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防靜電接地及幾種常規接地

發布時間:2019-10-23

來源:上海慧方工位器具有限公司

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當沒有保護接地的電氣設備絕緣損壞時,其外殼有可能帶電,如果人體觸及電氣設備的外殼就可能被電擊傷或造成生命危險。

  (1)幾種接地概念

  1.保護接地

  保護接地,就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。

  當沒有保護接地的電氣設備絕緣損壞時,其外殼有可能帶電,如果人體觸及電氣設備的外殼就可能被電擊傷或造成生命危險。在中性點直接接地的電力系統中,接地短路電流經人身、大地流回中性點;在中性點埋直接接地的電力系統中,接地電流經人體流入大地,并經線路對地電容構成通路,兩種情況都能造成人身觸電。如果裝有接地裝置的電氣設備絕緣損壞使外殼帶電時,接地短路電流將同時沿著接地體和人體兩條通路流過,我們知道:在一個并聯電路里,通過每條支路的電流值與電阻的大小成反比,即式中IR/I’d=rd/rR。I’d——沿接地體流過的電流;IR——流經人體的電流;rR——人體的電阻;rd——接地裝置的接地電阻。

  由上式可以看出,接地裝置的接地電阻越小,流經人體的電流也越小,通常人體電阻要比接地電阻大數百倍,流經人體的電流也比流過接地體的電流小數百倍。當接地電阻級小時,流過人體的電流幾乎等于零。即Id≈I’d。實際上,由于接地電阻很小,接地短路電流流過時所產生的壓降很小,故外殼對大地的電壓是不高的。人站在大地上去碰觸外殼時,人體所承受的電壓很低,不會有危險。所以,加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻是避免觸電危險的有效措施。

  2.工作接地

  將電力系統中的某一點(通常是中性點)直接或經特殊設備(如消弧線圈、阻抗、電阻等)與大地作金屬連接,稱為工作接地。

  工作接地的作用如下:

  ①主要是中性點接地,這是系統運行的需要。在高壓系統里。采取中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電

  弧接地過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移,保持三相電 壓基本平衡,對于低壓系統很有意義,可以方便使用單相電源。另外在兩線一地供電系統中,由于將一相工作接地,借助大地作一相導體,降低了線路建設投資。

  ②降低人體的接觸電壓:在中性點絕緣的系統中,當一相接地,而人體又觸及另一相時,人體所受到的接觸電壓將超過相電壓而成為線電壓,即為相電壓的√3倍。當中性點接地時,因中性點的接地電阻很小或近似于零,與地間電位差亦近似于零,當一相碰地而人體觸及另一相時,人體的接觸電壓只接近或等于相電壓。因此降低了人體的接觸電壓。

  ③迅速切斷故障設備在中性點絕緣的系統中,當一相接地時接地電流很小,因此,保護設備不能迅速動作切斷電流,故障將長期持續下去。在中性點接地系統中就不同了,當一相接地時,接地電流成為很大的單相短路電流,保護設備能準確而迅速動作切斷故障線路,保證其他線路和設備正常運行。

  ④ 降低電氣設備和電力線路的設計絕緣水平:如上所述,因中性點接地系統中一相接地時,其它兩相的對地電壓不會升高至相電壓的√3倍,而且近似于或等于相電壓,所以在中性點接地系統中,電氣設備和線路在設計時,其絕緣水平只按相電壓考慮。故降低了建設費用,節約了投資。

  3.重復接地

  在有重復接地的低壓供電系統中,當發生接地短路時,能降低零線的對地電壓;當零線發生斷路時,能使故障程度減輕;對照明線路能避免因零線斷線又同時發生某相碰殼時而引起的燒毀燈泡等事故。

  在沒有重復接地的情況下,當零線發生斷線時,在斷線點后面只 要有一臺用電設備發生一相碰殼短路,其他外殼接零設備的外殼上都會存在著接近相電壓的對地電壓。而有重復接地時,斷線點后面設備外殼上的對地電壓Ud的高低,由變壓器中性點的接地電阻與重復接地裝置的接地電阻分壓決定,即Ud=Ux ? rn/(rO+rn). 式中Ud即設備外殼上的對地電壓;Ux——相電壓;rO——變壓器中性點接地電阻;rN——重復接地電阻。一般rN﹥rO故外殼電壓仍然較高,對人體仍可造成危害。如果是多處重復接地(并聯),則接地電阻值很低,零線斷路點后面碰相外殼的對地電壓Ud也就很小,對人體的危險就會大大減輕。

