電氣接地基礎(chǔ)知識詳解

電氣接地基礎(chǔ)知識詳解一、 接地的概念接地是為了防止觸電或保護(hù)設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)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(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點(diǎn)、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。二、 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(shí)接地除了這一作用外，還可以防止設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)、防止雷擊、防止靜電損害和保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。1、防止電擊人體阻抗和所處環(huán)境的狀況有極大的關(guān)系，環(huán)境越潮濕，人體的阻抗越低，也越容易遭受電擊。例如，裝過交流收音機(jī)的人幾乎都受到過電擊，但幾乎都能擺脫電源，因?yàn)榇藭r(shí)人所處的環(huán)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(shè)備通過接地裝置接地后，使電氣設(shè)備的電位接近地電位。由于接地電阻的存在，電氣設(shè)備對地電位總是存在的，電氣設(shè)備的接地電阻越大，發(fā)生故障時(shí)，電氣設(shè)備的對地電位也越大，人觸及時(shí)的危險(xiǎn)性也越大。但是，如果不設(shè)置接地裝置，故障設(shè)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(xiǎn)性也相應(yīng)增加。2、保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行電力系統(tǒng)的接地，又稱工作接地，一般在變電站或變電所對中性點(diǎn)進(jìn)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(wǎng)，保證接地電阻小而且可靠。工作接地的目的是使電網(wǎng)的中性點(diǎn)與地之間的電位接近于零。低壓配電系統(tǒng)無法避免相線碰殼或相線斷裂后碰地，如果中性點(diǎn)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(jié)果可能把工作電壓為220的電氣設(shè)備燒壞。對中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)，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(shè)備不會損壞。此外可防止系統(tǒng)振蕩，電氣設(shè)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(fā)生時(shí)，除了直接雷外，還會生產(chǎn)感應(yīng)雷，感應(yīng)雷又分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。三、接地種類常見的接地種類有以下幾項(xiàng)：重復(fù)接地、保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。1、重復(fù)接地重復(fù)接地就是在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，在零干線的一處或多處用金屬導(dǎo)線連接接地裝置。在低壓三相四線制中性點(diǎn)直接接地線路中，施工單位在安裝時(shí)，應(yīng)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(diǎn)超過50米的配電線路，接入用戶處的零線仍應(yīng)重復(fù)接地，重復(fù)接地電阻應(yīng)不大于10歐。2、 保護(hù)接地電氣設(shè)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(hù)接地。保護(hù)接地主要應(yīng)用在中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中。倘若不采用保護(hù)接地措施，那么人體觸及帶電外殼時(shí)，由于輸電線和大地之間存在分布電容而構(gòu)成回路，使人體有電流通過而發(fā)生觸電事故。倘若電氣設(shè)備采用了保護(hù)接地措施，那么人體觸及帶電外殼時(shí)，人體與保護(hù)接地裝置的電阻并聯(lián)。由于接地電阻小于人體電阻，此時(shí)可以認(rèn)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(wǎng)示意圖地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測量和控制精度而設(shè)的接地。它分為機(jī)器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統(tǒng)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(shè)備的防雷主要是用避雷器（包括避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)和消雷裝置等）。避雷器的一端與被保護(hù)設(shè)備相接，另一端連接地裝置。當(dāng)發(fā)生直擊雷時(shí)，避雷器將雷電引向自身，雷電流經(jīng)過其引下線和接地裝置進(jìn)入大地。此外，由于雷電引起靜電感應(yīng)副效應(yīng)，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(nèi)的金屬設(shè)備、金屬管道和鋼筋結(jié)構(gòu)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(nèi)電工設(shè)備的絕緣擊穿，從而造成火災(zāi)或人身觸電傷亡事故，所以還要將線路上和進(jìn)屋前的絕緣瓷瓶鐵腳接地。4、 屏蔽接地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(shù)在電熱、醫(yī)療、無線電廣播、通信、電視臺和導(dǎo)航、雷達(dá)等方面得到了廣泛應(yīng)用。人體在電磁場作用下，吸收的輻射能量將發(fā)生生物學(xué)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(chǎn)生磁場的設(shè)備外殼設(shè)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(qiáng)度，達(dá)到減輕或消除電磁場對人體危害的目的，也可以保護(hù)屏蔽接地體內(nèi)的設(shè)備免受外界電磁場的干擾影響。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)。四、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(shè)備由于絕緣性能不好或使用環(huán)境潮濕，會導(dǎo)致其外殼帶有一定靜電，嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生觸電事故。