地網(wǎng)與接地參考

1、第三章 地網(wǎng)與接地1.地網(wǎng)、接地線、接地裝置及接地電阻2.幾種不同的接地概念 3. 接地的作用分類(lèi)1.地網(wǎng)、接地線、接地裝置及接地電阻大地可以認(rèn)為是可吸收無(wú)限電荷的等電位零電位體。為防止帶電設(shè)備絕緣損壞造成人身傷害，帶電設(shè)備的金屬外殼均經(jīng)過(guò)接地線接地，大地?zé)o端子，需要設(shè)置接地極并構(gòu)成接地電阻很小地網(wǎng)。裝置與地網(wǎng)之間的連線就初步稱之地線。接地裝置是接地極與接地線的總稱。地網(wǎng)與大地是一個(gè)等電位的零電位體，這只是人們對(duì)地線或地網(wǎng)等電位的一種期望。實(shí)際上，當(dāng)?shù)鼐€或地網(wǎng)上有電流流動(dòng)時(shí)，因?yàn)榈鼐€或地網(wǎng)上的任意兩點(diǎn)間會(huì)產(chǎn)生電壓差。因此，我們應(yīng)該將地線或地網(wǎng)上的電位想像成象大海中的波浪一樣，此起彼伏。當(dāng)然，在

2、一般正常情況下，無(wú)雷擊和故障電流的流通的情況上，地網(wǎng)上流過(guò)的電流是不大的，可認(rèn)為地網(wǎng)上各點(diǎn)的電位也不會(huì)相差很大，基本為零電位。 但是在實(shí)際工作中，造成電磁干擾的信號(hào)往往是脈沖信號(hào)，在高頻情況下，地線或地網(wǎng)的各點(diǎn)會(huì)呈現(xiàn)出高阻抗。地線的阻抗隨頻率變化頻率HZD=0.65D=0.27D=0.065D=0.0410cm1m10cm1m10cm1m10cm1m1051.4m517m327m3.28m5.29 m52.9m13.3m133 m1k4294m7.14m623 m8.91m5.34 m53.9m14 m144 m100k42.6m712m54 m828 m71.6 m1.090.3m1.071

3、M426m7.12540 m8.28714 m10783 m10.65M2.1335.52.741.33.57503.865310M4.2671.25.482.87.141007.710650M21.33562741435. 50038.5530100M42.65471.477150M63.981107115地網(wǎng)的接地電阻 接地網(wǎng)中的接地體與大地之間不可能形成同一體，它們之間存在一層接觸層，這個(gè)接觸層形成的電阻稱之為流散電阻，流散電阻越小，說(shuō)明接地越良好。流散電阻是接地電阻的主體。一般情況下，由于接地極、接地端子等自身的電阻都小得可以忽略不計(jì)，所以接地電阻基本上就等于流散電阻。接地極組的流散電

4、阻，并不等于各單一接地極流散電阻的并聯(lián)值（電流流入各單一接地極時(shí)，將受到相互的限制），更確切的說(shuō)，接地阻抗是大地阻抗效應(yīng)的總和。以上所談的接地電阻，系指在低頻、電流密度不大的情況下測(cè)得的電阻。（接地點(diǎn)的電位U與此點(diǎn)接地電流I的比值定義為接地電阻R）。雷電流時(shí)接地裝置的沖擊電阻 雷電流流過(guò)接地裝置時(shí)，電流密度增大，以致接地極與土壤間的氣層等處發(fā)生火花放電現(xiàn)象，這就使土壤的電阻率變小和土壤與接地極間的接觸面積增大。結(jié)果，相當(dāng)于加大接地極的尺寸，降低了接地電阻值，稱沖擊電阻，乃是時(shí)間的函數(shù)。 導(dǎo)線并聯(lián)減小交流阻抗對(duì)于減小交流阻抗，增加導(dǎo)線的直徑總是有限的，為了減小交流阻抗，一個(gè)有效的方法是多根導(dǎo)線并