  由上述分析可知,零線斷線是影響安全的不利因素,故應盡量避免發生零線斷線現象。這就要求在零線施工時注意安裝質量,零線上不得裝設保險絲及開關設備,同時在運行中注意加強維護和檢查。

  4.中性點,零點和中性線、零線

  發電機、變壓器和電動機的三相繞組星形連接的公共點稱為中性點,如果三相繞組平衡,由中性點到各相外部接線端子間的電壓絕對值必然相等。如果中性點是接地的,則該點又稱作零點。從中性點引出的導線,稱作中性線;從零點引出的導線,稱作零線。

  5.防雷接地

  為把雷電流迅速導入大地以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。防雷接地裝置包括以下部分:

  ①雷電接受裝置:直接或間接接受雷電的金屬桿(接閃器)如避雷針、避雷帶(網)、架空地線及避雷器等。

  ②接地線(引下線):雷電接受裝置與接地裝置連接用的金屬導體。

  ③接地裝置:接地線和接地體的總和。雷電接受裝置、引下線和接地裝置總稱為防雷保護裝置。

  各種防雷接地裝置的工頻接地電阻,一般應根據落雷時的反擊條件來確定。防雷裝置與電氣設備的工作接地合用一個總的接地網時,接地電阻應符合其中最小值的要求,各類防雷專用接地裝置的接地電阻,一般不大于下列數值:

  *室外單獨裝設的避雷針,一般不大于1Ω,在高土壤電阻率地區,在滿足不反擊的條件下,也可適當增大;

  *變電所構架上允許裝設的避雷針,其接地點除與主接地網相連外,還應做集中接地裝置(接地電阻不大于10Ω),但避雷針的接地點與主變壓器的接地點在地中沿接地體的長度必須大于15m;

  *電力線路架空避雷線的接地電阻,根據土壤電阻率不同,分別為10~30Ω;

  *單獨裝設的閥型避雷器、管型避雷器、保護間隙其接地電阻為10Ω;

  *煙囪的避雷針接地電阻為30Ω;

  *水塔上避雷針接地電阻為30Ω;

  *架空引入線瓷瓶腳接地電阻為20Ω。

  6.靜電接地

  將帶靜電物體或有可能產生靜電的物體(非絕緣體)通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地叫靜電接地。靜電接地電阻一般要求不大于10Ω

  (2)防靜電接地和其它幾種接地關系

  防靜電工程中靜電防護區的地線較為常用的敷設方法有兩種:一種是專從埋設的地線接地體引出的接地線,單獨敷設到生產線的防靜電作業崗位。以便做靜電泄漏之用,單獨敷設的接地導線通常使用大于1mm厚,約25mm寬鍍鋅鐵皮或用截面大于4~6mm2的銅芯軟線單獨引入;二是采用三相五線制供電系統中的地線,引出電源零線的同時,單獨引出大地地線作防靜電接地母線,工程上稱謂“一點引出電阻隔離”,電源主變電箱至大地的接地電阻應小于4Ω。

  在一般情況下靜電接地可以和保護接地或有重復接地的工作接地共用一個接地體。靜電接地應盡可能避開和某些精密儀器的信號接地、微小參量儀器的接地共用一個接地體。因為靜電接地泄放靜電有時可產生較高脈沖,對儀器產生干擾。

  靜電接地應和防雷接地分開。因為防雷接地在泄放雷電流時,可產生較高反擊電壓,通過靜電接地能將反擊電壓引入靜電防護區造成安全事故或將儀器設備損壞。在工程中靜電接地應與防雷接地相隔20m距離。

  對于某些建筑物,由于在設計中以將防雷接地和其他接地共用一個接地體,此時系統接地電阻必須小于1Ω。另外在其它地線支路(不包括防雷地線支路)必須裝設防反擊的裝置(壓敏元件等)和防雷接地連接,形成等電位體。

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