點非直接接地的低壓電力網中,應防止變壓器高、低壓繞組間絕緣擊穿引起的危險。變壓器低壓側的中性線或一個相線上必須裝設擊穿保險器,低壓架空電力線路的終端及其分支線的終端,還應在每個相線上裝設擊穿保險器。
以安全電壓供電的網絡中,為防止高電壓竄入引起危險,應將安全電壓供電網絡的中性線或一個相線接地;如接地確有困難,也可與該變壓器一次側的零線連接。
第11條 在確定發電廠、變電所接地裝置的型式和布置時,應考慮盡可能降低接觸電勢和跨步電勢。
在大接地短路電流系統發生單相接地或同點兩相接地時,發電廠、變電所、電力設備接地裝置的接觸電勢和跨步電勢不應超過下列數值:
式中 Ej--接觸電勢(伏);
Ek--跨步電勢(伏);
ρb--人腳站立處地表面的土壤電阻率(歐.米);
t--接地短路電流的持續時間(秒)。
在小接地短路電流系統發生單相接地時,一般不迅速切除故障,此時發電廠、變電所、電力設備接地裝置的接觸電勢和跨步電勢不應超過下列數值:
在條件特別惡劣的場所,例如礦山井下和水田中,接觸電勢和跨步電勢的允許值宜適當降低。
接觸電勢和跨步電勢的計算,可參照附錄二。
第12條 設計接地裝置時,應考慮土壤干燥或凍結等季節變化的影響,接地電阻在四季中均應符合本規程的要求,但防雷裝置的接地電阻,可只考慮在雷季中土壤的干燥狀態的影響。
第三章 保護接地的范圍
第13條 電力設備的下列金屬部分,除另有規定者外,均應接地或接零:
一、電機、變壓器、電器、攜帶式及移動式用電器具等的底座和外殼;
二、電力設備傳動裝置;
三、互感器的二次繞組;
四、配電屏與控制屏的框架;
五、屋內外配電裝置的金屬架構和鋼筋混凝土架構以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門;
六、交、直流電力電纜接線盒、終端盒的外殼和電纜的外皮,穿線的鋼管等;
七、裝有避雷線的電力線路桿塔;
八、在非瀝青地面的居民區內,無避雷線小接地短路電流架空電力線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔;
九、裝在配電線路桿上的開關設備、電容器等電力設備;
十、鎧裝控制電纜的外皮、非鎧裝或非金屬護套電纜的1~2根屏蔽芯線。
第14條 電力設備的下列金屬部分,除另有規定者外,可不接地或接零:
一、在木質、瀝青等不良導電地面的干燥房間內,交流額定電壓380伏及以下、直流額定電壓4
40伏及以下的電力設備外殼,但當維護人員可能同時觸及電力設備外殼和接地物件時除外;
二、在干燥場所,交流額定電壓127伏及以下,直流額定電壓110伏及以下的電力設備外殼,但爆炸危險場所除外;
三、安裝在配電屏、控制屏和配電裝置上的電氣測量儀表、繼電器和其他低壓電器等的外殼,以及當發生絕緣損壞時,在支持物上不會引起危險電壓的絕緣子金屬底座等;
四、安裝在已接地的金屬架構上的設備(應保證電氣接觸良好),如套管等,但爆炸危險場所除外;
五、額定電壓220伏及以下的蓄電池室內的支架;
六、與已接地的機床底座之間有可靠電氣接觸的電動機和電器的外殼,但爆炸危險場所除外;
七、由發電廠、變電所和工業企業區域內引出的鐵路軌道,但第30條所列的場所除外。
第四章 接地電阻
第一節 大接地短路電流系統的電力設備
第15條 大接地短路電流系統的電力設備,其接地裝置的接地電阻宜符合下式的要求:
當I>4000安時,可采用
式中 R--考慮到季節變化的最大接地電阻(歐);
I--計算用的流經接地裝置的入地短路電流(安)。
注:按(5)式計算時,R不計入引進線路的避雷線接地的作用,按(6)式計算時,則可計入上述作用。
第16條 公式(5)中計算用流經接地裝置的入地短路電流,采用在接地裝置內、外短路時,經接地裝置流入地中的最大短路電流周期分量起始值,該電流應按5~10年發展后的系統最大運行方式確定,并應考慮系統中各接地中性點間的短路電流分配,以及避雷線中分走的接地短路電流。
