電氣工程接地分析

1、南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 電氣工程接地分析 姓 名 所在系部 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 2015 年 11 月xxvii南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠信承諾書1、本人鄭重承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下嚴(yán)格按照學(xué)校有關(guān)規(guī)定完成的。2、本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的觀點(diǎn)和參考資料均加以注釋和說明。3、本人承諾在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題和研究內(nèi)容方面沒有抄襲他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。4、在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中對任何侵犯知識產(chǎn)權(quán)方面的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。學(xué)生簽名： 日期： I南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要國內(nèi)外信息技術(shù)的飛速發(fā)展，特別

2、是智能化大廈的出現(xiàn)，產(chǎn)生了對電氣工程接地技術(shù)新的關(guān)心。眾所周知，在智能化大廈內(nèi)有各種各樣的電子機(jī)器，其中電力、電話、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的配線縱橫交錯，這必然會產(chǎn)生電磁感應(yīng)干擾和電磁環(huán)境等問題。接地是電氣工程的重要組成部分，因?yàn)椴慌c操作人員直接接觸，所以往往也是電氣工程中最容易被忽視的部分。在我國改革開放初期，物質(zhì)資源相當(dāng)缺乏，當(dāng)時人們能見到的用電設(shè)備就只有電燈和部分小家用電器，在人們心目中，只要有一根火線，一根零線，接上燈具就能亮光，因此根本談不上接地。伴隨著高度信息化社會的到來，工礦企業(yè)、樓宇建筑，甚至家庭住宅正在開始或即將開始進(jìn)入自動化、智能化的時代。為了保證和提高這些現(xiàn)代化設(shè)施與設(shè)備工作的可靠性、

3、安全性，電氣工程接地技術(shù)的利用必不可少。電氣工程接地技術(shù)正被廣泛應(yīng)用在電力、通信、建筑等各個領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：接地接地電阻,接地系統(tǒng),接地材料IIIABSTRACTThe rapid development of information technology at home and abroad, especially the emergence of intelligent building, the new technology of electrical engineering grounding concern. As is known to all, in the intelligent

4、 building, there were all kinds of electronic machine, electricity, telephone, data system of wiring, it will inevitably produce the problem such as electromagnetic interference and electromagnetic environment. Grounding is the important part of electrical engineering, because no direct contact with

5、 the operator, so is often the most easily neglected part in electrical engineering. At the beginning of the reform and opening up in China, quite a lack of material resources, then people can see only the lights and electrical equipment parts of the small household electrical appliances, in people&

6、#39;s mind, as long as there is a fire, a zero line, connected to lamps and lanterns to light, so far from earth. Following the arrival of the highly information-based society, industrial and mining enterprises, building construction, and even family homes is beginning or will begin to enter the era

7、 of automation, intelligent. In order to ensure and improve the security and reliability of these modern facilities and equipment, the use of grounding in electrical engineering is indispensable. Electrical engineering grounding technology is being widely used in electric power, communication, const

8、ruction and other fields. KEYWORDS: Grounding Grounding resistance Grounding system Grounding material 1目 錄摘 要1ABSTRACT2第一章 接地的概述41.1 接地的含義41.2 接地的分類41.2.1保護(hù)接地41.2.2工作接地41.2.3防雷接地51.2.4屏蔽接地51.2.5防靜電接地61.3 接地的作用61.4 接地的方式61.4.1分散接地方式71.4.2聯(lián)合接地方式71.5 接地系統(tǒng)71.5.1 TT系統(tǒng)71.5.2 TN系統(tǒng)81.5.2.1 TN-C系統(tǒng)81.5.2.2TN

9、-S系統(tǒng)81.5.2.3 TN-C-S系統(tǒng)81.5.3 IT系統(tǒng)8第二章 接地電阻102.1 概念102.2 測量方法102.2.1各類接地電阻測試值的要求102.2.2接地電阻測試112.3 接地裝置電阻的組成13第三章 接地材料的應(yīng)用15 3.1 接地材料153.1.1 降阻劑15 3.1.2 非金屬接地體15 3.1.3離子接地系統(tǒng)16 3.2 接地材料應(yīng)用16第四章 接地不良導(dǎo)致的人身傷害事故184.1 經(jīng)過184.2 事故分析184.3 事故教訓(xùn)與防范措施19第五章 結(jié)束語21參考文獻(xiàn)21致謝23第一章 接地的概述1.1 接地的含義接地是為了防止電力或電子等設(shè)備遭雷擊而采取的保護(hù)性措

