电气测量仪器接地

电气测量仪器接地（共8篇）

电气测量仪器接地 篇1

随着计量需求迅速发展,电测实验室的计量器具种类增多,安全隐患同时加大,不可避免地出现了计量器具损坏甚至人身伤亡事故。通过调查研究发现,测量仪器接地诱发的安全事故占大多数。对此,本文通过多年测量工作的实践列举了几种典型测量仪器接地安全隐患,并结合黑龙江省电测实验室实际情况给出了利用双层屏蔽技术保证正确接地和杜绝测量安全事故发生的方法。

1 电气测量接地安全隐患分析

1.1 电器测量仪器接地的意义

仪器电源中有专门的接地保护连接端PE,即三相端子的中间端。此端与仪器机壳相连,仪器通过此端接至保护地线。交流供电测量仪器的金属外壳必须接地,国标GB4793.1《测量、控制和实验室用电气设备安全通用要求》和国际标准IEC61010-1均有详细说明[1]。金属外露处与接地连接端的接地导通电阻须小于0.1,其意义在于机壳上永远不会出现危险电压,即使电源相线接触机壳,短路电流也会使配电盘上的保险丝断掉。例如仪器接通30 A工作电流时,如果此时机壳带电,由于仪器接地系统的存在仅仅产生0.1Ω×30 A=3 V电压,远小于36 V的人体安全电压,如图1所示。

由此可见,仪器接地能保证操作者和仪器的安全,减少共模和辐射干扰,确保仪器的性能。仪器电源连接中没有专门的接地保护连接端,仅接火线(相线)和零线(中线)。例如一些老旧交流供电的单功能数字显示仪表即开关板表没有设计仪器的接地保护端,通常在生产线、测试台等固定场合使用这类精度低、价格低、可靠性差、绝缘差、漏电严重、测量输入端带电的仪表。漏电电流的大小决定了损坏能力,漏电电流大时就会损坏仪器,往往是标准器易受损害的原因之一。电源变压器无屏蔽接地端,通过泄露电阻ZL泄漏电流导致次级电路产生交流电压[2],如图2所示。

从图2可以看到,通过电源变压器会产生严重的工频电源泄露,严重时就会烧毁校准器。经验数据表明,由此原因引起的校准器严重损坏的较多,代价昂贵。

如果变压器有屏蔽保护端,变压器初级绕组的交流泄漏不会流到次级绕组和仪器电路,即使绝缘损坏,泄漏电流只能流向屏蔽保护接地线,有效阻挡了来自电源的泄漏,仪器测量电路不会带电,得到了有效保护,如图3所示。

1.2 数字电压表检定中容易忽视的安全问题

大多数数字表的高端(Hi)对地电压为1000 V,低端(Lo)对地电压为500 V。也就是说拿这种数字表测量电压时,在直流电压源与测量用数字表正负极一一对应情况下可以测量1000 V电压,不会对数表造成损害。数字电压表检定规程中要求在数字电压表每个量程的满量程点测正反两个电压值,如果输出电压源不具备反相电压输出功能,检定人员通常会将直流电压源的输出线对调。这时由于数字表的低端(Lo)对地电压仅为500 V,如果此时加的反向电压超过500 V,那么数字表将损毁,这是经常忽略的问题。所以如果电压源无反向输出功能,注意一定不要超过测量用数字表的低端(Lo)对地电压最大值。

当数字表测量满量程点500 V的反相电压值时,测量的直流电压源没有接地,而恰巧此时220 V交流工作电源泄露,会对测量用数字表造成更大的反相电压值,即高端电压(Hi)=500 V±220 V×1.414=500 V±311 V,如图4所示。直流电压源串入的220 V工频干扰电压会与直流电压源输出的反向500 V电压相叠加。

1.3 测量仪器不接地时电源泄露原因分析

干扰信号同时加在输入高、低端时,称为共模干扰信号。共模干扰信号会在输入端形成不同回路,在高、低端产生不同的影响,变成加在输入端的串模干扰[3]。共模干扰是共模干扰电流流经高端、低端影响之差,输入高端常常为高输入阻抗,因而共模电流对低端回路影响较大,如图5所示。

泄漏的交流电源相当于在校准仪器与数字表的机壳间加了共模电压VCM=220 V,如此大的共模电压会严重影响仪器的正常工作。测量电路共模电压不准许超过1 V,泄漏电流大时就会损坏仪器。特别当标准器输出电流时,被测仪器电源泄露,致使标准器灌入反向电流,极易造成标准器损坏。

2 电气测量接地安全隐患的解决措施

首先,只校准电源变压器有屏蔽接地保护的交流供电仪器,对于无保护接地的交流供电仪器可以测量仪器输入端的对地电压,应该小于3 V。其次,让测量电路浮动提高共模干扰抑。为了实现测量电路浮动,要将接地的数字电路与模拟测量电路完全绝缘分开,与外部的通讯数字部分要接地。模拟测量部分与数字电路分别供电,之间的信息交流用光电耦合实现[4]。由于测量电路与接地的电路之间总会存在泄漏电阻,共模干扰信号仍然会在输入低端形成回路。因此采用双层屏蔽技术,以进一步提高共模干扰抑制能力,如图6所示。

