功能性接地要求很低的接地电阻毫无意义，解除接地的“１Ω魔咒”

admin · 发表于 2016-11-9 10:32:21

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问题1：电气装置保护接地的要点是什么？

专家见解：

接地配置可以兼有或分别地承担防护接地和功能接地两种功能。对于防护目的的要求，始终应当予以优先考虑。

按照GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》中变电所的接地电阻要求，接地网地电位升高可达2kV、5kV，甚至更高。显然，单靠接地电阻的要求，不能保证人身安全。

保证人身安全的实际措施是：室外敷设以水平接地极为主的人工接地网，降低接触电位差和跨步电位差；室内存在等电位联结；辅以安全工具（绝缘手套、绝缘靴、绝缘毯等）。

这些措施不能用于变电所之外。因此，低压电气装置的保护接地应遵循GB 16895/IEC 60364系列标准。故障防护措施采用自动切断电源时，外露可导电部分应按各种系统接地型式的具体条件，与PE导体连接。TN、TT和IT系统接地的具体要求见GB 16895.21-2011/IEC 60364-4-41：2005电击防护部分。

南宁站专家：

中国航天建设集团有限公司首任电气专业总工，《工业与民用供配电设计手册》第一、二、三、四版副主编卞铠生研究员

问题2：高、低压共用接地装置的实际条件是什么？

专家见解：

为避免外露可导电部分出现不同电位危及人身安全，同一变电所内高、低压设备必须共用保护接地装置，并应称之为变电站的保护接地。

所谓“高、低压共用接地装置”是指“向1kV及以下低压电气装置供电的配电变电所”的保护接地与低压系统接地的关系。这一问题的实质是：配电变电所高压侧接地故障可导致低压电气装置暂时过电压。

关于对此暂时过电压的防护措施，GB/T 50065-2011的有关规定存在错误；应遵循GB/T 16895.10-2010《低压电气装置第4-44部分：安全防护电压骚扰和电磁骚扰防护》的要求。

低压装置外露可导电部分接触电压的幅值和持续时间不应超过标准中曲线所给出的值。低压装置中作用于设备绝缘上的工频应力电压不应超过U0+250V（持续时间＞5s）或U0+1200V（持续时间≤5s）。

满足上述要求时，配电变电所的保护接地与低压系统接地可以共用接地装置。若变电所保护接地完全处在低压系统接地所包围的区域内，二者应相互连接。变电所保护接地与低压系统接地分设接地极仅适用于独立变电站；对于工业和民用项目中最常见的附设变电所，变电所保护接地与低压系统接地应相互连接。

问题3：信息技术装置的接地与防电击和防雷接地如何兼容？

专家见解：

按防电击要求，当电子设备由低压线路供电时，其外露可导电部分应接PE导体，并实施等电位联结。按防雷击电磁脉冲要求，信息技术装置的全部外露可导电部分应等电位连接到建筑物共用接地系统。

根据 GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》，“共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定，不应大于人身安全所确定的接地电阻值。”

规范摒弃分立接地的错误做法；注重雷电流的消散（包围面积、有效长度等），淡化接地电阻值；明确指出，功能性接地要求很低的接地电阻（如0.5Ω~1Ω）是毫无意义的，从而彻底解除了长期强加于我们的“１Ω魔咒”。

GB/T 16895.10-2010 给出了等电位联结导体和接地导体网络的四种类型，信息技术装置的功能性接地均应接到PE导体，星型网络应在ERP处一点和建筑物钢筋等电位连接，网状联结网络应就近与建筑物钢筋等电位连接。

接地、总等电位联结和防雷等电位连接，三位一体，不可分割。电气设备的地就是PE导体；单独工作的电子设备的地是其主板或外壳；多台共同工作的电子设备的地是网状等电位联结导体；每幢建筑物的地是其共用接地系统。

南宁站专家：

山东意匠建筑设计有限公司电气总工程师，SACTC205、SACTC258委员陈谦研究员

问题4：是否所有建筑物都必须设专设引下线？如果利用建筑物柱内钢筋作为引下线，是否还需要另设“专设引下线”？当建筑物利用结构钢筋作为引下线时，其间距要求是怎样的？

专家见解：

《雷规》4.3.3条和4.4.3条未明确专设引下线设置的前提。GB/T 21714.3-2015/IEC 62305-3：2010标准认为，如果不能保证自然引下线的电气连续性，应安装常规的引下线。

《雷规》主编的答复：“安装专设引下线是指建筑物没有钢构架、钢筋混凝土柱可利用作为引下线时的措施，如砖木结构的建筑物，墙、柱是石头建的建筑物。 ”

因此，当利用建筑物柱内钢筋作为引下线时（ 15D500和15D503图集中称“专用引下线” ），不需要另设“专设引下线”。

《雷规》5．3．8 条“……当其垂直支柱均起到引下线的作用时，可不要求满足专设引下线之间的间距。 ”

引下线的数量，理论上需要通过计算隔离间距s得到，以避免发生不希望的旁侧闪络。仅利用外围柱子作为引下线，只要满足专设引下线之间的间距就可以达到以上要求；并且，利用“笼式避雷网”的原理，把雷电通道和磁场威胁限制在外墙处，可以避免雷击电磁场效应发生在建筑物中部。

15D500图集设计要点第2.3.3条和第2.3.4条均提到，利用建筑物钢筋混凝土柱内的钢筋或圆钢作为专用引下线，平均间距应不大于专设引下线的间距。

问题5：电涌保护器选择问题要点

专家见解：

SPD选择的重点是安装点预期的电压限制能力和能量耐受能力。

1）SPD设置原则

在进入每个雷电防护分区的线路入口处应设置SPD，各分区内的威胁程度、磁场环境应与设备的耐冲击电压水平相匹配，即 U p/f ≤ UW 。

SPD的标称放电电流应选择等于或高于安装点预期的放电电流。

2）建筑物引入处SPD的选择

设有外部防雷装置时，雷击建筑物的部分雷电流流入本建筑物的共用接地装置，由于电阻耦合的原因，另一部分雷电流（非感应电涌）会沿室外引入的金属管线流向远方地电位（包括埋地引入的电力电缆），因此，低压电源引入的总配电箱处应采用Ⅰ级试验SPD。

每一保护模式的冲击电流值可反击的分流公式估算；无法确定时，考虑到众多不利因素，应取等于或大于12.5 kA。此结论有两个例外：①第一类防雷建筑物采用独立接闪器；②建筑物只有高压引入线，没有低压引入、引出线。

3）是否每一级配电都需要设SPD

低压电源引入的总配电箱处设置SPD用于防止建筑物内发生危险的火花放电；协调配合的SPD用于防止建筑物内电气、电子系统因雷击失效。

《雷规》4．1．3 “本规范第3．0．3条第2～4款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物，当其建筑物内系统所接设备的重要性高，以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时，也应采取防雷击电磁脉冲的措施。 ”

林维勇先生《低压配电系统中如何选择SPD》中提出关于SPD选用的经济有效的示例。

如果进线箱处第一级SPD的UW = 2kV，引出多回路，每回路均有线缆屏蔽，树干式线路配电给多台分配电箱时，分配电箱配电的设备UW 取GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》的Ⅲ类耐冲击电压额定值，即UW = 4kV，即使考虑震荡加倍的因素，U p/f ≤ UW / 2，分配电箱及用电设备处不用安装SPD就得到保护。

当本配电箱又配电给一台Ⅰ类的设备，即UW = 1.5kV，这时，仅需在这台Ⅰ 类设备处安装U p/f ≤ 1.5kV 的Ⅲ级试验的SPD。