5、聯(lián)。當(dāng)兩根導(dǎo)線并聯(lián)時(shí)，其總電感L為：式中L1是單根導(dǎo)線的電感，M是兩根導(dǎo)線之間的互感。2幾種不同的接地概念 （1）“接地”就是接大地。這是人們常說(shuō)的最典型的解釋?！敖拥亍本褪侵笇⒌孛嫔系慕饘傥矬w或電氣回路的某一節(jié)點(diǎn)，通過(guò)接地線與地網(wǎng)相連，使物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位（零電位）。（2）“接地”就是“接零” 在低壓交流電網(wǎng)中，接了地的中性線稱為“零線”。“接零”就是通過(guò)中性線（或保護(hù)線）與大地連接，所以有時(shí)把“接零”也稱作“接地”。 這種接地與直接接大地不同，由于它要通過(guò)中性線才能與大地連接，其接地的良好程度與可靠性，主要決定于零線的可靠性與接零回路的阻抗。（3）“接地”就是接機(jī)殼，在電子電路中，

6、“接地”往往是指設(shè)備的機(jī)殼接地。對(duì)電子電路來(lái)說(shuō)，“零電位”（參考點(diǎn)、或中性線）不一定非要接大地，只要在局部范圍內(nèi)，有一個(gè)共同的、相對(duì)的“零電位”就可以了。把基準(zhǔn)電位的連線稱為工作地（又稱系統(tǒng)地），以區(qū)別于安全目的的接地。它的接地工作方式有三種：直接接地，經(jīng)電容接地，浮地方式。（4）自來(lái)水管道、暖氣管道、煤所管道不能作為接地極使用，這里特別提出。它們不是接地極，若當(dāng)作接地極來(lái)使用，還應(yīng)有其它條件，如整個(gè)系統(tǒng)不能使用塑料制品，檢修管道不能中斷接地等條件。更不能允許人接觸管道時(shí)，使人產(chǎn)生麻電現(xiàn)象。3 接地的作用分類(lèi)一般分為保護(hù)性接地和功能性接地兩種； （1）保護(hù)性接地 （2）功能性接地（1）保護(hù)性接

7、地（A）防電擊接地 （B）防雷接地 （C）防靜電接地 （D）防電蝕接地 （E）檢修接地（A）防電擊接地 為了保證人身安全，將電力設(shè)備的金屬外殼（包括電纜的金屬外皮，電力線路的桿塔等不帶電的金屬部分）與接地體相連接，稱為保護(hù)接地。保護(hù)接地的作用是為了防止電力設(shè)備損壞時(shí)，金屬外殼帶電而造成人身觸電. 機(jī)殼接地保護(hù)電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)帶電體絕緣損壞機(jī)殼接地保護(hù)示意圖 機(jī)殼接零保護(hù)三相四線供電系統(tǒng)Id短路電流；R0中性點(diǎn)接地電阻；Rc重復(fù)接地電阻中性線與保護(hù)是合一的稱TN-C系統(tǒng)同一供電系統(tǒng)中，不允許某些設(shè)備采用保護(hù)接零，而另外一部分設(shè)備采用保護(hù)接地Id短路電流；R0中性點(diǎn)接地電阻；Rd接地保護(hù)接地電

8、阻圖中故障發(fā)生時(shí)，由于地電阻大，短路電流不足使熔斷器動(dòng)作，短路電流流過(guò)R0，變壓器中性點(diǎn)電位抬高，觸電機(jī)會(huì)提高。機(jī)殼重復(fù)接地及作用Id:短路電流； R0：中性點(diǎn)接地電阻； RC 重復(fù)接地的接地電阻機(jī)殼接零(接地)將形成“接地污染”注意“接地污染”，不要將中性線斷開(kāi)接至地網(wǎng)（B）防雷接地 防雷接地是指為了消除雷電過(guò)電壓危害，電力設(shè)備裝設(shè)的防雷保護(hù)裝置（如避雷針、避雷器、避雷線等）的接地。它的作用是流散雷電流，以避免危及電力設(shè)備和人身安全。 防雷接地點(diǎn)，是高頻雷電流散流注入點(diǎn)，散流時(shí)有高電位產(chǎn)生，是地網(wǎng)上的干擾源。保護(hù)銅排和屏蔽電纜的接地點(diǎn)要遠(yuǎn)離它。（C）防靜電接地 防靜電接地是指為了消除靜電危險(xiǎn)

