GBT 16895.3-2017 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
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542.4.1在采用保护等电位联结的每个装置中都应配置总接地端子,并应将下列导体与其连 一保护联结导体; 接地导体; 保护接地导体;
有关的功能接地导体。 注1:当保护导体已通过其他保护导体与总接地端子连接时,则不需要把每根保护导体直接接到总接地端子上。 注2:建筑物的总接地端子,通常可用于功能接地的目的。对信息技术目的,它被认为是对地的连接点。 多个接地端子配置场所,其接地端子应相互连接。 542.4.2连接到总接地端子上的每根导体,都应能被单独地拆卸。此连接应当可靠,且只有用工具 能拆卸。 注:可在总接地端子处卸下接地导体,方便地测量接地极电阻
天然气标准规范范本注:宜考虑GB/T16895.18—2010中516的要求
25mm铜; 35mm铝。
表54.2保护接地导体的最小截面积 (如不根据543.1.2的公式计算)
543.1.2保护接地导体的截面积应不小于由如下两者之一所确定的值:
按IEC60949:或
543.2保护接地导体类型
543.2.1保护接地导体由下列的一种或多种导体组成:
一柔性的金属部件; 一支撑线、电缆托盘、电缆梯架。 注2:用于电击防护时,保护导体示例包括保护联结导体、保护接地导体和接地导体。
543.3保护接地导体的电气连续性
543.3.1保护接地导体对机械损伤、化学或电化学损伤、电动力和热动力等应具有适当的防护。 保护接地导体之间或保护接地导体与其他设备之间的每处连接(例如螺栓连接,夹板连接器),应具 有持久的电气连续性和足够的机械强度和保护。连接保护接地导体的螺栓不应用作任何其他目的。 连接不应采用锡焊。 注:所有的电气连接应有耐受在导体或有最大裁面积的电缆/外护物中可出现任何电流/时间组合的符合要求的耐 热能力和机械强度。 543.3.2为便于检验和测试,除如下所列各项外,保护接地导体的接头都应是可接近的: 一填充复合物的接头; 一封装的接头; 在金属导管、管槽、母线干线系统的接头; 一按设备标准,已成为设备的一部分的接头; 一电焊或铜焊的接头; 一压力连接的接头。 543.3.3在保护接地导体中,不应插入开关器件;但为了测试,可设置能用工具拆开的接头。 543.3.4当采用电气监测器进行接地检测时,不应将专用部件(如工作的传感器、线圈、电流互感器)串 接在保护接地导体中。 543.3.5电气设备的外露可导电部分不应用于构成其他设备保护接地导体的一部分,但543.2.2允许 者除外
543.4PEN、PEL或PEM导体
图54.1PEN导体连接的示例
注:在以直流SELV供电的电气系统内,例如电信系统,没有PEL或PEM导体。 543.4.4外界可导电部分不应用作PEN、PEL或PEM导体
543.5保护接地和功能接地共用导体
保护接地和功能接地共用导体时,应首先满足有关保护导体的要求。此外,它也应符合相关的功能 要求(见GB/T16895.10—2010中444节)。 对于信息技术电源的直流返回导体PEL或PEM,也可以用作功能接地和保护接地的共用导体。 注:更多的信息见 GB/T17045—2008中7.5.3.1
543.6保护接地导体的电流
在正常运行条件下保护接地导体不宜用作电流传导通路[例如在电磁兼容(EMC)的滤波器: 见IEC61140。在正常运行条件下,如保护接地导体的电流超过10mA,应使用加强型保护接 543.7)。 主:容性泄露电流,例如电缆或电机产生的,宜由装置和设备的设计来降低
543.7保护接地导体电流超过10mA的加强型的保护接地导体
543.8保护接地导体的配置
当过电流保护器用作电击防护时,保护接地导体应合并到与带电导体组成同一的布线系 置在靠它们最近的地方。
544.1接到总接地端子的保护联结导体
544.2辅助联结用的保护联结导体
544.2.1联结两个外露可导电部分的保护联结导体,其电导不应小于接到外露可导电部分 护接地导体的电导。
2.2联结外露可导电部分和外界可导电部分的保护联结导体,其电导不应小于相应保护接地 截面积所具有的电导。 2.3作辅助联结用的保护联结导体和两个外界可导电部分之间联结导体最小截面积应符合54 求。
