工频、冲击接地电阻及高频低阻抗等电位联结-建筑电气2010.8
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【摘要】接地的内涵不仅包括需要接地的电气回路导体或电气设备金属外壳与大地的连接，还包括它们与替代大地的某些导体的连接，即
文本预览
工频、冲击接地电阻及高频低阻抗等电位联结
凌智敏(深圳迪远工程审图有限公司，广东省深圳市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 统的频率为50 Hz．属低频范畴．所以只对接地
includes the connection of the electrical circuit conductors or 回路中的电阻提m规定要求。
the metal case of the electrical equipments withthe earth，but 不论高压还是低压供配电系统都有两个接地．
alSO includes the connection of them with some conductors 一个是系统内电源侧带电导体的接地．另一个是
replacing the earth，which implies the equipotential bonding． 负荷侧电气装置外露导电部分的接地。前者称为
As forthe powerfrequency．the leading role of the grounding 系统接地(也称工作接地或功能性接地)．后者
circuit is the resistance；as for the hiigh frequency，the 称为保护接地(也称安全接地或保护惟接地)。
leadingrole isthe reactance．
接地系统分为TN(含TN—C、TN—S及
Key words Power frequency grounding resistance
TN—C—S)、TT和IT三种类型。在一般建筑中
Impulsegrounding resistance High·-frequency low·-impedance
最常用的接地系统为TN及TT两类。
equipotential bonding
需要提及的是．10／0．4 kV变配电所既是
0．4kV系统的电源侧．也是10 kV系统的负荷
摘 要 接地的内涵不仅包括需要接地的电气回路导
侧．因此它既是变压器低压侧中性点的系统接
体或电气设备金属外壳与大地的连接．还包括它们与替代
地，也是高、低压电气设备外露导电部分的保护
大地的某些导体的连接，即等电位联结。对工频而言，接
接地。
地回路起主导作用的是电阻：对高频而言。起主导作用的
与上述情况相仿的是在TN系统中设置的
则是电抗．
UPS设备。
关键词工频接地电阻冲击接地电阻高频低阻抗
电子信息设备在电源进线处往往设有大容量
等电位联结
的电容器．且跨接在相线和PE线之间。如果PE
线受损中断或因某种原凶不导电．人体的预期接
工频接地电阻、冲击接地电阻及高频低阻抗是分另lJffl
触电压所为：
于变配电系统、防雷系统及电子信息设备场所的技术术
语。当然，它们有各自的技术要求及相关的规定。 Uf=Untzt+Rs、|tXc+zt+Rs+RB+zL+Zt、
式中：乩——相对地标称电压，V；
Z，——人体阻抗。Q；
1 变配电系统的接地电阻——工频接地电阻
尺，——地板和鞋袜电阻．Q；
在电力系统中。为了T作和安全的需要．常将电力系统 X。——电容器的容抗，Q；
及电气设备的某砦部分与大地连接，这就是接地。 尺。——电源侧系统接地的接地电阻，n；
接地电阻是指工频或直流电流流过时的电阻．通常叫 Z。——相线阻抗，Q；
T频(或直流)接地电阻。变配电系统中所提及的接地电 Z，——变压器阻抗．Q。
阻就是这种t频接地电阻．又简称接地电阻。我国供电系 由于凰、z，和z。的值相对较小，上式可
三塑：学．士接鬯皂!垫高堑堡堕垫复电售鐾碴』!!!!篓)‘建虢电乞。
—l—I——_—-—_I
8U}LDfNG
Z口1口年第B期I ELECTRlClTY
简化为： 收规范》之9．1．4条、GB／T 50314—2006《智能建
吩=Vo(Zt+Rs)／(Xc+Zt+Rs) 筑设计标准》之3．7．6条第5款)，即保护接地，是
明显有误的．
从上式可知电子信息设备的滤波电容器的容量越
接地在保证配电系统可靠运行、降低对地绝缘水
大，‰越小，PE线断线时的接触电压也越大，人体
平．以及保证人身安全方面的作用是不言而喻的．那
遭受电击的危险也越大(见图1)。
么接地电阻值究竟多大适宜呢?