由输入回路阻抗和泄漏阻抗组成的分压器会对共模信号实现衰减,衰减的系数为rLO和Z1的分压,即,CMRR=rLO/(Z1+rLO)。将模拟测量电路单独屏蔽,称为Guard,将输入引线屏蔽连接至Guard[5]。由于使用屏蔽保护连接,共模信号会被进一步衰减。因此输入屏蔽保护电阻rG和内层屏蔽泄漏阻抗Z2的分压器会对共模信号首先衰减,其附加衰减系数为

由泄漏阻抗和屏蔽阻抗组成的分压器会对共模信号衰减进一步衰减,故总计衰减系数为

使用屏蔽外部连接的双层屏蔽可以提供比单层屏蔽附加60 d B以上的抑制能力,所以能实现最好的共模抑制能力[6]。

精密仪器均采用双层屏蔽技术来提高共模干扰抑制能力。两台仪器连接时,共模干扰主要来源于各仪器接地点间存在电压和工频电源对仪器的泄漏,建议用导线连接测量仪器(表)和被测仪器(源)的机壳,这样可以消除仪器接地间的共模电压。此时,共模干扰的主要来源是电源对仪器的泄漏。为了保证仪器可靠接地,可使用专门的连接地线。许多标准实验室内连接了专门的地线,常用仪器应该将地线连接到仪器机壳上的接地端钮,可以保证仪器可靠接地,不依赖电源电缆,减少接地线路中的电压和共模电压。

3 结语

实验测得,采用双层屏蔽测量直流信号时,一般对工频干扰可以达到120~140 d B,相当于衰减至一百万倍至一千万倍,此时10 V的交流干扰仅会产生近30μV的跳字变化。测量交流信号时,一般对工频干扰可以达到70~90 d B,相当于衰减至三百倍至三千倍,此时10 V交流干扰仅会产生近3 m V的误差。如果精密测量仪器不接地,就相当于第一层屏蔽功能丧失成为单层屏蔽,测量直流信号时一般对工频干扰可以达到60~80 d B,相当于衰减至一百倍至十万倍,此时10 V的交流干扰就会产生近1m V的跳字变化。测量交流信号时,一般对工频干扰可以达到30~50 d B相当于衰减至三十倍至一千倍,此时10 V交流干扰就会产生近30 m V的误差。

由此可见,电气测量仪器采用正确的接地、屏蔽方法不仅可以有效杜绝电气测量安全事故,还可以提高测量精度。

参考文献

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电气设备接地可靠性研究 篇2

接地是电气设备安装的重要内容，可有效避免电气设备遭受雷击、静电的破坏，确保电气设备的安全运行。因此，结合电气设备类型采取有效措施，确保电气设备接地的可靠性，对延长电气设备的使用寿命具有重要作用。

一、接地方式及作用

电气设备接地包括多种方式，如保护接地、工作接地、防雷接地等，给电气设备的正常工作创造安全的外部环境。其中保护接地指将电气设备的金属外壳接地，有效避免因绝缘层损坏，人员触电事故的发生。工作接地属于功能性接地，涉及低压、高压电力系统的接地。一般情况下，为保证电气设备运行的可靠性，将电气设备直接或经由电阻器、电抗器、消弧线圈等部件实现与大地的连接。防雷接地顾名思义，为消除雷击给电气设备造成的损坏而进行的接地。除此之外，电气设备接地还包括防静电接地、屏蔽接地等。

接地在确保电气设备安全、可靠运行上发挥重要作用，主要体现在两方面：一方面，有效避免电击。研究发现，电击是导致电气设备损坏的重要因素，接地后电气设备与大地电位接近，能有效避免电击的发生。另一方面，为电力系统的运行奠定坚实的基础。低压配电系统时常发生相线断裂触地或相线触壳情况，如中性点未进行绝缘处理，其与两相电压的对地电压会显著增高，增加电气设备的损坏机率。如中性点接地当其中一相短路时，不会损坏电气设备，而且能有效防止系统震荡情况的发生。

二、电气设备接地原则

为确保电气设备接地可靠性及接地质量，进行实际接地操作时应遵守一定的原则：首先，严格遵守规范标准。电气设备接地应严格依据相关规范标准进行保护接地，尤其应注意保护接地线不能用作它用。其次，尽量使用一个接地体。如无特殊要求，电气设备尽量应用一个总的接地体。同时，依据接地标准注重将相关建筑物的金属管道、金属构件与总接地体连接在一起。最后，注重人工总接地体接地。人工总接地体不应设置在建筑物内部，而且总接地体电阻应满足接地最小电阻要求。另外，注重特殊要求的接地处理。接地过程中中压系统、计算机系统以及弱电系统接地，一般是经由小电阻接地或中性点接地，应依据相关规定进行接地。

三、电气设备接地可靠性接地策略

为保证电气设备接地可靠性，除遵守相关接地原则外，还应采取相关策略。实践表明，采取以下策略可大大提高电气设备接地可靠性，为电气设备的安全运行奠定坚实的基础。

1.保护接地策略

电气设备保护接地包括保护接零及保护接地两方面内容，因此，为确保电气设备接地可靠性，接地操作时应从这两方面入手：首先，在保护接零方面，在三相四线制电力系统中除中性点直接接地外，还应做好电气設备的保护接零处理，即，使用专用导线将电网零线与电气设备不带电外科相连接，当碰壳或漏电情况发生时，两者之间形成单相短路，产生较高电流，触发电路保护装置将电源切断，避免短路引发安全事故。同时，进行接零保护操作时，电源中线应始终处于连接状态，确保保护作用的正常发挥。其次，进行保护接地在中性点不接地的电网中应用比较广泛，在该电网中的电气设备均应做接地处理。

