GB 16895.11-2001 建筑物电气装置 第4部分;安全防护 第44章 过电压保护 第442节 低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护.pdf

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1、GB 16895.11-2001 前言本标准第442.1.2备、第442.1.3条、第442.2惫-.442.8条为强制性的，其余为推荐性的.本标准是系列标准建筑物电气装置的一部分，在技术内容上等同采用IEC60364-4-442: 19935 U,+1200V ;5 注1 由于特殊原因(例如矗统中有一根相导体接地).低压li统对地的(最高标称电压不足U，时，应力电压应另行规定。2 表中第l行数值用于较长的切断时间的系统.例如阻抗接地的高压革统，第2行数值用于较短切断时间的li、统，例如直接接地的高压系统.上述两行数值是低压设备考虑了暂时过电压因素进行适当绝缘设计的准则(见GB/T16935.

2、1-1997的1.3.7.1)回3 当低压设备接人一个其中性导体与变电所的高压系统的保护接地板相连的TN系统，且在总等电位联结影响区域外使用时，它的基本、双重和加强绝缘会出现这些交流暂时过电压。当低压设备在总等电位联结区域内使用时，该总等电位联结连接到建筑物装置电源进线端的TN矗统的保护导体上，则不会出现这些过电压。442.1.4 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 13870.1-1992 电流通过人体的效应第一部分=常用部分(neqIEC 60

3、479-1 ,1984) GB 14821. 1-1993建筑物的电气装置电击防护(eqvIEC 60364-4-41 , 1992) GB 16895.1-1997 建筑物电气装置第1部分z范围、目的和基本原则(idtIEC 6OJ64-1 , 1992) 442.2 变电所的接地系统变电所应有一个接地系统，它应与下列物体连接=一一接地极，变压器箱5一一高压电缆的金属护层;低压电缆的金属护层。但中性导体已通过独立接地极接地的除外$一一高压系统的接地导体;高压设备和低压设备的外露可导电部分g装置外可导电部分。442.3 变电所的接地配置如果442.3.1或442.3. 2条能分别或同时满足，则

4、可认为已符合442.4条和442.5条所列的条件s如果442.3. 1条或442.3.2条均不能满足，则应满足442.4和442.，5条的要求.442. 3. 1 变电所连接到一一带有已接地的合适的有金属护层的高压电缆g或带有已接地的合适的有金属护层的低压电缆g或带有已接地的合适的有金属护层的高压和低压混合电缆。而且在所有情况下s上述电缆总长度超过1km。442.3.2 变电所的外露可导电部分的接地电阻不超过Ul93 GB 16895.11-2001 442.4 低压电气装置中与系统接地类型有关的接地配置442.4.1 符号本标准中使用的符号有:1m:高压系统中流经变电所外露可导电部分的接地极

5、部分的接地故障电流gR:变电所外露可导电部分的接地极电阻，U低压系统相线对中性点的电压;U:底压系统线电压$U低压系统中外路可导电部分与地之间的故障电压FU1 :变电所低压设备中的应力电压gU用户系统低压设备中的应力电压。442.4.2 TN系统a)当故障电压RXlm能在图44A中给出的时间内被切断时，低压系统的中性导体可以与变电所外露可导电部分的接地极相连接(见图44B中的TN-a)。注g如果建筑物内电气装置的低压设备的外露可导电部分是用保护导体与总等电位联结相连接，如j接触电压实际为oV. b)如果条件a)得不到满足，低压系统的中性导体应通过一个电气上独立的接地极接地(见图44B的TN-b

6、)，在这种情况下应满足442.5. 1条要求。442.4.3 TT系统a)当应力电压(RXlm十U，)与表44A给出的切断时间的关系适合于用户系统低压设备的绝缘水平时，低压系统的中性导体可以与变电所外露可导电部分的接地极相连接(见图44C中的TT-a)0 b)如果条件a)得不到满足，低压系统的中性导体应通过一个电气上独立的接地极接地(见图44c中的TT七)。在这种情况下应满足442.5.1条要求。如果建筑物内电气装置的低压设备的外露可导电部分是用保护导体与总等电位联络相连接，则接触电压实际为ov 0 442.4.4 IT系统a)如果在故障电压(RXlm)下.能按图44A中绘出的时间内切断，则用

7、户电气装置中的低压设备的外露可导电部分可与变电所外露可导电部分的接地极相连接(见图44D、441和44K)。如果该条件不能满足，贝11低压电气装置中的低压电气设备的外.可导电部分应与个电气上独立于变电所的外露可导电部分的接地系统的接地极相连接(见图44E-44H)。b)当用户电气装置中的低压设备的外露可导电部分通过一个电气上独卒于变电所的接地极接地时，及当应力电压(RXlm+U，)与表44A绘出的切断时间的关系适合于用户电气装置的低压设备时，则低压系统的中性点阻抗(如果有的话)应与变电所的外露可导电部分的接地极相连接(见图44E)o如果上述条件不能满足，则中性点阻抗应经过一个电气上独立的接地极

