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電氣接地你知道多少?

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電氣接地你知道多少?

發布日期:2020-10-12 作者:網摘 點擊:

什么是接地?

接地為防止觸電或保護設備的安全,把電力電訊等設備的金屬底盤或外殼接上地線;利用大地作電流回路接地線。在電力系統中,將設備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地。


接地的作用

我們往往只知道接地可防止人身遭受電擊,其實接地除了這一作用外,還可以防止設備和線路遭受損壞、預防火災、防止雷擊、防止靜電損害和保證電力系統的正常運行。


1
防止電擊

人體阻抗和所處環境的狀況有極大的關系,環境越潮濕,人體的阻抗越低,也越容易遭受電擊。例如,自裝過交流收音機的人幾乎都受到過電擊,但幾乎都能擺脫電源,因為此時人所處的環境干燥,皮膚也較干燥。接地是防止電擊的一種有效的方法。電氣設備通過接地裝置接地后,使電氣設備的電位接近地電位。由于接地電阻的存在,電氣設備對地電位總是存在的,電氣設備的接地電阻越大,發生故障時,電氣設備的對地電位也越大,人觸及時的危險性也越大。但是,如果不設置接地裝置,故障設備外殼的電壓就和相線對地電壓相同,比起接地電壓還是高出很多的,因此危險性也相應增加。

 

2
保證電力系統正常運行

電力系統的接地,又稱工作接地,一般在變電站或變電所對中性點進行接地。工作接地的接地電阻要求很小,對大型的變電站要求有一個接地網,保證接地電阻小而且可靠。工作接地的目的是使電網的中性點與地之間的電位接近于零。低壓配電系統無法避免相線碰殼或相線斷裂后碰地,如果中性點對地絕緣,就會使其他兩相的對地電壓升高到3倍的相電壓,其結果可能把工作電壓為220的電氣設備燒壞。對中性點接地的系統,即使一相與地短路,另外二相仍可接近相電壓,因此接于其他二相的電氣設備不會損壞。此外可防止系統振蕩,電氣設備和線路只要按相電壓考慮其絕緣水平。


3
防止雷擊和靜電危害

雷電發生時,除了直接雷外,還會生產感應雷,感應雷又分為靜電感應雷和電磁感應雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。


接地種類

常見的接地種類有以下幾項:

重復接地、保護接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。

 

1
重復接地

重復接地就是在中性點直接接地的系統中,在零干線的一處或多處用金屬導線連接接地裝置。

在低壓三相四線制中性點直接接地線路中,施工單位在安裝時,應將配電線路的零干線和分支線的終端接地,零干線上每隔1千米做一次接地。

對于距接地點超過50米的配電線路,接入用戶處的零線仍應重復接地,重復接地電阻應不大于10歐。


2
保護接地

電氣設備在正常情況下不帶電的金屬外殼及金屬支架與大地作電氣連接,稱為保護接地。保護接地主要應用在中性點不接地的供電系統中。

倘若不采用保護接地措施,那么人體觸及帶電外殼時,由于輸電線和大地之間存在分布電容而構成回路,使人體有電流通過而發生觸電事故。

倘若電氣設備采用了保護接地措施,那么人體觸及帶電外殼時,人體與保護接地裝置的電阻并聯。由于接地電阻小于人體電阻,此時可以認為通過人體的電流很小,電流幾乎不通過人體,避免了觸電事故。


3
工作接地

接地網示意圖地是為了使系統以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地。它分為機器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地,在石化和其它防爆系統中還有本安接地。


4
防雷接地

防雷接地是組成防雷措施的一部分,其作用是把雷電流引入大地。

建筑物和電氣設備的防雷主要是用避雷器(包括避雷針、避雷帶、避雷網和消雷裝置等)。

避雷器的一端與被保護設備相接,另一端連接地裝置。當發生直擊雷時,避雷器將雷電引向自身,雷電流經過其引下線和接地裝置進入大地。

此外,由于雷電引起靜電感應副效應,為了防止造成間接損害,如房屋起火或觸電等,通常也要將建筑物內的金屬設備、金屬管道和鋼筋結構等接地;雷電波會沿著低壓架空線、電視天線侵入房屋,引起屋內電工設備的絕緣擊穿,從而造成火災或人身觸電傷亡事故,所以還要將線路上和進屋前的絕緣瓷瓶鐵腳接地。