第二節 小接地短路電流系統的電力設備
第17條 中性點非直接接地的電力設備,其接地裝置的接地電阻,應符合下式的要求:
一、高壓與低壓電力設備共用的接地裝置
二、僅用于高壓電力設備的接地裝置
式中 R--考慮到季節變化的最大接電電阻(歐);
I--計算用的接地故障電流(安)。
接地電阻不宜超過10歐。
注:變電所的接地電阻值,可包括引進線路的避雷線接地裝置的散流作用。
第18條 在中性點經消弧線圈接地的電力網中,接地裝置的接地電阻按公式(7)、(8)計算時,計算用的接地故障電流應采用下列數值:
一、對裝有消弧線圈的發電廠、變電所或電力設備的接地裝置,計算電流等于接在同一接地裝置中同一電力網各消弧線圈額定電流總和的1?25倍。
二、對不裝消弧線圈的發電廠、變電所或電力設備的接地裝置,計算電流等于電力網中斷開最大一臺消弧線圈時的最大可能殘余電流值,但不得小于30安。
第19條 計算用的接地故障電流,應按5~10年的發展后的系統最大運行方式確定。
第20條 在小接地短路電流系統中,為保證迅速切除接地故障,應根據發電廠、變電所接地裝置的接地電阻驗算繼電保護裝置的兩相異點接地短路動作電流,或熔斷器熔體的熔斷電流。
接地短路電流不應小于繼電保護裝置換算到一次側的動作電流的1?5倍,或熔斷器熔體額定電流的4倍。當不能符合要求時,可降低接地電阻或采取其他措施。
第三節 低壓電力設備
第21條 低壓電力設備接地裝置的接地電阻〔注〕,不宜超過4歐。
使用同一接地裝置的并列運行的發電機、變壓器等電力設備,當其總容量不超過100千伏安時,接地電阻〔注〕允許不超過10歐。
注:在采用接零保護的電力網中,系指變壓器的接地電阻,而用電設備只進行接零,不做接地。
第22條 在中性點直接接地的低壓電力網中,零線應在電源處接地,但第37條第一款所列情況以及移動式設備除外。在架空線路的干線和分支線的終端及沿線每
零線的重復接地,應充分利用自然接地體。
直流電力網的零線重復接地,應采用人工接地體,并不得與地下金屬管道等連接。
第23條 配電線路零線每一重復接地裝置的接地電阻不應超過10歐。
在電力設備接地裝置的擁氐繾柙市澩锏?0歐的電力網中,每一重復接地裝置的接地電阻不應超過30歐,但重復接地不應少于三處。
第24條 為防止觸電危險,在低壓電力網中,嚴禁利用大地作相線或零線。
第四節 高土壤電阻率地區的電力設備
第25條 在高土壤電阻率地區,當接地裝置要求作到規定的接地電阻值在技術經濟上極不合理時,小接地短路電流系統中的電力設備和低壓電力設備,接地電阻允許達到30歐,發電廠、變電所允許達到15歐,但應符合第11條的要求。大接地短路電流系統中,發電廠、變電所的接地電阻允許達到5歐,但應符合第37條的要求。
獨立的避雷針(線)宜設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區,其接地電阻不宜超過10歐。在高土壤電阻率地區,當要求作到規定的10歐確有困難時,允許采用較高的接地電阻值,并可與主接地網連接,但從避雷針與主接地網的地下連接點至35千伏及以下設備的接地線與主接地網的地下連接點,沿接地體的長度不得小于
架空電力線路的接地應按第26條的規定執行。
第五節 架空電力線路
第26條 有避雷線電力線路每基桿塔的接地裝置,在雷季干燥時,不連避雷線的工頻接地電阻,不宜超過表1所列數值。
表1 有避雷線架空電力線路桿塔的工頻接地電阻
土壤電阻率 |
100及 |
100以上 |
500以上 |
1000以上 |
2000以上 |
工頻接地電阻 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30[注] |