2.工作接地策略

研究发现，电气设备工作可靠性除与其自身性能有关外，与接地不无关系。而且对电气设备进行合理接地还能降低干扰、消除噪声影响。电气设备工作接地有多种方式，如浮地方式、单点接地等。接下来逐一对其进行探讨。

首先，浮地方式属于悬浮方式，而非直接接触大地。对电气设备进行浮地方式的处理目的在于隔离可能引起环流的公共导线、公共地等，避免接地线给电气设备的工作造成干扰。但由于其没有直接与大地相连，容易积累大量电荷形成强大电流将电气设备相关部件击穿，因此，为防止此种不良状况的发生应在大地与电气设备之间安装数值较大的泄放电阻，避免积累的静电给电气设备造成不良影响。

其次，单点接地。采用两点接地方式形成接地环路的机率较高，而使用单点接地可有效的防止及消除接地环路。单点接地由并联与串联之分。同时，电流在接地导线中传导时多少受到阻抗影响，因此，当为串联接地时电路中各电位均受接地导线阻抗影响，彼此之间相互影响。而当并联接地时电路之间相互独立，互不干扰，操作简单、实用性强。但此种接地方式适合应用在工作频率为不足1MHz的低频电路中，对其中的电气设备具有较好的保护作用。如在高频电路中，受电路本身与不同电气元件引线影响，会导致接地线阻抗的增大，此时单点接地方式无法满足要求，此时为使接地线阻抗得以降低，同时防止分布电容与杂散电感与电路产生耦合，应短距离将不同电气元件接地端子与地面相连。

3.防雷接地策略

为确保电气设备防雷接地可靠性，可采取以下接地策略。首先，明确电气设备类型，尤其对雷电较敏感的电气设备采取针对性防雷措施。如露天电气设备可使用避雷线进行防雷。避雷线由接地体、接地引下线以及接地导线等部分构成，施工时应严格依据防雷接地规范进行，以确保良好的防雷性能。同时，还应对避雷线的保护范围加以计算，采用的计算公式为：

rx=0.47×（h-hz）p hz≥h/2

rx=（h-1.53hz）p hz

其中，rx表示避雷线在hz平面上的保护宽度，h表示避雷线的高度，hz表示被保护电气设备高度。

其次，布设接地网。接地网布设时为确保电位能够均匀的分布，以有效避免跨步电压与接触电压的形成。当接地装置设计成为环形时，应适当在其上设置彼此平行的均压带，之间的距离控制在4～5m范围为宜。

最后，防雷接地完成后应有专门的技术人员进行验收，确保各环节防雷接地参数及可靠性满足接地标准，给电气设备提供最安全的防雷保障。

四、总结

电气设备接地是电气设备安装的重要环节，在确保电气安全安全工作方面发挥极其重要的作用。因此，应加强对电气设备的接地可靠性研究，不断总结电气设备接地经验与技巧，采取有效的接地策略，提高电气设备接地技术水平，为电气设备的安全运行保驾护航。

电气测量仪器接地 篇3

1.电气设备接地电阻的分类

■1.1工作接地

在电气设备的综合运行中, 为了确保整个接地电阻运行的科学性, 尤其是在工作的整个电力区域, 要在确保用电设备正常安全运行的基础上, 对电力系统中变压器低压侧中性的接地点, 形成有效的控制, 这样, 可以确保电气设备在工作运行中的科学性。

■1.2保护接地电阻

在电气设备的综合低压测绘运行中, 可以形成保护接地的方式, 最主要的就是将电动机、变压器中电气设备的金属外壳或者与此金属相连的金属架子, 形成接地装置的统一模式, 并且在整个运行中与大地连接起来, 形成保护接地的效果。其中, 保护接地电阻可以运用与中性点不接地的低压配电网之中, 并能受到一定的效果。

■1.3重复接地电阻

在重复接地电阻的管理过程中, 就是通过三相四线制的零线模式, 在多于一处的地方, 形成一定的电阻装置, 并与整个接地装置形成有效的链接, 这种再次链接的情况, 就是重复接地电阻的模式。在运行的过程中, 可以针对1k V以下的接零系统, 在重复接地电阻的使用中, 要控制好接地电阻值, 一般不能够大于10欧姆, 这样, 能形成电阻的有效控制, 并且在整个控制中, 能起到良好的带动性。

■1.4防雷接地电阻

在电气设备的综合运行中, 为了增强整个电阻运行的效果, 在整个运行之中, 要有效的防止雷击等现象, 尤其是在防雷接地电阻的使用中, 为了有效的防止电气设备以及建筑物受到雷击的影响, 可以采用避雷针以及避雷线等接地电阻形式, 这样, 可以形成与防雷设备的接地模式, 因此, 在整个过程中, 可以增强整体的功能性。此外, 还可以形成共同接地的电阻模式, 在接地保护系统中, 可以形成接地干线或者分线多点的接地装置形成一定的链接, 这样, 可以增强整个装置的科学运用。并且, 在设备接地方式的运行中, 要注重多方面的因素, 尤其是在埋设金属接地桩、金属网等导体的背景下, 要增强对导体电缆线与设备内的地线的链接。尤其是考虑在多个设备连接在同一接地导体的过程中, 需要安排好接地排, 在位置的选择上, 可以多方面的权衡, 注重结合对接地电阻的多方面的影响因素, 在接地桩的大小、长度、形状、数量、深度控制、环境考虑等方面, 以及综合考虑在土壤质量、质地等对接地电阻的影响, 形成多元化、科学性的控制。

