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電氣設備的接地與測量分析

2018-06-20

電力系統中接地的部分一般是中性點(diǎn),也可以是相線(xiàn)上的某一點(diǎn)。電氣設備的接地部分則是正常情況下不帶電的金屬導體,一般為金屬外殼。電氣設備接地裝置由接地體和接地線(xiàn)組成。與土壤直接接觸的金屬體稱(chēng)為接地體;連接電氣設備與接地體之間的導線(xiàn)(或導體)稱(chēng)為接地線(xiàn)。

1.1安全保護接地。主要包括:為防止電力設施或電子電氣設備絕緣損壞、危及人身安全而設置的保護接地;為消除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的靜電積累,引起觸電或爆炸而設的靜電接地;為防止電磁感應而對設備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線(xiàn)外皮所進(jìn)行的屏蔽接地。其中保護接地應用為廣泛,它將機(外)殼接地。此種接地的目的是為了安全。

1.2系統接地。這種接地給電路系統提供一個(gè)基準電位(電位),同時(shí)也可將千擾引走。此種接地目的是為了抵制外部的千擾。

1.3防雷接地。為防止雷電過(guò)電壓對人身或設備產(chǎn)生危害,而設置的過(guò)電壓保護設備的接地,稱(chēng)為防雷接地,如避雷針、避雷器的接地。

1.4重復接地。在低壓配電系統的系統中,為防止因中性線(xiàn)故障而失去接地保護作用,造成電擊危險和損壞設備,對中性線(xiàn)進(jìn)行重復接地。系統中的重復接地點(diǎn)為:架空線(xiàn)路的終端及線(xiàn)路中適當點(diǎn);四芯電纜的中性線(xiàn);電纜或架空線(xiàn)路在建筑物或車(chē)間的進(jìn)線(xiàn)處。

1.5防靜電接地。為了消除靜電對人身和設備產(chǎn)生危害而進(jìn)行的接地,如將某些液體或氣體的金屬輸送管道或車(chē)輛的接地。

1.6屏蔽接地。為防止電氣設備因受電磁千擾,而影響其工作或對其他設備造成電磁千擾的屏蔽設備的接地。

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,還可以防止設備和線(xiàn)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。

2.1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,自裝過(guò)交流收音機的人幾乎都受到過(guò)電擊,但幾乎都能擺脫電源,因為此時(shí)人所處的環(huán)境千燥,皮膚也較千燥。接地是防止電擊的種有效的方法。

電氣設備通過(guò)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(fā)生故障時(shí),電氣設備的對地電位也越大,人觸及時(shí)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f就和相線(xiàn)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。

2.2保證電力系統的正常運行。電力系統的接地,又稱(chēng)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(gè)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。

2.3防止雷擊和靜電的危害。雷電發(fā)生時(shí),除了直接雷外,還會(huì )生產(chǎn)感應雷,感應雷又分為靜電感應雷和電磁感應雷。所有防雷措施中主要的方法是接地。

3電氣設備接地技術(shù)原則3.1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(shù)要求進(jìn)行保護接地。保護接地線(xiàn)除用以實(shí)現規定的工作接地或保護接地的要求外,不應作其他用途。

3.2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(gè)總的接地體,按等電位連接要求,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。

3.3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(mǎn)足各種接地中小的接地電阻要求。

3.4有特殊要求的接地,如弱電系統、計算機系統及中壓系統,為中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地時(shí),應按有關(guān)專(zhuān)項規定執行。

4電氣設備接地方法安全保護接地4.1.1保護接零。三相四線(xiàn)制供電系統中的中性線(xiàn),即為保護接零線(xiàn),它是電路環(huán)路的重要組成部分。在中性點(diǎn)直接接地的三相四線(xiàn)制電網(wǎng)中,電子電氣設備應保護接零。將電子電氣設備正常運行時(shí)不帶電的金屬外殼與電網(wǎng)的零線(xiàn)連接起來(lái),當相發(fā)生漏電或碰殼時(shí),由于金屬外殼與零線(xiàn)相連,形成單相短路,電流很大,使電路保護裝置迅速動(dòng)作,切斷電源。在采用接零保護時(shí),電源中線(xiàn)不允許斷開(kāi),如果中線(xiàn)斷開(kāi),將會(huì )失去保護作用。通常系統中采用零線(xiàn)重復接地的方法實(shí)現保護作用。

4.1.2保護接地。為防止觸電事故而裝設的接地,稱(chēng)之為保護接地。保護接地僅適用于中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)。凡在這個(gè)電網(wǎng)中的電氣設備的金屬外殼、支架及相連的金屬部分均應接地。中性點(diǎn)接地的電路系統不宜采用保護接地。

系統接地線(xiàn)既是各電路中的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)電流通道,又是各級電路通過(guò)共同的接地阻抗而相互耦合的途徑,從而形成電路間相互千擾的薄弱環(huán)節。所以,電子電氣儀器設備中的一切抗千擾技術(shù),都和接地有關(guān)。電子電氣儀器設備中的系統接地是否要接大地和如何接大地,與系統的工作穩定性有著(zhù)密切的關(guān)系,通常有4種方式。

4.2.1浮地方式。浮地就是不接大地,是一種懸浮的方式,其目的是將電路或設備與公共地或可能引起環(huán)流的公共導線(xiàn)隔離開(kāi)來(lái),從而抑制來(lái)自接地線(xiàn)的千擾。這種接地方式的缺點(diǎn)是設備不與大地直接相連,容易出現靜電積累現象,這樣積累起來(lái)的電荷達到一定程度后,在設備和大地之間會(huì )產(chǎn)生具有強大放電電流的靜電擊穿現象,這是一種破壞性很強的千擾源。

4.2.2單點(diǎn)接地方式。由于2點(diǎn)接地易形成接地環(huán)路,所以點(diǎn)接地的功能是消除和防止形成接地環(huán)路。單點(diǎn)接地有串聯(lián)和并聯(lián)2種方式。單點(diǎn)接地是為許多接在一起的電路系統提供共同點(diǎn)。

電流流過(guò)接地導線(xiàn)時(shí),導線(xiàn)中或多或少有阻抗。串聯(lián)接地電路電流11,2IN都經(jīng)過(guò)阻抗Z1,Z1是電路1,2N共有的共同阻抗,因此,電路1,2N的電位受11,2IN共同影響,它們之間互相牽制。而并聯(lián)接地方式?jīng)]有公共阻抗,電路1,2N互不千擾,所以并聯(lián)接地為簡(jiǎn)單實(shí)用。

4.2.3多點(diǎn)接地方式。對于高頻電路(信號頻率為10MHz以上,由于各元器件的引線(xiàn)和電路本身布局的電感都將增加接地線(xiàn)的阻抗,一點(diǎn)接地方式已不再適用。為了降低接地線(xiàn)阻抗及減少地線(xiàn)間的雜散電感和分布電容所造成的電路間的相互耦合,應短距離把各元器件接地端子接在此地面上。

4.2.4混合接地。電路系統既有低頻電路,又有高頻電路或數字電路時(shí),在系統中應采用混合接地方式。電路系統中的低頻部分采用單點(diǎn)接地,而高頻部分則需要多點(diǎn)接地,這樣的接地方式既包含了單點(diǎn)接地的特性,又包含了多點(diǎn)接地的特性,從而達到抑制千擾的目的。

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