消防应急灯具A型和B型的区别及选型.docx

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1、IEC和NEC对保护接地导体PE的功能要求IEC规定,保护导体protective conductor,是为了安全目的,如电击防 护中设置的导体。其包括保护联结导体protective bonding conductor. 保护接地导体 protective earthing conductor 和接地导体 earthing conductoro为了与之协调，我国把原保护导体PE ,更名为保护接地导体。IEC要求每 一回路应具有连接至相关接地端子的保护接地导体PE,应根据不同的接地 型式，与外露可导电部分相连。如图1所示，采用TN系统时，当相导体L与外露可导电部分发生接地故 障时，接地故障电流

2、Id中的一部分Idl通过与外露可导电部分相连的PE流 到电源，另外一部分接地故障电流Id2通过人体流经大地再回流到电源。电气装置金属外壳（外露可导电部分）PEN N接地导体PE 保护接地导体0=卜Y保护联结导体金属水管（外界可导电部分）图1保护导体功能示意Fig. 1 Functional schematic diagramof protective conductor因PE导体的阻抗远小于与人体和“大地的阻抗，接地故障电流大多流过PE ,从而减少故障电流对人体的电击伤害。当人体伸臂范围内可能同时接 触外露可导电部分和外界可导电部分时，因外界可导电部分被认为是地电 位，流过人体的故障电流Id2

3、有可能会比流过PE导体的IdI大，人体遭受电 击的风险升高。因此IEC规定，在人体伸臂范围之内的应设置辅助保护等 电位联结，外露可导电部分及（或）外界可导电部分通过保护联结导体联 结，其他接地型式亦然。因此通常认为IEC的PE导体是用于承载接地故障 电流，而保护联结导体是为了降低接触电压差，仅流过非常少的接地故障 电流。NEC把保护接地导体PE认为是设备接地导体Equipment Grounding Conductors （ EGC ）,即：作为有效接地故障电流路径的一部分，将设 备的正常非载流金属部件连接在一起，并与系统接地导体或接地极导体连 接，或两者同时连接的导电路径。通常认为，设备接地

4、导体也用于联结（确 保电气连续性和安全传导任何可能施加的故障电流的能力），其作用是以 建立低阻抗的有效接地故障电流回路，使保护器动作于切断电源。从术语 定义来看,可认为IEC中的保护接地导体PE与NEC中的设备接地导体EGC 功能一致。PE导体与EGC截面的对比 IEC中的保护接地导体PE截面积PE导体作为防人身电击的生命线，不仅应满足自动切断电源要求的电气连续性，而且截面积更需要满足承受保护电器切断时间内，预期故障电流引起的机械和热应力。根据IEC的规定，对于切断时间不超过5 s时，保护接地导体PE的截面积，可以采用公式（1）确定：式中：S截面积，mm2;/通过保护电器的预期故障电流或短路电

5、 流交流方均根值，A；t保护电器自动切断电流的动作时间，s;k 系数，由保护接地导体、绝缘和其他部 分的材料及初始和最终温度决定。对于持续时间小于0.1 S时，Pt应为保护电器允许通过的能量值，由产品标准或制造厂提供。在设计中通常不进行计算，由表1确定。表1保护接地导体的最小截面积Tab. 1 Minimum cross-sectional area ofprotective earthing conductor线导体截面积（铜）Snm保护接地导体与线导体使用相同 材料时的最小截面积/ mnrSW 16S16 35S/2当多个回路共用一根保护接地导体时，其截面积应按表1中对应于所有回 路中的最

6、大线导体截面积来选择。 NEC中的设备接地导体EGC截面积NEC要求铜芯设备接地导体截面积SEGC不得小于表2中的规定,同正C一样，在任何情况下都不要求大于为设备供电回路的相导体。表2用于管道和设备接地的设备接地导体最小规格 Tab. 2 Minimum specification for equipment grounding conductor fr)r earthing of pipeline and equipment设备、导管等电路过流 保护器的额定值或整定值. 不超过/A铜导体规格AWG 或 k(*milInm2 （笔者译）15142. 120123.360105.310088.4

7、2613.33421. 14326.75233.66142.481 /053.51 0002/067.4截面积的对比根据IEC对导体与保护器过负荷保护的配合要求，应符合公式（2 ）:In Iz （ 2 ）式中：In熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流，A ；Iz导体允许持续载流量，Ao以保护器额定电流值为标准，保护接地导体PE与设备接地导体EGC截面 积对比如表3所示。表3保护接地导体PE与设备接地导体EGC铜芯截面积对比Tab. 3 dross-sectional area comparison of copper core ofproteclive earthing conduct

