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[摘要] 特殊建筑环境主要有腐蚀环境、狭窄环境的接地技术、有易燃易爆危险的环境,在这些环境中,触电(或电气)事故发生机率很高。为降低事故的发生频率,减少经济损失,对特殊建筑环境接地技术的研究,具有很大的实际意义。
[关键词]潮湿腐蚀环境接地
引言接地装置是接地极与接地线的总称，包括接地极、主接地线、分接地线。接地极是与大地紧密接触并形成电气连接的一个或一组导体。按接地极的形式和结构可分为自然接地极、人工接地极。自然接地极可利用与大地有可靠连接的建(构)筑物金属构架、无危险因素的埋地金属管线、河流湖泊中放人金属框架作为接地极。人工接地极是采用人工或机械按有关技术要求将金属材料埋设或打人土壤、混凝土、水等接地介质中的接地极，可分为垂直接地极、水平接地极、垂直或水平接地网、铜板接地极等多种。接地线包括连接接地极至接地点的主接地线，又称母线或干线，连接接地设备接地部分至接地点的分接地线。为连接方便，可在接地点设汇流排，分接地线与主接地线采用焊接或特殊要求的压接方法连接。
1 腐蚀环境的接地技术
在中等或强腐蚀环境内,宜采用铜芯塑料绝缘导线作为接地干线和接地支线(不包括接地极)。如采用型钢作接地线,其厚度或直径应比一般规定加大一级。除螺栓紧固接触面外,应在镀锌层上再喷涂塑料或刷耐腐蚀涂料。型钢接地极和接地线应采取镀锌处理,但接地极不喷涂塑料或涂漆,最好采用防腐蚀的接地极。这种接地极以钢或铜为基体,外面复合一层厚度不小于0 5ｍｍ的铜、铅、锌等有色金属,以适应不同的酸、碱等腐蚀介质的防腐需要。在潮湿和中等腐蚀的环境中,一般采取以钢为基体被覆铜的复合式接地极,既可保证刚度要求,又可減少腐蚀速度,价格也比较便宜。对没有采取防腐措施的接地极,当腐蚀速度为0 1ｍｍ/ａ时,圆钢接地极直径不小于12ｍｍ,钢管接地极厚度不小于5ｍｍ,扁钢接地厚度不小于5ｍｍ;如腐蚀速度超过0.1ｍｍ/ａ时,则接地极的直径和厚度相应增加。
2狭窄环境的接地技术
在狭窄环境中不允许采取阻挡物及置于伸臂范围以外的保护作为防止直接电击的措施,也不能采用非导电场所或不接地等电位场所的措施作为间接电击保护,只能采取以下保护措施:对于供电给手携式工具及移动式计量设备应采用安全超低压或电气隔离。优先采用Ⅱ类设备;如采用Ⅰ类设备,该设备必须有一个绝缘材料把手或一个带有绝缘层的把手;对手提灯要求用安全超低压供电。允许采用带有内装双绕组变压器的荧光灯照明器。固定用电设备的供电要求:采取自动切断电源措施,但该设备的外露导电部分必须进行辅助等电位联结或由安全超低压供电,也可采用电气隔离,但每个用电设备只能接到隔离变压器的一个二次绕组。安全电源和隔离电源必须位于狭窄环境以外,但内装双绕组变压器的荧光灯照明器除外;要求功能性接地的固定的计量和控制设备,外露导电部分和狭窄环境内的外部导电部分必须进行等电位联结。
3易燃、易爆危险环境的接地技术
①接地范围:在不良导电地面处,交流额定电压为380Ｖ及以下和直流额定电压在440Ｖ及以下的电气设备的外露导电部分;在干燥环境内,交流额定电压在127Ｖ以下,直流电压在110Ｖ及以下的电气设备的外露导电部分;安装在已接地的金属结构上的电气设备的外露导电部分。