8、接地(见图44F和44H)。这种情况下应满足442.5.2条要求。442.5 对变电所低压设备中的应力电压的限定442.5.1 TN系统和TT系统当TN系统和TT系统的中性导体通过一个电气上独立于变电所外露可导电部分的接地极接地时见图44B中的TN-b和图44C中的TT-b)，应力电压(RXlm十U，)应在与变电所低压设备的绝缘水平相对应的时间内被切断。注:变电所低压设备的绝缘水平可高于表44A中给出的值.442.5.2 IT系统94 GB 16895.11-2001 当IT系统的中性点阻抗(如果有的话)及用户电气装置的外露可导电部分，均通过一个电气上独立于变电所的接地极接地时(见图44F、4

9、4G和44H).则应力电压低Xlm十uo)应在与变电所低压设备的绝缘水平相对应的时间内被切断。442.6 TN和TT系统申中性导体开路引起的应力电压应考虑到.当三相TN或TT系统的中性导体开路时.承受相对中性导体间的额定电压的基本、双重和加强绝缘和元件能短暂地承受线电压。这时的应力电压能达到u=，(uo。442.7 lT系统外接地引起的应力电压应考虑到，当IT系统的某个相导体意外的接地时，承受相对中性导体间的额定电压的基本、双重和加强绝缘和元件能短暂地承受线电压。这时的应力电压能达到u=.，rn儿。442.8 相导体与中性导体间的短路引起的应力电压应考虑到，当相导体与中性导体问短路时，在5s内

10、应力电压能达到.45机。95 P E-E苗岖靠16895.11-2001 阳、F /T 一下 rft _ _ GB 10000 5 1 20 5000 20 回1l 201 1囚。670 s 2回1田67 国20 10 电压.V(a.c.r.m.s) 由高压系统接地故障引起的故障电压F和接触电压T的最长持续时间图44A96 GB 16895. 11-2001 吏电所低压电气肇置U、U, LV HV U 1m R U1 = Uo U2=U1=UO Ur=RXJm 一 - B U, U, IIV LV u-m -U, 1m R. 一 U1 = R X Im+Uo U2 = Vo Uf = 0 a

11、图44BTN系统97 GB 16895.11-2001 变电所低压电气装置U, U HV LV 1m R U= Ug U2 = R x 1皿+u。Uf = 0 RA TT-a U, U, HV LV 1. U, R , - U，事Rx I，+U。U. Uo Uf =0 B 图44CTT系统98 GB 16895.11-2001 U, U, HV LV I副U1 = Uo U2=U.=UO Uf=RXlm l低压系统中不存在故障U, U 叫HV LV 牛h Z 1 . 一-U. = U04百U = U.=Uo-13 U=RX/m 2.低压系统中存在第一次故障图44DIT系统，例aU, 一-U,

12、99 HV J. R HV Z 100 U, GB 16895. 11-2001 U. = u。U2 = R X J+u. U , = 0 .低压矗统中不存在故障U, U, = uo/言U2 = R X /出+Uo-J百Uf=RAXld运;UL 2.低压系统中存在第一次故障图44EIT-系统，例bU, LV U, LV 唯J, 一 RA RA U, U, HV 1m R U, HV 1 . Z GB 16895.11-2001 U1=RX Im+Uo U = Uo Uf = 0 1 .低压革统中不存在故障U1 =RX lm+Uo,/3 U2 = uo./3 Uf=RAXJd运U，2.低压系统中

13、存在第一次撤障图44FIT系统，例clLV LV U 2 U 2 1, U, RA U, RA 101 GB 16895.11-2001 U, U, HV LV 1m U) = R X /阳+u。U2 = Uo Ur = 0 1.低压系统中不存在故障U, U HV 1, 102 LV U, U = R X fm+ Uo43 U2 = Uo./百Ur = RAX Id U( 1, 2低压系统中存在第次故障图44GIT系统，例c2U, GB 16895. 11-2001 U, U HV LV 1. V1 = R x 1回+u.U2 = U。U = 0 Z 1.低压系统中不存在故障U, U, HV

14、1. LV U 一-U = R X 1回+U.5 U2 = Uo,3 Uf = 0 2.低压革统中存在第一次故障图44HIT系统，例dU 一103 HV 1m HV 1m 104 -E -U, Z U, Z GB 16895.11-2001 U, =RXJm+Uo U2 = U, =R X Im+ Uo Uf=RXJm .低压矗统中不存在故障U, =R X lm+Uof3 Uz = J =R X Im+ UoJ吉Uf=RX/nt 2.低压革统中存在第一次故障图44JIT-系统，例01U, LV U, LV U, 一-U, 一-GB 16895. 112001 U, 2 U HV LV U, R