9、而設(shè)置的接地。如易燃易爆的貯油罐、貯天然氣的罐及其輸送管道所裝設(shè)的接地。它的作用是讓由于摩檫而產(chǎn)生的靜電電流流入大地，以防止靜電放電，發(fā)生火花而引起爆炸。用于流散靜電荷的接地稱為防靜電接地，靜電荷較容易消散。 (D) 防爆接地在有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所中，以防爆為目的的接地稱為防爆接地。設(shè)置在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備（包括移動(dòng)設(shè)備）的金屬外殼、金屬機(jī)架、金屬電線管及其配件、電纜保護(hù)管、電纜金屬護(hù)套等非帶電裸露部分的金屬部分均應(yīng)接地。對(duì)于與電氣設(shè)備無(wú)關(guān)的可導(dǎo)電部分也應(yīng)可靠接地。防爆接地采用的是低電位和等電位原理。一是避免電荷的積蓄和高電位引入；二是保證在一個(gè)局部的范圍內(nèi)，各個(gè)部分不會(huì)出現(xiàn)不同的電位，以避免

10、當(dāng)因某原因，被短接或碰撞時(shí)產(chǎn)生火花，造成引爆危險(xiǎn)。（E）檢修接地 在檢修已停電的線路或已斷電的設(shè)備時(shí)，為了保障檢修人員的安全，應(yīng)運(yùn)用接地專用器具將檢修的線路或設(shè)備的帶電部分與大地連接。這種接地稱檢修接地，其作用與保護(hù)接地相似，一但發(fā)生誤送電，可以使電網(wǎng)的自動(dòng)斷電器動(dòng)作，同時(shí)也具有降低檢修點(diǎn)電位的作用。檢修接地還可以使停電線路上的雜散感應(yīng)電壓和殘余電荷通過(guò)接地線流散入大地。當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí)，這種感應(yīng)電壓和殘余電荷的放電會(huì)有一定的危險(xiǎn)性。 （2）功能性接地（A）工作接地 （B）邏輯接地 （C）屏蔽接地 （A）工作接地 工作接地是根據(jù)電力系統(tǒng)工程正常運(yùn)行方式的需要而接地。例如直流輸電接地，它是利用大地作

11、電流回路，代替一根輸電線路；再如三相交流電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地或間接（如經(jīng)消弧線圈）接地；交流電低壓三相四線系統(tǒng)中的中性點(diǎn)接地.（B）邏輯接地 為了確保穩(wěn)定的參考電位，將電子設(shè)備中的適當(dāng)金屬件作為“邏輯地”，一般采用金屬底板作邏輯地。常將邏輯接地及其它模擬信號(hào)系統(tǒng)的接地統(tǒng)稱為直流地。 電子線路的中性線與接地方式 電子線路的中性線的連接 在電子線路技術(shù)中，人們理解中性線為一共同的參考點(diǎn)，相對(duì)于它，可以測(cè)出線路上各接點(diǎn)的電壓。在一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)回路中，它是一根回線；在電子線路中，它是所有電流回路的公共回線, 也是節(jié)點(diǎn)電壓的參考線。如圖所示。電子線路技術(shù)的中性線有著和電力技術(shù)的中性線N的同樣作用，人