544.2.2联结外露可导电部分和外界可导电部分的保护联结导体,其电导不应小于相应保护接地导体 一半截面积所具有的电导。 544.2.3作辅助联结用的保护联结导体和两个外界可导电部分之间联结导体最小截面积应符合543.1.3 的要求。
系数k值由下式确定:
附录A (规范性附录) 543.1.2中系数k值的计算方法 也可见IEC60724和IEC60949
表A.54.1不同材料的参数值
芯线且不与其他电缆成束的绝缘保护接地导体
表A.54.4(续)
低数值适用于截面积大于300mm的热塑性(如PVC)绝缘导体。 各种类型绝缘材料的温度限值见IEC60724。 。值的计算方法,见本附录开始处给出的公式。
随的金属护层,如销装、金属护套、同心导体等作
b该值也应适用于外露可触及的或与可燃性材料接触的裸露导体。 k值的计算方法,见本附录开始处给出的公式,
所示温度不损伤相邻材料时的裸导体的k值
接地配置和保护导体的示例见图B.54.1。
附录B (资料性附录) 接地配置和保护导体的示例
图B.54.1基础接地极和保护导体的接地配置示例
注:功能接地导体在图B.54.1中未示
图B.54.1(续)
附录C (资料性附录) 埋入混凝土基础内接地极的安装
用于建筑物基础的混凝土其有一定导电性,且通常与土壤有很大的接触面积。因此,完全理入混摄 土内的裸金属电极能用于接地,除非基础被覆以隔热材料或其他物质使混凝土与土壤隔离。由于化学 和物理作用,埋人混凝土深度大于5cm的裸露或热浸镀锌钢材或其他金属有很高防腐性,通常与建筑 物同寿命。建筑物的钢筋的传导作用也宜尽可能利用。 建筑物建设期间,埋人混凝土基础内接地极的设置,能获得长期有效的良好接地极的经济解决方 案,由于: 一不增加开挖工程; 一安装在通常不受季节气候负面影响的深度下; 一 与土壤有良好的接触; 接地面可延伸到建筑物基础的所有表面,从而获得到此接地面的最小的接地极阻抗; 提供对防雷装置最佳的接地配置;和 建筑物建设初期即能利用作为建筑工地电气装置的接地极。 除接地作用外,埋人混凝土基础内接地极也起到总保护联结良好的基础作用。 下述为混凝土基础内接地极安装的要求和建议。
C.2有关埋入混凝士基础内接地极的其他考
假如用非导热材料将建筑物基础进 能损失,或者采用某些绝缘措施防止掺 水,例如采用大于0.5mm厚度塑料板防水,如用这样的基础混凝土做接地是不可行的。在此情况下, 其钢筋的有效作用可被用作保护联结;而为了接地的目的应采用其他的接地配置,例如在绝缘的基础之 下增设埋人混凝土基础内的接地极,或沿建筑物周围作接地配置或埋入土壤基础内的接地极。
C.3埋入混凝土基础内的接地极的施工
C.3.1埋人素混凝土基础内的接地极必须与基础的布置型式和尺寸相适应。而且最好采用一个或多 个尺寸范围可达20m和相互连接的闭合的矩形或环形接地极。 C.3.2为保证埋入混凝土内接地极处于深度不小于5cm,宜采取适当的安装措施。若采用带状材料用 作接地极,宣竖着安装并避免其下出现混凝土的孔洞。带状接地极与钢筋间应每不天于2m间距固定 一次。其连接宜符合543.3.2要求。不应采用插接式连接。 C.3.3埋入混凝土内接地极宜至少有一个用于连接到建筑物电气系统的接线端子,可由建筑物内混凝 土引出接地线至适当的连接点(例如总接地端子),也可自埋入混凝土墙内连接线夹具引出接地线至连 接点。连接点的位置应便于维护和测量。 对防雷和信息技术有特殊要求的建筑物,基础接地极可有多个接线端子,例如专用于防雷装置引下 线的接地端子。 对于在基础混凝土之外通过土壤的接地线连接,需注意钢质接地线的腐蚀问题(见C.4)。对于这
一连接线,推荐理设在建筑物的混凝土内或敷设在建筑物外地面之上。 C.3.4接地极及其接线端子的最小截面积应符合表54.1所列值。连接必须牢固和电气性能良好(见 542.3.2)。 C.3.5建筑物基础内钢筋如符合542.3.2连接良好的要求,可利用作接地极。钢筋的焊连需征得建筑 物结构设计和分析工程师的同意,仅由铁丝所做的绑扎连接不适用于保护目的,但适用于信息技术的电 磁兼容(EMC)。预应力钢筋不应用作接地极。 若将较小直径的的钢线焊接成格栅用作加强钢筋网,且从格栅多点牢固地连接到接线端子或接地 极的其他部分上,其总截面积不小于表54.1要求的截面积,则可将格栅用作接地极。接线端子与每个 格栅至少有四处连接,格栅的线材直径不宜小于5mm。 C.3.6水平接地极不宜直接穿过两大基础之间的接触缝,在此处,宜在混凝土基础外装用柔性的连接 器以实现可靠的电气连接。 C.3.7单一基础(例如大楼建筑)的理入混凝土基础内接地极,采用适当的接地导体宜连接到理入混凝 土基础内接地极的其他部位。对埋在土壤内此种连接见C.4。
