接地和特殊场所的安全防护电气设计

接地和特殊场所的安全防护电气设计
【1】一般规定
1、本章适用于交流标称电压10kV及以下用电设备的接地配置及特殊场所的安全防护设计。

2、用电设备的接地可分为保护性接地和功能性接地。

3、用电设备保护接地设计，根据工程特点和地质状况确定合理的系统方案。

4、不同电压等级用电设备的保护接地和功能接地，宜采用共用接地网；除有特殊要求外，电信及其他电子设备等非电力设备也可采用共用接地网。

接地网的接地电阻应符合其中设备最小值的要求。

5、每个建筑物均应根据自身特点采取相应的等电位联结。

【2】低压配电系统的接地形式和基本要求
1、低压配电系统的接地形式可分为TN、TT、IT三种系统，其中TN系统又可分为TN—C、TN-S、TN—C-S三种形式。

2、TN系统应符合下列基本要求：
（1）在TN系统中，配电变压器中性点应直接接地。

所有电气设备的外露可导电部分应采用保护导体（PE）或保护接地中性导体（PEN）与配电变压器中性点相连接。

（2）保护导体或保护接地中性导体应在靠近配电变压器处接地，且应在进入建筑物处接地。

对于高层建筑等大型建筑物，为在发
生故障时，保护导体的电位靠近地电位，需要均匀地设置附加接地点。

附加接地点可采用有等电位效能的人工接地极或自然接地极等外界可导电体。

（3）保护导体上不应设置保护电器及隔离电器，可设置供测试用的只有用工具才能断开的接点。

（4）保护导体单独敷设时，应与配电干线敷设在同一桥架上，并应靠近安装。

3、采用TN-C-S系统时，当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并，且中性导体不应再接地。

4、TT系统应符合下列基本要求：
（1）在TT系统中，配电变压器中性点应直接接地。

电气设备外露可导电部分所连接的接地极不应与配电变压器中性点的接地极相连接。

（2）TT系统中，所有电气设备外露可导电部分宜采用保护导体与共用的接地网或保护接地母线、总接地端子相连。

5、IT系统应符合下列基本要求：
（1）在IT系统中，所有带电部分应对地绝缘或配电变压器中性点应通过足够大的阻抗接地。

电气设备外露可导电部分可单独接地或成组地接地。

（2）电气设备的外露可导电部分应通过保护导体或保护接地母线、总接地端子与接地极连接。

（3）IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。

（4）在无特殊要求的情况下，IT系统不宜引出中性导体。

6、IT系统中包括中性导体在内的任何带电部分严禁直接接地。

IT系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘状态。

7、应根据系统安全保护所具备的条件，并结合工程实际情况，确定系统接地形式。

在同一低压配电系统中，当全部采用TN系统确有困难时，也可部分采用TT系统接地形式。

采用TT系统供电部分均应装设能自动切除接地故障的装置（包括剩余电流动作保护装置）或经由隔离变压器供电。

【3】保护接地范围
1、除另有规定外，下列电气装置的外露可导电部分均应接地：
（1）电机、电器、手持式及移动式电器；
（2）配电设备、配电屏与控制屏的框架；
（3）室内、外配电装置的金属构架、钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；
（4）电缆的金属外皮和电力电缆的金属保护导管、接线盒及终端盒；
（5）建筑电气设备的基础金属构架；
（6）I类照明灯具的金属外壳。

2、对于在使用过程中产生静电并对正常工作造成影响的场所，宜采取防静电接地措施。

3、除另有规定外，下列电气装置的外露可导电部分可不接地：
（1）干燥场所的交流额定电压50V及以下和直流额定电压110V 及以下的电气装置；
（2）安装在配电屏、控制屏已接地的金属框架上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器；安装在已接地的金属框架上的设备；
（3）当发生绝缘损坏时不会引起危及人身安全的绝缘子底座。

