工頻、沖擊接地電阻及高頻低阻抗等電位聯(lián)結(jié)-建筑電氣2010.8

工頻、沖擊接地電阻及高頻低阻抗等電位聯(lián)結(jié)
凌智敏(深圳迪遠工程審圖有限公司，廣東省深圳市518027)
Power Frequency，lmpulse Grounding Resistance and High·frequency Low·impedance
Equipotential Bonding
Ling Zhimin(ShenzhenDiyuan Working Drawing Inspection Co．，Ltd．，Shenzhen518027，
Guangdong Province，China)
Abstract The connotation of grounding not only 統(tǒng)的頻率為50 Hz．屬低頻范疇．所以只對接地
includes the connection of the electrical circuit conductors or 回路中的電阻提m規(guī)定要求。
the metal case of the electrical equipments withthe earth，but 不論高壓還是低壓供配電系統(tǒng)都有兩個接地．
alSO includes the connection of them with some conductors 一個是系統(tǒng)內(nèi)電源側(cè)帶電導(dǎo)體的接地．另一個是
replacing the earth，which implies the equipotential bonding． 負荷側(cè)電氣裝置外露導(dǎo)電部分的接地。前者稱為
As forthe powerfrequency．the leading role of the grounding 系統(tǒng)接地(也稱工作接地或功能性接地)．后者
circuit is the resistance；as for the hiigh frequency，the 稱為保護接地(也稱安全接地或保護惟接地)。
leadingrole isthe reactance．
接地系統(tǒng)分為TN(含TN—C、TN—S及
Key words Power frequency grounding resistance
TN—C—S)、TT和IT三種類型。在一般建筑中
Impulsegrounding resistance High·-frequency low·-impedance
最常用的接地系統(tǒng)為TN及TT兩類。
equipotential bonding
需要提及的是．10／0．4 kV變配電所既是
0．4kV系統(tǒng)的電源側(cè)．也是10 kV系統(tǒng)的負荷
摘 要 接地的內(nèi)涵不僅包括需要接地的電氣回路導(dǎo)
側(cè)．因此它既是變壓器低壓側(cè)中性點的系統(tǒng)接
體或電氣設(shè)備金屬外殼與大地的連接．還包括它們與替代
地，也是高、低壓電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分的保護
大地的某些導(dǎo)體的連接，即等電位聯(lián)結(jié)。對工頻而言，接
接地。
地回路起主導(dǎo)作用的是電阻：對高頻而言。起主導(dǎo)作用的
與上述情況相仿的是在TN系統(tǒng)中設(shè)置的
則是電抗．
UPS設(shè)備。
關(guān)鍵詞工頻接地電阻沖擊接地電阻高頻低阻抗
電子信息設(shè)備在電源進線處往往設(shè)有大容量
等電位聯(lián)結(jié)
的電容器．且跨接在相線和PE線之間。如果PE
線受損中斷或因某種原兇不導(dǎo)電．人體的預(yù)期接
工頻接地電阻、沖擊接地電阻及高頻低阻抗是分另lJffl
觸電壓所為：
于變配電系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)及電子信息設(shè)備場所的技術(shù)術(shù)
語。當然，它們有各自的技術(shù)要求及相關(guān)的規(guī)定。 Uf=Untzt+Rs、|tXc+zt+Rs+RB+zL+Zt、
式中：乩——相對地標稱電壓，V；
Z，——人體阻抗。Q；
1 變配電系統(tǒng)的接地電阻——工頻接地電阻
尺，——地板和鞋襪電阻．Q；
在電力系統(tǒng)中。為了T作和安全的需要．常將電力系統(tǒng) X?！娙萜鞯娜菘梗琎；
及電氣設(shè)備的某砦部分與大地連接，這就是接地。 尺?！娫磦?cè)系統(tǒng)接地的接地電阻，n；
接地電阻是指工頻或直流電流流過時的電阻．通常叫 Z?！嗑€阻抗，Q；
T頻(或直流)接地電阻。變配電系統(tǒng)中所提及的接地電 Z，——變壓器阻抗．Q。
阻就是這種t頻接地電阻．又簡稱接地電阻。我國供電系 由于凰、z，和z。的值相對較小，上式可
三塑：學(xué)．士接鬯皂!墊高塹堡墮墊復(fù)電售鐾碴』!!!!簍)‘建虢電乞。
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Z口1口年第B期I ELECTRlClTY
簡化為： 收規(guī)范》之9．1．4條、GB／T 50314—2006《智能建
吩=Vo(Zt+Rs)／(Xc+Zt+Rs) 筑設(shè)計標準》之3．7．6條第5款)，即保護接地，是
明顯有誤的．
從上式可知電子信息設(shè)備的濾波電容器的容量越
接地在保證配電系統(tǒng)可靠運行、降低對地絕緣水
大，‰越小，PE線斷線時的接觸電壓也越大，人體
平．以及保證人身安全方面的作用是不言而喻的．那
遭受電擊的危險也越大(見圖1)。
么接地電阻值究竟多大適宜呢?
