低压配电接地系统

低压配电系统中的接地系统艾默生网络能源公司低压配电的接地系统设计目录(一)低压配电系统中的常见接地配置方式(A)TN-S供电系统(三相五线制)(B)TN-C供电系统(三相四线制)(C)TN-C-S供电系统(三相四线半制)(D)TT供电系统(直接接地方式)(E)IT供电系统(高阻接地方式)(二)在信息网络机房中配置接地系统的必要性(A)接地系统的调控功能(B)接地系统中各关键的部件的调控功能(C)机房内下列金属部件需采用接地或接零保护措施:低压配电的接地系统设计(三)接地方式的分类(A)保护性接地(B)功能性接地(C)防雷接地(D)接地方式(E)重复接地(四)低压配电的接地系统的设计方案(A)推荐的UPS接地系统设计方案及常见的不正确的接地方法(B)推荐的大楼接地施工设计方案国家及行业标准GB/T50314-2000”智能建筑设计标准“GB50174-93“电子计算机机房设计规范”GB50169-92“电气装置安装工程、接地装置施工及验收规范“GB50054-95“低压配电设计规范“GB50052-95“供配电系统设计规范”GB50057-94“建筑防雷设计规范“GB50254-96、GB50355-96、GB50256-96、GB50257-96、GB50258-96、GB50259-96“电气装置安装工程、施工及验收规范“GBJ149-90“电气装置安装工程、母线装置施工及验收规范“国家及行业标准YD/T944-1998“通信电源装置的防雷技术和测试方法”YD/T5098-2001“通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范“YD5079-99“通信工程电源系统防雷技术规定”YD/T1051-2000“通信局(站)电源系统总技术要求”YDJ26-89“通信局(站)接地设计暂行技术规定”YD/T585-1999“通信用配电设备”GB/T14715-93“信息技术设备用不间断电源通用技术条件YD/T1095-2000“通信用不间断电源-UPS”GB7260-87“不间断电源设备”YD/T502-2000“通信专用柴油发电机组技术要求”低压配电的接地系统设计在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得”相对欠缺”。基于上述情况，当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。低压配电的接地系统设计对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此,当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种“接地线”的接地电阻。还需高度重视接地阻抗;“地线”的实际布线方式;用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理“等因素。实践证明:设计合理的接地系统及正确的布线施工艺是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。低压配电的接地系统设计(一)低压配电系统中的常见接地配置方式信息网络时代的低压配送电系统(A)TN-S供电系统(三相五线制)用户设备的金属外壳接PE线,正常工作时,在PE线上基本无“电流”,外壳对地电压接近于零.当发生故障时(例:一相碰壳“短路”/严重漏电),故障电流迅速增大,促使保护装置(熔断器/断路器)快速地切断电源.在运行中,严禁断开N线.●●●●●●●●●●L1L2L3NPE设备外露的“可导电体”接地保护负载电流PE,黄绿色N,淡蓝色信息网络时代的低压配送电系统(B)TN-C供电系统(三相四线制)N线与PE线合用1条PEN线,当三相供电不平衡/带“整流滤波型”非线性负载时,有较大的电流流过PEN线,并有可能导致用户设备的零--地线电位增高.如选用有足够大截面积的电缆/保护装置时,也比较安全,费用较低.在运行中,严禁断开PEN线.