為了避免出現(xiàn)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(fā)生漏電時(shí)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(shí)，有時(shí)會因?yàn)殡娎予F帶電而擊穿損壞電器中的集成電路，這一點(diǎn)比較重要。使用電腦的朋友有時(shí)也會忽略主機(jī)殼接地，其實(shí)給電腦主機(jī)殼接根地線，在一定程度上可以防止死機(jī)現(xiàn)象的出現(xiàn)。在電力系統(tǒng)中接地線：是為了在已停電的設(shè)備和線路上意外地出現(xiàn)電壓時(shí)保證工作人員的重要工具。按規(guī)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(shè)備外殼等部位及時(shí)的將因各種原因產(chǎn)生的不安全的電荷或者漏電電流導(dǎo)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(dǎo)體。五、接地方式現(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、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(tǒng)接地、通訊設(shè)備的各類接地以及其他設(shè)備的接地分別接入相互分離的接地系統(tǒng)，由于地線系統(tǒng)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(shí)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(dāng)某一設(shè)施被雷擊中，容易形成地下反擊，損壞其他設(shè)備。2、聯(lián)合接地方式聯(lián)合接地方式也稱單點(diǎn)接地方式，即所有接地系統(tǒng)共用一個共同的“地”。聯(lián)合接地有以下一些特點(diǎn)：整個大樓的接地系統(tǒng)組成一個籠式均壓體，對于直擊雷，樓內(nèi)同一層各點(diǎn)位比較均勻;對于感應(yīng)雷，籠式均壓體和大樓的框架式結(jié)構(gòu)對外來電磁場干擾也可提供10-40dB的屏蔽效果；一般聯(lián)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；旱天接地雷節(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。六、接地線接法在直流地的接法上可以分為3種類型：串聯(lián)接地、并聯(lián)接地和網(wǎng)狀接地。1、 串聯(lián)接地機(jī)房中設(shè)備直流地線以串聯(lián)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(tǒng)中應(yīng)用較多。其缺點(diǎn)是在要求較高配置時(shí)，從防止噪聲的角度來看，因串聯(lián)接地，各串聯(lián)的電阻使得各點(diǎn)電位產(chǎn)生偏差，容易產(chǎn)生噪聲。2、 并聯(lián)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(guān)，各點(diǎn)間的電位差較平衡，可獲得較好的低頻接地，因此應(yīng)用得較多。由于計(jì)算機(jī)的直流電壓較低，各機(jī)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(wǎng)狀地在大型機(jī)房中，對地要求相對嚴(yán)格，目前廣泛使用網(wǎng)狀地線作為直流地，稱為網(wǎng)狀地。直流網(wǎng)狀地是用一定截面積的銅帶在活動地板下面交叉排列成600mmX600mm的方格，其交叉點(diǎn)與活動地板支撐點(diǎn)的位置交錯排列，腳點(diǎn)處用錫焊焊接或壓接在一起。為了使直流網(wǎng)狀地和大地絕緣，在銅帶下面應(yīng)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10MQ以上。直流網(wǎng)狀地系統(tǒng)不僅有助于更好地保證邏輯電路電位參考點(diǎn)的一致，而且大大提高了機(jī)器內(nèi)部和外部抗干擾能力。但是網(wǎng)狀地系統(tǒng)比較龐大，施工復(fù)雜，且費(fèi)用較高，因而只適用在大型計(jì)算機(jī)機(jī)房中應(yīng)用。七、處理共地地線需要注意問題接地電阻一一共用接地地樁的接地電阻應(yīng)滿足各種接地中最小接地電阻的要求。為防止接地系統(tǒng)的相互干擾，確保對建筑物的絕緣，接地母線應(yīng)使用帶有絕緣外皮的屏蔽線，屏蔽套的一端應(yīng)進(jìn)行接地。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(yīng)按照上述要求在其未接入同一地樁之前彼此應(yīng)保持嚴(yán)格的絕緣。在直流地與機(jī)殼安全地分開接地的計(jì)算機(jī)設(shè)備中，因其直流地與機(jī)架嚴(yán)格絕緣，各自分別接系統(tǒng)地樁，但有些計(jì)算機(jī)的機(jī)殼與直流地在電器上是接在一起的，其交流設(shè)備的工作地與機(jī)殼是嚴(yán)格絕緣的。八、 電氣設(shè)備接地技術(shù)原則為保證人身和設(shè)備安全，各種電氣設(shè)備均應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14050《系統(tǒng)接地的形式及安全技術(shù)要求》進(jìn)行保護(hù)接地。保護(hù)接地線除用以實(shí)現(xiàn)規(guī)定的工作接地或保護(hù)接地的要求外，不應(yīng)作其它用途。不同用途和不同電壓的電氣設(shè)備，除有特殊要求外，一般應(yīng)使用一個總的接地體，按等電位聯(lián)接要求，應(yīng)將建筑物金屬構(gòu)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。人工總接地體不宜設(shè)在建筑物內(nèi)，總接地體的接地電阻應(yīng)滿足各種接地中最小的接地電阻要求。九、 接地裝置的技術(shù)要求1、變(配)電所的電氣設(shè)備接地變(配)電所的接地裝置的接地體應(yīng)水平敷設(shè)。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25mmX4mm的扁鋼相連為閉合環(huán)形，外緣各角要做成弧形。接地體應(yīng)埋設(shè)在變(配)所墻外，距離不小于3m，接地網(wǎng)的埋設(shè)深度應(yīng)超過當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸?，最小埋設(shè)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(hù)接地，要分別與人工接地網(wǎng)連接。(4)避雷針(線)宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。2、易燃易爆場所的電氣設(shè)備的保護(hù)接地(1)易燃易爆場所的電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、金屬管道和建筑物的金屬結(jié)構(gòu)均應(yīng)接地，并在管道接頭處敷設(shè)跨接線。在1kV以下中性點(diǎn)接地線路中，當(dāng)線路過電流保護(hù)為熔斷器時(shí)，其保護(hù)裝置的動作安全系數(shù)不小于4,為斷路器時(shí)，動作安全系數(shù)不小于2。接地干線與接地體的連接點(diǎn)不得少于2個，并在建筑物兩端