通过近一段时间在对现场设备及临时电网的维修与维护,发现许多问题的发生及一些解决(jué)方法都是与(yǔ)接地有密切关(guān)系的,也让我彻底改变了从前对供电系(xì)统及用电设备接地不重视、有时候则有要不要(yào)没有关系的想法,让自己总是停留在一个业余者的角(jiǎo)度上。通过(guò)认真地请教、查询资料等途径,来充实自己,并部分地总结如下。
接地系统浅析,通过(guò)近一段时间在对现场设备及临时(shí)电网的维修与维护,发现许多问题(tí)的发生及一些解决方法都是与接地有密切关系的,也让我彻底改变了从(cóng)前对供电系统及用电设(shè)备(bèi)接地(dì)不重视、有时候则(zé)有要不要没有关系的想法(fǎ),让自己总(zǒng)是停留在一个业(yè)余者的角度上。通过认真地请教(jiāo)、查(chá)询资料等途径,来充(chōng)实自己,并部分地总(zǒng)结如下。 在电力系统中,接地是用来保护(hù)人身(shēn)及电力、电子设备安全的重(chóng)要措施。通常我们将接地分为工(gōng)作接地、系统接(jiē)地、防雷接地、保护接地(dì),用他们来保护不同的对象,这几种接(jiē)地形式从目的上来说是(shì)没有什么区别的,均是通过接地接地导体将过电(diàn)压产生的过电流通过(guò)接地(dì)装置导入大地,从而实现保护的(de)目的。现代工厂在接地上(shàng)都要求(qiú)形成一(yī)张严密的网,而所有(yǒu)的被保护对象都挂在这(zhè)个安全的(de)接地网上,但不同的接地都需要从接地装置处的等电位点(diǎn)连接(jiē)。
对于防雷接地,主要(yào)是通过将雷(léi)电产生的雷击电流通过接地网这一有效途径引入大地,从而对建筑物起到保护作用。一般有两种避雷方式供选择,其一是避雷针接地,其二是(shì)采用法拉第笼方式接(jiē)地。它们是两种不(bú)同的防雷模式,它们(men)在防(fáng)雷原理上有显著的区别。避雷针的原理是空中拦截闪电、使雷电通过自(zì)身放电(diàn),从而保护建筑物免受雷击,避雷针的保护范围是从地面算起的以避雷(léi)针(zhēn)高度为滚球(qiú)半径的弧线下的面(miàn)积(jī),对于法拉第笼(lóng),它认(rèn)为避雷(léi)针的范围很(hěn)小,而且在避雷针保护的空间内仍有电磁感应作用,而且避雷(léi)针附近是强的电磁感应区,有(yǒu)很大的(de)电位梯度,在它周围有陡的跨步(bù)电压存在,在这一范围内的人们有生命危险,鉴于种种观点(diǎn),现在的防雷接地系统中法拉第笼占有重要地位(wèi)。实验证(zhèng)明,一(yī)个封闭的金属壳(ké)体是全屏蔽的,在雷电(diàn)流(liú)通过时,是沿着壳体的外表面流入大(dà)地,而在壳体的内部没有感应电动势及(jí)磁(cí)通,即雷电流没有对内部的设备产生干扰效应。而法拉(lā)第笼下部的环状接地环、等电位均压网也避免了人在此等(děng)电位环境中(zhōng)被雷击的危险。
采用保护接地是(shì)当前低压电力网中的一(yī)种行之有效的安全保护措(cuò)施。通常有两种做法,即接地保护和(hé)接零保护。将(jiāng)设备和用电装置的中(zhōng)性点、外壳或支架与接地装置用导体作(zuò)良好(hǎo)的电气连接是电气工作的一个重(chóng)点,也就是我们通常说(shuō)的(de)接地。将电气设备和用电装置的金属外壳与系统零线相(xiàng)接叫做接零。由于电力系统中采用保护接地,是我们对用电设备、金属结构及电子等(děng)设备采取的接地保(bǎo)护措(cuò)施,这样就可以避免电器设备漏电、线路破损或绝缘老化漏电(diàn)等漏电(diàn)事故造成的伤害。通过接地导体(tǐ)将可能产生的线路漏电、设备漏电及电磁感应、静电感应(yīng)等产生的过电(diàn)压通过接地回路导(dǎo)入大地,而避免设备等的损坏及保证人生的安(ān)全。有了接地保护,可以将漏电电(diàn)流迅速导入地下,而实现此(cǐ)目的就是要求(qiú)所有的用电设备、钢结构及电子、仪表设备都要与接地网(wǎng)可靠连接,简单而言,在电力系统(tǒng)中,接地和接零的目的(de),一是(shì)为了电气设备的(de)正常工作,例如工作性接地;二是为(wéi)了人身和设备安全,如保护性接地和接零。虽然就接地的性质(zhì)来说,还(hái)有重复(fù)接地,防雷(léi)接地(dì)和静电(diàn)屏蔽接地等(děng),但其作用都不外(wài)是上(shàng)述(shù)两种。而(ér)针(zhēn)对不同的供电系统(tǒng),这些接地也(yě)有不同的选(xuǎn)择。两种不同的保护方式(shì)使用的客观环境(jìng)又不同,如果选(xuǎn)择不当,不仅会影响对(duì)设备及人身的保护性能,还会影响电(diàn)网的供电可靠性。对于不同供电方式所要求的接地系(xì)统也有区别,采取的保护(hù)措施也不同。