●●●●●●●●L1L2L3PEN●设备外露的“可导电体”N接零保护负载电流信息网络时代的低压配送电系统(C)TN-C-S供电系统(三相四线半制)在用户负载的末端将PEN线分开成相互独立的PE线和N线(从此之后,不允许将“分开后的PE线和N线”再连接在一起),其性能介于TN-C和TN-S保护接地系统之间.在运行中,严禁断开PEN线.●●●●●●●●●●L1L2L3PENPE’设备外露的“可导电体”●●●●●●●●●●●接零保护设备外露的“可导电体”负载电流N’淡蓝色黄绿色信息网络时代的低压配送电系统(D)TT供电系统(直接接地方式)将每台设备的金属外壳经各自的PE线单独接地/同共用PE接地母线连在一起(当它们共用一个接地保护装置时).其故障电流较小,往往不足以使保护装置(熔断器/断路器)动作.其安全性较差(在TT供电系统中,常需配置漏电保护器).在运行中,严禁断开N线.●●●●●●●●L1L2L3●PE●●设备外露的“可导电体”接地保护N,淡蓝色黄绿色信息网络时代的低压配送电系统(E)IT供电系统(高阻接地方式)单相接地短路电流很小.当发生短路故障时,保护装置不会动作、供电系统还可继续运行,设备的外壳不带电。为此，需要另外配置的绝缘监视仪/接地故障报警装置,以通知值班人员.它常被用于当发生单相对地短路故障时、仍需供电系统继续向负载供电的场合。●●●●●●L1L2L3PEZ●设备外露的“可导电体”接地保护黄绿色低压配电的接地系统设计(二)在信息网络机房中配置接地系统的必要性低压配电的接地系统设计(A)接地系统的调控功能(1)当用电设备因故发生“短路”/漏电故障时，确保人身和设备的安全运行;(2)增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保IT/电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性(EMC);(3)为IT/电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有“低阻抗运行特性”的参考电平(实现“等电位连接”);(4)为IT/电信/测试等关键设备提供静电“泄放通道”;(5)确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线对地线”电压;(6)为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。低压配电的接地系统设计(B)接地系统中各关键的部件的调控功能判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是:能否为各种干扰源/“地电流”提供低阻抗型“泄放通道”，以确保在各IT设备之间实现“等电位连接”。接地系统的组成:大地、接地体、接地引入线、接地总干线、接地线、辅助“等电位“连接体(“等电位“连接网/连接带)。低压配电的接地系统设计(1)大地:由于直流电和各种频率的交流电在“大地”中所产生的电位差很小，可以利用它将各种接地部件互相连接起来共同组成一个具有“低阻抗工作特性”的参考电平网络。在实际工作中，可把大地作为“容电量”无限大的“参考电位体”来使用。(2)接地体:来自供电系统和用电设备的各种“地线电流“经位于”接地体”中的各金属部件同大地形成的接触面而被汇入大地,再经“地线电流“扩散和”均衡电位处理”后，形成”零电位参考”面(典型值20m)•自然接地体:“钢筋混凝土”地基中的“环形钢筋网(带)”(优点是:经济、接地电阻小、典型值0.5Ω)、地下金属管道;•人工接地体:在围绕建筑物四周敷设的环形接地电极。•当接地体/接地引入线与电力电缆管线变叉时，两者之间的距离0.3m(现行标准为0.1m);当接地体/引入线与电力电缆管线平行时，两者之间的距离0.6m(现行标准为0.3-0.35m);低压配电的接地系统设计•常用的“人工接地极”材料:热锡或镀锌圆钢、扁钢、条钢或铜板(水平敷设时);热锡或镀锌圆钢、角钢、钢管(垂直敷设时)。为降低“屏蔽”作用、在组成多极“并联接地”环时、希望各接地极间距离/接地棒的长度2)。