注:如土壤電阻率很高,接地電阻很難降低到30歐時,可采用6~8根總長不超過
35千伏及以上無避雷線小接地短路電流系統中的鋼筋混凝土桿和金屬桿塔,以及木桿線路中的鐵橫擔,均宜接地,接地電阻不受限制,但年平均雷暴日數超過40的地區,不宜超過30歐。在土壤電阻率不超過100歐.米的地區或已有運行經驗的地區,鋼筋混凝土桿和金屬桿塔可不另設人工接地裝置。
第27條 小接地短路電流系統中,無避雷線的高壓電力線路在居民區的鋼筋混凝土桿宜接地,金屬桿塔應接地,其接地電阻不宜超過30歐。
中性點直接接地低壓電力網中以及高低壓共桿的電力網中,鋼筋混凝土桿的鐵橫擔和金屬桿應與零線連接,鋼筋混凝土桿的鋼筋宜與零線連接。中性點非直接接地低壓電力網中的鋼筋混凝土桿宜接地,金屬桿應接地,其接地電阻不宜超過50歐。
瀝青路面上的高、低壓線路的鋼筋混凝土桿和金屬桿塔以及已有運行經驗的地區,可不另設人工接地裝置,鋼筋混凝土桿的鋼筋、鐵橫擔和金屬桿塔,也可不與零線連接。
第28條 為防止雷電波從低壓架空線路侵入建筑物,接戶線的絕緣子鐵腳宜接地,接地電阻不宜超過30歐。土壤電阻率在200歐.米及以下地區的鐵橫擔鋼筋混凝土桿線路,由于連續多桿自然接地作用,可不另設人工接地裝置。屋內有電力設備接地裝置的建筑物,在入戶處宜將絕緣子鐵腳與該接地裝置相連,不另設接地裝置。人員密集的公共場所,如劇院和教室等的接戶線,以及由木桿或木橫擔引下的接戶線,其絕緣子鐵腳應接地,并應設專用的接地裝置,但鋼筋混凝土桿的自然接地電阻不超過30歐者除外。
年平均雷暴日數不超過30的地區、低壓線被建筑物等屏蔽的地區,以及接戶線距低壓線路接地點不超過
第29條 當以分相接地方式進行帶電作業時,除采取安全措施外,工作地段兩端的導線還應設臨時接地裝置,其接地電阻不宜超過5歐,在土壤電阻率較高的地區,不應超過10歐。
第六節 發電廠的燃油和天然氣設施
第30條 易燃油、可燃油、天然氣和氫氣等貯罐、裝卸油臺、鐵路軌道、管道、鶴管及套筒等應設防靜電和防感應雷接地,油槽車應設防靜電臨時接地卡。鐵路軌道、管道及金屬橋臺,應在其始端、末端、分支處以及每隔
浮動式易燃油、可燃油和天然氣貯罐的金屬罐頂,應用可撓的跨接線與罐體相連,且不應少于兩處。跨接線可用截面不小于25平方毫米的鋼絞線或軟銅線。浮動式電氣測量裝置的鎧裝電纜應在引入處用金屬導體半電纜外皮與罐體相連,且鎧裝電纜應埋入地中,長度不宜小于
貯罐的四周應設閉合環形接地,接地電阻不應超過30歐,罐體的接地點不應少于兩處,接地點間距不應大于
第31條 獨立避雷針、避雷線的接地電阻不宜超過10歐。在高土壤電阻率地區,當接地電阻難于降到10歐時,允許采用較高電阻值,但應符合防止避雷針、避雷線對罐體及管、閥等反擊的要求。
第五章 接地裝置
第一節 一般規定
第32條 交流電力設備的接地裝置應充分利用直接埋入地中或水中的自然接地體。爆炸危險場所的電力設備接地裝置,按專用規定執行。
自然接地體的接地電阻符合要求時,一般不敷設人工接地體,但發電廠、變電所除外。
利用自然接地體時,應設置將自然接地體和人工接地體分開的測量井。
第33條 利用自然接地體和引外接地裝置時,應用不少于兩根導體在不同地點與接地網相連接,但對電力線路除外。
第34條 在高土壤電阻率地區,為降低電力設備工作接地和保護接地的接地電阻,可采取下列措施:
一、一般如在電力設備附近
二、如地下較深處的土壤電阻率較低,可采用井式或深鉆式接地體。
三、填充電阻率較低物質或降阻劑。
四、敷設水下接地網。
在永凍土地區,還可采取下列措施:
一、將接地裝置敷設在溶化地帶或溶化地帶的水池或水坑中;
二、敷設深鉆式接地體,或充分利用井管或其他深埋在地下的金屬構件作接地體;
三、在房屋溶化盤內敷設接地裝置;
四、除深埋式接地體外,還應敷設深度約0?
