保護(hù)接地導(dǎo)體選擇是電氣設(shè)計(jì)過(guò)程必不可少的環(huán)節(jié)，電流表在本文從PE導(dǎo)體截面積選擇的原則、PE導(dǎo)體截面積熱應(yīng)力要求、固定連接PE導(dǎo)體截面積要求等七個(gè)方面完整介紹保護(hù)接地導(dǎo)體(PE導(dǎo)體)截面積選擇。

1、保護(hù)接地導(dǎo)體(PE導(dǎo)體)截面積選擇的原則
①PE導(dǎo)體截面積應(yīng)能滿足配電系統(tǒng)故障(接地故障)防護(hù)關(guān)于自動(dòng)切斷電源的條件，在昌暉儀表網(wǎng)其他文章已做了詳細(xì)論述。
②能承受保護(hù)電器切斷時(shí)間內(nèi)的預(yù)期故障電流引起的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。熱應(yīng)力將在第2條中提出具體規(guī)定，對(duì)于硬母線應(yīng)校驗(yàn)機(jī)械應(yīng)力。
③應(yīng)使PE導(dǎo)體在運(yùn)行中不斷線：由于涉及故障時(shí)人身財(cái)產(chǎn)安全，且PE導(dǎo)體斷線不為使用者、維護(hù)者所知曉，為此限定其最小截而積值和連接可靠性是必要的。

2、PE導(dǎo)體的截面積按熱應(yīng)力要求應(yīng)符合以下條件之一。
①當(dāng)切斷故障時(shí)間不超過(guò)5s時(shí)，PE導(dǎo)體截面積應(yīng)符合公式的要求，公式中：S_PE為PE導(dǎo)體的截面積，mm²；I_d為通過(guò)保護(hù)電器的預(yù)期故障電流(交流方均根值)，A；t為保護(hù)電器自動(dòng)切斷故障電流的動(dòng)作時(shí)間，s；K為由PE導(dǎo)體、相導(dǎo)體的材質(zhì)和絕緣材料的初始及最終溫度決定的系數(shù)。

注意：公式和公式在電線、電纜的熱穩(wěn)定(熱應(yīng)力)的機(jī)理是相同的，但參數(shù)有所差異：公式是校驗(yàn)相導(dǎo)體截面積S，而公式是校驗(yàn) PE導(dǎo)體截面積SPE；公式是適用于短路電流(I)，但也用于接地故障；公式的K值的初始溫度是按在工作狀態(tài)下的溫度(見(jiàn)表1)，而公式則應(yīng)根據(jù)PE導(dǎo)體是否在電纜內(nèi)或在同一外護(hù)物內(nèi)而定。
表1 導(dǎo)體的K值


當(dāng)切斷故障時(shí)間t＜0.1s時(shí)，應(yīng)符合公式的要求，公式中：t為保護(hù)電器的允通能量值，A²s。

②PE導(dǎo)體截面積SPE可按相導(dǎo)體截面積S的一定比例確定，應(yīng)符合表2的規(guī)定。
表2  按相導(dǎo)體截面積S的一定比例確定PE導(dǎo)體最小截面積S_PE

注：當(dāng)PE導(dǎo)體和相導(dǎo)體材質(zhì)不同時(shí)，K₁為相導(dǎo)數(shù)的系數(shù)，K₂為PE導(dǎo)體的系數(shù)。

3、TT系統(tǒng)由于故障電流較小，PE導(dǎo)體截面積(S_PE)不必超過(guò)：銅25mm²，鋁35mm²。

4、為了降低斷線的危險(xiǎn)，PE導(dǎo)體不與相導(dǎo)體處于同一電纜內(nèi)或同一外護(hù)物內(nèi)時(shí)，其截面積S_PE不應(yīng)小于：
①有機(jī)械損傷防護(hù)(如在導(dǎo)管內(nèi)、線槽內(nèi))：銅2.5mm²，鋁16mm²；
②無(wú)機(jī)械損傷防護(hù)：銅4mm²，鋁16mm²。

