史园根
(南昌工业控股集团有限公司江南管理处,江西南昌 330002)
电梯设备接地关系到用户及维修人员的人身和财产安全,关系到电梯的正常使用。可是,电梯安装维修行业中有的人并未对此给予足够的重视,有的则认识较为混乱,以至在施工过程中存在许多不合适的做法,给日后的安全运行留下了隐患。本文就电梯设备接地问题发表几点看法。
lT系统指电源中性点不接地的系统,见图1。
图1 lT系统
TT系统指电源中性点接地,而设备外壳通过与系统接地无关的接地体接地的系统,见图2。
图2 TT系统
TN系统电源中性点接地,设备外壳的接地与中性点接地有直接的电气连接,按连接方式可分为以下3种。
(1)TN-S系统,整个系统中性线(N线)与保护线(PE)是始终分开的,见图3。
图3 TN-s系统
(2)TN-C系统,整个系统N线与PE线是合二为一的,见图4。
图4 TN-C系统
(3)TN-C-S系统,整体上N线与PE线合一,局部采用专设PE线,见图5。
图5 TN-C-S系统
(4)总等电位联结,在建筑物的电源进线处将PE干线、接地极引来的接地干线、总水管、总煤气管、建筑物的钢筋结构、防雷接地装置以及暖气、空调等的金属管道进行连接,使之处于相同电位以降低故障时接触电压的措施,见图6。
(5)局部等电位联接,在一个局部范围内,将PE线与各种用电设备金属外壳、金属管道、建筑物结构钢筋等相互连接,使处于同一电位。
图6 等电位联结原理图
业内有些人认为接地线截面应比相线大1个等级甚至1倍,笔者查过许多标准,并没有找到这种要求的根据,选择导线截面应从机械强度和电气性能上考虑,接地线机械强度的要求与相线并没有什么不同,从电气性能上讲,如相、地短路,接地线通过的电流小于或等于相线电流;如相间短路,接地线电流很小。所以,选择地线与相线线径相等即可满足要求。
华北地区建筑设计标准化办公室主持编写的《建筑电气通用图集》中92DQ13《防雷与接地装置》分册要求,在TN系统中接地线与保护线截面应符合表1所规定的数值。DB11/T096-1998《住宅电梯改造技术要求》也只要求“接地线导线截面应不小于动力导线截面”。
表1 相线截面与接地线最小截面的关系
许多技术资料及标准规范中都明确指出,在一个供电系统中不允许采用2种不同的接地方式。如GB50182-93《电气装置安装工程、电梯电气装置施工及验收规范》2.0、10.3规定:“在采用三相四线供电的接零保护(即TN)系统中,严禁电梯电气设备单独接地。”可是有些施工人员仍然为某些设备做单独接地,这是很危险的。
以图7所示线路为例,A设备外壳接PEN线,B设备外壳单接地,当B设备外壳与L1发生短接故障时:
图7 TN系统设备单独接地示意图及等效电路
取安全电压为S0,系统接地电阻R0为4 Ω,则有
要实现这样小的接地电阻是比较困难的,即使达到了要求阻值,那么
显然,A设备外壳将带有170 V电压,且所有接PEN线的金属部分都将带上危险电压。
如果A、B两设备同时接PEN线或PE线,则任一设备外壳与相线发生短接故障时,通过PEN线或PE线构成一个小阻抗的回路,较大的短路电流将使保护装置动作,切断电源,避免危险的发生。
许多技术资料建议TN系统的PEN线和PE线,除在电源的中性点处做接地外,还应在线路中多处接地,以便发生接地故障或PE线断线故障时PE线的电位尽量接近地电位,从而减少接地故障时的接触电压,这种接地称为“增设接地”或“重复接地”,一般情况下,这样做对于减少触电伤亡事故是非常有效的。
在实施了等电位联结后,PEN线或PE线已与基础钢筋、金属水管及其他金属结构等良好的接地体自然连接,接地电阻不过1~2Ω,远小于一般重复接地所要求的10Ω,且寿命极长,所以没有必要。
本文介绍了电气系统接地的几个概念,根据长期工作经验总结,就电梯设备接地的几个问题,提出了几点建议。