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[摘 要]良好的接地是所有电气工程的重要措施。本文从电气设备接地的基本概念入手,浅析了电气设备接地保护的作用和分类,进一步强调电气设备接地保护的重要性,探讨正确、有效的接地和雷电击等相关的安全防护问题。
[关键词]接地;分类;作用;安全
中图分类号:S163 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)02-0063-01
接地是提高电气设备性能安全的重要手段之一。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响,又能防止电子电气设备向外部发射电磁波;而错误的接地常常会引入非常严重的干扰,甚至会使电子电气设备无法正常工作。我们现在的接地检测工作主要针对设备和大地的链接进行,这给我们一个错觉,以为电气设备的接地就是接大地,测试接地效果通常也是测一下接地电阻,其实这种认识是不全面的。那么电气设备的接地保护如何分类,接地的作用又有那些呢?这就要从接地的概念谈起。
将电力系统和电气设备的某一部分经接地线连接到接地极上,称为接地。亦可说成电气设备的任何部位与大地(土壤)间作良好的电气链接。电力系统中接地的部分一般是中性点,也可以是相线上的某一点。电气设备的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体,一般为金属外壳。
一、电气设备接地的作用
电气设备接地的目的有二:一是处于安全的考虑,二是为了抑制外部的干扰。人们往往只知道接地可防止人身遭受电击,其实接地除了这一作用外,还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统的正常运行。
1、防止电击
人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系,环境越潮湿,人体阻抗越低,也越容易遭受电击。接地是防止电击的一种有效方法。电气设备通过接地装置接地后,使电气设备的电位接近地电位,由于接地电阻的存在,电气设备对地电位总是存在的。电气设备的接地电阻越大,发生故障时,电气设备的对地电位也越大,人触及时的危险性也越大。但是,如果不设置接地装置,故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同,比起接地电压还要高出许多,因此危险性也相应增加。
2、保证电力系统正常运行
电力系统的接地,又称工作接地,一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小,对大型的变电站要求有一个接地网,保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地,如果中性点对地绝缘,就会使其它两相的对地电压升高至倍的相电压,其结果就是可能把工作电压为220V的电气设备烧坏。对中性点接地的系统,即使一相与地短路,另外两相仍可接近相电压,因此接于其它两相的电气设备不会损坏。此外,还可防止系统振荡,电气设备和线路只需按相电压考虑其绝缘水平
3、防止雷击和静电的危害
雷电发生时,除了直击雷外,还会产生感应雷,感应雷又分为静电感应雷和电磁感应雷。所有防雷措施中最主要的方法就是接地。
二、电气设备接地的分类
一般地说,电气设备有许多需要接地的部位,由于电路的性质和接地的目的不同,必须加以严格区分。接地按作用的不同分为两类:保护性接地和功能性接地。
1、四种保护性接地
(1)保护接地。为防止电气设备的绝缘损坏,将其金属外壳对地电压限制在安全电压内,避免造成人身电击事故,将电气设备的外露导体部分与大地连接成等电位,称为保护接地。电气设备的保护接地有两种方式:一是保护接零。三相四线制供电系统中的中性线即为保护接零线,它是电路环路的重要组成部分。二是保护接地。除零线以外,另外配备一根保护接地线,它与电子电气设备的金属外壳、底盘、机座等金属部件相连,一般情况下,保护接地线是没有电流流动的,即使有有电流流动也是非常小量的漏电流,所以说,在一般情况下,保护接地线上是没有电压降的,与之相连的电子电气设备的金属外壳都呈现地电位,保证了人身和设备的安全。
(2)防雷接地。将雷电流导入大地,防止雷电流使人受到电击或财产遭到破坏的接地,称为防雷接地。防雷接地的接地電阻与保护接地相比,要求不高,但它对因雷电流可能引起的反击要特别注意,因此防雷接地的设计和施工要特别慎重。
(3)防静电接地。将静电荷引入大地,防止由于静电积聚对人体和设备造成的危害,称为防静电接地。
(4)防电蚀接地。在地下埋设金属体作为牺牲阳极或牺牲阴极,保护与之连接的金属体,称为防电蚀接地。
2、四种功能性接地