10、施，目的是通過避雷器把雷電產(chǎn)生的高壓電流引入到地表，因此起到的作用是保護(hù)建筑物。與此同時，接地也是一種有效保護(hù)人身安全的手段，當(dāng)某種原因?qū)е碌脑O(shè)備外殼和相線接觸時，設(shè)備外殼會有一定幾率產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓，由此故障電流就會通過PE線到大地，從而對人員起到保護(hù)作用。一些精密電子設(shè)備也需要通過接地來消除電子累積或強(qiáng)電所帶來的干擾。1.2 接地的分類1.2.1 保護(hù)接地 安全接地是將系統(tǒng)中一般不帶電流的金屬部分與地兩者之間形成很好的導(dǎo)電連接，起到保護(hù)人身和設(shè)備的安全的作用。供電系統(tǒng)是供給強(qiáng)電，一般狀態(tài)下機(jī)殼是不帶電流，所以當(dāng)發(fā)生故障時導(dǎo)致電源的火線供電與外殼導(dǎo)電金屬部分接觸時，這些金屬部分或者外殼就形成了帶

11、電體，如果沒有相當(dāng)好的接地，那么地和帶電體兩者之間就有非常高的電位差，如果人體一不小心接觸到這些帶電體，就會通過人體形成通路，有電流經(jīng)過身體，從而產(chǎn)生傷亡事故。所以，一定連接好地和金屬外殼，使地和機(jī)殼兩者之間形成等電位。另外，保護(hù)接地還能防止積聚靜電。1.2.2 工作接地 為了使系統(tǒng)和與之相連的儀表都能保證測量和控制精度并可靠運(yùn)行而設(shè)的接地是工作接地。它分為信號回路接地、屏蔽接地、儀器邏輯地和屏蔽接地。 儀器邏輯地，也叫儀器電源地，是+5V等電源的輸出地，也是內(nèi)部的邏輯電平負(fù)端公共地。 信號回路接地，如開關(guān)量信號的負(fù)端接地，各變送器的負(fù)端接地等。 屏蔽接地（模擬信號屏蔽層的接地）。 本安接地，

12、是安全柵或本安儀表的接地。這種接地不但有抑制干擾的作用，還有使系統(tǒng)和儀表具有安全性質(zhì)的一項(xiàng)措施。本安接地會由于采用設(shè)備的本安措施的不同而不同，接下來用齊納式安全柵的例子，說明它的接地內(nèi)容。 柵是有保護(hù)危險(xiǎn)現(xiàn)場端永遠(yuǎn)處于安全電壓和安全電流范圍之內(nèi)的作用。如現(xiàn)場端短路，則因?yàn)榘踩珫烹娮韬拓?fù)載電阻的限流作用，會將導(dǎo)線上的電流限制在安全范圍之內(nèi)，使現(xiàn)場端不可能產(chǎn)生非常高的溫度，從而導(dǎo)致燃燒。那么第二種情況，如果當(dāng)計(jì)算機(jī)一端產(chǎn)生故障時，則高壓電信號加入到了信號回路中，則由于齊納二級的嵌位作用，也使電壓位于安全范圍。 除了上述幾種接地外，在很多場合下容易引起混亂的還有一個供電系統(tǒng)地，也叫交流電源工作地，它

13、是電力系統(tǒng)中為了運(yùn)行需要設(shè)的接地(如中性點(diǎn)接地）。1.2.3 防雷接地 防雷接地是指物體受到雷電襲擊時，為防止造成損害安裝的接地系統(tǒng)。通常有信號防雷接地和電源防雷接地之分，區(qū)分的原因不僅僅是因?yàn)橐蠼拥仉娮璨煌?，而且在工程?shí)踐中信號防雷地常附在信號獨(dú)立地上，和電源防雷地分開建設(shè)。 防雷接地作為防雷措施的一部分，防雷接地有把雷電引入大地的作用。電氣設(shè)備和建筑物的防雷主要是用避雷器的一端與被保護(hù)設(shè)備相連接，另一端與接地裝置相連，一旦發(fā)生雷擊時，避雷器把雷電引向至本身，雷電經(jīng)過其接地裝置和引下線進(jìn)入大地。另外，因?yàn)槔纂妼?dǎo)致的靜電感應(yīng)副效應(yīng)，為了預(yù)防導(dǎo)致間接損害，如觸電或房屋起火等等，一般要將建筑物內(nèi)