2.电气设备接地电阻在测量中的注意点

■2.1综合因素的考虑

电气设备接地电阻在整体运行中, 会受到多方面的影响, 尤其是在传统测量仪表的作用下, 运用的原理, 通过对三点式电压落差的方式, 在测量的过程中, 就是对被测地接地电阻地桩中, 形成两根辅助测试桩, 这样, 在综合测量与测试的过程中, 对于两根辅助桩有更高的要求, 尤其是要处在被测地桩的同一个方向, 并且要确保处于同一个直线上, 这样, 在被测地桩相对较近的地方, 可以形成一定距离的控制, 并且在精准计算的过程中, 可以形成仪表在测量该电流中的电压值, 并计算出接地电阻中地桩, 因此, 要根据相关的情况进行有效的处理, 形成多元化的综合控制。

■2.2多元化的外界因素

在电气设备接地电阻的测量过程中, 要根据接地电阻阻值的大小进行多方面的考虑, 在全面考虑大小与天气、土壤、气候等相关因素的过程中, 考虑土壤干湿程度的影响, 并在上述因素的变化中, 在综合过程中, 接地电阻的测量多选择在秋季, 这个季节的天气相对较好, 能进行有效的测量。同时, 在测量的过程中, 对于要测量的电气设备的接地电阻, 要断开与相关设备的链接, 这样, 就不会造成相关数值的影响。在测量中对于出现接电线时间久出现有破损现象的, 要采用锉刀进行除锈处理, 这样能形成良好的测量, 减少在测量过程中出现一定的偏差。

■2.3注重对测量点的选取

在电气设备接地电阻测量点的选择中, 要选取合适的点, 因为选取点的不同就会造成相应不同的测量结果, 有时会产生相对较大的区别。要在结合钳形地阻表的工作原理中, 形成对测量点的有效选取。在测量过程中, 可能出现的无处可寻的现象, 因此, 在条件允许的情况下, 要先对原地线连接的断开处理, 在临时接入的过程中, 可以选取其中的一段可夹持的跳线进行运用, 可以增强整个测量的精准性, 对于提升整个电气设备综合运行的效果都有很大的帮助, 从而起到很好的带动性。

■2.4注意噪音对测量的影响

地线上较大的回路电流对测量会造成干扰, 导致测量结果不准确, 甚至使测试不能进行, 很多仪表在这种情况下会显示出“Noise”或类似符号。一般来说, 电气设备的保护接地、工作接地的接地电阻值合格范围一般要求小于4欧姆;而高层建筑物避雷针的防雷接地的接地电阻值要求小于10欧姆。对于经过测试不符合要求的接地点, 应及时报告并监督整改, 重新埋设接地极, 或检查接地线是否完好, 以确保安全。接地电阻测试仪对辅助电极的相对位置有要求, 要找到有距离要求的土壤, 在大多数情况下是非常困难的。使用接地电阻测试仪往往需要将接地引下线与接地装置分离才能测量, 这样做既费时又费力, 有时还因施工或维护不当原因, 造成接地引下线与接地装置无法分离, 也就使得测试工作无法进行。

3.结语

综上所述, 在电气设备接地电阻测量的过程中, 要综合考虑多方面的因素, 尤其是注重在测量中对设备运行、气候因素、地质状况、土壤条件等方面的控制, 在综合性的运行中, 增强测量控制的规范化与精准度, 提高整个测量的效果。

参考文献

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[2]陈尚德, 周跃武, 王宝宝, 孙旭映, 陈丽萍;接地电阻测试方法应用[J];气象;2001年09期

略论建筑电气的接地 篇4

1 接地的有关概念

电气设备的某部分与土壤之间做良好的电气连接,称为接地(earthing),与土壤直接接触的金属物体称为接地体(earthing body)或接地极(earthing poie),专门为接地而装设的接地体称为人工接地体(manual earthing body),兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等,称为自然接地体(natural earthing body),连接接地体及设备接地部分的导线称为接地线(earthing wire)。接地线在正常情况下是不载流的,接地线和接地体合称为接地装置(earthing device)。由若干接地体在大地中互相连接而成的总体,称为接地网(earthing network)。

2 接地的类型及接地故障保护

2.1 接地的类型及其作用

电气系统和设备的接地,按其功能分为工作接地和保护接地两大类,此外尚有为进一步保证、保护接地的重复接地。

2.1.1 工作接地

为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的接地称为工作接地(working earthing),如电源中性点的直接接地或经消弧线圈的接地,以及防雷设施的接地等。工作接地的方式不同,要求就不同,电源中性点的直接接地,要求三相系统运行中维持相线对地电压不变;电源中性点经消弧线圈接地,单相接地时要消除接地点的断续电弧,防止系统出现过电压;防雷接地要求对地快速泄放雷电流。

2.1.2 保护接地

为保障人身的安全,防止间接触电将设备的外露部分进行接地,称为保护接地(protective earthing,代号PE)。主要有以下两种形式:

1)设备的外露可导电部分和装置外可导电部分经各自的PE线分别接地(我国过去称保护接地);

2)将设备的外露可导电部分和装置外可导电部分经公共的PE线或保护中性线(PEN)接地(我国过去称保护接零)。在建筑低压配电系统中,又分为TN,TT,IT三种系统。