(1)工作接地。为了保护电力系统的正常运行,在电力系统适当的地方进行接地,称为工作接地。在交流系统中,此典一般为中性点。
(2)逻辑接地。为了获得稳定的参考电位,将电气设备中的适当金属件作为参考“零”电位,需获得“零”电位的电子器件连接在此金属件上,这种接法称为逻辑接地。
(3)屏蔽接地。将金属外壳或金属网接地,保护金属外壳或金属网内的电气设备不受外界的电气干扰,或者使金属壳内或金属网内的电气设备不对外部电气设备造成干扰,这种方法称为屏蔽接地。
(4)信号接地。为保护信号具有稳定的基准电位而设置的接地,称为信号接地。
三、电气设备接地的技术原则
1、为保护人身和设备安全,各电气设备均应根据国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》进行保护接地。保护接地线除用以实现规定的工作接地或保护接地要求外,不应作其他用途。
2、不同用途和不同电压的电气设备,除有特殊要求外,一般应使用一个总的接地体,按等电位连接要求,应将建筑物金属构件、金属管道(输送易燃易爆物的金属管道除外)与总接地体相连接。
3、人工总接地体不宜设置在建筑物内,总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。4)有特殊要求的接地,如弱电系统、计算机系统及中压系统,为中性点直接接地或经小电阻接地时,应按有关专项规定执行。
四、结束语
接地问题是一个貌似简单,实质上却是一个十分复杂的系统工程。良好的接地系统设计,不仅可以有效地抑制外来电磁干扰的侵袭,使电气设备安全稳定和可靠的运行,而且保证较少地向外界大自然环境施放噪声和电磁污染;反之,不仅不能有效地抑制来自外界空间的电磁干扰,使电气设备的系统工作紊乱,同时还会向外界大自然环境施放噪声和电磁污染,危害大自然环境。所以,对于接地系统的问题必须给予足够的重视,从系统工程的角度出发,去研究解决电气设备的接地问题,一定会收到良好的经济效果和社会效果。
参考文献
[1] 曾永林.接地技术[M].北京:水利电力出版社,1979.
[2] GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].
[3] GB50343-2004.建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].
[4] 王时煦.建筑物防雷设计[M].北京:中国建筑出版社,1980.
[5] GB14050-2008.系统接地的形式及安全技术要求[S].
[关键词]接地;分类;作用;安全
中图分类号:S163 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)02-0063-01
接地是提高电气设备性能安全的重要手段之一。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响,又能防止电子电气设备向外部发射电磁波;而错误的接地常常会引入非常严重的干扰,甚至会使电子电气设备无法正常工作。我们现在的接地检测工作主要针对设备和大地的链接进行,这给我们一个错觉,以为电气设备的接地就是接大地,测试接地效果通常也是测一下接地电阻,其实这种认识是不全面的。那么电气设备的接地保护如何分类,接地的作用又有那些呢?这就要从接地的概念谈起。
将电力系统和电气设备的某一部分经接地线连接到接地极上,称为接地。亦可说成电气设备的任何部位与大地(土壤)间作良好的电气链接。电力系统中接地的部分一般是中性点,也可以是相线上的某一点。电气设备的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体,一般为金属外壳。
一、电气设备接地的作用
电气设备接地的目的有二:一是处于安全的考虑,二是为了抑制外部的干扰。人们往往只知道接地可防止人身遭受电击,其实接地除了这一作用外,还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统的正常运行。
1、防止电击
人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系,环境越潮湿,人体阻抗越低,也越容易遭受电击。接地是防止电击的一种有效方法。电气设备通过接地装置接地后,使电气设备的电位接近地电位,由于接地电阻的存在,电气设备对地电位总是存在的。电气设备的接地电阻越大,发生故障时,电气设备的对地电位也越大,人触及时的危险性也越大。但是,如果不设置接地装置,故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同,比起接地电压还要高出许多,因此危险性也相应增加。
2、保证电力系统正常运行
