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1、高低压电气装置和信息技术装置的接地 中国航天建筑设计研究院 卞铠生 1 接地问题的难点和对策1.1 多种接地，要求各异A种类繁多分类混乱电气技术领域中，接地无处不在。按DL/T 621-1997交流电气装置的接地，接地种类包括：工作接地、保护接地、雷电接地、静电接地；按GB/T 17045-2006电击防护 装置和设备的通用部分，接地归纳为两大类：防护接地、功能接地。按不同的分类法，可有不同的接地种类。实际上，某些接地已超出电气装置，涉及非电设施，如防静电接地、阴极保护接地。接地问题的混乱程度，从下列五花八门的名词可见一斑：信号地、逻辑地、参考地、技术地、屏蔽地、电磁兼容性地、安全地、直流地、
2、交流地等，甚至搞出来一个“功率地”（此处power当指电源）！在设计和施工中，我们既不必拘泥学院派的种种分类，更不要理会供货商似是而非的要求。B常用接地分块处理常用的供配电系统和信息技术装置的接地可归为三大类。鉴于高、低压系统的接地理念、适用标准、习惯做法等方面存在很大差异，可进一步分为四个板块，参见下表。接地大类主要功能接地板块交流电气装置接地工作/系统接地、保护接地低压电气装置接地过电压保护高压电气装置接地防雷/雷电保护接地建筑物防雷、防雷击电磁脉冲建筑物防雷接地信息技术装置接地保护接地、功能接地信息技术装置接地在不同板块交界处，我们将充分利用现行标准予以整合，使之兼容。1.2 规范标准，
3、政出多门 在GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范颁布以前，国家标准是GBJ 65-1983工业与民用电力装置的接地设计规范。该标准早在1974年即已定稿，到1983年才颁布 ，好多条款不符合安全要求，早已不起作用。多年来，大家都是执行电力行业标准DL/T 621-1997和IEC标准；GB50065-2011就是以这些标准为基础修订的。 A. 高压电气装置接地* GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范（原为DL/T 621-1997交流电气装置的接地）； * GB50064-20XX交流电气装置的过电压保护设计规范（现为DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保
4、护和绝缘配合。 B. 低压（建筑物）电气装置接地 * GB 16895.21-2004建筑物电气装置 第4-41部分：安全防护电击防护； * GB/T 17045-2006电击防护 装置和设备的通用部分 * GB 16895.7/.8/.9/.13/.14/.19/.24/.25/.26等建筑物电气装置 第7部分(施工场所、狭窄可导电场所、数据处理设备、浴室、桑拿、游泳池、医疗场所、展览陈列、游乐场等)。 以上是防护接地（防电击）的依据。 * GB 16895.3-2004建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第54章：接地配置、保护导体和保护联结导体：接地配置的具体要求。 * GB
5、/T 16895.11-2001建筑物电气装置第4部分：安全防护 第44章：过电压保护 第442节：低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护 ：高、低压共用接地装置的依据。 C. 建筑物防雷接地 * GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范（2000版） * GB/T 16895.12建筑物电气装置 第4部分：安全防护 第44章：过电压保护 第443节：大气过电压或操作过电压的保护 D. 信息技术装置接地 * GB/T 16895.17-2002建筑物电气装置 第五部分：电气设备的选择和安装 第548节：信息技术装置的接地配置和等电位联结；* GB/T 16895.16-2
6、002建筑物电气装置 第4部分：安全防护 第44章：过电压保护 第444节：建筑物电气装置中的电磁干扰(EMI)的防护。 * 各信息技术系统（弱电系统）设计规范中有关接地的条款。（ GB 50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范 ：正在修改，暂不引用。）1.3 国内外接地标准的差异 接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。脱离所在系统论述接地，既无意义、也不现实。因此，接地问题不可能全部纳入一个标准。无论是国际标准（IEC）还是先进国家标准（如NEC），接地要求均列入所在系统的相关标准中。接地标准或章节中，仅包
7、括接地的具体配置。按国际惯例，供电部门(发电、输电、变配电)和用电部门(工业与民用供配电或建筑物电气装置)遵循各自的标准。今后，我国的接地规范标准应向国际标准和国际惯例靠拢：接地要求与接地配置分开；供电部门与用电部门分开；宣贯IEC标准，参照IEEE标准，做到各接地系统兼容。2 高压电气装置的接地2.1 高压系统的中性点接地方式中性点接地方式涉及电力系统诸多方面（配电设计手册P33、34列出了14项之多），但选择接地方式的决定性因素有二：供电连续性、过电压（绝缘水平）。 据此，交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997规定： A、110kV及以上系统应采用有效接地方式（X03X