保护接(jiē)地中的接零保护与接地保护有几个(gè)方面的不同。一是保护原理不同。接地保护的基本(běn)原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范(fàn)围,一旦超过(guò)某一(yī)整定值保护器就能(néng)自动切断电源;接零保护的原理是借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短(duǎn)路时,利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。二是适用范围不同。根据负荷分布、负(fù)荷密度和负荷性(xìng)质等相关因素。来选择TT系统或TN系统(TN系统(tǒng)又可(kě)分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种)不同的接地(dì)系统。我国(guó)现行的低压公用配电(diàn)网络,通常采用的是TT或TN-C系统,实行单相(xiàng)、三(sān)相混合供电方式。即三相四线制380/220V配电,同(tóng)时向照明负载和动力负(fù)载(zǎi)供电。三是线路结构不同。接地保护系统只有相线和地线,三相动力负荷(hé)可以不需要中性线(xiàn),只要(yào)确保设备良好(hǎo)接地就行(háng)了(le),系统中(zhōng)的中性线除电源中性(xìng)点接地外,不得再有接地连接;接零保护系统(tǒng)要(yào)求无论什么情况,都必须确保保(bǎo)护中性线的存(cún)在,必要时还(hái)可以(yǐ)将保护中性线与接零保护线分开架设,同时系统中的保护中性线必须(xū)具有多处重(chóng)复(fù)接地。
在中性点不(bú)接地的供电系统中发生单相对地,非故障相对地电压可能升高为(wéi)1.732倍相电压(即线电压),由于电容的倍(bèi)压效益,接地点的(de)间歇性电弧可能在电网中引起更高的过电压,使非故障(zhàng)相的绝缘薄弱点被击穿,造(zào)成两相短路,尤其电缆线路会因电弧发热得不到及时散发而爆炸。而对于一些中性点不接地系统,在发生单相(xiàng)漏电时,因为没有泄露回路或回路电阻(zǔ)过大,而设备(bèi)仍可以正常运行(háng)的原因,而因接(jiē)地电流很小,问题不容易暴露,而当漏电电流一旦与接地良好的金属连接,就有火花放电等现象发生,系统就出现工(gōng)作不正常现象。因此对于这些小电流接地系统发生单相漏电时,不允许(xǔ)长时间运行,应(yīng)尽快查出漏电部位(wèi)并采(cǎi)取保护。
而对于中(zhōng)性点接地的供电系统,当发(fā)生单相接地故障时,接地点与供电设备接地点之间就会形成回路,接地电流很(hěn)大,这种(zhǒng)系统被称做大(dà)电流接地系统,而两个接(jiē)地点的阻值越小,接地电流就(jiù)越大。所以对(duì)于中性点接地系统,中性点直接接地运行方式下应做到(dào)以下三点:1、所有用电设备在(zài)正常情况下不带电的金属部分,都必(bì)须采用保(bǎo)护(hù)接零或保(bǎo)护接地;2、在三相四线制(zhì)的(de)同一低压(yā)配电系统中,保护接零和保护接地不能(néng)混用(yòng),即一部分采用保护接零,而另一部(bù)分采用保(bǎo)护接地,但若(ruò)在同一台设备(bèi)上同时采用保护接零和(hé)保护接地则是允许的,因为其安全效果(guǒ)更好;3、要求(qiú)中性线必须重复接地,因为在中性线断开的(de)情况下,接零设备(bèi)外壳上都带有220V的对地电压,这是绝不允许的(de)。
而有了这些很好的接地理论及体系,在设计及施工过程中,要实现彻底的接地保护,有两(liǎng)个工作重点也是不容忽视的。
首先部分接地装置的安装,它们必须确保接地阻值在设(shè)计范围之内,具备安(ān)全、可靠的优(yōu)点,而且需要通(tōng)过定期的测量(liàng)确定接地可(kě)靠性;
第二部分就是引下线及接闪器,设备、金属结构及用电装置壳体等(děng)与接地(dì)网的可(kě)靠、正(zhèng)确连接。因为有可能一点疏忽就可能对设(shè)备及人生(shēng)的接地保护上失败。例如,我们通(tōng)常所有的接地连接在一起,构成一张严密的网(wǎng),而各(gè)种(zhǒng)设备与他们连接的点不同也是有很大区别的。如果你认为,所有的接地都连接在一(yī)起(qǐ),而选择仪表接地时想就近,选择了一根防雷(léi)引下线作为仪表系统接(jiē)地的引入点(diǎn),在发生雷击过电流时,就有(yǒu)可能因大的雷(léi)击过电流及强的电(diàn)磁感应对仪表设备及PLC等一些(xiē)接(jiē)地要求很严格的精密设备赞(zàn)成(chéng)损坏。所以接(jiē)地连接需要我们一定按设计及规范施工。
通常情况下,对(duì)于(yú)单(dān)个(gè)建筑(zhù)物,从接地极、接地网(底(dǐ)下暗敷部分)到等电位接地板,需要将接地网引上点都接到此点,再由此往各个设(shè)备及及需要接地(dì)保护的部位连接,这样避免电器漏电或雷击过电流给人造成伤害,也避免给其他设备造成损(sǔn)坏。漏电流直(zhí)接由接地线通(tōng)过等电(diàn)位接地板对地放电,从而达到接地的目的。