4、下列部分严禁保护接地：
（1）采用设置绝缘场所保护方式的所有电气设备外露可导电部分及外界可导电部分；
（2）采用不接地的局部等电位联结保护方式的所有电气设备外露可导电部分及外界可导电部分；
（3）采用电气隔离保护方式的电气设备外露可导电部分及外界可导电部分；
（4）在采用双重绝缘及加强绝缘保护方式中的绝缘外护物里面的可导电部分。

5、当采用金属接线盒、金属导管保护或金属灯具时，交流220V 照明配电装置的线路，宜加穿1根PE保护接地绝缘导线。

【4】接地要求和接地电阻
1、交流电气装置的接地应符合下列规定：
（1）当配电变压器高压侧工作于不接地系统时，电气装置的接地电阻应符合下列要求：
1）对装有消弧线圈的变电所或电气装置的接地网，其计算电流
应为接在同一接地网中同一电力网各消弧线圈额定电流总和的 1.25倍；
2）对不装消弧线圈的变电所或电气装置，计算电流应为电力网中断开最大一台消弧线圈时最大可能残余电流，并不得小于30A。

（2）在高土壤电阻率地区，当接地网的接地电阻达到上述规定值，技术经济不合理时，电气装置的接地电阻可提高到30Ω，变电所接地网的接地电阻可提高到15Ω。

2、低压系统中，配电变压器中性点的接地电阻不宜超过4Ω。

高土壤电阻率地区，当达到上述接地电阻值困难时，可采用网格式接地网。

3、配电装置的接地电阻应符合下列规定：
（1）当向建筑物供电的配电变压器安装在该建筑物外时，应符合下列规定：
1）对于配电变压器高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地网。

2）低压电缆和架空线路在引入建筑物处，对于TN-S或TN—C-S 系统，保护导体（PE）或保护接地中性导体（PEN）应重复接地，接地电阻不宜超过10Ω；对于TT系统，保护导体（PE）单独接地，接地电阻不宜超过4Ω；
3）向低压系统供电的配电变压器的高压侧工作于小电阻接地系统时，低压系统不得与电源配电变压器的保护接地共用接地网，低压
系统电源接地点应在距该配电变压器适当的地点设置专用接地网，其接地电阻不宜超过4Ω。

（2）向建筑物供电的配电变压器安装在该建筑物内时，应符合下列规定：对于配电变压器高压侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统，当该变压器保护接地的接地网的接地电阻不大于4Ω时，低压系统电源接地点可与该变压器保护接地共用接地网；
4、保护配电变压器的避雷器，应与变压器保护接地共用接地网。

5、保护配电柱上的断路器、负荷开关和电容器组等的避雷器，其接地导体应与设备外壳相连，接地电阻不应大于10Ω。

6、TT系统中，当系统接地点和电气装置外露可导电部分已进行总等电位联结时，电气装置外露可导电部分可不另设接地网；当未进行总等电位联结时，电气装置外露可导电部分应设保护接地的接地网。

7、建筑物的各电气系统的接地宜用同一接地网。

接地网的接地电阻，应符合其中最小值的要求。

8、架空线和电缆线路的接地应符合下列规定：
（1）在低压TN系统中，架空线路干线和分支线的终端的PEN 导体或PE导体应重复接地。

在装有剩余电流动作保护器后的PEN导体不允许设重复接地。

除电源中性点外，中性导体（N），不应重复接地。

低压线路每处重复接地网的接地电阻不应大于10Ω。

在电气设备的接地电阻允许达到10Ω的电力网中，每处重复接地的接地电阻值不应超过30Ω，且重复接地不应少于3处。

（2）在非沥青地面的居民区内，35kV高压架空配电线路的钢筋混凝土电杆宜接地，金属杆塔应接地，接地电阻不宜超过30Ω。

对于电源中性点直接接地系统的低压架空线路和高低压共杆的线路除出线端装有剩余电流动作保护器者除外，其钢筋混凝士电杆的铁横担或铁杆应与PEN导体连接，钢筋混凝土电杆的钢筋宜与PEN导体连接。