五、在接地體周圍人工處理土壤,以降低凍結溫度和土壤電阻率。
第35條 人工接地體,水平敷設的可采用圓鋼、扁鋼;垂直敷設的可采用角鋼、圓鋼等。
接地裝置的導體截面,應符合熱穩定與均壓的要求,且不應小于表2所列規格。
鋼接地體和接地線的最小規格
種類 |
規 格 及 單 位 |
地 上 |
地 下 | |
屋 內 |
屋 外 | |||
圓鋼 |
直徑(毫米) |
5 |
6 |
8 |
注:電力線路桿塔的接地體引出線,其截面不應小于50平方毫米,并應熱鍍鋅。
敷設在腐蝕性較強場所的接地裝置,應根據腐蝕的性質采取熱鍍錫、熱鍍鋅等防腐措施,或適當加大截面。
第二節 發電廠、變電所、電力設備的接地裝置
第36條 發電廠、變電所的接地裝置,除利用自然接地體外,不論采用何種人工接地體,如井式接地、深鉆式接地、引外接地等,都應敷設以水平接地體為主的人工接地網。人工接地體工頻接地電阻的計算可參照附錄一。
接地網的外緣應閉合;外緣各角應做成圓弧形;圓弧的半徑不宜小于均壓帶間距的一半。接地網內應敷設水平均壓帶。接地網的埋設深度宜采用0?
接地網邊緣經常有人出入的走道處,應鋪設礫石、瀝青路面或在地下裝設兩條與接地網相連的“帽檐式”均壓帶。
配電變壓器的接地裝置宜敷設成閉合環形。
注:一般情況下,發電廠、變電所接地網中的垂直接地體對工頻電流散流作用不大,只有當接地網的等效半徑與垂直接地體的長度之比不大于數倍時,垂直接地體才能起到應有的散流作用。在非高土壤電阻率地區,防雷接地裝置可采用垂直接地體。
第37條 大接地短路電流系統中,高土壤電阻率地區的發電廠、變電所的接地裝置,當接地電阻不符合公式(5)、(6)的要求時,其人工接地網及有關電氣設備還應符合以下要求:
一、對可能將接地網的高電位引向廠、所外,或將低電位引向廠、所內的設施,應采取隔離措施,例如:對外的通信設備加隔離變壓器;向廠、所外供電的低壓線路采用架空線,其電源中性點不在廠、所內接地,改在用電的地方接地;通向廠、所外的管道采用絕緣段、鐵路軌道分別在兩處加絕緣魚尾板等等。
二、考慮短路電流非周期分量的影響,當接地網電位升高時,發電廠、變電所內的3~10千伏閥型避雷器不應動作。
三、設計接地網時,應驗算接觸電勢和跨步電勢,施工后應進行測量,并繪制電位分布曲線。
第38條 如人工接地網局部地帶的接觸電勢或跨步電勢超過規定值,可采取下列措施:
一、局部增設水平均壓帶或垂直接地體;
二、鋪設礫石地面或瀝青地面。
第39條 為降低發電廠、變電所的接地電阻,其接地裝置應盡量與線路的避雷線相連,但應有便于分開的連接點,以便測量接地電阻。如不允許避雷線直接和發電廠、變電所配電裝置架構相連,發電廠、變電所接地網應在地下與避雷線的接地裝置相連接,連接線埋在地中的長度不應小于
接地電阻的測量方法可參照附錄六。
第三節 架空電力線路桿塔的接地裝置
第40條 高壓架空電力線路的接地裝置可采用下列型式:
一、在土壤電阻率ρ≤100歐.米的潮濕地區,可利用鐵塔和鋼筋混凝土桿的自然接地,不必另設防雷接地,但發電廠、變電所的進線段除外。在居民區,如自然接地電阻符合要求,可不另設人工接地裝置。
二、在100<ρ≤300歐.米的地區,除利用鐵塔和鋼筋混凝土桿的自然接地外,還應設人工接地裝置,接地體埋設深度不宜小于0?6~0?
在300<ρ≤2000歐.米的地區,一般采用水平敷設的接地裝置,接地體埋設深度不宜小于0?
