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1、安全生产）安全3 安全3.4 低压系统接地故障的保护设计和等电位联结的有关规定3.4.2.1 等电位联结 将建筑物电气装置内外露可导电部分、电气装置外可导电部分、人工或自然接地体用导体连 接起来以达到减少电位差称为等电位联结。 等电位联结也有不和人工或自然接地体连接的， 称为 不接地的等电位联结。等电位联结有总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结之分。 所谓总等电位联结乃是将建筑物内的下列导电部分汇接到进线配电箱近旁的接地母排（总接地端子板 ） 上而互相联结：进线配电箱的 PE（PEN ）母排；自接地极引来的接地干线（如需要） ；建筑物内的公用设施金属管道，如煤气管道、上下水管道，以及暖
2、气、空调等的干管； 建筑物的金属结构；钢筋混凝土内的钢筋网。 需要说明，煤气管和暖气管可进行总等电位联结，但不允许用作接地体。因为煤气管道在入 户后应插入壹段绝缘部分， 且跨接壹过电压保护器； 户外地下暖气管因包有隔热材料， 和地非良 好接触。局部等电位联结是在建筑物内的局部范围内按总等电位联结的要求再做壹次等电位联结。辅助等电位联结则是在伸臂范围内有可能出现危险电位差的可同时接触的电气设备之间或电气设备和装置外可导电部分（如金属管道、金属结构件 ）之间直接用导体作联结。 图 3-1 总等电位联结示意3.4.2.2 等电位联结作用（1）降低预期接触电压以接地型式 TN CPEN 线分成 PE
3、线CS 系统为例加以说明，图 和N线图 3-2TN 系统等电位联结作用TN-C-S 系统，在电源进线处3-（N 线从此处开始和 PE 线绝缘2 为常用的缘 ） ，设有重复接地， 不安装总等电位联结 ,RA 和如果设备发生接地故障， 忽略接地故障点的阻抗人体阻抗 Zh和鞋袜和地板电阻 Rp串联后再和 ZPE且联，Zh+R p>>Z 线和 PE线、 PEN线，返回变压器低压绕组，即线，返回变压器低压绕组，即RB串联后再和 ZPEN 且联，RA+R B>>ZPE，PEN；Id 流经相式中 U0 相对地标称电压， V； Z T 变压器零序阻抗， ； ZL 相线阻抗， ； ZPE
4、电气装置内部 PE 线阻抗， ； Z PEN 电气装置外部 PEN 线阻抗，预期故障电压 UT1 可用下式计算：做了总等电位联结后预期接触电压为 从之上俩式可知，做了总等电位联结后，减少的预期接触电压为 从图 3-2 可知，做了总等电位联结后，在总等电位联结区内，作为总等电位联结组成部分的 建筑物基础钢筋、金属结构件、金属管道、金属电缆桥架、电缆金属护套、敷设电缆或导线金属 管等自然接地体，接地电阻值较小，已起到重复接地的作用。 IEC 标准没有规定必须为重复接地 做人工接地体，也没有明确规定重复接地的电阻值。电源线路中 PEN 线上的电压降虽不在建筑物内产生接触电压，但它能使接地母排对地电位
5、 升高。由于在总等电位联结范围内电气装置外露可导电部分和装置外可导电部分都和接地母排相 连通，其电位都同样升高而基本处于同壹电位上， 人体接触这些导电部分时， 没有接触不同电位， 自然不存在电击危险的。(2) 消除自建筑物外沿 PEN 线或 PE 线窜入的危险故障电压TN 系统内因绝缘损坏发生接地故障后有三种可能情况：壹是故障点相接触的俩金属部分因 数百以至数千安的电流通过， 熔化成团而脱离接触， 接地故障自然消失； 二是俩金属部分熔化成 团脱离接触后引燃电弧， 形成大故障点阻抗的电弧性接地故障， 由于相当大壹部分的线路电压降 落在电弧上， 接触电压相对减少， 它的后果大多是火灾而非人身电击；
6、 三是俩金属部分熔化后互 相焊牢， 使故障继续存在， 其故障点阻抗可忽略不计， 其后果大多是人身电击， 这就是接地故障。 正是由于接地故障电压存在，沿 PEN 线或 PE 线窜入的危险故障电压易引起的电击。保护装置未动作而引起的接地故障电压； PEN 线折断而引起的接地故障电压；当电源干线中的 PEN 线折断时 (俗称断零 )，由于三相负荷不均衡，负荷侧中性点漂移，也 能使 PEN 线和设备外壳对地带电位。如果建筑物内有总等电位联结，使外露可导电部分都处于 该电位，同样也可消除由此引起的电击危险；高压系统中性点不接地或经消弧线圈接地发生接地故障引起的低压系统接地故障电压； 高压系统中性点经低电
7、阻接地系统发生接地故障引起的低压系统接地故障电压。虽然 PEN 线或 PE线上存在危险故障电压， 但由于 PEN 线或 PE 线在建筑物内均已等电位联 结，在等电位联结范围内人体同时可触及的电气装置内、 外外露可导电部分基本上处于同壹电位， 火灾及人身电击自然不会产生。(3) 减少保护装置据拒动带来的危害保护装置据拒动是由于：保护装置内的电子元器件的老化，温度漂移或干扰等；保护装置的动作值改变，装置投入运行后，增加供电容量或串级保护需要，电子脱扣器受 环境温度的影响等；增加供电的线路长度，阻抗加大；保护装置开断较大的短路电流，触头表面被拉毛，触头接触电阻加大； 保护装置脱扣器供电电源和发生接地