（3）穿金属导管敷设的电力电缆的两端金属外皮均应接地，变电所内电力电缆金属外皮可利用主接地网接地。

当采用全塑料电缆时，宜沿电缆沟敷设l～2根两端接地的接地导体。

【5】接地网
1、接地极的选择与设置应符合下列规定：
（1）在满足热稳定条件下，交流电气装置的接地极应利用自然接地导体。

当利用自然接地导体时，应确保接地网的可靠性，禁止利用可燃液体或气体管道、供暖管道及自来水管道作保护接地极。

（2）人工接地极可采用水平敷设的圆钢、扁钢，垂直敷设的角钢、钢管、圆钢，也可采用金属接地板。

宜优先采用水平敷设方式的接地极。

（3）接地系统的防腐蚀设计应符合下列要求：
1）接地系统的设计使用年限宜与地面工程的设计使用年限一致；
2）接地系统的防腐蚀设计宜按当地的腐蚀数据进行；
3）敷设在电缆沟的接地导体和敷设在屋面或地面上的接地导体，宜采用热镀锌，对埋入地下的接地极宜采取适合当地条件的防腐蚀措施。

接地导体与接地极或接地极之间的焊接点，应涂防腐材料。

在腐蚀性较强的场所，应适当加大截面。

2、在地下禁止采用裸铝导体作接地极或接地导体。

3、固定式电气装置的接地导体与保护导体应符合下列规定：
（1）交流接地网的接地导体与保护导体的截面应符合热稳定要求。

（2）不得使用可挠金属电线套管、保温管的金属外皮或金属网作接地导体和保护导体。

在电气装置需要接地的房间内，可导电的金属部分应通过保护导体进行接地。

4、包括配线用的钢导管及金属线槽在内的外界可导电部分，严禁用作PEN导体。

PEN导体必须与相导体具有相同的绝缘水平。

5、接地网的连接与敷设应符合下列规定：
（1）对于需进行保护接地的用电设备，应采用单独的保护导体与保护干线相连或用单独的接地导体与接地极相连；
（2）当利用电梯轨道作接地干线时，应将其连成封闭的回路；
（3）变压器直接接地或经过消弧线圈接地、柴油发电机的中性点与接地极或接地干线连接时，应采用单独接地导体。

6、水平或竖直井道内的接地与保护干线应符合下列要求：
（1）电缆井道内的接地干线可选用镀锌扁钢或铜排。

（2）电缆井道内的接地干线截面应按下列要求之一进行确定：
宜满足最大的预期故障电流及热稳定；
（3）电缆井道内的接地干线可兼作等电位联结干线。

（4）高层建筑竖向电缆井道内的接地干线，应不大于20m与相近楼板钢筋作等电位联结。

7、接地极与接地导体、接地导体与接地导体的连接宜采用焊接，当采用搭接时，其搭接长度不应小于扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。