在耕地中的接地體,應埋設在耕作深度以下。
三、在ρ>2000歐.米的地區,可采用6~8根總長度不超過
四、居民區和水田中的接地裝置,包括臨時接地裝置,宜圍繞桿塔基礎敷設成閉合環形。
五、放射形接地體每根的最大長度,應根據土壤電阻率確定如下:ρ(歐.米)≤500≤2000≤5000最大長度(米)40 80 100
六、在高土壤電阻率地區,當采用放射形接地裝置時,如在桿塔基礎附近(在放射形接地體每根最大長度的1?5倍范圍內)有土壤電阻率較低的地帶,可部分采用引外接地,或其他措施。
第41條 計算防雷接地裝置所采用的土壤電阻率,應取雷季中最大可能的數值,一般按下式計算:
式中 ρ--土壤電阻率(歐.米);ρ0--雷季中無雨水時所測得的土壤電阻率(歐.米);
Ψ--考慮土壤干燥所取的季節系數。
Ψ采用表3所列數值。
土壤和水的電阻率參考值可參照附錄五。
第42條 單獨接地體的沖擊接地電阻可用下式計算:
式中 Rch--沖擊接地電阻(歐);
表3 防雷接地裝置的季節系數
埋 深(米) |
ψ 值 | |
水平接地體 |
| |
0.5 |
1.4~1.8 |
1.2~1.4 |
注:測定土壤電阻率時,如土壤比較干燥,則應采用表中的較小值;如比較潮濕,則應采用較大值。
R--單獨接地體的工頻接地電阻(歐);
a-單獨接地體的沖擊系數。
a的數值可參照附錄三。
第43條 如接地裝置由很多水平接地體或垂直接地體組成,為減少相鄰接地體的屏蔽作用,垂直接地體的間距不應小于其長度的兩倍;水平接地體的間距可根據具體情況確定,但不宜小于
由n根等長水平放射形接地體組成的接地裝置,其沖擊接地電阻可按下式計算:
式中 R′ch--每根水平放射形接地體的沖擊接地電阻(歐);
ηch--考慮各接地體間相互影響的沖擊利用系數。
ηch的數值可參照附錄三。
第44條 由水平接地體連接的n根垂直接地體組成的接地裝置,其沖擊接地電阻可按下式計算:
式中 Rc,ch--每根垂直接地體的沖擊接地電阻(歐);
Rp,ch--水平接地體的沖擊接地電阻(歐);
ηch--接地體的沖擊利用系數。
ηch的數值可參照附錄三。
第六章 固定式電力設備的接地
第一節 接地線
第45條 交流電力設備的接地線應盡量利用金屬構件、普通鋼筋混凝土構件的鋼筋、穿線的鋼管和電纜的鉛、鋁外皮等。爆炸危險場所內電力設備的接地線應按專用規定執行。
低壓電力設備的接地線可利用金屬管道,但可燃液體、可燃或爆炸性氣體的金屬管道除外。
利用以上設施作接地線時,應符合下列要求:
一、應保證其全長為完好的電氣通路;
二、利用串聯的金屬構件作為接地線時,金屬構件之間應以截面不小于100平方毫米的鋼材焊接。
如上述設施符合本規程要求,可不另設接地線,但爆炸危險場所除外。
第46條 不得使用蛇皮管、保溫管的金屬網或外皮以及低壓照明網絡的導線鉛皮作接地線。在電力設備需要接地的房間內,這些地金屬外皮應接地,并應保證其全長為完好的電氣通路;接地線應與金屬外皮用螺栓連接或低溫焊接。
第47條 接地線一般采用鋼質的,但移動式電力設備的接地線、三相四線制的照明電纜的接地芯線以及采用鋼接地線有困難時除外。
鋼接地線的截面,應符合載流量、短路時自動切除故障段以及熱穩定的要求,且不應小于表2所列規格。
在地下不得利用裸鋁導體作為接地體或接地線。
第48條 低壓電力設備的銅或鋁接地線的截面不應小于表4所列數值。
表4 低壓電力設備的銅或鋁接地線的最小截面(平方毫米)
種 類 |
銅 |
鋁 |
明設的裸導體 |
4 |
6 |
第49條 大接地短路電流系統中接地線的截面,應按接地短路電流進行熱穩定校驗;鋼接地線的短時溫度不應超過
接地線截面的熱穩定校驗可參照附錄四。
第50條 小接地短路電流系統中,與設備和接地體連接的鋼、銅、鋁接地線的截面,應保證在考慮系統5~10年發展后,接地線流過計算用的單相接地故障電流時,其長時間溫度不應超過下列數值:
敷設在地上的接地線………
在爆炸危險場所,接地線的最高允許溫度應按專用規定執行。
如按
在一般情況下,可不校驗發生兩相異點短路時接地線的熱穩定,但爆炸危險場所應按專用規定執行。
第51條 中性點不接地的低壓電力設備,接地線的截面應按相線允許載流量確定。接地干線的允許電流不應小于供電網中容量最大線路的相線允許載流量的1/2;單獨用電設備,接地線的允許電流不應小于供電分支線相線允許載流量的1/3。
中性點不接地的低壓電力設備,接地線的截面,一般不大于下列數值:
鋼………100平方毫米
鋁………35平方毫米
銅………25平方毫米
第52條 中性點直接接地的低壓電力設備,為保證自動切除線路故障段,其接地線和零線應保證在導電部分與被接地部分或零線之間發生短路時,電力網任一點的短路電流不應小于最近處熔斷器熔體額定電流的4倍,或不應小于自動開關瞬時或短延時動作電流的1?5倍。接地線和零線在短路電流作用下不應熔斷。爆炸危險場所應按專用規定執行。
為使線路自動切除故障段,接地線及用作接地線的設施的電導,一般不小于本線路中最大的相線電導的1/2;但如能符合本條對短路電流值和熱穩定條件的要求,電導亦可小于相線電導的1/2。
第53條 中性點直接接地的低壓電力設備,專用接地線或零線宜與相線一起敷設。鋼、鋁、銅接地線的等效截面見表5。
如采用第45條所列的設施作接地線,另設的鋼接地線截面一般不大于160平方毫米。
表5 鋼、鋁、銅接地線的等效截面(平方毫米)
鋼 |
鋁 |
銅 |
15×2 |
- |
1.3~2 |
中性點直接接地的低壓電力設備,接地線截面一般不大于下列數值:
鋼………800平方毫米
鋁………70平方毫米
銅………50平方毫米
第54條 在中性點直接接地的低壓電力網中,相線與埝線之間的短路電流,可按下式確定:
式中 I--短路電流(安);
Uxge--電力網的額定相電壓(伏);
Zb--變壓器正序、負序和零序阻抗的算術平均值(歐);
Zd--相線與零線電路的總阻抗(歐)。
驪架空線路,銅、鋁導線回路的電抗可按0?6歐/公里計算;鋼導線的電陰及內電抗應根據電流的數值確定,此電流應采用線路始端熔斷器熔體額定電流的4倍,或線路始端自動開關瞬時或短延時動作電流的1?5倍,外電抗可按0?6歐/公里計算。
在較長的鋼導線架空線路上,容量大于500千伏安的變壓器,Zb可忽略不計。
當按(13)式計算的短路電流值不能符合第52條的要求時,應裝設能自動切除接地故障的保護裝置。
第55條 零線上不應裝設開關和熔斷器;單相開關應裝在相線上。
第56條 在同時符合下列各條件時,照明線路的零線可兼作由另一線路供電的電力設備接地線:
一、線路均由在同一接地網接地的變壓器供電;
二、零線的電導符合要求;
三、線路供電時,零線不可能斷開。
第57條 接地線應便于檢查,但電纜的零芯和金屬外皮、暗敷的穿線鋼管以及地下的金屬構件除外。
潮濕的或有腐蝕性蒸氣的房間內,接地線離墻不應小于
第58條 接地線應防止發生機械損傷和化學腐蝕。與公路、鐵道或化學管道等交叉的地方,以及有可能發生機械損傷的地方,對接地線應采取保護措施。
在接地線引進建筑物的入口處,應設標志。
第59條 接地線一般不宜作其他用途。如臨時作為電焊機的導線,其截面應符合載流量的要求。在個別情況下,接地線也可作為車床設備控制回路的零線。
第60條 明敷的接地線,表面均應涂黑漆。如因建筑要求,需涂其它顏色,則應在連接處及分支處涂兩條間距為
在三相四線制的電力網中,如接有單相分支線并用其零線作接地線時,零線在分支點應涂紫帶。
第61條 攜帶式接地線應采用裸銅軟絞線,其截因應符合短路時熱穩定的要求,短時溫度不應超過
第二節 接地線的連接
第62條 接地線連接處應焊接。如采用搭接焊,其搭接長度必須為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的
6倍。
架空線零線的連接,可采用與相線相同的方法。
潮濕的和有腐蝕性蒸氣或氣體的房間內,接地裝置的所有連接處應焊接;如不宜焊接,可用螺栓連接,但應采取可告的防銹措施。
第63條 如利用鋼管作接地線,鋼管連接處應保證有可靠的電氣連接。
在中性點非直接接地的電力網中,明敷的鋼管可采用擰緊的管接頭或跨接線連接。
所有暗敷鋼管和中性點直接接地電力網中的明敷鋼管,應在管接頭兩側焊接跨接線。
如利用穿線的鋼管作接地線時,引向電力設備的鋼管與電力設備之間,應有可告的電氣連接。
第64條 接地線與管道等伸長接地體的連接處,應焊接。如焊接有困難,可用卡箍,但應保證電氣接觸良好。
連接地點應選在近處,并應在管道因檢修而可能斷開時,接地裝置的接地電阻仍能符合本規程的要求。
管道上的表計和閥門等處,均應裝設跨接線。
第65條 接地線與接地體的連接,宜用焊接;接地線與電力設備的連接,可用螺栓連接或焊接。用螺栓連接時應設防松螺帽或防松墊片。
第66條 直接接地或經消弧線圈接地的主變壓器、發電機的中性點與接地體或接地干線連接,應采用單獨的接地線。