5
屏蔽接地

是消除電磁場對人體危害的有效措施,也是防止電磁干擾的有效措施。高頻技術在電熱、醫療、無線電廣播、通信、電視臺和導航、雷達等方面得到了廣泛應用。人體在電磁場作用下,吸收的輻射能量將發生生物學作用,對人體造成傷害,如手指輕微顫抖、皮膚劃痕、視力減退等。對產生磁場的設備外殼設屏蔽裝置,并將屏蔽體接地,不僅可以降低屏蔽體以外的電磁場強度,達到減輕或消除電磁場對人體危害的目的,也可以保護屏蔽接地體內的設備免受外界電磁場的干擾影響。


6
防靜電接地

為防止靜電危害影響并將其泄放,是靜電防護最重要的一環。


接地裝置

接地裝置由接地體和接地線組成。


1
接地線

家用電器設備由于絕緣性能不好或使用環境潮濕,會導致其外殼帶有一定靜電,嚴重時會發生觸電事故。為了避免出現的事故可在電器的金屬外殼上面連接一根電線,將電線的另一端接入大地,一旦電器發生漏電時接地線會把靜電帶入到大地釋放掉。另外對于電器維修人員在使用電烙鐵焊接電路時,有時會因為電烙鐵帶電而擊穿損壞電器中的集成電路,這一點比較重要。使用電腦的朋友有時也會忽略主機殼接地,其實給電腦主機殼接根地線,在一定程度上可以防止死機現象的出現。



在電力系統中接地線:是為了在已停電的設備和線路上意外地出現電壓時保證工作人員的重要工具。按部頒規定,接地線必須是25mm2以上裸銅軟線制成。

電器中,接地線就是接在電氣設備外殼等部位及時的將因各種原因產生的不安全的電荷或者漏電電流導出的線路。

    

2
接地體

一根或一組與大地土壤密切接觸并提供與大地之間電氣連接的導體。


接地方式

現代化的電力系統其本身就是強烈的電磁干擾源,主要通過輻射方式干擾該頻段內的通信設備。為抑制外部高壓輸電線路的干擾影響,采用接地措施,常用的接地方式有兩種,現分別討論如下:


1
分散接地方式

外殼接地電路接地就是將通信大樓的防雷接地、電源系統接地、通訊設備的各類接地以及其他設備的接地分別接入相互分離的接地系統,由于地線系統不斷增多,地線間潛在的耦合影響往往難以避免,分散接地反而容易引起干擾。同時主體建筑物的高度不斷增加,其接地方式所帶的不安全因素也越來越大。當某一設施被雷擊中,容易形成地下反擊,損壞其他設備。


2
聯合接地方式

聯合接地方式也稱單點接地方式,即所有接地系統共用一個共同的“地”。聯合接地有以下一些特點:

(1)整個大樓的接地系統組成一個籠式均壓體,對于直擊雷,樓內同一層各點位比較均勻;對于感應雷,籠式均壓體和大樓的框架式結構對外來電磁場干擾也可提供10-40dB的屏蔽效果;

(2)一般聯合接地方式接地電阻非常小,不存在各種接地體之間的耦合影響,有利于減少干擾;

(3)旱天接地雷節省金屬材料,占地少。

由上不難看出,采用聯合接地方式可以有效抑制外部高壓輸電線路的干擾。

防靜電接地的接地線應串聯一個1兆歐的限流電阻,即通過限流電阻與接地裝置相連。接地電阻不是越小越好嗎?為何還要串電阻?

計算機接地是以接地電流易于流動為目標,要求接地電阻越小越好。計算中心的接地應盡量減少噪音引起的電位變動,同時應注意信號電路與電源電路、高電平電路與低電平電路不能使用同一共地回路。對傳輸帶寬要求較高的網絡布線,應采用隔離式屏蔽接地,以防止靜電感應產生干擾。在設計上力求簡單、經濟和實效接地如能和屏蔽有效地結合起來,將能更好地解決干擾,抑制噪音。


接地線接法

在直流地的接法上可以分為3種類型:串聯接地、并聯接地和網狀接地。


1
串聯接地

機房中設備直流地線以串聯的方式接在直流地的銅皮上,此種接法雖然個別處電位有差異,但由于電阻非常小,所以在簡單的接地系統中應用較多。其缺點是在要求較高配置時,從防止噪聲的角度來看,因串聯接地,各串聯的電阻使得各點電位產生偏差,容易產生噪聲。