5、固定連接的用電設(shè)備的PE導(dǎo)體，預(yù)期電流超過(guò)10mA時(shí)，其截面積應(yīng)按下列條件之一確定：
①銅導(dǎo)體不小于10mm²，或鋁導(dǎo)體不小于16mm²；
②當(dāng)小于上述第①項(xiàng)截面積時(shí)，應(yīng)增設(shè)第二根相同截面積的PE導(dǎo)體，并連接到用電設(shè)備的單獨(dú)接地端子；
③銅質(zhì)PE導(dǎo)體和銅質(zhì)相導(dǎo)體在同一多芯電纜中，電纜中所有銅導(dǎo)體截面積的總和不小于10mm²；
④PE導(dǎo)體敷設(shè)在金屬導(dǎo)管內(nèi)，并與金屬導(dǎo)管并接，PE導(dǎo)體采用銅材，截面積不小于2.5mm²。
注：應(yīng)指出上述PE導(dǎo)體預(yù)期電流超過(guò)10mA，常常是過(guò)大的容性泄漏電流所致，也可采取措施降低這種電流；可采取具有分隔繞組的變壓器縮小供電范圍的措施，以限制流過(guò)PE導(dǎo)體的電流(非故障條件下)。

6、穿線的金屬導(dǎo)管、電纜的金屬護(hù)套層的連接線截面積。
①配電線路采用電纜，或敷設(shè)在金屬導(dǎo)管、線槽的絕緣線，設(shè)計(jì)有專用線芯作為PE導(dǎo)體，和相導(dǎo)體共處同一電纜內(nèi)，或?qū)Ч堋⒕€槽內(nèi)，這是最合理、最常用的做法。
這種情況下，敷線的金屬導(dǎo)管、線槽，電纜的金屬護(hù)套層(包括屏蔽層、鎧裝層、同心導(dǎo)體等)都應(yīng)該連接到PE端子或連接到等電位聯(lián)結(jié)端子或母排；通常按照等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體和接地導(dǎo)體的截面積，選用6-16mm²的銅線，這樣的做法是不全面的。
②金屬導(dǎo)管、電纜金屬護(hù)套的兩端與該線路兩端的配電箱、開(kāi)關(guān)箱的PE母排或端子相連接，實(shí)際上，金屬管或護(hù)套已經(jīng)同專設(shè)的PE導(dǎo)體并聯(lián)，成為PE導(dǎo)體的組成部分；發(fā)生接地故障時(shí)，必將分流一部分甚至于大部分故障電流；顯然，金屬導(dǎo)管或金屬護(hù)套同PE母排或端子的連接線，應(yīng)按該回路PE導(dǎo)體要求選擇截面積。

7、PE導(dǎo)體截面積選擇方法的合理性分析。
①在本文第2條PE導(dǎo)體截面積選擇的兩種方法，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。顯然，按公式計(jì)算是科學(xué)的、合理的，符合規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷故障電流的熱穩(wěn)定要求；但是計(jì)算量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)事，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中都是按第二種方法，即查表1選擇。查表法十分簡(jiǎn)單但不夠嚴(yán)謹(jǐn)，明顯不太合理，因?yàn)镻E導(dǎo)體截面積和相導(dǎo)體截面積并不是這樣一種簡(jiǎn)單固定的比例關(guān)系。
②我國(guó)電氣專家任元會(huì)經(jīng)歷幾年研究，論證了按表1查得的PE導(dǎo)體截面積偏大，甚至太大，造成大量導(dǎo)體材料和電線、電纜的浪費(fèi)；電氣研究了一套方法，按公式和式公式進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，編制出幾張表格，方便設(shè)計(jì)師使用，文章《電氣專家任元會(huì)談PE導(dǎo)體截面積選擇的創(chuàng)新》專題論證這種創(chuàng)新方法和結(jié)果。