14、的鋼筋結(jié)構(gòu)、金屬管道和金屬設(shè)備等接地；雷電波會沿著電視天線、低壓架空線侵入房屋，導(dǎo)致?lián)舸┪輧?nèi)電工設(shè)備的絕緣，從而造成人身觸電傷亡或火災(zāi)事故，因此還需要把線路上與進(jìn)屋前的絕緣瓷瓶鐵腳兩者之間接地。1.2.4 屏蔽接地 消除電磁場對人體危害的有效措施是屏蔽接地，屏蔽接地也是預(yù)防電磁干擾的有效措施。高頻技術(shù)在電視臺、通信、無線電廣播、醫(yī)療、電熱和雷達(dá)、導(dǎo)航等方面得到了非常廣泛實(shí)際應(yīng)用，人體在電磁場影響下，吸收的輻射能量悔發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，對人體造成一定的傷害，如視力減退皮膚劃痕、手指輕微顫抖、視力減退等傷害。對產(chǎn)生磁場的設(shè)備外殼設(shè)置屏蔽裝置，把屏蔽體接地，不但能降低屏蔽體之外的電磁場強(qiáng)度，減輕甚至消除

15、電磁場對人體的危害，還能有效保護(hù)屏蔽接地體內(nèi)的設(shè)備不被外界電磁場的影響干擾。1.2.5 防靜電接地 為防止靜電危害影響并將其泄放，是靜電防護(hù)最重要的一環(huán)。1.3 接地的作用 接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。接地是為保證人身安全和電工設(shè)備正常工作而使用的一種用電安全方法，通過接地裝置與金屬導(dǎo)線兩者之間連接來實(shí)現(xiàn)，常用的有保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。接地裝置把其他生產(chǎn)設(shè)備和電工設(shè)備上有可能產(chǎn)生的靜電荷、雷電電流以及漏電流等引入到大地，從而使人身避免觸電和可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等事故。1）預(yù)防人體遭

16、受電擊 把接地極和電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分兩者之間做很好的金屬連接來保護(hù)人體的安全。 對于有接地裝置的電氣設(shè)備，當(dāng)外殼帶電、絕緣損壞時，接地電流將會同時通過人體和接地極兩條回路經(jīng)過。其電阻和經(jīng)過每條回路的電流值的大小成反比，接地極電阻越小，流過人體的電流也就越小。當(dāng)接地電阻非常小時，流過人體的電流值近似于零，因此人體避免了觸電的危險(xiǎn)。所以，無論在什么情況下，都應(yīng)保證設(shè)計(jì)或規(guī)程中規(guī)定的接地電阻值大于或等于接地電阻。2）保障電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行 電力系統(tǒng)接地一般為中性點(diǎn)接地，因此中性點(diǎn)與地間的電位接近于零。當(dāng)相線碰殼或接地時，其他兩相對地電壓，在中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中將升高為相電壓的倍；在中性點(diǎn)

17、接地的系統(tǒng)中則接近于相電壓。由于有了中性點(diǎn)的接地線，可保證繼電保護(hù)的可靠性。通信系統(tǒng)中的直流供電一般采用正極接地，可防止雜音竄入和保證通信設(shè)備正常運(yùn)行。1.4 接地的方式現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)其本身就是強(qiáng)烈的電磁干擾源，主要通過輻射方式干擾該頻段內(nèi)的通信設(shè)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(xiàn)分別討論如下：1.4.1 分散接地方式 分散接地就是把通信大樓的電源系統(tǒng)接地、通訊設(shè)備的各類接地、防雷接地以及其他設(shè)備的接地分別接入相互之間分離的接地系統(tǒng)，因?yàn)榈鼐€系統(tǒng)陸續(xù)增加，地線間潛在的耦合影響通常避免不了，分散接地反而更容易引起干擾。與此同時主體建筑物的高度也會慢慢增