凝土基础内接地极以外的其他接地装置部分可
应注意到理入混凝土内的普通钢材(裸露或热浸镀锌)与埋入土壤内铜材的电化学电位相等。因 此,对埋人基础附近土壤内的钢材与埋入混凝土基础内的接地极钢材的不同接地装置部分出现电化学 瘤蚀危险。此作用也可在大的建筑物钢筋基础内产生。 任何钢质接地极不应直接从混凝土基础进人土壤,除非接地极由不锈钢制作或采用适当的防潮措 施。表面热浸镀锌或涂漆或其他措施,此后发现其防腐蚀的效果不够好。在此建筑物周围或附近宜采 用非热浸镀锌钢材作附加的接地装置,为使接地装置本部分提供足够的使用寿命,
C.5埋入混凝士基础内接地极的竣工
附录D (资料性附录) 埋入土壤内接地极的安装
接地极电阻取决于接地极的尺寸、形状和埋人处土壤电阻率。其电阻率通常随地点和深度变化。 土壤电阻率用欧米(α·m)表示,其数值上,它是截面积为1m、长度为1m的圆柱形土壤的以欧 姆(Q)为单位的电阻。 地貌和植物可在一定程度上反映土壤的有用特性,以便接地极的实施。类似的土壤内接地极已有 侧量结果,可提供更好的参考。 土壤电阻率取决于土壤的湿度和温度,两者全年变化。湿度本身受土壤的颗粒和空隙影响。实际 上,土壤电阻率随湿度减少而增加。 水流可漫过的地表面,如河流的近旁,很少适合接地极的安装。事实上,有多石地面组成的这些地 表层,有很好渗透性和很容易浸人天然过滤净化水,且有高电阻率。为了达到可有较好电阻率的较深层 土壤,应采用深埋式接地极。 冰冻考虑增加土壤电阻率,在冰冻层内土壤电阻率可达到数千欧米。在一些地区,冰冻层厚度可达 m及以上。 干燥也增加土壤电阻率。干旱作用在一些地区深达2m。在此情况下,电阻率值能与冰冻期间呈 现电阻率值相同量级。
表D.54.1给出一些类型土壤电阻率值数据。 表D.54.1所示为同类型土壤电阻率大范围变化
表D.54.1各类土填电
表D.54.1(续)
用表D.54.2所示的平均值能用以计算接地极电阻的近似值。 显然,采用这些值计算给出的仅是接地极电阻的很近似结果。采用D.3给出公式计算后,其电阻的 测量值可供土壤平均电阻率的评估。此经验可用于将来类似条件下的工程
表D.54.2不同类型土境电阻率的估值
D.3埋入土壤内的接地极
D.3.2接地极电阻的估值
依据以下公式可近似求得水平埋敷导体(见542.2.3和表54.1)的接地极电阻(R):
式中: 一一土壤电阻率,单位为欧米(α·m); L一一导体设地沟的长度,单位为米(m)。 应注意到在地沟内导体成曲折敷设,并不明显地降低接地极电阻值。 事实上,导体用两种不同方式敷设: 建筑物基础接地极:接地极敷设在环绕建筑物整个周边的基础内。考虑的长度是建筑物的 周长。 水平地沟:导体敷设深度约1m开挖的地沟内。 地沟内不宜回填石料、炉渣或类似物体,但易使土壤保持潮湿者除外。 b)埋设平板
一土壤电阻率,单位为欧米(a·m); L—平板周长,单位为米(m)。 C)垂直埋设接地极
土壤电阻率,单位为欧米(α·m); 一平板周长药品标准,单位为米(m)。 C)垂直埋设接地极 依据以下公式可近似求得垂直埋设接地极的电阻(R)(见542.2.3和表54.1):
β土壤电阻率,单位为欧米(α·m); L一一棒或管的长度,单位为米(m)。 出现冰冻或干旱的风险之处,棒的长度应增长1m或2m。 深埋一些并联的垂直棒,降低接地极电阻值,在两根棒的情况下,棒的间距为棒的长度;若超过两根 棒,棒的间距应加大。 应注意到特长棒的深埋的事实,由于地表层的土壤电阻率很少是均匀的,棒可深埋至具有低电阻率 或可忽略电阻率的地表层出现的情况
D.4金属桩作为接地极
金属桩由金属结构相互连接且埋在地面一定深度煤炭标准,可用作接地极。 埋设的金属桩的电阻(R)可用公式近似地计算:
式中: L 桩埋入长度,单位为米(m);
桩接触的柱体的直径,单位为米(m); 一土壤电阻率,单位为欧米(α·m)。 相互连接的置于建筑物周围的一组金属桩有与基础接地极相同数量级的电阻。 混凝土并不妨碍将金属桩利用作接地极,但也不显著改变接地极电阻
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