电气工程基础知识 |
作者： 威霸 |
| 一）直流系统 1．两线制直流系统 直流两线制配电系统应予接地。但以下情况可不接地：备有接地检测器并在有限场地内只向工业设备供电的系统；线间电压等于或低于 50V，或高于 300V、采用对地绝缘的系统；由接地的交流系统供电的整流设备供电的直流系统；最大电流在 0.03A 及以下的直流防火信号线路。 2．三线制直流系统 三线制直流供电系统的中性线宜直接接地. （二）交流系统 1．低于 50V 的交流线路 一般不接地，但具有下列任何一条者应予接地；（1）由变压器供电，而变压器的电源系统对地电压超过 150V；（2）由变压器供电，而变压器的电源系统是不接地的；（3）采取隔离变压器的，不应接地，但铁芯必须接地；（4）安装在建筑物外的架空线路。 2．50～1000V 的交流系统 符合以下条件时可作为例外，不予接地：（1）专用于向熔炼、精炼、加热或类似工业电炉供电的电气系统；（2）专为工业调速传动系统供电的整流器的单独传动系统；（3）由变压器供电的单独传动系统，变压器一次侧额定电压低于 1000V 的专用控制系统；其控制电源有供电连续性，控制系统中装有接地检测器，且保证只有专职人员才能监视和维修。 3．l～10kV 的交流系统 根据需要可进行消弧线圈或电阻接地。但供移动设备用的 1～10kV 交流系统应接地。 （三）移动式和车载发电机 1．移动式发电机 在下列条件下不要求将移动式发电机的机架接地，该机架可作为发电机供电系统的接地，其条件是发电机只向装在发电机上的设备和（或）发电机上的插座内软线和插头连接的设备供电，且设备的外露导电部分和插座上的接地端子连接到发电机机架上。 2．车载发电机 在符合下列全部条件下可将装在车辆上的发电机供电系统用的车辆的框架作为该系统的接地极。（1）发电机的机架接地连接到车辆的框架上；（2）发电机只向装在车辆上的设备和（或）通过装在车辆上或发电机上的插座内软线和插头连接设备供电；（3）设备的外露导电部分和插座上的接地端子连接到发电机机架上。 3．中性线的连接 当发电机为单独系统时，应将中性线连接到发电机机架上。 （四）电气设备 1．电气设备的下列外露导电部分应予接地 （1）电机、变压器、电器、手携式及移动式用电器具等的金属底座和外壳；（2）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜外壳；（3）电气设备传动装置；（4）互感器的二次绕组；（5）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座，全封闭组合电器的金属外壳；（6）户内、外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门；（7）交、直流电力电缆接线盒、终端盒和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的穿线的钢管、敷设线缆的金属线槽、电缆桥架；（8）金属照明灯具的外露导电部分；（9）在非沥青地面的居民区，不接地、消弧线圈接地和电阻接地系统中无避雷线架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔，装有避雷线的架空线路的杆塔；（10）安装在电力线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置的外露导电部分及支架；（11）铠装控制电缆的金属护层，非铠装或非金属护套电缆闲置的 1～2 根芯线；（12）封闭母线金属外壳；（13）箱式变电站的金属箱体。 2．电气设备的下列外露导电部分可不接地 （1）在非导电场所，例如有木质、沥青等不良导电地面及绝缘的墙的电气设备，当满足二、（一）4.（3）款采用非导电场所的要求时；（2）在干燥场所，交流额定电压 50V 以下，直流额定电压120V以下电气设备或电气装置的外露导电部分，但爆炸危险场所除外；（3）安装在配电屏、控制屏和电气装置上的电气测量仪表、继电器和其它低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等；（4）安装在已接地的金属构架上电气接触良好的设备，如套管底座等，但爆炸危险场所除外；（5）额定电压 220V 及以下的蓄电池室内的支架；（6）与已接地的机座之问有可靠电气接触的电动机和电器的外露导电部分，但爆炸危险场所除外。 3．外部导电部分 外部导电部分中可能有电击危险的地方应予接地，通常需要接地的部分如下：（l）建筑物内或其上的大面积可能带电的金属构架可能与人发生接触时，则应予接地，以提高其安全性；（2）电气操作起重机的轨道和桁架；（3）装有线组的升降机框架；（4）电梯的金属提升绳或缆绳，如已与电梯本体连接成导电通路的则可不接地；（5）变电站或变压器室以外的线间电压超过 750V 的电气设备周围的金属间隔、金属遮栏等类似的金属围护结构；（6）活动房屋或旅游车中的裸露的金属部分，包括活动房屋的金属结构、旅游车金属车架应接地。 （一）接地的作用分类 一般分为保护性接地和功能性接地两种； 1．保护性接地 （1）防电击接地为了防止电气设备绝缘损坏或产生漏电流时，使平时不带电的外露导电部分带电而导致电击，将设备的外露导电部分接地，称为防电击接地。这种接地还可以限制线路涌流或低压线路及设备由于高压窜入而引起的高电压；当产生电器故障时，有利于过电流保护装置动作而切断电源。这种接地，也是狭义的“保护接地”。（2）防雷接地将雷电导人大地，防止雷电流使人身受到电击或财产受到破坏。（3）防静电接地将静电荷引入大地，防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。特别是目前电子设备中集成电路用得很多，而集成电路容易受到静电作用产生故障，接地后可防止集成电路的损坏。（4）防电蚀接地地下埋设金属体作为牺牲阳极或阴极，防止电缆、金属管道等受到电蚀。 2．功能性接地 （1）工作按地为了保证电力系统运行，防止系统振荡．保证继电保护的可靠性，在交直流电力系统的适当地方进行接地，交流一般为中性点，直流一般为中点，在电子设备系统中，则称除电子设备系统以外的交直流接地为功率地。（2）逻辑接地为了确保稳定的参考电位，将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”，一般采用金属底板作逻辑地。常将逻辑接地及其它模拟信号系统的接地统称为直流地。（3）屏蔽接地将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰对电子设备的影响，也可减少电子设备产生的干扰影响其它电子设备。（4）信号接地为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地，例如检测漏电流的接地，阻抗测量电桥和电晕放电损耗测量等电气参数测量的接地。 （二）按接地形式分类 接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其形状，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。用来作为自然界地极的有：上下水的金属管道；与大地有可靠连接的建筑物和构筑物的金属结构；敷设于地下而其数量不少于两根的电缆金属包皮及敷设于地下的各种金属管道。但可燃液体以及可燃或爆炸的气体管道除外。用来作为人工接地极的，一股有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材。如在有化学腐蚀性的土壤中，则应采用镀锌的上述几种钢材或铜质的接他极。接地装置的示意图如图25所示。 电气设备敷设接地装置后当然较没有敷设接地装置时要安全得多。但是接地装置的布置形式如果是单根接地极或外引式接地极，那末由于电位分布的不均匀，人体仍不免要受到电击的危险。此外，单根接地极或外引式接地极的可靠性也比较差。从图 25我们知道，外引式接地极与室内接地干线相连接仅依靠两条干线。若这两条干线发生损伤时，整个接地干线就与接地极断绝。当然，两条干线同时发生损伤的情况是比较少的。为了消除单根接地极或外引式接地极的缺点，我们可以敷设环路式接地极，如图 26（a）。环路式接地极的电位分布是很均匀的。人体的接触电压 Ut 和跨步电压 Uk是比较小的。但是接地极外部的电位分布仍不均匀，其跨步电压仍是很高的，如图 26（b）。为了避免这种缺点，可在环路式接地极外敷设一些与接地极没有连接关系的扁钢。这样，接地极外的电位分布，就如图 26（c）所示的平坦地下降了。因此，在一切情况下，应优先考虑采用环路式接地极。只有在采用环路式接地极有困难或费用较多时，才采用外引式接地极。 1\电气图纸的分类包括变配电工程施工图、动力工程施工图、照明工程施工图、防雷接地工程施工图、弱电工程施工图、架空线路施工图。 2\电气图纸的组成包括图纸目录；设计说明；系统图；平面图；大样图；原理图；设备材料表等。 3\电气线路文字标注格式a－b（c×d）e－f。a表示线路编号或线路用途符号、b表示导线型号、c表示导线根数、d表示导线截面、e表示配线方式符号及导线穿管管径、f表示敷设部位符号。 4\灯具安装的标注方法a－b（c×d×L）/e－f。a表示灯具数量、b表示灯具型号或编号、c表示灯具发光体的数量、d表示发光体功率、L表示发光体光源种类、e表示灯具安装高度、f表示灯具安装方式。 5\电力系统的组成部分包括发电厂发电、变电站升压、高压架空输配电线路系统输电、变电站降压、城市高压输配电线路系统配电、高压配电柜受电、用户变压器降压。 6\建筑电气工程组成部分有低压配电柜、配电线路、开关箱、控制开关、负荷。 7\电气安装工程常用的管材包括镀锌钢管、镀锌电线管、塑料电线管、金属软管。 