18、加，其接地方式所帶的不安全因素也逐漸增大。當(dāng)某一建筑設(shè)施被雷擊中后，容易形成地下反擊，損壞其他設(shè)備。1.4.2 聯(lián)合接地方式聯(lián)合接地方式也可以稱作單點(diǎn)接地方式，即所有接地系統(tǒng)都共用一個“地”。單點(diǎn)接地有三個特點(diǎn)如下所示：(1) 整個大樓的接地系統(tǒng)組成一個籠式均壓體，對直擊雷而言，整棟樓內(nèi)同一層各點(diǎn)位比較均勻；對感應(yīng)雷而言，大樓的框架式結(jié)構(gòu)與籠式均壓體對外來電磁干擾能提供1040dB的屏蔽效果；(2) 通常聯(lián)合接地方式接地電阻很小，沒有各種接地體相互之間的耦合影響，有利于降低干擾；(3) 可以節(jié)省金屬材料，占地少。由上不難看出，采用聯(lián)合接地方式可以有效抑制外部高壓輸電線路的干擾。1.5 接地系統(tǒng)

19、接地系統(tǒng)分為TT系統(tǒng)、TN（TN-C、TN-S、TN-C-S）系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。1.5.1 TT系統(tǒng)TT方式指的是電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為TT系統(tǒng)，也稱保護(hù)接地系統(tǒng)。1.5.2 TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)時指電源系統(tǒng)有一點(diǎn)（中性點(diǎn)）直接接地，負(fù)載設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線連接到此點(diǎn)的低壓配電系統(tǒng)，稱為另保護(hù)系統(tǒng)。TN方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護(hù)線PE是否與工作零線N分開又劃分為TN-C-S、TN-S、TN-C系統(tǒng)。1.5.3 TN-C系統(tǒng) 保護(hù)線PE和工作零線N合為一根PEN線，所有負(fù)載設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均與PEN線相連的一種形式（只使用于三相負(fù)載基本平衡情況）。 1.5.4 TN-

20、S系統(tǒng) TN-S是一種把工作零線N和專用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開的供電系統(tǒng)。TN-S安全可靠，在民用建筑和工業(yè)等低壓供電系統(tǒng)使用計(jì)較普遍。TN-S系統(tǒng) 1.5.5 TN-C-S系統(tǒng) 前端為TN-C系統(tǒng)，后端為TN-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)在帶獨(dú)立變壓器的生活小區(qū)中采用比較普遍。 1.5.6 IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)電源側(cè)沒有工作接地，或經(jīng)過高阻抗接地，負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。IT系統(tǒng)在供電距離不是很長時，供電的可靠性高，安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴(yán)格連續(xù)供電的場所，例如電力、煉鋼、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。21南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章 接地電阻 接地電阻是電流由

21、接地裝置流入大地再經(jīng)大地流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻。接地電阻值體現(xiàn)電氣裝置與“地”接觸的良好程度和反映接地網(wǎng)的規(guī)模。2.1 概念 引入接地技術(shù)最初的目的是預(yù)防電子或電力等設(shè)備遭受雷擊而采用的保護(hù)性方法，把雷電產(chǎn)生的雷擊電流經(jīng)過器引入到大地是其主要目的，因而起到的作用是保護(hù)建筑物。并且，接地也是一種保護(hù)人身安全的有效措施，當(dāng)某些因素導(dǎo)致相線和設(shè)備外殼接觸時，設(shè)備的外殼將會有一定幾率產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓，從而產(chǎn)生的電流就會經(jīng)過保護(hù)地線到大地，因此起到的作用是人身安全保護(hù)。接地電阻是用來衡量接地狀態(tài)是否良好的一個重要參數(shù)，是電流通過接地裝置流入地下再經(jīng)過大地流向另一個接地體或向四周擴(kuò)散所遇到的電

22、阻，它包括接了接地體本身與地線的電阻、大地的電阻和接地體兩者的接觸電阻，和接地體到無限遠(yuǎn)處的大地電阻或兩接地體之間大地的電阻。接地電阻大小很直觀的體現(xiàn)了“地”和電氣裝置兩者接觸的良好程度，間接反映了接地網(wǎng)的規(guī)模大小。接地電阻的概念只適用于小型接地網(wǎng)；隨著接地網(wǎng)占地面積的加大以及土壤電阻率的降低，接地阻抗中感性分量的作用越來越大，大型地網(wǎng)應(yīng)采用接地阻抗設(shè)計(jì)。對于高壓和超高壓變電所來說，應(yīng)當(dāng)用“接地阻抗”的概念取代“接地電阻”。 2.2 測量方法接地電阻的影響因素有如下幾種：接地極的數(shù)量、形狀、大小、埋設(shè)深度、土壤濕度、周圍地理環(huán)境、質(zhì)地等。為了達(dá)到保證設(shè)備的良好接地的效果，對接地電阻使用儀表進(jìn)行