钢质接地体和总接地引下线的最小尺寸(GB50169-92)规格及尺寸地上部件(室外)地下部件(交流电路)地下部件(直流电路)圆钢直径(mm)直径8mm直径10mm直径12mm扁钢(截面mm2,厚度mm)截面100mm2,厚度4mm截面100mm2,厚度4mm截面100mm2,厚度6mm角钢(厚度mm)厚度2.5mm厚度4mm厚度6mm钢管管壁(厚度mm)厚度2.5mm厚度3.5mm厚度4.5mm低压配电的接地系统设计(3)接地总干线、辅助“等电位“连接体、接地线:•为使得大楼内分别位于不同楼层中的各种设备的地线获得优越的“等位电连接”特性(典型值:被“等位电接地”的各金属表面之间电位差10mV)，接地总干线可分为:*垂直接地总干线:下端经”接地体”同大地相连,另一端与大楼各层的钢筋和水平“汇集接地体”相连。为降低雷击电磁干扰的辐射影响及杂散电容的耦合影响,”垂直接地总干线”宜被安装在大楼中央部位/尽可能远离大楼的“主钢筋”处。*水平接地干线:一端同“垂直接地总干线”相连,另一端与大楼内各种供电设备、用电设备的接地端相连。为降低地线的阻抗,宜在同一层楼内配置由接地铜网/接地铜带所组成的局部“等电位“辅助连接体。低压配电的接地系统设计*垂直接地总干线:宜选用大容量“多芯”铜电缆在电信企业中、推荐的“接地干线线”的最小截面积:•-48V,-24V直流配电屏:95mm2;•直流配电屏到电话自动交换室/微波室:95mm2;•直流配电屏到总配线架:50mm2;•直流配电屏到测量室:25mm2;•±24V直流配电屏:25mm2;低压配电的接地系统设计*接地线:在信息网络用机房中，它被用于各种设备的接地端同“水平接地汇集干线”之间的地线连接:1)、根据最大工作电流选取截面积，不准使用裸线/扁钢，宜采用多股软铜线(“接零线”可选用电力电缆);2)、每台设备的接地端宜用独立的接地线用同“水平汇集接地干线”相连接,不允许采用将多台设备的接地端“串联”起来的布线施工法;3)、不能利用蛇皮管、金属网或电缆的金属护套来作为接地线。4)、直流电源供电系统中的“接零线”和采用“直流两线制”正极接地工作方式的”直流工作地线”应各自引出独立的地线、两种地线之间的距离应1m。低压配电的接地系统设计(C)机房内的下列金属部件需采用接地或接零保护措施:•IT设备,通信设备,测试仪器等关键设备的接地端;•UPS,空调,电机,变压器,电力电缆的金属护套、接头盒、电缆终端头,电缆桥架，密封汇流母排的外壳、电缆套管、电池架、电热设备、机床的等的金属外壳/底座;•水管、气管、钢筋混凝土结构中的钢筋、配电柜(箱)、控制屏、操作台等的金属框架或底座;•控制电缆的金属护套/屏蔽外套、高频设备的屏蔽网。注意事项:在信息网络机房中，既不允许将计算机、服务器的“直流工作地”同“交流工作地”进行短接或混接。也不允许在上述“直流工作地”同交流供电线路之间采用“近距离”的平行布线施工法。低压配电的接地系统设计(三)接地方式的分类•保护性接地确保人身和设备的安全性•功能性接地提高用电设备的抗干扰性能、在IT设备之间实现“等电位连接”，以确保信息资源的安全运行。低压配电的接地系统设计(A)保护性接地目的:防止因“人为操作”错误、火灾、“短路”、设备绝缘损坏“漏电”等所可能造成的人身伤害/设备损坏故障发生。(1)交流工作接地(N线、中性线接地、零线接地,淡兰色)在采用TN和TT制的380/220V供电系统中,为防止因N线发生断线、接触不良或因采用不带“N线重叠切换功能”切换开关所造成的中性线“瞬间中断”所可能带来的故障隐患，应在输入变压器、变配电室、大楼主配电柜处将中性线接地。当电力传输线路50m时，应考虑采用重复接地。低压配电的接地系统设计对于信息网络机房/电信机房用供电系统而言，当正常工作时、流过N线的电流是三相不平衡负载电流+气体放电灯+由IT设备、电信设备等非线性所带来的谐波电流的矢量和;(2)接零保护(电力设备):在中性点直接地的380/220V供电系统中、将电力设备的金属外壳(例:交流稳压器、UPS、变压器等)与零线相连接,流过”接零保护线”的电流较大。(3)接地保护:将电力设备/用电设备的金属外壳通过独立的接地线来同大楼的接地装置相连。(4)防