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保护接地线的规格

来自电气装置应用(设计)指南

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下面的图表 G58 基于 IEC 60364-5-54,用于低压系统。该表提供了两种方法,用来确定 PE 或 PEN 线适宜的横截面积。

相线面积 Sph (mm2) PE 线最小面积 (mm2) PEN 线最小面积 (mm2)
简化方法 [1] Sph≤ 16 Sph[2] Sph[3] Sph[3]
16 < Sph ≤ 25 16 16
25 < Sph ≤ 35 25
35 < Sph ≤ 50 Sph/2 Sph/2
Sph> 50 Sph/2
绝热法 \definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}S_{PE/PEN}=\frac {\sqrt {I^2 \cdot t} }{k}    [3][4]


图表 G58: 保护线的最小横截面积


两种方法为:

  • 绝热法 (符合 IEC 60724 的描述) 避免机械损伤:

该方法在既能确保导线不会过热又较为经济的同时,还使得导线与电路中的相线相比有较小的横截面积。但该结果有时会与 IT 和 TN 系统中使电路接地故障回路阻抗最小以确保瞬间过电流脱扣装置正常动作的要求相矛盾。因此,该方法在实践中应用于 TT 接地系统的装置以及接地线的尺寸确定[5].

  • 简化方法:

该方法的基础是,假定所有情况下使用的都是相同的导线材料,PE 线的尺寸与相应线路的相线尺寸相关。

因此,在图表 G58 中,对于::
  -  Sph ≤ 16 mm2: SPE = Sph;
  -  16 < Sph ≤ 35 mm2: SPE = 16 mm2;

  -  Sph > 35 mm2: S_{PE}=\frac {Sph}{2}


注意: 在 TT 系统中,当装置的接地极位于电源接地极的影响范围以外时,PE 线的横截面积可以限制到 25 mm2 (铜) 或 35 mm2 (铝)。

除非中性线的横截面积等于或大于 10 mm2 (铜) 或 16 mm2 (铝),否则中性线不能用做PEN 线。

而且,PEN 线不允许放在软电缆中。由于 PEN 线同时作为中性线,其横截面积在任何情况下都不得小于中性线所需的横截面积,正如确定中性线的规格所讨论的那样。

该横截面积不得小于相线的横截面积,除非:

  • 单相负荷的 kVA 设定小于总 kVA 负荷的 10%;
  • 并且有可能在通常情况下通过中性线的 Imax 小于选定电缆尺寸的电流允许值。

再有,必须使保护相线的保护装置确保对中性线的保护 (中性线的保护所描述的)。

公式中使用的系数 k 的值

这些值在几种国家标准中是相同的,且温度升高范围、系数 k 以及不同绝缘等级的温度上限均应符合 IEC 60724 (1984) 所规定的数值。图表 G59 中给出的数据是低压装置设计中最普遍需要的几个。

k 值 绝缘类型
聚氯乙烯 (PVC) 交联聚乙烯 (XLPE)
乙烯丙烯橡胶 (EPR)
最终温度 (°C) 160 250
起始温度 (°C) 30 30
未置于电缆内的绝缘导体或与电缆护套接触的裸导体 143 176
95 116
52 64
多芯电缆导体 115 143
76 94


图表 G59: 低压 PE 线的 k 系数值,普遍用于一些国家标准并符合 IEC 60724


备注:

  1. ^ 若预期的导体和相线的材质相同,则数据有效,否则要加上校正系数。
  2. ^ 当 PE 线与电路相线分开时,必须遵守下列最小值:
    • 如果 PE 有机械保护,2.5 mm2
    • 如果 PE 没有机械保护,4 mm2
  3. ^ a b c 由于机械性能原因,PEN 的最小截面,铜不应小于 10 mm2或铝不应小于 16 mm2
  4. ^ 参考图表 G53 关于本公式的应用。
  5. ^ 接地电极导线。