【6】通用电力设备接地及等电位联结
1、配变电所接地配置应符合下列规定：
（1）确定配变电所接地配置的形式和布置时，应采取措施降低接触电压和跨步电压。

在小电流接地系统发生单相接地时，可不迅速切除接地故障。

在环境条件特别恶劣的场所，最大接触电压和最大跨步电压值宜降低。

当接地配置的最大接触电压和最大跨步电压较大时，可敷设高电阻率地面结构层或深埋接地网。

（2）除利用自然接地极外，配变电所的接地网还应敷设人工接地极。

但对10kV及以下配变电所利用建筑物基础作接地极的接地电阻能满足规定值时，可不另设人工接地极。

（3）人工接地网外缘宜闭合，外缘各角应做成弧形。

对经常有人出入的走道处，应采用高电阻率路面或采取均压措施。

2、手持式电气设备应采用专用保护接地芯导体，且该芯导体严禁用来通过工作电流。

3、手持式电气设备的插座上应备有专用的接地插孔。

金属外壳的插座的接地插孔和金属外壳应有可靠的电气连接。

4、移动式电力设备接地应符合下列规定：
（1）由固定式电源或移动式发电机以TN系统供电时，移动式用电设备的外露可导电部分应与电源的接地系统有可靠的电气连接。

在中性点不接地的IT系统中，可在移动式用电设备附近设接地网。

（2）移动式用电设备的接地应符合固定式电气设备的接地要求。

（3）移动式用电设备在下列情况可不接地：
1）移动式用电设备的自用发电设备直接放在机械的同一金属支架上，且不供其他设备用电时；
2）不超过两台用电设备由专用的移动发电机供电，用电设备距移动式发电机不超过50m，且发电机和用电设备的外露可导电部分之间有可靠的电气连接时。

5、等电位联结应符合下列规定：
（1）总等电位联结应符合下列规定：
1）民用建筑物内电气装置应采用总等电位联结。

下列导电部分应采用总等电位联结导体可靠连接，并应在进入建筑物处接向总等电位联结端子板：
① PE（PEN）干线；
②电气装置中的接地母线；
③建筑物内的水管、燃气管、采暖和空调管道等金属管道；
④可以利用的建筑物金属构件。

2）下列金属部分不得用作保护导体或保护等电位联结导体：
①金属水管；
②含有可燃气体或液体的金属管道；
③正常使用中承受机械应力的金属结构；
④柔性金属导管或金属部件；
⑤支撑线。

3）总等电位联结导体的截面不应小于装置的最大保护导体截面的一半，并不应小于6mm²。

当联结导体采用铜导体时，其截面不应大于25mm²；当为其他金属时，其截面应承载与mm²铜导体相当的载流量。

（2）辅助（局部）等电位联结应符合下列规定：
1）在一个装置或装置的一部分内，当作用于自动切断供电的间接接触保护不能满足本规范条件时，应设置辅助等电位联结；
2）辅助等电位联结应包括固定式设备的所有能同时触及的外露可导电部分和外界可导电部分；
3）连接两个外露可导电部分的辅助等电位导体的截面不应小于接至该两个外露可导电部分的较小保护导体的截面；
4）连接外露可导电部分与外界可导电部分的辅助等电位联结导体的截面，不应小于相应保护导体截面的一半。

【7】电子设备、计算机接地
1、电子设备接地系统应符合下列规定：
（1）电子设备应同时具有信号电路接地（信号地）、电源接地和保护接地等三种接地系统。

（2）电子设备信号电路接地系统的形式，可根据接地导体长度和电子设备的工作频率进行确定，并应符合下列规定：
1）当接地导体长度小于或等于0.02A（A为波长），频率为30kHz 及以下时，宜采用单点接地形式；信号电路可以一点作电位参考点，再将该点连接至接地系统；采用单点接地形式时，宜先将电子设备的信号电路接地、电源接地和保护接地分开敷设的接地导体接至电源室的接地总端子板，再将端予板上的信号电路接地、电源接地和保护接地接在一起，采用一点式（S形）接地；
2）当接地导体长度大于0.02A，频率大于300kHz时，宜采用多点接地形式；信号电路应采用多条导电通路与接地网或等电位面连接；多点接地形式宜将信号电路按地、电源接地和保护接地接在一个公用的环状接地母线上，采用多点式（M形）接地；
3）混合式接地是单点接地和多点接地的组合，频率为30~300kHz 时，宜设置一个等电位接地平面，以满足高频信号多点接地的要求，再以单点接地形式连接到同一接地网，以满足低频信号的接地要求；
4）接地系统的接地导体长度不得等于A/4或A/4的奇数倍。