2
并聯接地

此方法中各電路的地電位只與本電路的地電流和地線阻抗有關,各點間的電位差較平衡,可獲得較好的低頻接地,因此應用得較多。由于計算機的直流電壓較低,各機架之間的地電流不容易形成耦合,但這種連接方式需要很多根地線,布線較繁雜。


3
網狀地

在大型機房中,對地要求相對嚴格,目前廣泛使用網狀地線作為直流地,稱為網狀地。直流網狀地是用一定截面積的銅帶在活動地板下面交叉排列成600mm×600mm的方格,其交叉點與活動地板支撐點的位置交錯排列,腳點處用錫焊焊接或壓接在一起。



為了使直流網狀地和大地絕緣,在銅帶下面應墊2~3mm厚的絕緣膠皮或聚氯乙烯板等絕緣材料,要求對地電阻在10MΩ以上。直流網狀地系統不僅有助于更好地保證邏輯電路電位參考點的一致,而且大大提高了機器內部和外部抗干擾能力。但是網狀地系統比較龐大,施工復雜,且費用較高,因而只適用在大型計算機機房中應用。


在處理共地的地線時需要注意問題

(1)接地電阻——共用接地地樁的接地電阻應滿足各種接地中最小接地電阻的要求。

(2)為防止接地系統的相互干擾,確保對建筑物的絕緣,接地母線應使用帶有絕緣外皮的屏蔽線,屏蔽套的一端應進行接地。

(3)直流地、交流地和安全地雖然最后都接在地樁上,但并不意味著各種地之間可以隨意連接,也應按照上述要求在其未接入同一地樁之前彼此應保持嚴格的絕緣。

(4)在直流地與機殼安全地分開接地的計算機設備中,因其直流地與機架嚴格絕緣,各自分別接系統地樁,但有些計算機的機殼與直流地在電器上是接在一起的,其交流設備的工作地與機殼是嚴格絕緣的。

電氣設備接地技術原則

1.為保證人身和設備安全,各種電氣設備均應根據國家標準GB14050《系統接地的形式及安全技術要求》進行保護接地。保護接地線除用以實現規定的工作接地或保護接地的要求外,不應作其它用途。

2.不同用途和不同電壓的電氣設備,除有特殊要求外,一般應使用一個總的接地體,按等電位聯接要求,應將建筑物金屬構件、金屬管道(輸送易燃易爆物的金屬管道除外)與總接地體相連接。

3.人工總接地體不宜設在建筑物內,總接地體的接地電阻應滿足各種接地中最小的接地電阻要求。


接地裝置的技術要求
1
變(配)電所的電氣設備接地

1.變(配)電所的接地裝置的接地體應水平敷設。其接地體采用長度為2.5m、直徑不小于12mm的圓鋼或厚度不小于4mm的角鋼,或厚度不小于4mm的鋼管,并用截面不小于25mm×4mm的扁鋼相連為閉合環形,外緣各角要做成弧形。

2.接地體應埋設在變(配)所墻外,距離不小于3m,接地網的埋設深度應超過當地凍土層厚度,最小埋設深度不得小于0.6m。

3.變(配)電所的主變壓器,其工作接地和保護接地,要分別與人工接地網連接。

4.避雷針(線)宜設獨立的接地裝置。

2
易燃易爆場所的電氣設備的保護接地

1.易燃易爆場所的電氣設備、機械設備、金屬管道和建筑物的金屬結構均應接地,并在管道接頭處敷設跨接線。

2.在1kV以下中性點接地線路中,當線路過電流保護為熔斷器時,其保護裝置的動作安全系數不小于4,為斷路器時,動作安全系數不小于2。

3.接地干線與接地體的連接點不得少于2個,并在建筑物兩端分別與接地體相連。

4.為防止測量接地電阻時產生火花引起事故,需要測量時應在無爆炸危險的地方進行,或將測量用的端鈕引至易燃易爆場所以外地方進行。

3
直流設備的接地

由于直流電流的作用,對金屬腐蝕嚴重,使接觸電阻增大,因此在直流線路上裝設接地裝置時,必須認真考慮以下措施:

1.對直流設備的接地,不能利用自然接地體作為PE線或重復接地的接地體和接地線,且不能與自然接地體相連。

2.直流系統的人工接地體,其厚度不應小于5mm,并要定期檢查侵蝕情況。

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