12、們可以毫無(wú)顧慮地稱它為中性線，中性線可能具有地電位，也可以不具有地電位。圖中的中性線是否還與地連接和如何連接，主要決定于對(duì)線路的功能是否有影響。 a)中性線 b)線路公共參考點(diǎn)接地導(dǎo)線和中性線小結(jié) 接地導(dǎo)線僅引導(dǎo)事故狀態(tài)下的電流；中性線引導(dǎo)工作電流，并常常是許多信號(hào)回路通向電源的公共回線。兩者有本質(zhì)不同，可以用以下同義概念來(lái)表達(dá)它們。 接地導(dǎo)線可以表示為保護(hù)引線、接地線、保護(hù)接地、接地公用引線、 外殼接地、固定接地。 中性線可以表示為中性線(邏輯地)、線路共同點(diǎn)、信號(hào)參考點(diǎn)、信號(hào)中性線、測(cè)量接地、0V。 這里強(qiáng)調(diào)接地線（保護(hù)接地）和中性線（共公引線）的不同。其目的只是幫助對(duì)這兩個(gè)概念的基本作用

13、和設(shè)置目的加深理解。理想邏輯地邏輯地的接地方式 A.浮地方式：B.單點(diǎn)接地C.多點(diǎn)接地D.電容接地方式 集中參考接地 集中參考接地如下圖所示，圖中表示了集中參考接地的兩種不同的實(shí)施方式。 a 并聯(lián)一點(diǎn)接地(星形)的理想方案 b 串聯(lián)一點(diǎn)接地不理想方案 集中參考接地的舉例圖 為了不使過(guò)多的參考線引向星形線的中點(diǎn)，人們常常把負(fù)荷按功率大小的程度和工作單元性質(zhì)而分組組織起來(lái)，如下圖。 同類(lèi)型工作單位分組后的集中圖（C）屏蔽接地 屏蔽電纜的屏蔽層接地、保接屏接地、機(jī)殼接地、小變量器屏蔽層接地。電纜屏蔽的接地 電纜屏蔽應(yīng)該一端接地還是兩端接地的問(wèn)題總是一再成為新問(wèn)題。原因在于，不可能只有一個(gè)正確的回答。

14、在每一具體情況下，接地是否有效，與其它一系列使用條件有關(guān)，在某些情況下，在它帶來(lái)好處的同時(shí)也帶來(lái)了另外的問(wèn)題。關(guān)鍵問(wèn)題是要了解干擾的原因和干擾的性質(zhì)，是解決共模干擾還是差模干擾，是電場(chǎng)干擾還是磁場(chǎng)干擾。更應(yīng)區(qū)別的是：電纜屏蔽層是工作電流回路的一部分還是只對(duì)于干擾場(chǎng)具有屏蔽作用。但在高頻情況下，由于屏蔽層對(duì)地的雜散電容的作用，實(shí)際上已不是單端接地狀況，高頻電纜的工作情況應(yīng)用長(zhǎng)線波阻抗的概念去理解。當(dāng)雷電流經(jīng)避雷器注入地網(wǎng)時(shí)，沖擊電流將造成地電位升高，電纜的電位將隨地電位的波動(dòng)而受到干擾。為此但屏蔽電纜的接地點(diǎn),應(yīng)距離這產(chǎn)生干擾源的點(diǎn)3至5米以外，且避雷器注入電流時(shí)間很短，不會(huì)便屏蔽層過(guò)熱。在個(gè)別情況下，會(huì)看到電纜屏蔽層的過(guò)熱和燒穿，因此應(yīng)平行放置截面足夠大的附加銅導(dǎo)體而兩端接地,就可以避免電纜屏蔽層的過(guò)熱和燒穿。外殼屏蔽接地 將電氣干擾源引入大地，抑制外來(lái)電磁干擾對(duì)電子設(shè)備的影響，也可減少電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾影響其它電子設(shè)備。 繼電保護(hù)框接地示圖接地點(diǎn)的處理(搭接) 搭接有兩種方式： 直接搭接 即直接將要連接的兩個(gè)金屬面保持接觸。 間接搭接 利用搭接片（中間導(dǎo)體）使兩者保持連接 無(wú)論哪一種搭接方式，最重要的是要強(qiáng)調(diào)搭接良好，這一點(diǎn)對(duì)于射頻電流的流動(dòng)尤其重要。不良搭接所產(chǎn)生的接觸電阻，不能為高頻噪聲提供低阻