8\电气安装工程常用的电线包括单塑聚氯乙烯铜芯电线（BV）、双塑聚氯乙烯铜芯电线（BVV）、难燃单塑聚氯乙烯铜芯电线（ZR－BV）、难燃双塑聚氯乙烯铜芯电线（ZR－BVV）、耐火单塑聚氯乙烯铜芯电线（NH－BV）、耐火双塑聚氯乙烯铜芯电线（NH－BVV）。 9\电线截面有1.0mm2、1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2、300mm2、400mm2。 10\电气安装工程常用的电缆包括普通电缆（VV）、铠装电缆（VV22）、控制电缆（KVV）、难燃电缆（ZR－VV）、难燃铠装电缆（ZR－VV22）、难燃控制电缆（ZR－KVV）、耐火电缆（NH－VV）、耐火控制电缆（NH－KVV）。 11\电气安装工程常用的电缆规格包括单芯、双芯、三芯、四等芯、国标四芯（3＋1）、非标四芯（3＋1）、五等芯、国标五芯（4＋1）、非标五芯（4＋1）、国标五芯（3＋2）、非标五芯（3＋2）。 12\灯具包括：白炽灯、荧光灯、吸顶灯、吊灯、组合花灯、筒灯、应急灯、指示灯等等。 13\室内电气配线工程包括明配线路：线码配线、槽板配线、线管配线、线槽配线、护套线配线、纲索配线。暗配线路：线管配线。电缆线路：直埋敷设、管内敷设、桥架敷设。 14\控制电器有闸刀开关、铁壳开关、组合开关、空气开关。保护电器：熔断器、漏电保护器。 15\建筑弱电系统工程包括共用天线有线电视系统、电话通讯系统、广播音响系统、火灾自动报警和自动灭火系统、闭路电视监控系统、安全防范系统、综合布线系统。 16\民用建筑低压配电系统接地形式有TN系统、TT系统、IT系统。 17\而TN系统是最为常见的一种，是指电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。按照中性线与保护线组合情况，可分为TN—S系统、TN—C系统、TN—C—S系统。 18\按照我国《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）的要求，我国建筑物防雷标准共分为第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物、第三类防雷建筑物三种。 19\建筑物的防雷措施包括安装避雷针、避雷带、避雷网、避雷笼网、防雷引下线、防雷接地装置等。 、 、 防雷及接地装置计算规则 1、接地极制作安装以“根”为计量单位，其长度按设计长度计算，设计无规定时，每根长度按2.5m计算，若设计有管帽时，管帽量按加工件计算。 2、接地母线敷设，按设计长度以“m”为计量单位计算工程。接地母线、避雷线敷设均按延长米计算，其长度按施工图设计水平和垂直规定长度量另加3.9%的附加长度(包括转弯、上下波动、避绕障碍物、搭接头所占长度)计算，计算主材费时应另增加规定的损耗率。 3、接地跨接线以“处”为计量单位，按规程规定凡需作接地跨接线的工程内容，每跨接一次按一处计算，户外配电装置构架均需接地，每副构架按“一处”计算。 4、避雷针的加工制作、安装，以“根”为计量单位，独立避雷针安装以“基”为计量单位。长度、高度、数量均按设计规定。独立避雷针的加工制作应执行“一般铁件”制作子目或按成品计算。 5、半导体少长针消雷装置安装以“套”为计量单位，按设计安装高度分别执行相应子目。装置本身由设备制造厂成套供货。 6、利用建筑物内主筋作接地引下线安装以“10m”为计量单位，每一柱子内按焊接两根主筋考虑，如果焊接主筋数超过两根时，可按比例调整。 7、断接卡子制作安装以“套”为计量单位，按设计规定装设的断接卡子数量计算，接地检查井内的断接卡子安装按每井一套计算。 8、高层建筑物屋顶的防雷接地装置应执行“避雷网安装”定额，电缆支架的接地线安装应执行“户内接地母线敷设”子目。 9、均压环敷设以“m”为计量单位，主要考虑利用圈梁内主筋作均压环接地连线，焊接按两根主筋考虑，超过两根时，可按比例调整 。长度按设计需要作均压接地的圈梁中心线长度，以延长米计算。 10、钢、铝窗接地以“处”为计量单位(高层建筑六层以上的金属窗，设计一般要求接地)，按设计规定接地的金属窗数进行计算。 11、柱子主筋与圈梁连接以“处”为计量单位，每处按两根主筋与两根圈梁钢筋分别焊接连接考虑。如果焊接主筋和圈梁钢筋超过两根时，可按比例调整，需要连接的柱子主筋和圈梁钢筋“处”数按规定设计计算。 12、降阻剂的埋设以“kg”为计量单位。 13、接地网的调试规定如下： (1)接地网接地电阻的测定。一般的发电厂或变电站连为一个体的母网，按一个系统计算；自成母网不与厂区母网相连的独立接地网，另按一个系统计算，虽然最后也将各接地网联在一起，但应按各自的接地网计算，不能作为一个网，具体应按接地网的试验情况而定。 (2)避雷针接地电阻的测定。每一避雷针有单独接地网(包括独立的避雷针、烟囱避雷针等)时，均按一组计算。 (3)独立的接地装置按组计算。如一台柱上变器压有一个独立的接地装置，即按一组计算。 |