第67條 電力設備每個接地部分應以單獨的接地線與接地干線相連接。嚴禁在一個接地線中串接幾個需要接地的部分。
第68條 攜帶式接地線的夾具應保證其與電力設備及接地體的連接處電氣接觸良好,并應符合短路電流作用下的熱穩定和動穩定的要求。
第七章 攜帶式和移動式電力設備的接地
第59條 攜帶式用電設備應用專用芯線接地,此芯線嚴絲同時用來通過工作電流。嚴禁利用其他用電設備的零線接地,零線和接地線應分別與接地網相連接。
第70條 攜帶式用電設備的接地芯線,應彩多股軟銅線,其截面不應小于1?5平方毫米。
第71條 攜帶式用電設備的插座上應備有專用的接地觸頭。該觸頭應同時與接地線和零線相連接,而且所用插銷的結構應能避免將導電觸頭誤作接地觸頭使用。插座和插銷的接地觸頭應在導電的觸頭接觸之前連通,并應在導電的觸頭脫離之后才斷開。金屬外殼的插座,其接地觸頭和金屬外殼應有可告的電氣連接。
第72條 由固定式電源或由移動式發電設備供電的移動式機械的金屬外殼或底座,應與電源的接地裝置有可靠的金屬連接。
在中性點不接地的電力網中,可在移動式機械附近裝設接地裝置,以肛替上述金屬連接線。如附近有自然接地體應充分利用,其接地電陰應符合本規程的要求。
如根據移動式機械的特殊情況,按本規程的要求接地實際上不可能或不合理時,可利用自動切斷電源裝置代替接地。
第73條 移動式電力設備和機械的接地應符合固定式電力設備接地的要求,但下列情況一般可不接地或接零(爆炸險場所的電力設備除外):
一、移動式機械自用的發電設備直接放在機械的同一金屬支架上,且不供給其他設備用電時;
二、不超過兩臺機械由專用的移動式發電設備供電,機械距移動式發電設備不超過
第74條 移動式電力設備和機械的接地線的截面,應符合本規程第六章的規定。
附錄一 人工接地體工頻接地電阻的計算
一、垂直接地體的接地電阻可按下式計算:
當l》d時
式中 RC--垂直接地體的接地電阻(歐);
p--土壤電阻率(歐.米);
l--垂直接地體的長度(米)(附圖1)
d--接地體用圓鋼時,圓鋼的直徑(米);當用其他型式鋼材時,其等效直徑應按下式計算(附圖
二、不同形狀水平接地體的接地電阻可按下式計算:
式中RP--水平接地體的接地電阻(歐);
L--水平接地體的總長度(米);
h--水平接地體的埋設深度(米);
d--水平接地體的直徑或等效直徑(米);
A--水平接地體的形狀系數。
水平接地體的形狀系數可采用附表1所列數值。
附表1 水平接地體的形狀系數A
|
-- |
L |
|
+ |
* |
|
|
|
A |
0 |
0.378 |
0.867 |
2.14 |
5.27 |
8.81 |
1.69 |
0.48 |
三、以水平接地體為主,且邊緣閉合的復合接地體,其接地電阻可按下式計算:
式中 RW--復合接地體的接地電阻(歐);
S--接地網的總面積(平方米);
L--接地體的總長度,包括垂直接地體在內(米);
d--水平接地體的直徑或等效直徑(米);
h--水平接地體的埋設深度(米)。
四、人工接地體工頻接地電阻可按附表2的公式計算。
附表2 人工接地體工頻接地電阻(歐)簡易計算式
接地體形式 |
簡 易 計 算 式 |
備 注 |
垂 直 式 |
R≈0.3 |
長度 |
單根水平式 |
R≈0.03 |
長度 |
復 合 式 |
|
1.S大于100平方米的閉合接地網 |
附錄二 發電廠、變電所經接地裝置的入地短路電流及電位計算
一、計算用入地短路電流的計算
當在廠、所內發生接地短路時,流經接地裝置的電流可按下式計算:
當在廠、所外發生接地短路時,流經接地裝置的電流可按下式計算:
式中 I--入地短路電流(安);
Imax--接地短路時的最大接地短路電流(安);
Iz--發生最大接地短路電流時,流經發電廠、變電所接地中性點的最大接地短路電流(安);
Kf1,Kf2--分別為廠、所內、外短路時,避雷線的工頻分流系數。
計算用入地短路電流取兩式中較大的I值。
二、在發生接地故障時,接地裝置的電位、接觸電勢和跨步電勢的計算:
1?接地裝置的電位可按下式計算:
式中 Ew--接地裝置的電位(伏);
I--計算用入地短路電流(安);
R--接地裝置(包括人工接地網及與其連接的所有其他自然接地體)的接地電阻(歐)。
2?發生接地短路時,接地網地表面的最大接觸電勢,即網孔中心對接地網接地體的最大電勢,可按下式計算:
式中 Ejm--最大接觸電勢(伏)
Kj--接觸系數。
當接地體的埋設深度h=0?6~0?