建國以來．我國對低壓變配電系統(tǒng)丁作接地的接
地電阻要求為4Q。
保護接地的目的是防人身電擊．因而要求在發(fā)生
接地故障時供電回路上的保護電器能迅速自動切斷．
Zf 從而保護人身安全。
對于TN系統(tǒng)，切斷電源的條件是：
zsl n≤Uo
式中：Z?！拥毓收习悸返淖杩?，包括相線、
圖l IT電源回路中PE線中斷時人體可能遭受電擊
PEN線、PE線和變壓器的阻抗，Q；
Fig．1 Humanbody may suffer electricshock(1uring PE
conductorbroken in ITpowersupplycircuit j?！ＷC保護電器能在規(guī)定時間內(nèi)動作的
最小電流．為斷路器整定電流或熔
IEC將此類電氣裝置列為電擊危險大的特殊電氣
斷器熔體額定電流厶的若干倍，即
裝置．并提出諸多的防PE線斷線的措施．其巾較為
簡單有效的措施就是為電子信息設(shè)備配置一臺變比為 厶=kIn，A；
配——相線對地標稱電壓，V。
l：1的雙繞組變壓器。該變壓器通常設(shè)在UPs中．
利用此變壓器形成新的局部TN—S系統(tǒng)．從而最 從上述可知．在TN系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障，電源
大限度地縮短PE線的長度．減小其斷線的可能．見 的切斷只與回路的阻抗丞有關(guān)。與低壓系統(tǒng)的接地
圖2。 電阻值無關(guān)。
對于低壓配電系統(tǒng)而言UPS是負荷側(cè)：對雙繞組 對于TN系統(tǒng)中沒有實施總等電位聯(lián)結(jié)的正常干
變壓器來說．UPS的輸出端則為系統(tǒng)側(cè)．電子信息設(shè) 燥場所(如戶外)，在發(fā)生相線與地直接短接時(例
備接至雙繞組變壓器輸出端，為負荷側(cè)。經(jīng)雙繞組變 如架空線系統(tǒng))．IEC規(guī)定需滿足下述電壓平衡式：
壓器形成的局部TN—S系統(tǒng)的中性點應(yīng)接地．這種接 尺B，RE≤50，(％一50)
地是該TN—S系統(tǒng)的工作接地．有規(guī)范將其定性為重 式中：R?！猅N系統(tǒng)中所有并聯(lián)接地極的接地電
復(fù)接地(GB 50303—2002《建筑電氣丁程施工質(zhì)量驗 阻．Q：
圖2利用雙繞組變壓器減少過大的對地泄漏電流的電擊危險
Fig．2 Electric shockhazardwhen usingtransformertwo windingstOreduce excessiveleakage currenttoearth
——一4 姆2010
V01．29—No—．f1尺，——沒有與保護導(dǎo)體連接的裝置外導(dǎo)電部 觸電壓值為只做重復(fù)接地的預(yù)期接觸電壓值的29％：
分與大地問的最小接觸電阻，Q。 TT系統(tǒng)實施總等電位聯(lián)結(jié)．其降低預(yù)期接觸電壓的
當％=220V時，可得R?！?．29R￡。 效果十分顯著口1。此時已不必再要求R。≤0．29R，。
那么．在建筑物電氣設(shè)計中是否一定要嚴格要求
由于R，是一個隨機值，難以對尺。作出安全限值
R日=4Q?

在2010年8月的建筑電氣領(lǐng)域中，"工頻、沖擊接地電阻及高頻低阻抗等電位聯(lián)結(jié)"是一個關(guān)鍵話題。這里主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： 1. **工頻接地電阻**：工頻是指交流電源頻率，通常指50赫茲或60赫茲，與設(shè)備和電力系統(tǒng)的正常運行直接相關(guān)。在建筑電氣設(shè)計中，良好的接地系統(tǒng)對于保護人員安全、設(shè)備功能穩(wěn)定以及防止雷擊電磁脈沖（EMP）至關(guān)重要。工頻接地電阻指的是在標準工頻電壓作用下，接地體或接地網(wǎng)絡(luò)到大地間的電阻值，理想的工頻接地電阻應(yīng)盡可能小，一般要求不大于4歐姆。 2. **沖擊接地電阻**：沖擊接地電阻是在雷電流通過接地裝置時所測得的電阻值，它反映了接地系統(tǒng)在遭受雷擊時的有效防護能力。由于雷電流具有極大的瞬態(tài)特性，其數(shù)值遠大于工頻電流，因此對沖擊接地電阻的要求通常比工頻接地電阻更為嚴格，比如IEC 62305等相關(guān)標準規(guī)定，住宅建筑物的沖擊接地電阻不應(yīng)超過30歐姆。 3. **高頻低阻抗等電位聯(lián)結(jié)**：等電位聯(lián)結(jié)是一種電氣連接方式，目的是將建筑物內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)如梁、柱、管道等連成一個整體，并使其與地電位相等，以減少內(nèi)部電氣故障導(dǎo)致的跨步電壓和接觸電壓的風(fēng)險。在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計中，尤其重視高頻下的等電位聯(lián)結(jié)，因為隨著電子設(shè)備和通信設(shè)施的廣泛應(yīng)用，高頻信號容易產(chǎn)生電磁干擾，而低阻抗聯(lián)結(jié)可以有效降低這種干擾并保證信號傳輸質(zhì)量。 綜上所述，該主題討論的是建筑電氣工程中關(guān)于接地系統(tǒng)及其性能指標（工頻和沖擊接地電阻）與高頻環(huán)境下重要防護措施——低阻抗等電位聯(lián)結(jié)的技術(shù)應(yīng)用與實踐要求。