23、測量是必不可缺的。2.2.1各類接地電阻測試值的要求不同國家和地區(qū)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對接地電阻的要求不同，我國有關(guān)規(guī)范要求如下：a. 防雷保護(hù)地的接地電阻不應(yīng)大于10；b. 交流工作接地，接地電阻不應(yīng)大于4；c. 安全工作接地，接地電阻不應(yīng)大于4；d. 對屏蔽系統(tǒng)而言如果使用聯(lián)合接地的方式時，接地電阻應(yīng)小于或等于1。通常防雷接地的接地電阻是10，弱電設(shè)備要求的感應(yīng)防雷是4或1的接地電阻。但我們一般存在一個盲區(qū)，認(rèn)為到10、4或1是達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的接地電阻值，卻沒有考慮到季節(jié)因素的影響。由于土壤電阻率是隨著季節(jié)變化而變化的，接地電阻的最大許可值實(shí)際是規(guī)范所要求的接地電阻，為了達(dá)到這個目標(biāo)，地網(wǎng)的接地電阻

24、要求應(yīng)達(dá)到： R=Rmax/式中Rmax-接地電阻的最大值，也就是我們所說的接地電阻阻值為10、4或1。 -是季節(jié)因素，根據(jù)工程性質(zhì)、季節(jié)、地區(qū)取值，1.45為常用值，所以，我們所說的接地電阻是R=6.9（Rmax=10），R=2.75（Rmax=4），R=0.65（Rmax=1） 這樣，才是合乎規(guī)范要求的接地網(wǎng)，在土壤電阻率最高的時候也達(dá)到規(guī)范要求。2.2.2接地電阻測試1、我們以 ZC-8型接地電阻測試儀來說明接地電阻的測量方法，ZC-8型接地電阻測試儀適用于測量各種電氣設(shè)備，避雷針，電力系統(tǒng)等接地裝置的電阻值。本儀表工作由手搖發(fā)電機(jī)、電流互感器、滑線電阻及檢流計(jì)等組成，全部機(jī)構(gòu)裝在塑料殼

25、內(nèi)，外有皮殼便于攜帶。附件有輔助探棒導(dǎo)線等，裝于附件袋內(nèi)。2、使用前檢查測試儀是否完整，測試儀包括如下器件：（1）一臺ZC-8型接地電阻測試儀（2）二根輔助接地棒（3）導(dǎo)線各一根5m、20m、40m3、使用與操作（1）測量接地電阻值時接線方式的相關(guān)規(guī)定儀表上的E端鈕接5m導(dǎo)線，P端鈕接20m線，C端鈕接40m線，導(dǎo)線的另一端分別接被測物接地極E，電位探棒P和電流探棒C，且E、P、C應(yīng)保持直線，其間距為20m 1.1測量大于等于1接地電阻時接線圖見圖1將儀表上2個E端鈕連結(jié)在一起。接地電阻大于1的測量方法(圖1)1.2測量小于1接地電阻時接線圖見圖2將儀表上2個E端鈕導(dǎo)線分別連接到被測接地體上，

26、以消除測量時連接導(dǎo)線電阻對測量結(jié)果引入的附加誤差。接地電阻小于1的測量方法(圖2)2.3 接地裝置電阻的組成 接地電阻的大小直接影響接地功能的實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際施工工程中，我們應(yīng)該把接地電阻盡量降到最低，由此我們先來分析接地裝置電阻的組成，以便找出降低接地電阻的措施，接地裝置的電阻由下列四部分組成： a.接地體與接入點(diǎn)之間的連線電阻 b.接地體自己的電阻 C.土壤和接地體的接觸電阻 d.當(dāng)電流經(jīng)過大地后，大地的電阻其中第四相是主要的部分，當(dāng)電流從接地體流向大地并向四周擴(kuò)散時，離接地體越近，則電流密度越大，電流梯度越大。2.4 降低接地電阻的技術(shù)措施 (1)更換土壤。這種方法是使用較低電阻率的土壤更換