建国以来．我国对低压变配电系统丁作接地的接
地电阻要求为4Q。
保护接地的目的是防人身电击．因而要求在发生
接地故障时供电回路上的保护电器能迅速自动切断．
Zf 从而保护人身安全。
对于TN系统，切断电源的条件是：
zsl n≤Uo
式中：Z。——接地故障凹路的阻抗，包括相线、
图l IT电源回路中PE线中断时人体可能遭受电击
PEN线、PE线和变压器的阻抗，Q；
Fig．1 Humanbody may suffer electricshock(1uring PE
conductorbroken in ITpowersupplycircuit j。——保证保护电器能在规定时间内动作的
最小电流．为断路器整定电流或熔
IEC将此类电气装置列为电击危险大的特殊电气
断器熔体额定电流厶的若干倍，即
装置．并提出诸多的防PE线断线的措施．其巾较为
简单有效的措施就是为电子信息设备配置一台变比为 厶=kIn，A；
配——相线对地标称电压，V。
l：1的双绕组变压器。该变压器通常设在UPs中．
利用此变压器形成新的局部TN—S系统．从而最 从上述可知．在TN系统内发生接地故障，电源
大限度地缩短PE线的长度．减小其断线的可能．见 的切断只与回路的阻抗丞有关。与低压系统的接地
图2。 电阻值无关。
对于低压配电系统而言UPS是负荷侧：对双绕组 对于TN系统中没有实施总等电位联结的正常干
变压器来说．UPS的输出端则为系统侧．电子信息设 燥场所(如户外)，在发生相线与地直接短接时(例
备接至双绕组变压器输出端，为负荷侧。经双绕组变 如架空线系统)．IEC规定需满足下述电压平衡式：
压器形成的局部TN—S系统的中性点应接地．这种接 尺B，RE≤50，(％一50)
地是该TN—S系统的工作接地．有规范将其定性为重 式中：R。——TN系统中所有并联接地极的接地电
复接地(GB 50303—2002《建筑电气丁程施工质量验 阻．Q：
图2利用双绕组变压器减少过大的对地泄漏电流的电击危险
Fig．2 Electric shockhazardwhen usingtransformertwo windingstOreduce excessiveleakage currenttoearth
——一4 姆2010
V01．29—No—．f1尺，——没有与保护导体连接的装置外导电部 触电压值为只做重复接地的预期接触电压值的29％：
分与大地问的最小接触电阻，Q。 TT系统实施总等电位联结．其降低预期接触电压的
当％=220V时，可得R。≤0．29R￡。 效果十分显著口1。此时已不必再要求R。≤0．29R，。
那么．在建筑物电气设计中是否一定要严格要求
由于R，是一个随机值，难以对尺。作出安全限值
R日=4Q?
凌智敏(深圳迪远工程审图有限公司，广东省深圳市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 统的频率为50 Hz．属低频范畴．所以只对接地
includes the connection of the electrical circuit conductors or 回路中的电阻提m规定要求。
the metal case of the electrical equipments withthe earth，but 不论高压还是低压供配电系统都有两个接地．
alSO includes the connection of them with some conductors 一个是系统内电源侧带电导体的接地．另一个是
replacing the earth，which implies the equipotential bonding． 负荷侧电气装置外露导电部分的接地。前者称为
As forthe powerfrequency．the leading role of the grounding 系统接地(也称工作接地或功能性接地)．后者
circuit is the resistance；as for the hiigh frequency，the 称为保护接地(也称安全接地或保护惟接地)。
leadingrole isthe reactance．
接地系统分为TN(含TN—C、TN—S及
Key words Power frequency grounding resistance
TN—C—S)、TT和IT三种类型。在一般建筑中
Impulsegrounding resistance High·-frequency low·-impedance
最常用的接地系统为TN及TT两类。
equipotential bonding
需要提及的是．10／0．4 kV变配电所既是
0．4kV系统的电源侧．也是10 kV系统的负荷
摘 要 接地的内涵不仅包括需要接地的电气回路导
侧．因此它既是变压器低压侧中性点的系统接
体或电气设备金属外壳与大地的连接．还包括它们与替代
地，也是高、低压电气设备外露导电部分的保护
大地的某些导体的连接，即等电位联结。对工频而言，接
接地。
地回路起主导作用的是电阻：对高频而言。起主导作用的
与上述情况相仿的是在TN系统中设置的
则是电抗．
UPS设备。
关键词工频接地电阻冲击接地电阻高频低阻抗
电子信息设备在电源进线处往往设有大容量
等电位联结
的电容器．且跨接在相线和PE线之间。如果PE
线受损中断或因某种原凶不导电．人体的预期接
工频接地电阻、冲击接地电阻及高频低阻抗是分另lJffl
触电压所为：
于变配电系统、防雷系统及电子信息设备场所的技术术
语。当然，它们有各自的技术要求及相关的规定。 Uf=Untzt+Rs、|tXc+zt+Rs+RB+zL+Zt、
式中：乩——相对地标称电压，V；
Z，——人体阻抗。Q；
1 变配电系统的接地电阻——工频接地电阻
尺，——地板和鞋袜电阻．Q；
在电力系统中。为了T作和安全的需要．常将电力系统 X。——电容器的容抗，Q；
及电气设备的某砦部分与大地连接，这就是接地。 尺。——电源侧系统接地的接地电阻，n；
接地电阻是指工频或直流电流流过时的电阻．通常叫 Z。——相线阻抗，Q；
T频(或直流)接地电阻。变配电系统中所提及的接地电 Z，——变压器阻抗．Q。
阻就是这种t频接地电阻．又简称接地电阻。我国供电系 由于凰、z，和z。的值相对较小，上式可
三塑：学．士接鬯皂!垫高堑堡堕垫复电售鐾碴』!!!!篓)‘建虢电乞。
—l—I——_—-—_I
8U}LDfNG
Z口1口年第B期I ELECTRlClTY
简化为： 收规范》之9．1．4条、GB／T 50314—2006《智能建
吩=Vo(Zt+Rs)／(Xc+Zt+Rs) 筑设计标准》之3．7．6条第5款)，即保护接地，是
明显有误的．
从上式可知电子信息设备的滤波电容器的容量越
接地在保证配电系统可靠运行、降低对地绝缘水
大，‰越小，PE线断线时的接触电压也越大，人体
平．以及保证人身安全方面的作用是不言而喻的．那
遭受电击的危险也越大(见图1)。
么接地电阻值究竟多大适宜呢?
