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接地系統(tǒng)分析

    通過近一段時(shí)間在對(duì)現(xiàn)場設(shè)備及臨時(shí)電網(wǎng)的維修與維護(hù),發(fā)現(xiàn)許多問題的發(fā)生及一些最終的解決方法都是與接地有密切關(guān)系的,也讓我徹底改變了從前對(duì)供電系統(tǒng)及用電設(shè)備接地不重視、有時(shí)候則有要不要沒有關(guān)系的想法,讓自己總是停留在一個(gè)業(yè)余者的角度上。通過認(rèn)真地請(qǐng)教、查詢資料等途徑,來充實(shí)自己,并部分地總結(jié)如下。

    接地系統(tǒng)淺析,通過近一段時(shí)間在對(duì)現(xiàn)場設(shè)備及臨時(shí)電網(wǎng)的維修與維護(hù),發(fā)現(xiàn)許多問題的發(fā)生及一些最終的解決方法都是與接地有密切關(guān)系的,也讓我徹底改變了從前對(duì)供電系統(tǒng)及用電設(shè)備接地不重視、有時(shí)候則有要不要沒有關(guān)系的想法,讓自己總是停留在一個(gè)業(yè)余者的角度上。通過認(rèn)真地請(qǐng)教、查詢資料等途徑,來充實(shí)自己,并部分地總結(jié)如下。在電力系統(tǒng)中,接地是用來保護(hù)人身及電力、電子設(shè)備安全的重要措施。通常我們將接地分為工作接地、系統(tǒng)接地、防雷接地、保護(hù)接地,用他們來保護(hù)不同的對(duì)象,這幾種接地形式從目的上來說是沒有什么區(qū)別的,均是通過接地接地導(dǎo)體將過電壓產(chǎn)生的過電流通過接地裝置導(dǎo)入大地,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的,F(xiàn)代工廠在接地上都要求形成一張嚴(yán)密的網(wǎng),而所有的被保護(hù)對(duì)象都掛在這個(gè)安全的接地網(wǎng)上,但不同的接地都需要從接地裝置處的等電位點(diǎn)連接。

    對(duì)于防雷接地,主要是通過將雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過接地網(wǎng)這一有效途徑引入大地,從而對(duì)建筑物起到保護(hù)作用。一般有兩種避雷方式供選擇,其一是避雷針接地,其二是采用法拉第籠方式接地。它們是兩種不同的防雷模式,它們?cè)诜览自砩嫌酗@著的區(qū)別。避雷針的原理是空中攔截閃電、使雷電通過自身放電,從而保護(hù)建筑物免受雷擊,避雷針的保護(hù)范圍是從地面算起的以避雷針高度為滾球半徑的弧線下的面積,對(duì)于法拉第籠,它認(rèn)為避雷針的范圍很小,而且在避雷針保護(hù)的空間內(nèi)仍有電磁感應(yīng)作用,而且避雷針附近是強(qiáng)的電磁感應(yīng)區(qū),有很大的電位梯度,在它周圍有陡的跨步電壓存在,在這一范圍內(nèi)的人們有生命危險(xiǎn),鑒于種種觀點(diǎn),現(xiàn)在的防雷接地系統(tǒng)中法拉第籠占有重要地位。實(shí)驗(yàn)證明,一個(gè)封閉的金屬殼體是全屏蔽的,在雷電流通過時(shí),是沿著殼體的外表面流入大地,而在殼體的內(nèi)部沒有感應(yīng)電動(dòng)勢及磁通,即雷電流沒有對(duì)內(nèi)部的設(shè)備產(chǎn)生干擾效應(yīng)。而法拉第籠下部的環(huán)狀接地環(huán)、等電位均壓網(wǎng)也避免了人在此等電位環(huán)境中被雷擊的危險(xiǎn)。

    采用保護(hù)接地是當(dāng)前低壓電力網(wǎng)中的一種行之有效的安全保護(hù)措施。通常有兩種做法,即接地保護(hù)和接零保護(hù)。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是電氣工作的一個(gè)重點(diǎn),也就是我們通常說的接地。將電氣設(shè)備和用電裝置的金屬外殼與系統(tǒng)零線相接叫做接零。由于電力系統(tǒng)中采用保護(hù)接地,是我們對(duì)用電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)及電子等設(shè)備采取的接地保護(hù)措施,這樣就可以避免電器設(shè)備漏電、線路破損或絕緣老化漏電等漏電事故造成的傷害。通過接地導(dǎo)體將可能產(chǎn)生的線路漏電、設(shè)備漏電及電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)等產(chǎn)生的過電壓通過接地回路導(dǎo)入大地,而避免設(shè)備等的損壞及保證人生的安全。有了接地保護(hù),可以將漏電電流迅速導(dǎo)入地下,而實(shí)現(xiàn)此目的就是要求所有的用電設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)及電子、儀表設(shè)備都要與接地網(wǎng)可靠連接,簡單而言,在電力系統(tǒng)中,接地和接零的目的,一是為了電氣設(shè)備的正常工作,例如工作性接地;二是為了人身和設(shè)備安全,如保護(hù)性接地和接零。雖然就接地的性質(zhì)來說,還有重復(fù)接地,防雷接地和靜電屏蔽接地等,但其作用都不外是上述兩種。而針對(duì)不同的供電系統(tǒng),這些接地也有不同的選擇。兩種不同的保護(hù)方式使用的客觀環(huán)境又不同,如果選擇不當(dāng),不僅會(huì)影響對(duì)設(shè)備及人身的保護(hù)性能,還會(huì)影響電網(wǎng)的供電可靠性。對(duì)于不同供電方式所要求的接地系統(tǒng)也有區(qū)別,采取的保護(hù)措施也不同。