（3）除另有规定外，电子设备接地电阻值不宜大于4Ω。

电子设备接地宜与防雷接地系统共用接地网，接地电阻不应大于lΩ。

当电
子设备接地与防雷接地系统分开时，两接地网的距离不宜小于10m。

（4）电子设备可根据需要采取屏蔽措施。

2、大、中型电子计算机接地系统应符合下列规定：
（1）电子计算机应同时具有信号电路接地、交流电源功能接地和安全保护接地等三种接地系统；该三种接地的接地电阻值均不宜大于4Ω。

电子计算机的信号系统，不宜采用悬浮接地。

（2）电子计算机的三种接地系统宜共用接地网。

当采用共用接地方式时，其接地电阻应以诸种接地系统中要求接地电阻最小的接地电阻值为依据。

当与防雷接地系统共用时，接地电阻值不应大于1Ω。

（3）计算机系统接地导体的处理应满足下列要求：
1）计算机信号电路接地不得与交流电源的功能接地导体相短接或混接；
2）交流线路配线不得与信号电路接地导体紧贴或近距离地平行敷设。

（4）电子计算机房可根据需要采取防静电措施。

【8】医疗场所的安全防护
1、本节适用于对患者进行诊断、治疗、整容、监测和护理等医疗场所的安全防护设计。

2、医疗场所应按使用接触部件所接触的部位及场所分为0、1、2三类，各类应符合下列规定：
（1）类场所应为不使用接触部件的医疗场所；
（2）类场所应为接触部件接触躯体外部及除2类场所规定外的接触部件侵入躯体的任何部分；
（3）类场所应为将接触部件用于诸如心内诊疗术、手术室以及断电将危及生命的重要治疗的医疗场所。

3、医疗场所的安全防护应符合下列规定：
（1）在1类和2类的医疗场所内，当采用安全特低电压系统、保护特低电压系统时，用电设备的标称供电电压不应超过交流方均根值25V和无纹波直流60V；
（2）在1类和2类医疗场所，IT、TN和TT系统的约定接触电压均不应大于25V；
（3）TN系统在故障情况下切断电源的最大分断时间230V应为0.2s，400V应为0.05s。

IT系统最大分断时间230V应为0.2s。

4、医疗场所采用TN系统供电时，应符合下列规定：
（1）TN—C系统严禁用于医疗场所的供电系统。

（2）在1类医疗场所中额定电流不大于32A的终端回路，应采用最大剩余动作电流为30mA的剩余电流动作保护器作为附加防护。

（3）在2类医疗场所，当采用额定剩余动作电流不超过30mA 的剩余电流动作保护器作为自动切断电源的措施时，应只用于下列回路：
1）手术台驱动机构的供电回路；
2）移动式X光机的回路；
3）额定功率大于5kV A的大型设备的回路；
4）非用于维持生命的电气设备回路。

（4）应确保多台设备同时接入同一回路时，不会引起剩余电流动作保护器（RCD）误动作。

5、TT系统要求在所有情况下均应采用剩余电流保护器，其他要求应与TN系统相同。

6、医疗场所采用IT系统供电时应符合下列规定：
（1）在2类医疗场所内，用于维持生命、外科手术和其他位于“患者区域”内的医用电气设备和系统的供电回路，均应采用医疗IT 系统。

（2）用途相同且相毗邻的房间内，至少应设置一回独立的医疗IT系统。

医疗IT系统应配置一个交流内阻抗不少于100Ω的绝缘监测器并满足下列要求：
1）测试电压不应大于直流95V；
2）注入电流的峰值不应大于1mA；
3）最迟在绝缘电阻降至50kΩ，时，应发出信号，并应配置试验此功能的器具。

（3）每个医用IT系统应设在医务人员可以经常监视的地方，并应装设配备有下列功能组件的声光报警系统：
1）应以绿灯亮表示工作正常；
2）当绝缘电阻下降到最小整定值时，黄灯应点亮，且应不能消除或断开该亮灯指示；
3）当绝缘电阻下降到最小整定值时，可音响报警动作，该音响
报警可解除；
4）当故障被清除恢复正常后，黄色信号应熄灭。