电力系统的接地,又称工作接地,一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小,对大型的变电站要求有一个接地网,保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地,如果中性点对地绝缘,就会使其它两相的对地电压升高至倍的相电压,其结果就是可能把工作电压为220V的电气设备烧坏。对中性点接地的系统,即使一相与地短路,另外两相仍可接近相电压,因此接于其它两相的电气设备不会损坏。此外,还可防止系统振荡,电气设备和线路只需按相电压考虑其绝缘水平
3、防止雷击和静电的危害
雷电发生时,除了直击雷外,还会产生感应雷,感应雷又分为静电感应雷和电磁感应雷。所有防雷措施中最主要的方法就是接地。
二、电气设备接地的分类
一般地说,电气设备有许多需要接地的部位,由于电路的性质和接地的目的不同,必须加以严格区分。接地按作用的不同分为两类:保护性接地和功能性接地。
1、四种保护性接地
(1)保护接地。为防止电气设备的绝缘损坏,将其金属外壳对地电压限制在安全电压内,避免造成人身电击事故,将电气设备的外露导体部分与大地连接成等电位,称为保护接地。电气设备的保护接地有两种方式:一是保护接零。三相四线制供电系统中的中性线即为保护接零线,它是电路环路的重要组成部分。二是保护接地。除零线以外,另外配备一根保护接地线,它与电子电气设备的金属外壳、底盘、机座等金属部件相连,一般情况下,保护接地线是没有电流流动的,即使有有电流流动也是非常小量的漏电流,所以说,在一般情况下,保护接地线上是没有电压降的,与之相连的电子电气设备的金属外壳都呈现地电位,保证了人身和设备的安全。
(2)防雷接地。将雷电流导入大地,防止雷电流使人受到电击或财产遭到破坏的接地,称为防雷接地。防雷接地的接地電阻与保护接地相比,要求不高,但它对因雷电流可能引起的反击要特别注意,因此防雷接地的设计和施工要特别慎重。
(3)防静电接地。将静电荷引入大地,防止由于静电积聚对人体和设备造成的危害,称为防静电接地。
(4)防电蚀接地。在地下埋设金属体作为牺牲阳极或牺牲阴极,保护与之连接的金属体,称为防电蚀接地。
2、四种功能性接地
(1)工作接地。为了保护电力系统的正常运行,在电力系统适当的地方进行接地,称为工作接地。在交流系统中,此典一般为中性点。
(2)逻辑接地。为了获得稳定的参考电位,将电气设备中的适当金属件作为参考“零”电位,需获得“零”电位的电子器件连接在此金属件上,这种接法称为逻辑接地。
(3)屏蔽接地。将金属外壳或金属网接地,保护金属外壳或金属网内的电气设备不受外界的电气干扰,或者使金属壳内或金属网内的电气设备不对外部电气设备造成干扰,这种方法称为屏蔽接地。
(4)信号接地。为保护信号具有稳定的基准电位而设置的接地,称为信号接地。
三、电气设备接地的技术原则
1、为保护人身和设备安全,各电气设备均应根据国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》进行保护接地。保护接地线除用以实现规定的工作接地或保护接地要求外,不应作其他用途。
2、不同用途和不同电压的电气设备,除有特殊要求外,一般应使用一个总的接地体,按等电位连接要求,应将建筑物金属构件、金属管道(输送易燃易爆物的金属管道除外)与总接地体相连接。
3、人工总接地体不宜设置在建筑物内,总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。4)有特殊要求的接地,如弱电系统、计算机系统及中压系统,为中性点直接接地或经小电阻接地时,应按有关专项规定执行。
四、结束语
接地问题是一个貌似简单,实质上却是一个十分复杂的系统工程。良好的接地系统设计,不仅可以有效地抑制外来电磁干扰的侵袭,使电气设备安全稳定和可靠的运行,而且保证较少地向外界大自然环境施放噪声和电磁污染;反之,不仅不能有效地抑制来自外界空间的电磁干扰,使电气设备的系统工作紊乱,同时还会向外界大自然环境施放噪声和电磁污染,危害大自然环境。所以,对于接地系统的问题必须给予足够的重视,从系统工程的角度出发,去研究解决电气设备的接地问题,一定会收到良好的经济效果和社会效果。
参考文献
[1] 曾永林.接地技术[M].北京:水利电力出版社,1979.
[2] GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].
[3] GB50343-2004.建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].
[4] 王时煦.建筑物防雷设计[M].北京:中国建筑出版社,1980.
[5] GB14050-2008.系统接地的形式及安全技术要求[S].