8、or PE and equipmentgronling conductor E(CIn /ANECIEC5EGC /AWC/ mm2h /ASa / tnm2SpE / mm-15142. 117.51.51.520123.3242.52.530105.3324440105.3416650105.357101060105.3761616l88.411725162(613.32227035300421. 131212070400326.7450240120注：导体载流 fi/,依据（；B/T 16895.6- 2014/IEC 60363-S-52： 2009低压电气装置 第5-52部分：电气设

9、备的选择 和安装布戌系统规定的环境温度30t、穿管明敷规定的载流 盘。配电问路不超过60 A时.采用单相In钢芯导线；/.招 过60A.采用三相YJ铜芯电缆。两者对比，通过图2可以看出，在保护器额定电流40 A及以下，设备接地导体截面积SEGC比保护接地导体SPE大，超过40 A后，保护接地导体SPE比设备接地导体截面积SEGC大，特别是In超过100 A之后SPE明显大于SEGC ,当In为400 A时，SPE是SEGC的5倍以上。0 )I2iSEGCmm- )Sppfm2 /77()IZ35/6IO1 rT16 -16A-JW区42LIOoooooooooooo 132 09876543

10、2 1 Clm图2铜芯保护接地导体PE与设备接地导体EGC截面积对比Fig. 2 Cross-sectional area comparison of copper coreprotective earthing conductor PE and equipmentgrounding conductor EGC非载流可导电部件将分流PE导体的接地故障电流 NEC观点同为接地故障电流路由,为何PE截面积会比EGC大很多呢。NEC规定, 接地故障电流回路包括设备接地导体、金属线槽、电缆金属护套、电气设 备和任何其他导电材料（如金属、水和气体管道、钢构架、灰泥网、金属 管道、结构钢筋、通信电缆屏蔽以

11、及大地本身）的任意组合。对于导体类 型，NEC将正C不认为是保护接地导体的柔性金属导管、电缆托盘、桥架 等均视为设备接地导体。需要指出，NEC不认为大地是有效的接地故障回 路，通常不采用TT系统。NEC同时规定，用作设备接地导体的金属线槽、电缆桥架、电缆铠装、电缆护套、外壳、框架、配件和其他非载流可导电部件，无论是否使用辅助 设备接地导体，应在必要时跨接，以确保电气连续性和安全传导可能施加 在其上的任何故障电流的能力。由此可以看出，IEC规定的外露可导电部分 和外界可导电部分及其相连的保护联结导体，NEC认为也都会分流接地故 障电流，这将大大降低流过保护接地导体中的接地故障电流。NEC还认为，

12、因为如桥架、钢管等导电通路与保护接地导体并联，由此降 低接地故障回路阻抗，可以改善电气装置的整体电气安全性。故障回路的 阻抗降低将产生更大的故障电流，导致保护装置更快地切断故障回路的电 源，降低人身电击的可能性。同时，故障处较低的电位会使可能流经其他 金属设施的杂散故障电流降低，有利于减小电弧引发火灾的几率。试验测试结语从术语定义上看JEC中的保护接地导体PE和NEC中的设备接地导体EGC , 从作用上是一致的,术语上可以等同使用。因IEC和NEC对接地故障电流 通路的理念不同，NEC认为如钢管、桥架等对于那些已经设置保护联结的 金属导体（外露可导电部分或外界可导电部分），都将会承载接地故障电

13、 流，而IEC认为上述导体不是保护接地导体，不考虑承载接地故障电流。 通过保护接地导体PE和设备接地导体EGC截面积对比发现，PE导体普遍 要比EGC大，特别是额定电流较大时，两者差距明显，PE导体截面积规定 过于保守。试验证明，无论是否被IEC认可为保护接地导体PE ,与接地系统相连的外露可导电部分和外界可导电部分及其保护联结导体，都会分流接地故障电 流，需要考虑接地故障电流对其的影响。特别是对于作为如钢管接头跨接 使用的等电位联结导体，截面积若只考虑按最小4 mm2铜导体来设置，将 无法承受接地故障电流引起的机械和热应力。在保护联结中，我国延续使 用局部等电位替代辅助等电位的做法，若局部等电位联结导体截面积采用 总电位联结导体的规定，将会导致联结导体截面积偏小。当认为接地故障电流全部流经PE导体而不存在其他导体分流时，不仅导致 PE导体截面积过大，更可能会导致计算的接地故障电流过大，从而使短路 保护器的灵敏度降低。正确认识保护接地导体和保护联结导体，特别是辅 助等电位联结导体的类型和作用，有助于有效地做到接地故障防护。