1)TN系统(TN system)。

在TN系统中,电源中性点直接接地并引出中性线(N),属于三相四线制系统。当其设备发生一相接地时,就形成单相短路,其过电流保护装置动作,迅速切除故障部分,该系统依PE线的方式可分为如下几种系统:TN-C,TN-S,TN-C-S。

2)TT系统(TT system)。

该系统的电源中性点直接接地,也引出有N线,属三相四线制系统。设备的外露导电部分则经各自的PE线分别直接接地。该系统在正常运行时,不管三相负荷平衡如何,在N线带电情况下,PE线不带电。当设备发生一相接地故障时,外露可导电部分就要带上危险的相电压。正常运行的TT系统类似TN-S系统,能获得安全和合格的基准接地电位,TT系统中由于设备的外露导电部分经各自的PE线接地,PE线间无电磁联系,因此适用于有精密仪器、检测仪器等智能电气工程中;同时TT系统与TN系统同属三相四线系统,接用单相设备方便,如装设触电保护器,对人身安全有保障,所以该系统在国外应用较广泛,在我国正在推广。

3)IT系统(IT system)。

该系统一般是三相三线制系统,电源中性点不接地或经阻抗(约1 000 Q)接地,且通常不引出N线,电气设备的外露可导电部分经各自的PE线分别接地。它的一个突出优点就在于发生一相接地故障时,所有三相电设备仍可暂时继续运行,但同时也出现一个问题,就是另两相的对地电压将由相电压(一般为220 V)升高到线电压(一般为380 V),增加了对人身安全的威胁。该系统另一优点是,其所有的设备外露可导电部分都是经各自的PE线分别直接接地,各PE线间无电磁联系,因此适用于有精密仪器,电子设备的智能建筑电气中,该系统在我国应用不多。

2.1.3 重复接地

在电源中性点直接接地的TN系统中,为确保公共PE线或PEN线安全可靠,除在电源中性点进行工作接地外,还必须在PE线或PEN线的下列地方进行必要的重复接地:1)在供电线路的干线和分支线的终端及沿线每1 km处;2)在供电线引入建筑物或车间处。否则在PE线或PEN线发生断线并有用电设备发生一相接地故障时,接在断线后面的所有设备的外露可导电部分都将呈现接近于相电压(Ue)的对地电压(Uq)(即Ue=Uq),这样是很危险的,如果有重复接地,则在发生同样故障时断线后面的PE线或PEN线的对地电压Ue=IeRe。假设电源中性点接地电阻R与金属接地电阻R相等,则断线后面一段PE线或PEN线的对地电压Ue=U/2,危险程度就大大降低。

2.2 接地故障保护

通过对上述各种接地的类型、特点及其易发生故障的论述,对需要实施的电气接地还应作如下考虑:

1)防雷接地。

根据GB 50057-1994建筑物防雷设计规范规定,建筑物防雷要求分三类。一类、二类防雷建筑物中,应有防直击雷、防雷电感应、防雷电波侵入的措施。二类防雷建筑物、三类防雷建筑物上,应有防直雷和防雷电波侵入的措施。在考虑一般工作防雷外,还应着重考虑相关智能建筑部分防雷接地,使整个建筑物中的防雷接地形成一个较好的分项工程。智能建筑多属于一级负荷,应按一级防雷建筑的保护措施,接闪器采用针带组合接闪器,避雷带宜采用25 cm×4 cm镀锌扁铁在屋顶组成10 cm×10 cm的网格,与屋面所有金属构件做电气连接;与引下线做可靠连接;圈梁钢筋、楼层中钢筋、外墙面上金属构件、金属门窗均应与避雷引下线做可靠连接,这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备,而且还能防止雷电形成的电磁干扰。

各种防雷接地装置的工频接地电阻一般应根据落雷时的反击条件来确定,防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的工作接地时,接地电阻应符合其最小值要求。

2)交流接地。

该接地主要指变压器中性线(N)接地,N线必须为铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,一般应设在箱柜内。注意:该端子不能外露,不能与其他接地系统混连接,也不能与PE线连接。采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单项电弧接地电压,防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,对低压系统可方便使用单项电源。

3)安全保护接地。

将电器设备不带电的金属部分与接地之间做良好的金属连接,即建筑物内的用电设备及其附近的金属构件用PE线连接起来,但禁止PE线与N线连接。在建筑电气中要求安全保护接地的设备较多,有强电设备、弱电设备以及一些非带电但可导电设备与构件,都要求采取安全保护措施。

4)屏蔽接地与防静电接地。

在建筑电气中,电磁兼容内容非常重要,为了避免所用设备的机能障碍,避免设备损坏,构成布线系统的设备应能够防止内部自身传导的外来干扰。

屏蔽和正确接地是防止电磁干扰的最佳保护措施方法,可将设备外壳与PE线连接;导线的屏蔽接地管路两端与PE线可靠连接,室内屏蔽也应多点与PE线连接。防静电干扰也很重要,在洁净干燥的房间内,人的行走、设备移动、相互摩擦会产生大量静电。防静电接地要求在洁净干燥环境中,所有设备外壳及室内(包括地坪)设施均须与PE线做可靠连接。建筑电气的接地电阻越小越好,独立的防雷保护接地电阻应不大于10 Ω;独立的安全保护接地电阻应不大于4 Ω;独立的交流工作接地电阻应不大于4 Ω;防静电接地电阻应不大于100 Ω。

目前,建筑电气的接地系统,一般采用TN-C-S系统。按规范要求宜采用一个统一接地极,分别引出各种功能接地引线、利用总等电位和辅助等电位的方式组成一个完整的统一接地系统。一般情况下,统一接地系统尽可能利用构造柱、基础钢筋作自然接地体。根据规范,该系统与防雷接地公用,其接地电阻应不大于1 Ω,若达不到要求,必须增加人工接地极或采用化学降阻法进行降阻。

3 结语

建筑电气接地在具体项目实施时,要对整个用电要求了解清楚,进行充分论证,在保证安全的前提下,选择较为经济的方式,做到安全可靠、经济合理。

参考文献

[1]易桂宏.高层底商住宅电气设计[J].山西建筑,2007,33(2):196-197.