27、本來比較高電阻率的土壤，接地體四圍0.5m以內(nèi)是其更換范圍?？墒沁@種取土更換措施非常耗費(fèi)工時和人力。 (2)人工處理土壤。在接地體四圍土壤中加入化學(xué)添加劑，比如石灰電石渣、氮肥渣、爐灰、木炭、食鹽等，增加接地體四圍土壤的導(dǎo)電性能。這種措施雖然效果明顯且工程造價較低，可是被人工處理過的土壤，會削減接地的熱穩(wěn)定性能、降低接地體的使用壽命、加快接地體的腐蝕。所以，一般是在逼不得已的情況下才會建議使用。 (3)深埋接地極。當(dāng)?shù)乇硪韵碌乃蛲寥赖碾娮杪时容^低時，可使用深埋接地極來降低接地電阻值措施。對含砂土壤最有效果的是深埋接地極的措施，這種措施可以不用考慮干枯和土壤凍結(jié)所增加的電阻系數(shù)，可是造價高，土

28、方量大，施工困難，在巖石地帶難度大。 (4)多支外引式接地裝置。如接地裝置四周有不凍及導(dǎo)電良好的河流湖泊，可以使用這個方法?？墒窃O(shè)計(jì)、安裝的時候，一定要考慮到連接接地極干線自身電阻的負(fù)面影響，所以，外引式接地極長度一般不宜超過100m。 (5)采取伸長水平接地體。結(jié)合工程實(shí)際運(yùn)用，經(jīng)過分析結(jié)果表明，一旦水平接地體長度增長時，增大了電感的影響，從而增加了沖擊系數(shù)，到達(dá)一定長度的接地體，再增長其長度，沖擊接地電阻也不再下降。第三章 接地材料的應(yīng)用3.1 接地材料3.1.1 降阻劑降阻劑可劃分為物理型降阻劑和化學(xué)型降阻劑。自發(fā)現(xiàn)有腐蝕地網(wǎng)和污染水源的缺點(diǎn)后就不使用化學(xué)型降阻劑了，現(xiàn)在廣泛運(yùn)用于實(shí)踐的

29、是物理型降阻劑。接地工程廣泛使用的材料是物理降阻劑，物理降阻劑屬于材料學(xué)中的不定性復(fù)合材料，依據(jù)使用環(huán)境的不同形成不同形狀的包裹體，因此物理降阻劑運(yùn)用范圍廣，物理降阻劑可以和接地體或接地環(huán)同時使用，包裹在接地體和接地環(huán)的四周，達(dá)到降低接觸電阻的功效。并且，降阻劑有可擴(kuò)散成分，一定程度上可以改善周圍土壤的導(dǎo)電性能。現(xiàn)在較為先進(jìn)的降阻劑都有一定的防腐蝕性能，可以大大增加地網(wǎng)的使用壽命，物理降阻劑有超過二十年的工程運(yùn)用歷史，經(jīng)過不斷的改善和試驗(yàn)，現(xiàn)在無論是施工工藝還是性能都已漸趨成熟。3.1.2 非金屬接地體 在廣電、通訊等部門非金屬接地體有廣泛的應(yīng)用前景。導(dǎo)電能力優(yōu)越的非金屬材料復(fù)合加工成非金屬接

30、地體，有機(jī)械壓模成型和澆注成型兩種加工方法。正常來講機(jī)械壓模法，是使用設(shè)備在幾到十幾噸的壓力下成型的，不但尺寸精度要求較高、有較好的外觀，更重要的是材料結(jié)構(gòu)致密、電化學(xué)性能好、抗大沖擊電流能力強(qiáng)，質(zhì)量也非常穩(wěn)定，但是生產(chǎn)成本較高，批量生產(chǎn)多采用；澆注成型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較松散、強(qiáng)度相對較低、導(dǎo)電性能很差，并且質(zhì)量也不穩(wěn)定，一些小型廠家少量生產(chǎn)使用這樣的辦法。選型時，應(yīng)該偏向前者，特別是接地體有抗大電流或大沖擊電流的要求時，不應(yīng)該采用澆注成型的非金屬接地體。非金屬接地體是不受腐蝕的接地體，非金屬股接地體的穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性、使用壽命都是現(xiàn)有接地材料中最好的，不需要做定期的改造和維護(hù)。非金屬接地體施工