当只有一台设备由单台专用的医疗IT变压器供电时，该变压器可不装设绝缘监测器。

（4）医疗IT变压器应装设过负荷和过热的监测装置。

7、医疗及诊断电气设备，应根据使用功能要求采用保护接地、功能接地、等电位联结或不接地等形式。

8、医疗电气设备的功能接地电阻值应按设备技术要求确定，宜采用共用接地方式。

9、辅助等电位联结应符合下列规定：
（1）在1类和2类医疗场所内，应安装辅助等电位联结导体，并应将其连接到位于“患者区域”内的等电位联结母线上，实现下列部分之间等电位：
1）保护导体；
2）外界可导电部分；
3）抗电磁场干扰的屏蔽物；
4）导电地板网格；
5）隔离变压器的金属屏蔽层。

（2）在2类医疗场所内，电源插座的保护导体端子、固定设备的保护导体端子或任何外界可导电部分与等电位联结母线之间的导体的电阻不应超过0.2Ω。

（3）等电位联结母线宜位于医疗场所内或靠近医疗场所。

在每
个配电盘内或在其附近应装设附加的等电位联结母线，并应将辅助等电位导体和保护接地导体与该母线相连接。

连接的位置应使接头清晰易见，并便于单独拆卸。

（4）当变压器以额定电压和额定频率供电时，空载时出线绕组测得的对地泄漏电流和外护物的泄漏电流均不应超过0.5mA。

（5）用于移动式和固定式设备的医疗IT系统应采用单相变压器，其额定输出容量不应小于0.5kV A，并不应超过10kV A。

10、手术室及抢救室应根据需要采用防静电措施。

【9】特殊场所的安全防护
1、本节适用于浴室、游泳池和喷水池及其周围，由于人身电阻降低和身体接触地电位而增加电击危险的安全防护。

2、浴池的安全防护应符合下列规定：
（1）安全防护应根据所在区域，采取相应的措施。

（2）建筑物除应采取总等电位联结外，尚应进行辅助等电位联结。

辅助等电位联结应将0、1及2区内所有外界可导电部分与位于这些区内的外露可导电部分的保护导体连接起来。

（3）在0区内，应采用标称电压不超过12V的安全特低电压供电，其安全电源应设于2区以外的地方。

（4）在使用安全特低电压的地方，应采取下列措施实现直接接触防护：
1）应采用防护等级至少为IP2X的遮栏或外护物；
2）应采用能耐受500V试验电压历时1min的绝缘。

（5）不得采取用阻挡物及置于伸臂范围以外的直接接触防护措施；也不得采用非导电场所及不接地的等电位联结的间接接触防护措施。

（6）除安装在2区内的防溅型剃须插座外，各区内所选用的电气设备的防护等级应符合下列规定：
1）在0区内应至少为IPX7；
2）在1区内应至少为IPX5；
3）在2区内应至少为IPX4（在公共浴池内应为IPX5）。

（7）在0、1及2区内宜选用加强绝缘的铜芯电线或电缆。

（8）在0、1及2区内，非本区的配电线路不得通过；也不得在该区内装设接线盒。

（9）开关和控制设备的装设应符合以下要求：
1）0、1及2区内，不应装设开关设备及线路附件；当在2区外安装插座时，其供电应符合下列条件：
①可由隔离变压器供电；
②可由安全特低电压供电；
③由剩余电流动作保护器保护的线路供电，其额定动作电流值不应大于30mA。

2）开关和插座距预制淋浴间的门口不得小于0.6m。

（10）当未采用安全特低电压供电及安全特低电压用电器具时，在0区内，应采用专用于浴盆的电器；在1区内，只可装设电热水器；。