电气测量仪器接地 篇5

随着大容量、高电压电网的不断出现,系统接地电流越来越大,发变电站接地网上电位升越来越高。为保证设备及人身安全,对接地网的可靠性提出了更高的要求。而接地网接地电阻的测量结果往往受诸多因素影响,因此减小各干扰因素的影响对准确测量接地网接地电阻至关重要。

1 对发变电站接地网接地电阻的要求

接地装置的接地电阻包括接地网对地电阻和接地线电阻两部分,其值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值,它与土壤特性及接地网的几何尺寸有关。为了保证短路电流及雷电流的安全疏散,要求接地网的接地电阻值较低。有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻应满足[1]:

式中,R为考虑季节变化的最大接地电阻,Ω;I为计算用的流经接地装置的入地短路电流,A。

2 接地电阻的测量

2.1 试验方法

采用传统的工频大电流法时,试验频率易受外界干扰,仪器不能够准确采集试验信号。为了减小测量误差,必须加大试验电流,以提高信噪比。当大型地网接地电阻很小而外界干扰较大时,工频大电流法测试结果的可信度大为降低[2]。文献[3]分析了大电流法和异频法对同一500kV变电站接地电阻的测量结果,表明异频法测试结果重复性好、可信度高。

异频法采用偏离工频的异频电流信号,分别用高于和低于工频的电流各测量一次,然后换算至工频时的电阻值。由于电流频率不一致,现场的电磁环境对测试结果的干扰大大降低[4]。异频测试技术的核心是有效消除外界干扰,完整提取试验信号。试验信号频率偏离工频较远时,消除外界工频干扰比较容易。

2.2 试验设备

异频法测量接地电阻的设备主要由大功率信号源、耦合变压器、可调频万用表组成,与大电流法相比,具有试验设备轻便、频率可调、信号源稳定、抗干扰能力强等优点。

2.3 测试结果分析

表1为某2×600MW火力发电厂接地网接地电阻的测试结果,电流极与地网边缘的距离为3 000m,注入电流为5A。

由表1可见,电压极位置在1 800m时,变化率最低,即DL/T 475—2006《接地装置特性参数测量导则》所述的曲线平坦处(零电位点),该接地网接地电阻值为0.131Ω。

测试中应当注意以下几个问题:

(1)电流极与接地网边缘的距离dGC应为被试接地网最大对角线长度D的4～5倍,远距离放线有困难时,土壤电阻率均匀地区dGC可取2D,土壤电阻率不均匀地区可取3D。

(2)由于受现场地形影响,电压极与电流极成角度布线存在困难,因此同路径布线时应使电流极、电压极引线间距保持在10m以上,以达到减小导线间互感的目的[5]。

(3)不宜只在0.618dGC处选取电压极,须在0.618dGC处每隔5%dGC从正反两个方向验证零电位点(测点一般大于5个),测试中通过移动电压极来测试不同点,并绘制接地电阻变化趋势图。

3 影响测量结果的因素

3.1 土壤潮湿情况

接地电阻的大小与土壤潮湿程度密切相关。土壤潮湿时,电阻率较低,扩散电流在地表形成的电压值较低,接地电阻测试值会低于真实值,因此应用一个合适的季节系数进行修正。接地网接地电阻的测试应尽量在土壤干燥的情况下进行,避免在雨后等土壤潮湿的情况下进行。

3.2 接地网的规格和尺寸

理论上接地极的无穷远处才是零电位点。文献[6]建议电流极要地网边缘的距离为地网最大对角线长度的4～5倍。当dGC太短时,测得的接地电阻值不存在平坦段,无法得到真实接地电阻值。某水力发电厂2008年接地网接地电阻测试值为0.272Ω,dGC为1 200m,2011年测试值为0.578Ω,dGC为2 000m。两次测量结果不同是由对地网大小的认识不一致造成的,所以正确认识接地网大小,准确计算接地网对角线长度,对真实、正确测量接地网接地电阻至关重要。

3.3 线路避雷线、杆塔与接地网相连

许多发电厂、变电所运行时,接地网往往与线路避雷线相连,以增加疏散短路电流的能力。基建施工中,施工人员也常将主接地网与线路终端杆塔的接地连接在一起。试验接地电阻时,建议断开主接地网与线路避雷线、杆塔的连接,以得到真实的接地电阻值,否则,会从测试结果得出接地网运行良好的假象,给电网安全稳定运行埋下隐患。

3.4 大地的集肤效应

大地对电流的集肤效应表现为频率越高,电流在地中的穿透能力越弱,越接近地面,电流密度越大。集肤效应使测到的接地电阻附加了一个与测试频率有关的阻抗分量,其附加电阻与被测接地装置和电流极间的距离及电源频率成正比[7]:

式中,f为电源频率,Hz;S为电流在地中流过的距离,m。

设频率为45Hz,电流极距离dGC为2 000m,则附加电阻为0.09Ω。大型接地网接地电阻设计值往往较小,一般小于0.3Ω,附加电阻会给接地电阻的测量带来较大误差。

3.5 金属管道、构筑物

使用电位降法测量接地电阻时,如果在电压极移动路径上存在与之平行的金属管道或构筑物形成的接地网,那么绘制出的接地电阻曲线会在金属管道、构筑物形成的接地网距离范围内出现非常平坦的部分,该部分与整个曲线的连接是有不连续性的。依照选择曲线上平坦段对应的电阻值作为地网的接地电阻的原则,则会得出不真实的接地电阻值。在2011年对某2×300MW火力发电厂接地网接地电阻进行测量时,先后于不同布线方向测得电阻值0.627、0.341Ω。经了解,后一次测试时电压极移动路径上埋设有金属引水管道。所以,合理选择布线路径,避开地下金属管道、构筑物地网是正确测量接地电阻的必要条件[7]。

3.6 长距离导线间的互感

由于受地形的限制,电流极、电压极往往不能实现三角形(两者夹角为30～45°)布线。而直线布线由于电压线与电流线的长距离平行,两者间的互感会使测试结果产生一定误差。文献[5]以平行距离为1km、相距2m的架空线为例,取土壤电阻率为5 000Ω·m,互感为j0.499Ω,假设接地电阻实测值为0.5Ω,加入互感影响后的实际值为0.707Ω,增幅41%。在实际操作中,应当使电压线、电流线的距离保持10m以上,避免穿越交叉[2,7]。

3.7 外界电磁环境

大电流法为减小电磁干扰往往采取增大测试电流、倒相等措施。异频法测试的外界干扰主要有谐波电流引起的电压极测量引线上的干扰电压和地中干扰电流的压降[8]。为消除电压测量引线上的干扰电压,现场布线时要尽量避开高压输电线路,避免与之长段并行,与之交叉时垂直跨越[6]。

4 结束语

(1)与工频大电流法相比,异频法能够消除工频干扰,减小测量误差,提高测试结果的准确性。

(2)测量接地电阻时,应对零电位区域进行验证。选择0.618dGC作为电压极,须每隔5%dGC从正反两个方向验证零电位点(测点一般大于5个)。

(3)布线过程中应考虑互感影响,电压线、电流线须“各行其道”,布线应避开引水管道、构筑物形成的接地网。

参考文献

[1]DL/T 621—1997交流电气装置的接地[S]

[2]陈鹏云,朱庆翔,吴伯华,等.大型接地网测试技术的发展与应用[J].高电压技术,2003,29(10):18,19

[3]马明,王文敏,陈达,等.基于异频法的大型接地网接地电阻测试研究[J].浙江电力,2008(4):56-58

[4]杨柳.大电流法与异频法测量地网电阻比较[J].广东输电与变电技术,2009(5):42,43

[5]陈宇明,施勇.互感对大型地网接地电阻测试的影响[J].云南电力技术,2007,35(2):5-7

[6]DL/T 475—2006接地装置特性参数测量导则[S]

[7]何金良,曾嵘.电力系统接地技术[M].北京:科学出版社, 2007

电气接地的类型与作用 篇6

关键词：电气接地,作用,种类

在电力系统中, 我们将接地解释为:将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。接地通常是为了防止人为触电或者是对设备进行必要的保护, 通常是把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线, 利用大地作电流回路接地线, 也有将设备无用电流或者噪声干扰传导到大地的作用。

一、接地的种类分析

1. 基于安全原因的保护接地:

其目的在于防止电力设施或电子电气设备绝缘损坏、危及人身安全而设置的保护接地;同时, 也为消除生产过程中产生的静电积累, 引起触电或爆炸而设的静电接地;还有为防止电磁感应而对设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮所进行的屏蔽接地。其中保护接地应用最为广泛, 它将机 (外) 壳接地。

2. 工作接地:

是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地, 在石化和其他防爆系统中还有本安接地。工作接地是系统具有本质安全性质的接地措施之一。

3. 防雷接地:

其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器 (包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等) 。避雷器的一端与被保护设备相接, 另一端连接地装置。当发生直击雷时, 避雷器将雷电引向自身, 雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。此外, 由于雷电引起静电感应副效应, 为了防止造成间接损害, 如房屋起火或触电等, 通常也要将建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等接地;雷电波会沿着低压架空线、电视天线侵入房屋, 引起屋内电工设备的绝缘击穿, 从而造成火灾或人身触电伤亡事故, 所以还要将线路上和进屋前的绝缘瓷瓶铁脚接地。

4. 重复接地。

在低压配电系统的系统中, 为防止因中性线故障而失去接地保护作用, 造成电击危险和损坏设备, 对中性线进行重复接地。系统中的重复接地点为:架空线路的终端及线路中适当点;四芯电缆的中性线;电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处。

5. 屏蔽接地:

是消除电磁场对人体危害的有效措施, 也是防止电磁干扰的有效措施。高频技术在电热、医疗、无线电广播、通信、电视台和导航、雷达等方面得到了广泛应用。人体在电磁场作用下, 吸收的辐射能量将发生生物学作用, 对人体造成伤害, 如手指轻微颤抖、皮肤划痕、视力减退等。对产生磁场的设备外壳设屏蔽装置, 并将屏蔽体接地, 不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度, 达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的, 也可以保护屏蔽接地体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。