②接地制式:在爆炸性气体环境1区内及爆炸性粉尘环境10区内的所有电气设备以及爆炸性气体环境2区内除照明灯具以外的其它电气设备应采用ＴＮ-Ｓ接地制式,即应有专用的ＰＥ线。爆炸性气体环境中的2区内的照明灯具以及爆炸粉尘环境11区内所有电气设备可采用ＴＮ-Ｃ接地制式,即可利用有可靠电气连接的金属管线系统作为ＰＥ线,但不得利用输送易燃物质的管道。当采用金属管线系统时,在爆炸气体环境1及2区内:Ф25ｍｍ及以下的钢管,螺纹旋合不少于5扣;Ф32ｍｍ及以上的则不少于6扣;在1区内还应加锁紧螺母;在爆炸性粉尘环境10及11区内,螺纹旋合均不少于5扣。钢管应采用低压流体输送用的镀锌钢管。为了防腐蚀,钢管连接的螺纹部分应涂以铅油或磷化膏。在可能有凝结水凝结的地方,管线上应装设排除冷凝水的密封接头。ＴＴ接地制式因单相接地短路电流小,比较不容易引起爆炸,适合于爆炸危险环境使用,但必须采取适当措施,如采用ＲＣＤ作为保护设备。ＩＴ接地制式在第一次接地短路故障时的短路电流比ＴＴ接地制式还要小,一般不容易引起爆炸,适合于爆炸环境使用。但当第一次单相接地短路后,如再发生异相接地短路,即形成相间短路,其短路电流比ＴＮ系统的单相短路电流还大,容易引起爆炸。因此,必须在第一次接地短路后立即有音响报警装置,以便及时采取措施,防止发生异相接地短路。
③ＰＥ线的选用:ＰＥ线材质,当采用电缆中的一根芯线作为ＰＥ线时,1区和10区内应用铜质。在2区内宜用铜质,当采用铝芯电缆中的一根铝芯线作ＰＥ线时,与电气设备的连接应有可靠的铜铝接头。11区内有剧烈振动的用电设备的ＰＥ线也应用铜质;其它用电设备可采用铝芯电缆中的一根铝芯作ＰＥ线。所有接地线及控制线应全部用铜质。ＰＥ线的截面:1区及10区,ＰＥ线截面,铜芯不小于2 5ｍｍ2;2区及11区,铜芯不小于1 5ｍｍ2,铝芯不小于2 5ｍｍ2。10区及11区内的移动电缆的芯线截面不小于2 5ｍｍ2。ＰＥ线的绝缘和保护:当利用电缆中的一根芯线或钢管配线中的一根导线作ＰＥ线时,其绝缘强度与相线相同。10区内移动电缆采用重型,11区内的电缆采用中型。
④接地的要求:接地干线在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地极相连。电缆屏蔽层仅能一点接地,并应在非爆炸危险场所内进行接地。电气设备的接地装置与防止直接雷击的独立避雷针的接地装置分开设置;与装设在建筑物上防止直击雷击的避雷针的接地装置和防止感应雷的接地装置可共同设置,其接地电阻取其中的最小值。
[关键词]潮湿腐蚀环境接地
引言接地装置是接地极与接地线的总称，包括接地极、主接地线、分接地线。接地极是与大地紧密接触并形成电气连接的一个或一组导体。按接地极的形式和结构可分为自然接地极、人工接地极。自然接地极可利用与大地有可靠连接的建(构)筑物金属构架、无危险因素的埋地金属管线、河流湖泊中放人金属框架作为接地极。人工接地极是采用人工或机械按有关技术要求将金属材料埋设或打人土壤、混凝土、水等接地介质中的接地极，可分为垂直接地极、水平接地极、垂直或水平接地网、铜板接地极等多种。接地线包括连接接地极至接地点的主接地线，又称母线或干线，连接接地设备接地部分至接地点的分接地线。为连接方便，可在接地点设汇流排，分接地线与主接地线采用焊接或特殊要求的压接方法连接。
1 腐蚀环境的接地技术
在中等或强腐蚀环境内,宜采用铜芯塑料绝缘导线作为接地干线和接地支线(不包括接地极)。如采用型钢作接地线,其厚度或直径应比一般规定加大一级。除螺栓紧固接触面外,应在镀锌层上再喷涂塑料或刷耐腐蚀涂料。型钢接地极和接地线应采取镀锌处理,但接地极不喷涂塑料或涂漆,最好采用防腐蚀的接地极。这种接地极以钢或铜为基体,外面复合一层厚度不小于0 5ｍｍ的铜、铅、锌等有色金属,以适应不同的酸、碱等腐蚀介质的防腐需要。在潮湿和中等腐蚀的环境中,一般采取以钢为基体被覆铜的复合式接地极,既可保证刚度要求,又可減少腐蚀速度,价格也比较便宜。对没有采取防腐措施的接地极,当腐蚀速度为0 1ｍｍ/ａ时,圆钢接地极直径不小于12ｍｍ,钢管接地极厚度不小于5ｍｍ,扁钢接地厚度不小于5ｍｍ;如腐蚀速度超过0.1ｍｍ/ａ时,则接地极的直径和厚度相应增加。
2狭窄环境的接地技术
