電氣設(shè)備接地的目的之一是為了保證用電安全,其涉及的是工頻系統(tǒng),而電子設(shè)備多為高頻,其接地應(yīng)考慮自身運(yùn)行的要求及整個系統(tǒng)的相互影響。其工作原理和結(jié)構(gòu)表明其參考電位并非工程中的接地,不能用簡單的處理方法將其一概作統(tǒng)一接地,如果接地不當(dāng),會產(chǎn)生問題。解決工程上的問題應(yīng)考慮現(xiàn)場實(shí)際情況,措施的異同會直接影響安裝和使用。
電氣裝置或電氣線路帶電部分的某點(diǎn)與大地連接、電氣裝置或其它裝置正常時不帶電部分某點(diǎn)與大地的人為連接都叫接地;也可說成電力設(shè)備、桿塔或過電壓保護(hù)裝置用接地線通過埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體與大地連接。電力系統(tǒng)中接地的部分一般是中性點(diǎn),也可以是相線上的某一點(diǎn),電氣設(shè)備的接地部分則是正常情況下不帶電的金屬導(dǎo)體,一般為金屬外殼。
1 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,自裝過交流收音機(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,電氣設(shè)備的對地電位也越大,人觸及時的危險(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,與接地電壓比較還是會高出很多,因此危險(xiǎn)性也相應(yīng)增加。
(2)保證電力系統(tǒng)的正常運(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220V的電氣設(shè)備燒壞。
(3)防止雷擊和靜電的危害
雷電發(fā)生時,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。
2 接地的類型
2.1 工作接地
為滿足電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的運(yùn)行要求,而將電力系統(tǒng)的某一點(diǎn)進(jìn)行接地,稱為工作接地,如電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地。
2.2 防雷接地
為防止雷電過電壓對人身或設(shè)備產(chǎn)生危害,而設(shè)置的過電壓保護(hù)設(shè)備的接地,稱為防雷接地,如避雷針、避雷器的接地。
2.3 保護(hù)接地
為防止電氣設(shè)備的絕緣損壞,將其金屬外殼對地電壓限制在安全電壓內(nèi),避免造成人身電擊事故,將電氣設(shè)備的金屬外殼通過接地線接地,稱為保護(hù)接地。
(1)電機(jī)、變壓器、照明器具、手持式或移動式用電器具和其它電器的金屬底座和外殼;
(2)電氣設(shè)備的傳動裝置;
(3)配電、控制和保護(hù)用的盤(臺/箱)的框架;
(4)交直流電力電纜的構(gòu)架、接線盒和終端盒的金屬外殼、電纜的金屬護(hù)層和穿線的鋼管;
(5)室內(nèi)、外配電裝置的金屬構(gòu)架或鋼筋混凝土構(gòu)架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬遮攔和金屬門。
3 電氣設(shè)備接地技術(shù)原則
(1)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)《系統(tǒng)接地的形式及安全技術(shù)要求》GB14050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。
(2)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。
(3)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。
(4)有特殊要求的接地,如弱電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及中壓系統(tǒng),為中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地時,應(yīng)按有關(guān)專項(xiàng)規(guī)定執(zhí)行。
4 接地裝置的技術(shù)要求
4.1 變(配)電所的接地裝置
(1)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25mm×4mm的扁鋼相連為閉合環(huán)形,外緣各角要做成弧形。
(2)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)貎鐾翆雍穸龋钚÷裨O(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。
4.2 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。
(2)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,其保護(hù)裝置的動作安全系數(shù)不小于4,為斷路器時,動作安全系數(shù)不小于2。
(3)接地干線與接地體的連接點(diǎn)不得少于2個,并在建筑物兩端分別與接地體相連。
(4)為防止測量接地電阻時產(chǎn)生火花引起事故,需要測量時應(yīng)在無爆炸危險(xiǎn)的地方進(jìn)行,或?qū)y量用的端鈕引至易燃易爆場所以外地方進(jìn)行。
4.3 直流設(shè)備的接地
由于直流電流的作用,對金屬腐蝕嚴(yán)重,使接觸電阻增大,因此在直流線路上裝設(shè)接地裝置時,必須認(rèn)真考慮以下措施:
(1)對直流設(shè)備的接地,不能利用自然接地體作為PE線或重復(fù)接地的接地體和接地線,且不能與自然接地體相連。
(2)直流系統(tǒng)的人工接地體,其厚度不應(yīng)小于5mm,并要定期檢查侵蝕情況。
5 接地裝置運(yùn)行
在接地裝置運(yùn)行中,接地線和接地體會因外力破壞或腐蝕而損傷或斷裂,接地電阻也會隨土壤變化而發(fā)生變化,因此,必須對接地裝置定期進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。
5.1 檢查周期
(1)變(配)電所的接地裝置一般每年檢查一次;
(2)根據(jù)車間或建筑物的具體情況,對接地線的運(yùn)行情況一般每年檢查1~2次;
(3)各種防雷裝置的接地裝置每年在雷雨季前檢查一次;
(4)對有腐蝕性土壤的接地裝置,應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況一般每3~5年對地面下接地體檢查一次;
(5)手持式、移動式電氣設(shè)備的接地線應(yīng)在每次使用前進(jìn)行檢查;
(6)接地裝置的接地電阻一般1~3年測量一次。
5.2 檢查項(xiàng)目
(1)檢查接地裝置的各連接點(diǎn)的接觸是否良好,有無損傷、折斷和腐蝕現(xiàn)象。
(2)對含有重酸、堿、鹽等化學(xué)成分的土壤地帶(一般可能為化工生產(chǎn)企業(yè)、藥品生產(chǎn)企業(yè)及部分食品工業(yè)企業(yè))應(yīng)檢查地面下500mm以上部位的接地體的腐蝕程度。
(3)在土壤電阻率最大時(一般為雨季前)測量接地裝置的接地電阻,并對測量結(jié)果進(jìn)行分析比較。
(4)電氣設(shè)備檢修后,應(yīng)檢查接地線連接情況,是否牢固可靠。
(5)檢查電氣設(shè)備與接地線連接、接地線與接地網(wǎng)連接、接地線與接地干線連接是否完好。
電氣設(shè)備接地問題探討
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