15、 V) =RX Jrn+Un U2=U1=RX/.+U。Uf =R X I UJ. 1. - 一-1.低压系统中不存在故障U, E U HV LV 1m U U1 = R X la,+ u，./言U2= Uj=RX lm+Uo-/言Ur=RXJ, 一-2低压系统中存在第-次故障图44KIT系统，例e2105 GB 16895.11-2001 附录A(提示的附录)有关章条的注释说明A442.1 通量tl本标准规定了因高压系统的接地故障而在低压系统中.对人员和设备提供安全措施。以不同电压运行的系统间的故障，是指那些可能发生在变电所高压侧的故障，该变电所通过运行于更高电压的配电系统向低压系统供电。此

16、故障产生的故障电流经与变电所外露可导电部分相接的接地极。故障电流的大小取决于故障回路的阻扰，即取决于高压系统中性点是如何接地的。流经与变电所外露可导电部分相连的接地极的电流，引起变电所外露可导电部分对地电位的升高，这个电位的高低受以下因素影响g故障电流的大小，和一一变电所外露可导电部分的接地极电阻。故障电压可能高达数千伏，低压电气装置接地系统视接地类型的不同可能引起g低压系统对地电位的普遍升高，它可能导致低压设备的绝缘击穿s一一低压系统外露可导电部分对地电位的普遍升高，它往往导致故障和接触电压。切断高压系统中的故障通常比切断低压系统中的故障更加费时，因为继电器需要有延迟时，以避免瞬间故障引起误

17、动作。高压开关设备的动作时间，也比低压开关设备的动作时间长。这就意味着，低压系统外露可导电部分上的故障电压和与之相对应的接触电压的持续时间，会比低压电气装置规范中规定的时间长。变电所或用户电气装置的低压系统中，可能还有一种绝缘被击穿的危险.保护电器在短暂恢复电压异常情况下动作。可能会使切断电路困难，甚至不能切断电路e应当考虑高压系统的如下情况有效接地的商压系统这类系统包括那些中性点直接接地的或中性点经低阻扰接地的系统，它们的接地故障都由保护设备在一个合理的短时间内予以消除。在相关的变电所中己考虑了中性点不接地的情况。此系统中通常电容电流忽略不计。绝缘的高压系统仅考虑由高压带电部分与变电所外露可

18、导电部分之间的第1次接地故障形成的单一故障状况.故障引起的电容电流需不需要切断取决于它的大小和其保护系统。带有消弧线圈的高压系统在相关的变电所中己考虑了不装设消弧线圆的情况.当高压系统的接地故障发生在高压导体与变电所外窟可导电部分之间时，只产生较小的故障电流(剩余电流通常约为几十安培).这些电流可持续较长时间而不予以切断.A442.1.2 故障电压图44A引自于GB!T13870.1-1992图5的曲线CL在探讨故障电压值时，应考虑以下因素ga)高压系统内发生接地故障时的故障危险的可能性小gb)只要总等电位联结符合GB14821. 1-1993的7.1.2.1条要求，并在用户电气装置或其他地方

19、106 GB 16895.11-2001 设有辅助接地极，那末接触电压总是低于故障电压的。国际电报电话咨询委员会(CCITT)给出的自动切断时间与故障电压的对应关系为，0.2 s时为650 V;大于0.2s时为430V。这些值仅略高于图44A给出的值。表gIT系统可能发生的不同情况(考虑了低压电气装置中的第1次故障，参阅442.4.4和442.5. 2条)变电所低压设备中性点阻抗低压电气装置中系统的外.可设备的外露U. U, U, (如果有7导电部分可导电部分a Uo .; Uo ./3 RXlm b 。Uo .; RXlm+Uo .; O c 。RXlm+Uo .; Uo ./3 O d 。RXI.+Uo .;了Uo .; 。甸e RXI.+Uo ./3 且Xlm+Uo.; RXlm 铸事实上，川等于第一次故障电流与外露可导电部分接地极电阻的乘积(RAXld)它应小于或等于ULQ进而言之，在lf.统a.b和d中，在某些情况下，第一次故障的电容电流可能会使队的值增大，但这种情况通常被忽略了.善幡在系统c，和e，中，中性点与地之间装设有阻抗(有阻抗的中性点c，和向中，中性点与地之间没有装设阻抗(中性点绝缘) 图440至图44K给出了在用户电气装置有或没有第一次故障情况下的各种可能存在的接地配置。107