8、1，R0 X1 ），通常为直接接地。 B、310kV不直接连接发电机的系统和所有35kV、66kV系统，当单相接地故障电流不超过下列数值时，应采用不接地方式；超过时，应采用消弧线圈接地方式： * 310kV导电电杆架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，10A； * 310kV非导电电杆架空线路构成的系统：10kV，20A；3和6kV，30A； * 310kV电缆线路构成的系统，30A。 C、635kV主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电流较大时，可采用低电阻接地方式（ R0 / X0 ） 2 。 D、610kV配电系统以及厂用电系统，单相接地故障电流较小时，为防止谐振、间
9、歇性电弧接地过电压，可采用高电阻接地方式（ R0 XC0 ）。【注】1 系统阻抗量的符号：R0为零序电阻，X0为零序电抗，X1为正序电抗，XC0为每相对地电容的电抗。 2 GB 50065-2011中的术语改为：有效接地、不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地、低电阻接地和高电阻接地。参见GB50064-20XX征求意见稿。2.2 高压电气装置保护接地的范围电力行业很重视保护接地的范围，规范条文不厌其详：“应接地的”15款，“可不接地的”5款，不易记忆。现将其内容适当归类，以便辨别和记忆，并与低压电气装置接地做对比。A. 应接地的 * 有效接地系统的中性点；除不接地系统外的各种接地系统的中性点接地
10、设备；【这是系统接地，不属于保护接地！】* 电机、变压器、开关设备、电器的底座、外壳、框架、架构、靠近带电导体的围栏和门；金属母线槽；GIS的接地端子；高压电气装置传动装置； * 电力电缆接线盒、终端盒的外壳 ；电力电缆金属护套或屏蔽层、穿线钢管和电缆桥架等；* 装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气设备；* 装有地线的架空线路杆塔；非沥青地面的居民区内，不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地、低电阻接地和高电阻接地系统中，无地线架空线路的金属和钢筋混凝土杆塔。【这是架空线路的接地（5章）！】* 互感器的二次绕组；铠装控制电缆的外皮。B. 可不接地的 * 不良导电地面的干燥房间内，交流标称电压
11、380V及以下的电气设备外壳,且维护人员不可能同时触及其它接地物体者；标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架；* 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气仪表、继电器外壳和其他低压电器的外壳；* 安装在已接地的金属架构上的设备（应保证电气接触良好），如套管； 安装在配电装置上，当绝缘损坏时在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座；* 由发电厂、变电所区域内引出的 铁路轨道，但4.3.3条所列的场所除外。 【沥青地面上的架空线路，见5.1.2条！（本文2.4）】2.3 发电厂和变电站的接地网A. 接地电阻 * 有效接地和低电阻接地系统： R2000/，即IR=U2000 V。符合4.3.3条要
12、求时，可提高至5kV；必要且在确保安全时，还可进一步提高。【取消了R5的规定。】* 不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地和高电阻接地系统： R120/4，即IR=U120 V。 【取消了 高压电气装置-R250/10的规定。】（架空线杆塔保护接地R30；雷电接地按DL/T 620。）【点评】1 保证人身安全的实际措施上述电压均超过50V安全电压，2000V和250V尤其危险。显然，只靠接地电阻的要求，不能保证人身安全。实际上，变电所中更重要的安全措施有三：* 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；* 配备安全工具，如绝缘毯、绝缘手套、绝缘靴；* 客观上存在总等电位联结。这
13、些措施不能用于变电所之外。因此，低压系统的保护接地应遵循IEC标准。 2 接地电阻4数据的出处和应用接地电阻4源于R120/，其中计算用接地电流I取30 A（非有效接地系统的上限值）。长期以来，4被广泛采用，但我们不要忘记其原始条件。（120 V的正确性如何？30 A适用于何种网络？）必须指出，某些人已把4当做“万能”数据，凡是提不出接地电阻要求时，就把它抛出来。例如，好多弱电系统设计规范均要求接地电阻4，根据何在？ B.接触电位差和跨步电位差的允许值* 110kV及以上有效接地系统和635 kV低电阻接地系统： Ut Us* 366 kV不接地、经消弧线圈和高电阻接地系统： Ut50+0.0
14、5sCs Us50+0.2sCs表层系数Cs见附录C.接触电位差和跨步电位差的计算方法见附录D。 C.水平接地网设计* 利用自然接地极；高土壤电阻率地区的降阻措施；冻土地区的措施。* 接地网应在地下与架空线路接地装置相连接，连接线埋地长度15m。* 敷设以水平接地极为主的人工接地网：外缘应闭合，各角为圆弧，敷设水平均压带等。* 35kV及以上变电站接地网边缘的走道处，应铺设沥青路面或装设两条均压带，操作设备处铺设沥青、绝缘水泥或鹅卵石。* 6kV和10kV变、配电站，采用建筑基础作接地极能满足要求时，可不另设人工接地。* 地电位超过2000V时的要求，见4.3.3条(共5款)。* 人工接地极材料、尺寸（略）。* 接地装置的热稳定校验，计算方法见附录E。* 接地网的防腐蚀（略）* 接地导体的要求（共6款）：重点是哪些部位应采用专门敷设的；不要求专门敷设时的要求。占用篇幅大的还有接地导体的连接。D.GIS的接地（略）E.雷电保护和防静电的接地（略，引自DL/T 620-1997和DL/T 621-1997。）2.4 高压架空线路和电缆线路的接地（略）A.高压架空线路的接地 * 6kV及以上无地线线路钢筋混凝土杆宜接地，金属杆塔应接地，接地电阻不宜超过30。* 除多雷区外，沥青路面上的架空线路的钢筋混凝土和金属杆塔，以及有运行经验的地区，可不另设人工接地装置