在狭窄环境中不允许采取阻挡物及置于伸臂范围以外的保护作为防止直接电击的措施,也不能采用非导电场所或不接地等电位场所的措施作为间接电击保护,只能采取以下保护措施:对于供电给手携式工具及移动式计量设备应采用安全超低压或电气隔离。优先采用Ⅱ类设备;如采用Ⅰ类设备,该设备必须有一个绝缘材料把手或一个带有绝缘层的把手;对手提灯要求用安全超低压供电。允许采用带有内装双绕组变压器的荧光灯照明器。固定用电设备的供电要求:采取自动切断电源措施,但该设备的外露导电部分必须进行辅助等电位联结或由安全超低压供电,也可采用电气隔离,但每个用电设备只能接到隔离变压器的一个二次绕组。安全电源和隔离电源必须位于狭窄环境以外,但内装双绕组变压器的荧光灯照明器除外;要求功能性接地的固定的计量和控制设备,外露导电部分和狭窄环境内的外部导电部分必须进行等电位联结。
3易燃、易爆危险环境的接地技术
①接地范围:在不良导电地面处,交流额定电压为380Ｖ及以下和直流额定电压在440Ｖ及以下的电气设备的外露导电部分;在干燥环境内,交流额定电压在127Ｖ以下,直流电压在110Ｖ及以下的电气设备的外露导电部分;安装在已接地的金属结构上的电气设备的外露导电部分。
②接地制式:在爆炸性气体环境1区内及爆炸性粉尘环境10区内的所有电气设备以及爆炸性气体环境2区内除照明灯具以外的其它电气设备应采用ＴＮ-Ｓ接地制式,即应有专用的ＰＥ线。爆炸性气体环境中的2区内的照明灯具以及爆炸粉尘环境11区内所有电气设备可采用ＴＮ-Ｃ接地制式,即可利用有可靠电气连接的金属管线系统作为ＰＥ线,但不得利用输送易燃物质的管道。当采用金属管线系统时,在爆炸气体环境1及2区内:Ф25ｍｍ及以下的钢管,螺纹旋合不少于5扣;Ф32ｍｍ及以上的则不少于6扣;在1区内还应加锁紧螺母;在爆炸性粉尘环境10及11区内,螺纹旋合均不少于5扣。钢管应采用低压流体输送用的镀锌钢管。为了防腐蚀,钢管连接的螺纹部分应涂以铅油或磷化膏。在可能有凝结水凝结的地方,管线上应装设排除冷凝水的密封接头。ＴＴ接地制式因单相接地短路电流小,比较不容易引起爆炸,适合于爆炸危险环境使用,但必须采取适当措施,如采用ＲＣＤ作为保护设备。ＩＴ接地制式在第一次接地短路故障时的短路电流比ＴＴ接地制式还要小,一般不容易引起爆炸,适合于爆炸环境使用。但当第一次单相接地短路后,如再发生异相接地短路,即形成相间短路,其短路电流比ＴＮ系统的单相短路电流还大,容易引起爆炸。因此,必须在第一次接地短路后立即有音响报警装置,以便及时采取措施,防止发生异相接地短路。
③ＰＥ线的选用:ＰＥ线材质,当采用电缆中的一根芯线作为ＰＥ线时,1区和10区内应用铜质。在2区内宜用铜质,当采用铝芯电缆中的一根铝芯线作ＰＥ线时,与电气设备的连接应有可靠的铜铝接头。11区内有剧烈振动的用电设备的ＰＥ线也应用铜质;其它用电设备可采用铝芯电缆中的一根铝芯作ＰＥ线。所有接地线及控制线应全部用铜质。ＰＥ线的截面:1区及10区,ＰＥ线截面,铜芯不小于2 5ｍｍ2;2区及11区,铜芯不小于1 5ｍｍ2,铝芯不小于2 5ｍｍ2。10区及11区内的移动电缆的芯线截面不小于2 5ｍｍ2。ＰＥ线的绝缘和保护:当利用电缆中的一根芯线或钢管配线中的一根导线作ＰＥ线时,其绝缘强度与相线相同。10区内移动电缆采用重型,11区内的电缆采用中型。
④接地的要求:接地干线在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地极相连。电缆屏蔽层仅能一点接地,并应在非爆炸危险场所内进行接地。电气设备的接地装置与防止直接雷击的独立避雷针的接地装置分开设置;与装设在建筑物上防止直击雷击的避雷针的接地装置和防止感应雷的接地装置可共同设置,其接地电阻取其中的最小值。