塔機的接地電阻Z大值和Z小值是什么？
更新時間：2011-08-19 點擊次數：9078次
塔式起重機作和建筑施工中的常用機械，由于其工作環(huán)境較為惡劣，長期的日曬雨淋可能導致電氣設備絕緣的失效而發(fā)生漏電，因此起重機保護接地顯得尤為重要。GB5144-94《塔式起重機安全規(guī)程》中第8.1.3條規(guī)定：“起重機的金屬結構、軌道及所有電氣設備的金屬外殼……等均須可靠接地”。對規(guī)程中“接地”兩字不少人在實際工作中望文生義，以為接地就是要直接接到大地，因此安裝塔機時，用獨立的接地體對金屬結構直接進行接地。事實上GB5144-94中所指的“接地”包含保護接地和保護接零兩種含義，在具體條件下應采用保護接地還是采取保護接零要根據供電電網的條件決定。
1、保護接地的原理
在塔機供電系統(tǒng)中，除某些特殊情況外絕大部分是變壓器中性點直接接地系統(tǒng)，其目的是為了滿足220V單相用電設備工作電壓的要求，在此重點分析TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。
1.1TN系統(tǒng)
TN保護系統(tǒng)中變壓器中性點直接接地，塔機金屬結構及電氣設備的金屬外殼用保護線通過中性線與系統(tǒng)中性點相連，這就是所謂的保護接零，按照中性線與保護線的組合情況，TN系統(tǒng)可分為以下三種形式。
1.1TN-C系統(tǒng)
該系統(tǒng)中保護線PE和中性線N是合一的，如圖1所示PEN線。在這種系統(tǒng)中塔機電氣設備的金屬外殼直接接到保護中性線PEN上，當一相絕緣損壞發(fā)生碰殼時，借零線形成相零回路，產生足夠大的短路電流，迫使線路上的保護裝置（斷路器或熔斷器）迅速動作，切除故障電源。TN-C系統(tǒng)通常適用于三相負荷較平衡且單相負荷容量較小的場所。
建筑工地如果存在單相用電設備且三相負荷不平衡，則在中性線上將流過一定的電流，引起中性點偏移。根據電路理論，除非中性線阻抗為零，否則中性線中的電流會引起負載中性點的偏移，中性點偏移后在PEN線上出現圖1所示的電位分布。顯然設備接地點E離I變壓器中性點越遠，則阻抗越大、電位也就越高；當距離較遠而不平衡電流又較大時，*可能在E點引起較高的電壓，也即設備外殼可能帶有較高的電壓，這就是這種系統(tǒng)中設備外殼經常有麻電感的原因
從上面分析可知，要避免麻電現象只有盡量將E點前移，前移的情況就是下面的三相五線制系統(tǒng)即TN-S系統(tǒng)。
1.1.2TN-S系統(tǒng)
這種保護系統(tǒng)是指整個電網的中性線N與保護線PE是分開的，如圖2所示。即將設備外殼接在PE上，在正常情況下保護線上沒有電流流過，所以設備外殼不帶電，這樣就防止了不平衡電流引起的麻電現象。但一般建筑工地上如果I變壓器距離較遠，三相五線制并不是總能實現的，如果無法實現可采取一種折衷的辦法，即采用TN-C-S系統(tǒng)。
1.1.3TN-C-S系統(tǒng)
該系統(tǒng)中部分中性線與保護線是合一的，局部采用專設保護線，目的是盡量減少中性線電流，如圖3所示。GB5144-94中第8.2.6條“保護零線和接地線必須分開”實際上指的就是這種情況。
筆者發(fā)現建筑工地的供電情況絕大多數是TN-C-S系統(tǒng)，少部分為TN-S系統(tǒng)，因此塔機采用了保護接零，當然保護接零的前提條件是相零回路阻抗校驗必須合格。其具體接線方式應是從零線送到司機室控制箱或者地面配電箱的某一接線端開始，始終分成保護零線和工作零線，之后保護零線再接在金屬結構上。
1.2TT系統(tǒng)
TT保護系統(tǒng)中變壓器中性點直接接地，并將塔機電氣設備的金屬外殼通過與系統(tǒng)接地無關的獨立接地體直接接地，如圖4所示。
圖中D表示塔機電氣設備，一般認為塔機金屬結構與電氣設備外殼連接是可靠的。電氣設備外殼通過金屬結構進行保護接地，接地電阻RD≤4Ω，電源中性點O接地電阻RO≤4Ω，當電氣設備絕緣破壞相線碰殼時，事故電流IR經RO和RD形成回路。則
IR=220/（RO+RD）=27.
RD上的電壓UD=IR×RD=110V
顯然UD=110V對人體是危險電壓，此時IR不能引起相線上熔斷器F熔斷，因為27.的電流只能使用6.9A的熔斷器，這樣設備上的110V危險電壓會長期存在，這是不安全的。
理論上可以采取降低保護接地電阻RD的方法來降低事故設備對地電壓，我們把事故設備對地電壓限制在安全電壓以內，取UD=36V,則
RD=UD/UO×RO=36/（220-36）×RO=0.2RO
如RO=4Ω，則RD=0.8Ω，得到這樣小的接地電阻，耗資很大，多數場合不可能辦到。因此在中性點直接接地的低壓供電系統(tǒng)中，若沒有采取其它措施則嚴禁采用TT系統(tǒng)。
2、保護接地的檢驗
1）檢查塔機金屬結構與電氣設備外殼電氣連接是否良好。TN-C-S系統(tǒng)零線zui遲應在地面配電箱或者司機室控制箱分成保護零線PE和工作零線N，且始終分開。
2）檢查零線是否重復接地。實測重復接地電阻≤10Ω時，可以用埋入地面的塔身基礎作重復接地體，否則須設獨立接地體作重復接地。測量時應把零線從重復接地體上斷開，塔機電氣設備距離變壓器中性點接地裝置或零線其它接地點不大于50m時，零線可不必重復接地。
3）單相短路電流應校驗合格。首先檢查塔機總電流回路有無短路保護裝置，選擇和整定是否符合規(guī)定，記錄熔斷器熔體的額定電流IRE或斷路器動作整定電流IKZ；然后計算或定量測試相零回路阻抗ZEN，算出單相短路電流IDD=220/|ZEN｜，應滿足IDD≥4IRE或IDD≥1.5IKZ。
4）對漏電保護裝置進行現場試驗。如果相零回路阻抗校驗不合格、采用保護接零也難于合格時，塔機金屬結構可以采取保護接地即TT系統(tǒng)。實測接地電阻≤4Ω，此時起重機必須設置有效的漏電保護裝置。
3、其它問題
1）重復接地TN系統(tǒng)中，把零線上一處或多處通過接地裝置與大地再次連接，稱為重復接地。重復接地可以降低漏電設備外殼上的對地電壓，零線斷線時可以減輕斷線后漏電設備外殼的觸電危險，增大相線中的短路電流，加速線路上保護裝置的動作。特別是對于塔機，重復接地還可以起到向大地泄放電流的作用，起到I防雷作用。
2）接零與接地混用同一臺變壓器供電系統(tǒng)中，不允許一部分電氣設備采用保護接零、而另一部分采用保護接地。如塔機采取保護接零、而砼攪拌機采取保護接地，當攪拌機上電氣設備發(fā)生碰殼時短路電流一般較小，保護裝置不可能動作，同時零線電位和塔機電氣設備外殼的對地電位將升高到90～147V，這是不允許的。
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