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什么是電氣接地?電氣接地有什么方式?

更新時(shí)間:2024-06-11      點(diǎn)擊次數:265

一、接地簡(jiǎn)述

接地(earthing)接地指電力系統和電氣裝置的中性點(diǎn)、電氣設備的外露導電部分和裝置外導電部分經(jīng)由導體與大地相連??梢苑譃楣ぷ鹘拥?、防雷接地和保護接地。

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二、接地分類(lèi)及作用

按帶電性質(zhì)可分為交流接地系統和直流接地系統兩大類(lèi)。按用途可分為工作接地系統、保護接地系統和防雷接地系統。而防雷接地系統中又可分為設備防雷和建筑防雷。

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2.1 交流接地系統

交流接地系統有工作接地和保護接地。

(1)所謂工作接地,在低壓交流電網(wǎng)中就是將三相電源中的中性點(diǎn)直接接地

(2)所謂保護接地,就是將受電設備在正常情況下與帶電部分絕緣的金屬外殼部分與接地裝置作良好的電氣連接。


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2.2直流接地系統

1) 直流接地系統分類(lèi)

按照性質(zhì)和用途的不同,直接接地系統可分為工作接地和保護接地兩種。

工作接地用于保護通信設備和直流通信電源設備的正常工作;

保護接地則用于保護人身和設備的安全。

2)直流工作接地的作用

利用大地作良好的參考零電位,保證在各通信設備間甚至各局(站)間的參考電位沒(méi)有差異,從而保證通信設備的正常工作。

減少用戶(hù)線(xiàn)路對地絕緣不良時(shí)引起的通信回路間的串音。

3)直流保護接地的作用

防止直流設備絕緣損壞時(shí)發(fā)生觸電危險,保證維護人員的人身安全。

減小設備和線(xiàn)路中的電磁感應,保持一個(gè)穩定的電位,達到屏蔽的目的,減小雜音的干擾,以及防止靜電的發(fā)生。


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2.3聯(lián)合接地系統

1)聯(lián)合接地系統組成

聯(lián)合接地示意圖聯(lián)合接地系統由接地體、接地引入、接地匯集線(xiàn)、接地線(xiàn)所組成。

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2)聯(lián)合接地系統優(yōu)點(diǎn)

①地電位均衡,同層各地線(xiàn)系統電位大體相等,消除危及設備的電位差。

②公共接地母線(xiàn)為全局建立了基準零電位點(diǎn)。當發(fā)生地電位上升時(shí),各處的地電位一齊上升,在任何時(shí)候,基本上不存在電位差。

③消除了地線(xiàn)系統的干擾。通常依據各種不同電特性設計出多種地線(xiàn)系統。彼此間存在相互影響,而今采用一個(gè)接地系統之后,使地線(xiàn)系統做到了無(wú)干擾。

④電磁兼容性能變好。由于強、弱電,高頻及低頻電等電位,又采用分屏蔽設備及分枝地線(xiàn)等方法,所以提高了電磁兼容性能。

2.4防雷接地

在通信局(站)中,通常有兩種防雷接地:

(1)一種是為保護建筑物或天線(xiàn)不受雷擊而專(zhuān)設的避雷針?lè )览捉拥匮b置,這是由建筑部門(mén)設計安裝的;

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(2)另一種是為了防止雷擊過(guò)電壓對通信設備或電源設備的破壞需安裝避雷器而埋設的防雷接地裝置。如高壓避雷器的下接線(xiàn)端匯接后接到接地裝置。

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三、保護接地和保護接零

3.1 接地和接地裝置

電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接,稱(chēng)為接地。

接地裝置是由接地體和接地線(xiàn)兩部分組成:

(1)埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體,稱(chēng)為接地體或接地極。專(zhuān)門(mén)為接地而人為裝設的接地體,稱(chēng)為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、建筑物的基礎等,稱(chēng)為自然接地體。

(2)接地體與電氣設備的金屬外殼之間的連接線(xiàn),稱(chēng)為接地線(xiàn)。接地線(xiàn)在設備正常運行時(shí)是不載流的,但在故障情況下通過(guò)接地故障電流。接地線(xiàn)又分為接地干線(xiàn)和接地支線(xiàn)。由若干接地體在大地中相互用接地線(xiàn)連接起來(lái)的一個(gè)整體,稱(chēng)為接地網(wǎng)。