31、需要的地網(wǎng)面積比傳統(tǒng)接地面積小很多，但是，在不同地質(zhì)條件下，也需要保證有足夠的接地面積才可以達(dá)到很好的功效。3.1.3離子接地系統(tǒng)傳統(tǒng)的金屬接地改進(jìn)成離子接地系統(tǒng)，從材料選用到工作原理都有巨大的變化，形成各種不同形狀的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)部分采用防腐蝕性能更好的金屬是這些接地系統(tǒng)的共同點(diǎn)，外面包裹這導(dǎo)點(diǎn)性能不算良好的不定性導(dǎo)電復(fù)合材料，一般稱為外填料；內(nèi)添加電解物質(zhì)及其載體組成的內(nèi)填料。不銹鋼、銅包鋼和純銅材接地系統(tǒng)是常用的金屬材料。與鋼材相比不銹鋼的防腐蝕性能較好，但是在埋地環(huán)境中肯定會有一定的銹蝕，不宜在腐蝕性嚴(yán)重的環(huán)境中使用的是以不銹鋼為主體的接地系統(tǒng)。通的表面經(jīng)過處理是很好的抗銹蝕材料。銅包鋼是

32、銅-鋼復(fù)合材料，鋼材表面覆蓋一層銅，生產(chǎn)方法有電鍍法和套管法，銅層表面的厚度從0.01mm到0.50mm，防腐效果越好表明厚度越厚。防腐蝕性能最好的材料是純銅材料，可是代價太高。因?yàn)榻拥叵到y(tǒng)一般伸展向垂直方向，因此接地面積非常小小，能達(dá)到嚴(yán)重局限于地形的工程需要。尤其是設(shè)計(jì)補(bǔ)償類型的接地系統(tǒng)。3.2 接地材料應(yīng)用 接地材料種類很多，廣泛使用的有各種接地體、降阻劑、離子接地系統(tǒng)和金屬材料等。金屬材料像扁鋼，常常用銅材代替，主要用在建設(shè)接地環(huán)境，大多接地工程會選用扁鋼。接地體有金屬接地體，此類接地體壽命比較短，接地電阻上升非?？?，頻繁地改造地網(wǎng)，較高的維護(hù)費(fèi)用。從傳統(tǒng)金屬接地體中產(chǎn)生的特殊結(jié)構(gòu)的接

33、地體，使用效果比較好，一般被叫做為中空或離子接地系統(tǒng)。另外就是非金屬接地體，使用相對方便，基本上沒有壽命的約束，各個方面都比較認(rèn)可。不同的接地材料各有局限和優(yōu)勢。實(shí)踐工程中要因地制宜地合理選用接地材料，用比較低的費(fèi)用達(dá)到工程的設(shè)計(jì)要求。幾種接地材料(方式)的比較，見表所示幾種接地材料(方式)的比較  傳統(tǒng)接地 降阻劑 非金屬接地 中空接地棒 類型 接地網(wǎng)與接地極 接地極 地網(wǎng)建設(shè)   簡單   較簡單 適用環(huán)境 通用 普通地網(wǎng)通用 惡劣地質(zhì)條件，腐蝕環(huán)境 地網(wǎng)面積小的城市或復(fù)雜山巖環(huán)境 價格比較 視土壤而定 低 較高 較高 抗腐蝕 低 有防腐作用 不被腐蝕 較好抗

34、腐能力 耐候性 不好 普通 優(yōu)異 較好 使用壽命 短 較長 最長 最長 第四章 接地不良導(dǎo)致的人身傷害事故4.1 經(jīng)過 1998年7月20日，某船舶修造廠發(fā)生一起低壓電焊機(jī)傷人事故，造成一名準(zhǔn)備除銹作業(yè)的工人觸電死亡。7月20日上午，某船舶修造廠船塢內(nèi)，一艘鋼質(zhì)漁船正在修理，條石和枕木把整個船體高高墊起，距離地面約0.8m。兩臺交流弧焊機(jī)放在船的甲板上，供電是由一把電源閘刀。船體及焊機(jī)沒有其他接零或接地方法。在船尾部立著一根發(fā)繡的角鋼和一根鍍鋅鋼管，一端插入地面，另一端靠在船體上，用于支撐準(zhǔn)備對船體進(jìn)行去銹油漆的踏板。焊接現(xiàn)場距離變壓器20m。8時30分，焊工許某像往常一樣，利用其中一臺焊機(jī)在

