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新闻主题	三相柴油发电机接地规范

 

导读：接地有正常接地和非人为的故障接地之分。这里说“接地”一般是指人为的正常接地。为满足柴油发电机组电气装置和供电系统的工作特性和安全防护的要求，而将电气装置和供电系统的任何都分与土壤问作良好的电气连接，称为接地。接地按用途不同有工作接地和保护接地之分。

 

图1 敞开式柴油发电机组侧视外形图

图2 敞开式柴油发电机组后视外形图

 

一、“地”和对地电压

 

1、“地”

当柴油发电机组电气装置发生接地故障时，接地电流经接地装置向大地作半球形散开。这一半球形面与接地体距离越远，接地电流流散时产生的电压降就越小，电位就越低。实验证明，在离开单根接地体或接地点20m以外的地方，该电位已不再变化，并趋于零。我们把这零电位的地方称为电气上的“地”。

2、对地电压

柴油发电机组电气装置发生接地故障时，接地设备的外壳、接地线、接地体等与零电位点之间的电位差，称为电气装置接地时的对地电压。在电力系统中，对地电压指柴油发电机组电气装置发生接地故障时，接地设备的外壳、接地线、接地体等与零电位点之间的电位差。通常将大地设为零电位点。

 

二、接地电流和接地短路电流

 

1、接地电流

凡从带电体流入地下的电流即属于接地电流，接地电流有正常接地电流和故障接地电流之分。由于故障而流入大地的电流。有大接地电流系统，小接地电流系统。
当中性点接地时，有一相火线接地，这时会产生很大的电流，如果是二相或三相火线接地，当然会产生更大的电流，这就是大电流接地系统；如果中性点不接地，当有一相火线接地时，这时的接地电流只是电容电流，因为构不成回路，所以接地电流很小，这是小电流接地系统。

2、接地短路电流

柴油发电机组运行中，相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10~15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

系统一相接地可能导致系统发生短路，这时的接地电流叫做接地短路电流。在高压系统中，接地短路电流可能很大。接地短路电流500A及以下的，称小接地短路电流系统；大于500A者，称大接地短路电流系统。

 

三、接地装置

 

1、接地装置的组成和功能

（1）组成

接地装置是由接地体和接地导体（习惯叫接地线）组成的。

接地体也叫接地极，是与大地紧密接触并与之形成电气联结的一个或一组可导电部件，一般由钢管或角铁制成。接地装置的接地效果如何主要取决于接地极的结构设计和安装。

接地导体是一种较特殊的PE导体，它的一端与接地极相连，另一端与主接地端子相连接。其一部分可能埋在地下，一部分敷设在地上。

接地装置是为满足柴油发电机组电气系统及非电气设施和建筑物等的工作特性和安全防护而设置的。承担的功能不同，其标准的具体规定可能存在一定差异。

（2）功能

根据电气和非电气系统、设施等的工作特性和安全防护要求可以由不同的接地装置完成如下接地功能：

a. 外露可导电部分的接地。

这种接地与自动切断供电的间接触电防护的其他措施配合，完成间接触电防护的功能。

b. 电力系统中性点的接地。

这种接地的目的是为完成柴油发电机组电气系统的某种正常工作要求；当柴油发电机组电气系统采用自动切断供电的间接触电防护措施时，这种接地在故障情况下可能与上述接地配合形成故障电流回路，为自动切断电器的分断提供条件。

c. 电气的和非电气的雷电防护接地功能。

d. 静电防护接地功能。

e. 电磁辐射防护接地功能。

（3）规范

以下主要根据GB9089.2阐述用以完成上述a项功能的接地装置的有关规定。这种规定也适用于上述b项功能。

如前所述，在自动切断供电防护中，不管是何种型式的接地系统，其外露可导电部分都必须通过PE导体与大地实行有效的电气连接，以便在故障条件下形成故障电流回路，从这个意义上讲，自动切断供电的触电防护是依赖于外露可导电部分接地的防护。这就要求有相应的接地条件相配合。这个条件将由接地装置来实现。

可以为满足安全防护要求单独装设接地装置，也可以为满足安全防护和工作接地要求共设一套接地装置。

典型的接地装置示意图3所示。实际上，接地装置不一定包括图4-4中所有部分。例如在交流电气装置中可心充分利用自然接地体做为接地极，可以利用其他金属导体做为PE导体（必须满足若干要求，后面将专门阐述）。

 

图3  柴油发电机典型接地装置

 

2、对接地装置的一般要求

通常有下列几点：

a.接地装置的性能必须满足电气装置及设备的安全防护和工作要求。例如应根据系统接地型式，工作环境条件等合理确定接地电阻值。

b.地装置应无危险地承受接地故障电流和泄漏电流的作用，特别是由它们所引起的热应力、热机应力等影响。例如，根据这个原则，PE导体截面积的选择必须考虑过电流和故障电流条件下的电热效应。

c.接地装置应足够坚固。可以考虑附设机械保护，以适应外部环境的影响。

d.接地装置应长期保持有效性。它包括了保持接地装置的电气连续性；因受外部影响，各部分阻抗的增大不能超出允许范围。

e.接地装置的金属部分，特别是接地极等易受腐蚀部分应采用防腐措施。

3、保护导体的构成

PE导体可以由下列金属物构成：

a.多芯电缆的芯线；

b.与带电导体配置在同一外护物内的绝缘导体或裸导体；

c.单独敷设的绝缘导体或裸导体；

d.电线电缆的金属覆层，如护套，屏蔽层，铠装层；

e.导线的金属导管或其他金属外护物；

f.某些允许使用的金属结构部件或装置外可导电部分。

4、PE导体的使用

柴油发电机生产厂制造的成套设备的金属外护物或金属框架在用做保护导线（即PE导体）时应满足如下条件：

a.其电气连续性保证不受机械、化学或电化学的损蚀；

b.导电截面积能满足对保护导体截面积的要求；

c.必须在每个预定的分接点上与其他PE导体进行可靠的连接。

布线系统的金属护套、导管、线槽等在满足上述前两个条件时也可用保护导体。

装置处可导电部分在用做PE导体时应满足如下条件：

d.其结构用装设的连接点应保证电气上的边续性，并保证不会受到机械、化学或电化学的损蚀；

e.必须采取防止其移动的措施；

f.它们事先已考虑用做PE导体，并且在必要时已进行了结构上的改动。

5、接触电压和跨步电压

当柴油发电机组电气装置发生相线碰壳故障（或带电导线断落碰地）时，则有接地电流从接地体（或碰地处）四周流散，并在地面上呈现出不同的电位分布（见图4中的电位曲线所示）。

 

图4  对地电压、接触电压和跨步电压示意图

 

当人接触该故障设备外壳时，即有一电压加于人体，这电压由人的“接触”而来，故名为接触电压Uc。Uc等于设备的对地电压Ua（即人手接触处的电位）与人脚站处的电位Uø之差，即

Uc＝Ud－Up

在上述故障的情况下，当人跨步于这种带有不同电位的地面上时（如图4-5），加于人两脚之间的电位差，即叫跨步电压Ub。

 

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