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▲ 1.接地體;2.接地干線(xiàn);3.接地支線(xiàn);4.設備

3.2 接地電流和對地電壓

當電氣設備發(fā)生接地故障時(shí),電流就通過(guò)接地體向大地作半球形散開(kāi),這一電流,稱(chēng)為接地電流。試驗表明,在距單根接地體或接地故障點(diǎn)20米左右的地方,實(shí)際上散流電阻已趨近于零,這電位為零的地方,稱(chēng)為電氣上的“地"或“大地"。電氣設備的接地部分與零電位的“地"(大地)之間的電位差,就稱(chēng)為接地部分的對地電壓。

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3.3 接觸電壓和跨步電壓

接觸電壓是指設備絕緣損壞時(shí),在身體同時(shí)觸及的兩部分間出現的電位差。如人站在發(fā)生接地故障的設備旁,手觸及設備金屬外殼,則人手與腳之間的電位差,即為接觸電壓。

跨步電壓是指在故障點(diǎn)附近行走,兩腳間出現的電位差。在帶電的斷線(xiàn)落地點(diǎn)附近及防雷裝置泄放雷電流的接地體附近行走時(shí),同樣也有跨步電壓。

跨步電壓的大小與距接地點(diǎn)的遠近有關(guān),距離短路接地點(diǎn)愈遠,跨步電壓愈小,距離20米以外時(shí),則跨步電壓近似等于零。因此在敷設變配電所的接地裝置時(shí),應盡量使接地網(wǎng)做到電位分布均勻,以降低接觸電壓和跨步電壓。


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四、接地的種類(lèi)

4.1工作接地

工作接地是為保證電力系統和電氣設備達到正常工作要求而進(jìn)行的一種接地,例如電源中性點(diǎn)的接地、防雷裝置的接地等。

各種工作接地有各自的功能。例如電源中性點(diǎn)直接接地,能在運行中維持三相系統中相線(xiàn)對地電壓不變,而電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地,能在單相接地時(shí)消除接地點(diǎn)的斷續電弧,防止系統出現過(guò)電壓。至于防雷裝置的接地,其功能更是顯而易見(jiàn)的,不進(jìn)行接地就無(wú)法對地泄放雷電流,從而無(wú)法實(shí)現防雷的要求。

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4.2保護接地

由于絕緣的損壞,在正常情況下不帶電的電力設備外殼有可能帶電,為了保障人身安全,將電力設備正常情況不帶電的外殼與接地體之間作良好的金屬連接,稱(chēng)為保護接地

保護接地一般應用在高壓系統中,在中性點(diǎn)直接接地的低壓系統中有時(shí)也有應用。

保護接地可分為三種不同類(lèi)型:

TN系統(保護接零)

IT系統和TT系統(保護接地)

安全接地:包括 保護接地 和防雷接地

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TN-C系統:中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是合在一起的,電氣設備不帶電金屬部分與之相連,適用于三相負荷比較平衡且單相負荷不大的場(chǎng)所,在工廠(chǎng)低壓設備接地保護中使用相當普遍。

TN-S系統:中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE分開(kāi),電氣設備的金屬外殼接在保護線(xiàn)PE上,適用于環(huán)境條件較差、安全可靠要求較高以及設備對電磁干擾要求較嚴的場(chǎng)所。

TN-C-S系統:是兩者的綜合,電氣設備大部分采用TN-C系統接線(xiàn),在設備有特殊要求場(chǎng)合局部采用專(zhuān)設保護線(xiàn)接成TN-S形式

IT系統:是對電源小電流接地系統的保護接地方式,電氣設備的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地體接地。當電氣設備因故障金屬外殼帶電時(shí),接地電容電流分別經(jīng)接地體和人體兩條支路通過(guò),只要接地裝置的接地電阻在一定范圍內,就會(huì )使流經(jīng)人體的電流被限制在安全范圍。