    保護(hù)接地中的接零保護(hù)與接地保護(hù)有幾個(gè)方面的不同。一是保護(hù)原理不同。接地保護(hù)的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地的泄露電流,使其不超過某一安全范圍,一旦超過某一整定值保護(hù)器就能自動(dòng)切斷電源;接零保護(hù)的原理是借助接零線路,使設(shè)備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時(shí),利用短路電流促使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。二是適用范圍不同。根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等相關(guān)因素。來選擇TT系統(tǒng)或TN系統(tǒng)(TN系統(tǒng)又可分為TN-C、TN-C-S、TN-S三種)不同的接地系統(tǒng)。我國現(xiàn)行的低壓公用配電網(wǎng)絡(luò),通常采用的是TT或TN-C系統(tǒng),實(shí)行單相、三相混合供電方式。即三相四線制380/220V配電,同時(shí)向照明負(fù)載和動(dòng)力負(fù)載供電。三是線路結(jié)構(gòu)不同。接地保護(hù)系統(tǒng)只有相線和地線,三相動(dòng)力負(fù)荷可以不需要中性線,只要確保設(shè)備良好接地就行了,系統(tǒng)中的中性線除電源中性點(diǎn)接地外,不得再有接地連接;接零保護(hù)系統(tǒng)要求無論什么情況,都必須確保保護(hù)中性線的存在,必要時(shí)還可以將保護(hù)中性線與接零保護(hù)線分開架設(shè),同時(shí)系統(tǒng)中的保護(hù)中性線必須具有多處重復(fù)接地。

    在中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中發(fā)生單相對(duì)地,非故障相對(duì)地電壓可能升高為1.732倍相電壓(即線電壓),由于電容的倍壓效益,接地點(diǎn)的間歇性電弧可能在電網(wǎng)中引起更高的過電壓,使非故障相的絕緣薄弱點(diǎn)被擊穿,造成兩相短路,尤其電纜線路會(huì)因電弧發(fā)熱得不到及時(shí)散發(fā)而爆炸。而對(duì)于一些中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),在發(fā)生單相漏電時(shí),因?yàn)闆]有泄露回路或回路電阻過大,而設(shè)備仍可以正常運(yùn)行的原因,而因接地電流很小,問題不容易暴露,而當(dāng)漏電電流一旦與接地良好的金屬連接,就有火花放電等現(xiàn)象發(fā)生,系統(tǒng)就出現(xiàn)工作不正,F(xiàn)象。因此對(duì)于這些小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相漏電時(shí),不允許長時(shí)間運(yùn)行,應(yīng)盡快查出漏電部位并采取保護(hù)。

    而對(duì)于中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),接地點(diǎn)與供電設(shè)備接地點(diǎn)之間就會(huì)形成回路,接地電流很大,這種系統(tǒng)被稱做大電流接地系統(tǒng),而兩個(gè)接地點(diǎn)的阻值越小,接地電流就越大。所以對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng),中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式下應(yīng)做到以下三點(diǎn):1、所有用電設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分,都必須采用保護(hù)接零或保護(hù)接地;2、在三相四線制的同一低壓配電系統(tǒng)中,保護(hù)接零和保護(hù)接地不能混用,即一部分采用保護(hù)接零,而另一部分采用保護(hù)接地,但若在同一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)采用保護(hù)接零和保護(hù)接地則是允許的,因?yàn)槠浒踩Ч茫?、要求中性線必須重復(fù)接地,因?yàn)樵谥行跃斷開的情況下,接零設(shè)備外殼上都帶有220V的對(duì)地電壓,這是絕不允許的。

    而有了這些很好的接地理論及體系,在設(shè)計(jì)及施工過程中,要實(shí)現(xiàn)徹底的接地保護(hù),有兩個(gè)工作重點(diǎn)也是不容忽視的。

    第一部分接地裝置的安裝,它們必須確保接地阻值在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi),具備安全、可靠的優(yōu)點(diǎn),而且需要通過定期的測量確定接地可靠性;

    第二部分就是引下線及接閃器,設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)及用電裝置殼體等與接地網(wǎng)的可靠、正確連接。因?yàn)橛锌赡芤稽c(diǎn)疏忽就可能對(duì)設(shè)備及人生的接地保護(hù)上失敗。例如,我們通常所有的接地連接在一起,構(gòu)成一張嚴(yán)密的網(wǎng),而各種設(shè)備與他們連接的點(diǎn)不同也是有很大區(qū)別的。如果你認(rèn)為,所有的接地都連接在一起,而選擇儀表接地時(shí)想就近,選擇了一根防雷引下線作為儀表系統(tǒng)接地的引入點(diǎn),在發(fā)生雷擊過電流時(shí),就有可能因大的雷擊過電流及強(qiáng)的電磁感應(yīng)對(duì)儀表設(shè)備及PLC等一些接地要求很嚴(yán)格的精密設(shè)備贊成損壞。所以接地連接需要我們一定按設(shè)計(jì)及規(guī)范施工。

    通常情況下,對(duì)于單個(gè)建筑物,從接地極、接地網(wǎng)(底下暗敷部分)到等電位接地板,需要將接地網(wǎng)引上點(diǎn)都接到此點(diǎn),再由此往各個(gè)設(shè)備及及需要接地保護(hù)的部位連接,這樣避免電器漏電或雷擊過電流給人造成傷害,也避免給其他設(shè)備造成損壞。漏電流直接由接地線通過等電位接地板對(duì)地放電,從而達(dá)到接地的目的。

 

 

發(fā)布時(shí)間:2012-4-23 訪問次數(shù):3600