式中 Kn、Kd、KS--系數可采用附表3所列數值。
附表3 系數Kn、Kd、KS
接地網形式 |
長 孔 接 地 網 |
方 孔 接 地 網 |
備 注 |
均壓帶根數影響系數 |
0.97/n+0.096 |
1.03/n+0.047 |
當n≤9時(單方向計算根數n應按附圖3選取) |
Kn |
0.545/n+0.137 |
0.55/n+0.015 |
當n≥10時(n的取法同上 |
均壓帶直徑影響系數 |
1.0[注] |
1.2-10d |
各種接地體的等效直徑d(米)應按附錄一計算 |
接地網面積影響系數 |
1.23-0.2340/√s |
1.當√s≥16時 |
注:均壓帶一般采用直徑
當包括接地網外周4根在內的均壓帶總根數在18及以下時,宜采用長孔接地網。
3?發生接地短路時,接地網外的地表面的最大跨步電勢可按下式計算:
式中 Ekm--最大跨步電勢(伏);
Kk--跨步系數。
附圖3
跨步系數可按公式(F-10)、(F-11)、(F-12)或附圖4確定:
當埋深h=0?
附圖4 計算按地網外地表面最大跨步電勢所用跨步系數Kk與按地網面積S的關系(均壓帶直徑d=
當埋深h=0?
式中 L--接地網中接地體的總長度(米);
L1--接地網的外緣邊線總長(米);
S--接地網的面積(平方米);
h--接地網水平均壓帶的埋設深度(米);
d--接地網水平均壓帶的直徑(米);用其他型材時,其等效直徑可按附錄一計算。
附錄三 電力線路桿塔接地電阻的計算
一、接地體的沖擊系數
接地體的沖擊系數與單獨接地體的形狀、尺寸、沖擊電流數值,以及土壤電阻率有關,各件型式人工接地體和線路自然接地體的沖擊系數可按下式計算:
式中 a--沖擊系數,一般在0?2~1?25范圍內;
Ich--通過接地體的雷電沖擊電流值(千安);
ρ--土壤電阻率(千歐.米);
ι--垂直接地體的長度、水平帶形接地體的長度、水平環形接地體環的直徑(米);
a、m、p--與接地體形狀有關的系數。對垂直接地體a=0?9;m=0?8;p=1?2。對水平帶型和環形接地體:a=2?2;m=0?8;p=1?2。
在ρ≤0?3千歐.米的地區,對鋼筋混凝土桿、鋼筋混凝土樁、裝配式鋼筋混凝土基礎、拉線盤(帶接線棒),上式可簡化為:
式中 a'--系數,鋼筋混凝土桿和基樁為0?035;裝配式基礎和拉線盤為0?025。
沖擊系數也可由附表4~7查得。
附表4 長2~3米、直徑
土壤電阻率 |
沖 擊 電 流 (千安) | |||
5 |
10 |
20 |
40 | |
100 |
0.85~0.90 |
0.75~0.85 |
0.6~0.75 |
0.5~0.6 |
注:表中較大值用于
附表5 寬2~4厘米扁鋼或直徑1~2厘米圓鋼水平帶形接地體,由一端引入雷電流,沖擊電流波頭3~6微秒時的沖擊系數a