建国以来．我国对低压变配电系统丁作接地的接
地电阻要求为4Q。
保护接地的目的是防人身电击．因而要求在发生
接地故障时供电回路上的保护电器能迅速自动切断．
Zf 从而保护人身安全。
对于TN系统，切断电源的条件是：
zsl n≤Uo
式中：Z。——接地故障凹路的阻抗，包括相线、
图l IT电源回路中PE线中断时人体可能遭受电击
PEN线、PE线和变压器的阻抗，Q；
Fig．1 Humanbody may suffer electricshock(1uring PE
conductorbroken in ITpowersupplycircuit j。——保证保护电器能在规定时间内动作的
最小电流．为断路器整定电流或熔
IEC将此类电气装置列为电击危险大的特殊电气
断器熔体额定电流厶的若干倍，即
装置．并提出诸多的防PE线断线的措施．其巾较为
简单有效的措施就是为电子信息设备配置一台变比为 厶=kIn，A；
配——相线对地标称电压，V。
l：1的双绕组变压器。该变压器通常设在UPs中．
利用此变压器形成新的局部TN—S系统．从而最 从上述可知．在TN系统内发生接地故障，电源
大限度地缩短PE线的长度．减小其断线的可能．见 的切断只与回路的阻抗丞有关。与低压系统的接地
图2。 电阻值无关。
对于低压配电系统而言UPS是负荷侧：对双绕组 对于TN系统中没有实施总等电位联结的正常干
变压器来说．UPS的输出端则为系统侧．电子信息设 燥场所(如户外)，在发生相线与地直接短接时(例
备接至双绕组变压器输出端，为负荷侧。经双绕组变 如架空线系统)．IEC规定需满足下述电压平衡式：
压器形成的局部TN—S系统的中性点应接地．这种接 尺B，RE≤50，(％一50)
地是该TN—S系统的工作接地．有规范将其定性为重 式中：R。——TN系统中所有并联接地极的接地电
复接地(GB 50303—2002《建筑电气丁程施工质量验 阻．Q：
图2利用双绕组变压器减少过大的对地泄漏电流的电击危险
Fig．2 Electric shockhazardwhen usingtransformertwo windingstOreduce excessiveleakage currenttoearth
——一4 姆2010
V01．29—No—．f1尺，——没有与保护导体连接的装置外导电部 触电压值为只做重复接地的预期接触电压值的29％：
分与大地问的最小接触电阻，Q。 TT系统实施总等电位联结．其降低预期接触电压的
当％=220V时，可得R。≤0．29R￡。 效果十分显著口1。此时已不必再要求R。≤0．29R，。
那么．在建筑物电气设计中是否一定要严格要求
由于R，是一个随机值，难以对尺。作出安全限值
R日=4Q?
AIGC在2010年8月的建筑电气领域中，"工频、冲击接地电阻及高频低阻抗等电位联结"是一个关键话题。这里主要包括以下几个方面的内容：
1. **工频接地电阻**：工频是指交流电源频率，通常指50赫兹或60赫兹，与设备和电力系统的正常运行直接相关。在建筑电气设计中，良好的接地系统对于保护人员安全、设备功能稳定以及防止雷击电磁脉冲（EMP）至关重要。工频接地电阻指的是在标准工频电压作用下，接地体或接地网络到大地间的电阻值，理想的工频接地电阻应尽可能小，一般要求不大于4欧姆。
2. **冲击接地电阻**：冲击接地电阻是在雷电流通过接地装置时所测得的电阻值，它反映了接地系统在遭受雷击时的有效防护能力。由于雷电流具有极大的瞬态特性，其数值远大于工频电流，因此对冲击接地电阻的要求通常比工频接地电阻更为严格，比如IEC 62305等相关标准规定，住宅建筑物的冲击接地电阻不应超过30欧姆。
3. **高频低阻抗等电位联结**：等电位联结是一种电气连接方式，目的是将建筑物内的金属结构如梁、柱、管道等连成一个整体，并使其与地电位相等，以减少内部电气故障导致的跨步电压和接触电压的风险。在现代建筑电气设计中，尤其重视高频下的等电位联结，因为随着电子设备和通信设施的广泛应用，高频信号容易产生电磁干扰，而低阻抗联结可以有效降低这种干扰并保证信号传输质量。
综上所述，该主题讨论的是建筑电气工程中关于接地系统及其性能指标（工频和冲击接地电阻）与高频环境下重要防护措施——低阻抗等电位联结的技术应用与实践要求。