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TT系統:針對大電流接地系統的保護接地。配電系統的中性線(xiàn)N引出,但電氣設備的不帶電金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地,與系統接線(xiàn)不發(fā)生關(guān)系

發(fā)生絕緣損壞故障時(shí),故障電流較大,對小容量設備,可使其熔絲熔斷或自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘切斷電源;但對大容量設備無(wú)法確保切斷電源,無(wú)法保障人身安全,可通過(guò)加裝漏電保護開(kāi)關(guān)彌補。

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4.3保護接地和保護接零中注意的問(wèn)題


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(1)同一中性點(diǎn)接地系統中,不能有的采取保護接地,有的又采取保護接零,否則當采取保護接地的設備發(fā)生單相接地故障時(shí),采取保護接零的設備外露可導電部分將帶上危險的電壓。

(2)中性點(diǎn)不接地系統中,凡有電聯(lián)系的設備的保護接地裝置應連為一體。因為設備發(fā)生雙碰殼時(shí),將使所有設備外殼上出現危險的對地電壓。

(3)在零線(xiàn)上不允許安裝熔斷器和開(kāi)關(guān),以防零線(xiàn)斷線(xiàn),失去保護接零的作用,為安全起見(jiàn),中性線(xiàn)還必須實(shí)行重復接地,以保證接零保護的可靠性。

(4)不能把保護接地裝置引下線(xiàn)作為單相設備的中性線(xiàn)。

(5)不能把中性線(xiàn)有作為保護零線(xiàn),安全性差。

4.4重復接地

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在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時(shí),將零線(xiàn)上的一點(diǎn)或多點(diǎn)再次與大地作金屬性連接,稱(chēng)為重復接地。

作用是:當系統中發(fā)生碰殼短路時(shí),可以降低零線(xiàn)的對地電壓,當零線(xiàn)斷裂時(shí),或當零線(xiàn)與相線(xiàn)交叉連接時(shí),都可以減輕觸電的危險。

在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時(shí),必須實(shí)行重復接地。對實(shí)行重復接地的要求如下:

在低壓架空線(xiàn)末端及沿線(xiàn)每1km處;當高低壓線(xiàn)路共桿架設時(shí),在共桿架設段的兩端終端桿上,低壓線(xiàn)路的零線(xiàn)要接地;沒(méi)有專(zhuān)用線(xiàn)芯作零線(xiàn),或利用電纜金屬外皮作零線(xiàn)的低壓電纜線(xiàn)路;電纜和架空線(xiàn)在引入車(chē)間或大型建筑物處。

五、接地裝置

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5.1自然接地體的利用

裝設接地裝置時(shí),首先利用自然接地體,以節約投資??勺鳛樽匀唤拥伢w的有:與大地有可靠連接的建筑物的剛結構和鋼筋、行車(chē)的鋼軌、埋地的非可燃可爆的金屬管等。對于變配電所來(lái)說(shuō),可利用其建筑物鋼筋混凝土基礎作為自然接利用自然接地體時(shí),一定要保證良好的電氣連接,在建構筑物的結合處,除已焊接者外,凡用螺栓連接或其它連接的,都應采用跨接焊接,而且跨接線(xiàn)不得小于規定值。

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5.2人工接地體的埋設

人工接地體的埋設,應注意不要埋設在垃圾、爐渣和有強烈腐蝕性土壤處,遇有這些情況應進(jìn)行換土。

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5.3接地線(xiàn)

自然接地線(xiàn)為了節約金屬,減少投資,應盡量選擇自然導體作為接地線(xiàn)。如建筑物的金屬構架、電梯豎井、電纜的金屬外皮等都可以作為自然接地線(xiàn)。各種金屬管道(可燃液體、可燃或爆炸性氣體的金屬管道除外)可作為低壓電力設備的自然接地線(xiàn)。

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人工接地線(xiàn)為了連接可靠并有一定的機械強度,一般采用鋼作為人工接地線(xiàn)。對于接地體和接地線(xiàn)的截面積應符合我國電氣規定的最小規格。

接地電阻是接地體的散流電阻與接地線(xiàn)和接地體電阻的總和。由于接地體和接地線(xiàn)的電阻相對較小,可略去不計。因此接地電阻可認為就是接地體的散流電阻。


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