8、故障同相序， 接地故障造成脱扣器供电电压低于要求值。等电位联结能够降低故障回路阻抗，缩短保护装置的动作时间，降低接触电压。 << 低压配 电设计规范 >> （GB50054 95）第 4.4.4 条明确规定， 采用接地故障保护时， 应做等电位联结， 也符合 IEC 标准将等电位联结规定为自动切断故障电路防电击的措施之壹。（4）等电位联结是电磁兼容（ EMC ）主要措施之壹1 ）有利于消除雷击电磁脉冲干扰 等电位联结减小需要防雷空间内各金属部件和各系统之间的电位差。 穿过各防雷区界面的金 属物和系统，以及在壹个防雷区内部的金属物及系统均应在界面处做符合要求的等电位联结。2
9、 ）信息技术设备的电磁兼容 信息技术装置或设备可能因为在设备中或互连的设备间感应产生的电流或电压而出错。 干扰 的原因包括雷电或负载的通断、 静电放电、 工频地电位差、 磁场和射频场等导致的在电源和接地 导体中带来的瞬变电涌。避免电磁干扰入侵的基本技术举例如下： 采用电的或纠错的技术在信息技术装置或设备中提供内在的抗干扰性能； 在干扰源和信息技术装置或设备间在电气上实施隔离； 在相关频率范围的设备之间实施等电位联结； 提供壹个低阻抗的基准电位平面，使电位差减小，且提供屏蔽。3.4.2.3 局部等电位联结作用（1）消除自总等电位联结后沿 PEN 线或 PE 线传导的危险故障电压 当建筑物内配电线
10、路较长，且截面较小时，由于回路阻抗大， 接地故障电流 Id 小， 不能满 足保护装置切断时间要求， 为此需加大导体截面或装设剩余电流保护器。 如果在此局部范围内设 置局部等电位联结，则可简单而靠地解决过流保护灵敏度不够的问题。如下图 3-3 所示，如果 设备发生固定式设备接地故障，接地故障电流Id 则为：式中 Id接地故障电流， A；ZT变压器零序阻抗， ；ZL相线阻抗， ；ZPEN PEN 线阻抗， ；ZPE1进线配电箱至终端配电箱 PE 线等值阻抗， ； ZPE2固定式设备至配电箱 PE 线等值阻抗， ；U 0相线对地的标称电压， V。 预期接触电压 UT 为： 电源系统接地的电阻值 RB
11、和保护导体接地电阻值 RA之和远远大于 PEN 线阻抗 ZPEN，故 在之上的接地故障电流的计算中，忽略了接地极的分流。采用如图 3-4 所示的局部等电位联结时，其接地故障电流为： 式中接地故障电流 Id 的分流 Id2 为 :其固定式设备的预期接触电压UT1 为：其手握式设备的预期接触电压UT2 为：通过 UT 和 UT1 的比较可发现， 电压，即使保护电器切断时间超过 流 Id2 在 ZPE3 和 ZPE42局部等电位联结消除自总等电位联结后沿 PE 线的危险故障 5s，手握式设备的预期接触电压 UT2 仅为接地故障电流的分 的电压降， ZPE3和 ZPE42的值甚小，不致于发生电击事故。
12、3-3TN 系统局部等电位联结作用（ 未有局部等电位联结 ）图 3-4TN 系统局部等电位联结作用（有局部等电位联结 ）电气装置总等电位联结至局部等电位联结接地故障时 PE 线传导的接地故障回路阻抗，在电气装置内各楼层或多处做局部等电位联（2）降低预期接触电压 局部等电位联结除能消除预期接触电压 UT 外，仍能降低结，如图 35 所示。K1 处发生接地故障时，忽略总等电位联结和局部等电位联结端子和PE线和可导电部分连接导体电阻， PE 线导体和可导电部分导体在局部等电位联结间且联后又串联； 若 K2 处发生接地故障时， PE 线导体和可导电部分导体在局部等电位联结间且联后又且（串） 联，其局部
13、等电位联结降低接地故障回路阻抗，加大接地故障电流 Id ，缩短保护电器的动作时 间，防止电击发生。图 3 5 局部等电位联结降低预期接触电压3.4.2.4 等电位联结导体选择 等电位联结导体选择见表 3 1：表 3 1 等电位联结线导体截面选择表类别取值总等电位联结线局部等电位联结线辅助等电位联结线壹般值不小于 0.5 ×进线PE（ PEN ）线截 面不小于 0.5 ×局部场所最 大 PE 线截面俩电气设 备外露可 导电部分 间较小 PE 线截面电气设备 和装置外 导电部分 间0.5 ×PE 线截面最小值6mm 2 铜线有机械保 护时2.5mm 2 铜线有机械保 护时2.5mm 2 铜线16mm 2 铝线（有 机械保护，保证连 接处持久导通）无机械保 护时4mm 2 铜线无机械保 护时4mm 2 铜线50mm 2 铁16mm 2 铁16mm 2 铁最大值25mm 2 铜线或相 同电导值导线 （若 为铝线时则有机 械保护，且保证连 接处持久导通）25mm 2 铜线或相同电导 值导线（若为铝线时则有 机械保护，且保证连接处 持久导通）