35、甲板上對船體進(jìn)行焊接作業(yè)，另一名工人李某在船尾準(zhǔn)備去銹作業(yè)，當(dāng)他的手握住靠在船尾的角鋼時，當(dāng)即觸電，后退幾步后，倒在甲板上，現(xiàn)場搶救無效死亡。4.2 事故分析事故發(fā)生后，經(jīng)現(xiàn)場勘察和測試分析，認(rèn)為這完全是一起電焊機(jī)空載電壓引起的觸電事故。經(jīng)測試，輸出空載電壓也在許可范圍內(nèi)，其中一臺為55V，另一臺為70V。 一般情況下，如此低的電壓值雖然能使人觸電，但不至于立即死亡。經(jīng)分析后，找出了導(dǎo)致李某觸電死亡的原因。第一，一般情況下，交流弧焊機(jī)的空載電壓不超過85V，電弧形成后，它的輸出電壓只有30V左右，似乎在“安全電壓”范圍內(nèi)，但它輸出的電流強(qiáng)度是很大的，通常要大于100A。低電壓對人體的傷害大都是

36、以電擊方式，造成電擊傷害的主要因素是電流。在焊接系統(tǒng)中，只要有空載電壓存在，回路能形成，致人死亡的強(qiáng)大電流就會出現(xiàn)。也就是說，在焊接過程中一旦被空載電壓觸電，就很容易引起死亡。第二，由于兩臺電焊機(jī)的接地回線都搭接在船舷上，根據(jù)交流弧焊機(jī)的特點(diǎn)，輸出端兩接線樁的電位是相等的，所以焊機(jī)一旦開啟，整個船體都帶有5570V的電位。由于船體被條石和枕木墊起(無其他接地裝置)，所以這一電位不會導(dǎo)向大地?？吭诖驳匿摴芎徒卿?，雖然一頭插入地面，但它與船體相靠的接觸點(diǎn)，由于油漆和鐵銹等因素電阻值很大，二者之間沒有構(gòu)成通路，因此船體上所具有的5570V電位始終無法導(dǎo)向大地。李某當(dāng)時腳穿拖鞋，手握角鋼，加上夏季人

37、體汗液較多，人體表面電阻下降，船體上的電位很快就通過人體和角鋼導(dǎo)向大地，為“隱性焊接"狀態(tài)創(chuàng)造了條件。第三，由于焊接現(xiàn)場距離變壓器只有20m，所以在焊機(jī)船體人體角鋼大地變壓器接地體之間就構(gòu)成了一條良好的導(dǎo)電回路，相當(dāng)于處在“隱性焊接”狀態(tài)。這時，在空載電壓的作用下，在回路中就有電流流過。這一電流雖然沒有理想焊接狀態(tài)下那么大，但也是一個不小的數(shù)值。經(jīng)測試，這一電流會隨著大地導(dǎo)電阻值的增大而減小。在事故現(xiàn)場，由于地面是海涂，大地導(dǎo)電性能相當(dāng)好，在上述的導(dǎo)電回路中，經(jīng)過人體的最小電流要達(dá)到焊機(jī)工作電流的10%，也就是說，如果焊機(jī)工作電流為150A，則通過該人體的電流就達(dá)到了15A，這一電流

38、屬于致命電流，能夠?qū)е氯擞|電后當(dāng)場死亡。4.3 事故教訓(xùn)與防范措施交流弧焊機(jī)空載電壓不但會造成觸電，而且危險(xiǎn)性還比較大。為了防止電焊機(jī)空載電壓觸電事故的發(fā)生，主要有兩條安全措施：一是保證焊接電纜線人體接地回線三者之間，不構(gòu)成導(dǎo)電回路。二是保證焊接電纜線或接地回線人體大地變壓器接地體之間不形成導(dǎo)電回路。應(yīng)采取的防范措施有以下幾點(diǎn)：（1） 嚴(yán)格按照電焊機(jī)的安全操作規(guī)程，正確使用電焊機(jī)。焊前應(yīng)檢查電焊機(jī)和工具的完好性能，如焊針和電纜絕緣，焊機(jī)外殼接地情況，各接線是否牢固可靠等。在焊機(jī)上盡量安裝使用空載自動斷電保護(hù)裝置，這樣既可避免空載電壓觸電危險(xiǎn)，又可節(jié)省空載電耗。（2） 按規(guī)定采取保護(hù)接地或接零措施。在與大地隔離或接地不良的焊件上焊接時，如在船塢上被墊起的鋼質(zhì)輪船、鍋爐壓力容器、架空的橋梁、鋼板等，應(yīng)注意防止在焊件與大地之問形成“腳腳"或“手腳”的“跨步”電壓觸電。要采用專門