二、接地的方法分析

1. 分散接地法

分散接地是将建筑物的防雷接地, 电源系统接地, 通信系统接地, 设备接地等等分别接入各自独立的接地系统中。这种接地方法是有一定弊端的:由于地线系统不断增多, 地线间潜在的耦合影响往往难以避免, 分散接地反而容易引起干扰。同时主体建筑物的高度不断增加, 其接地方式所带的不安全因素也越来越大。当某一设施被雷击中, 容易形成地下反击, 损坏其他设备。

2. 联合街敌法

联合接地方式也称单点接地方式, 即所有接地系统共用一个共同的“地”。联合接地有以下一些特点:

(1) 整个建筑的接地系统组成一个笼式均压体, 对于直击雷, 楼内同一层各点位比较均匀;对于感应雷, 笼式均压体和大楼的框架式结构对外来电磁场干扰也可提供10-40dB的屏蔽效果;

(2) 一般联合接地方式接地电阻非常小, 不存在各种接地体之间的耦合影响, 有利于减少干扰;

(3) 可以节省金属材料, 占地少。

由上不难看出, 采用联合接地方式可以有效抑制外部高压输电线路的干扰。

三、接地的作用分析

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, 人体的阻抗越低, 也越容易遭受电击。例如, 自装过交流收音机的人几乎都受到过电击, 但几乎都能摆脱电源, 因为此时人所处的环境干燥, 皮肤也较干燥。接地是防止电击的一种有效的方法。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, 比起接地电压还是高出很多的, 因此危险性也相应增加。

2. 保证电力系统的正常运行。

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, 就会使其他两相的对地电压升高到3倍的相电压, 其结果可能把工作电压为220的电气设备烧坏。对中性点接地的系统, 即使一相与地短路, 另外二相仍可接近相电压, 因此接于其他二相的电气设备不会损坏。此外可防止系统振荡, 电气设备和线路只要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, 除了直接雷外, 还会生产感应雷, 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是接地。

四、接地的几个重点注意事项

1. 供电系统防雷注意事项

(1) 机房内的供电电路必须安装三级及三级以上电源防雷器件。

(2) 电源第一级SPD (低压浪涌保护器) 与第二级SPD之间的距离应大于10m, 第二级与第三级之间的距离应该大于5m。否则应加装协调电感。

(3) 防雷模块前必须串接空开或熔断丝作保护, 以防防雷器失效时将主电路对地短路, 空开及熔断丝整定电流选配:一级 (63A) 、二级 (32A) 、三级 (16A) , 但是一般不超过前级熔断装置。

(4) 电源防雷器必须连接在主电路断路装置的输出端, 并采用对地并联。

(5) 电源防雷器的连接引线应小于0.5m, 并要短而平直。

(6) 电源防雷输入端引线线径为:一级 (16mm2) 、二级 (10mm2) 、三级 (6mm2) , 电源输出对地引线线径:一级 (25mm2) 、二级 (16mm2) 、三级 (10mm2) 。

(7) 电源防雷器的连接线不应成直角或锐角弯曲, 应尽量成钝角弯曲。

(8) 电源防雷器的引线应尽量以线色加以区分, 并应机械式连接。

(9) 电源PE的阻值不应大于4Ω, 共用接地, 应小于1Ω。

2. 接地系统注意事项

(1) 防雷接地必须小于4欧姆, 当采取共用接地时应小于1Ω。

(2) 两个独立地之间距离必须大于20m, 否则在两地之间加装等地位均衡器。

(3) 信号防雷器地尽量与直击雷地分开, 目的是防止直击雷从地线反击信号设备。

室外接地装置方式:

A镀锌扁铁埋地水平组成地网, 埋地不小于1m。

B人工接地模块埋地, 埋地不小于0.5m。

C 2.5m镀锌钢钎垂直打入地下, 多根时, 相互间距必须大于5m。

D 2.5m镀锌钢钎加镀锌扁铁网。

E以上方式基础上再加降阻剂或换土。

(4) 室外接地引线必须与埋地接地装置采用焊接, 并作防腐处理 (刷沥青等)

(5) 室内接地、等电位必须采用焊接或机械式连接, 连接前必须将连接处的油漆或氧化层去除。

(6) 接地引线线径:机房到室外接地装置引线 (圆钢直径要大于10mm, 扁钢截面大于80mm2) 。

(7) 铜线与扁铁必须采用焊接或机械式连接, 并作防腐处理。

3. 监控系统防雷注意事项

(1) 室外信号设备尽量不要安装避雷针, 以避免引雷。

(2) 室外信号设备尽量不要安装在室外避雷针及避雷塔上, 以防直击雷泄放时在信号线及设备内部电路上产生强烈的感应雷。

(3) 当信号设备必须安装在最高建筑物顶时, 必须采用独立的防直击雷措施, 但直击雷地线必须与防感应雷的信号防雷器的地分开, 绝对不能直接将信号防雷器的地线与避雷带连接。

参考文献

[1]孙景梅.浅谈电气装置的接地和漏电保护器的应用[J].电气开关, 1998年3期

电气测量仪器接地 篇7

关键词：油库,接地测量,接地维护

油库的火灾爆炸事故是石油化工行业的重要危害之一。油库发生火灾时, 一般火势迅猛, 并伴随着可燃性混合气体的爆炸, 使油罐遭到破坏, 形成池火燃烧。在油库火灾的众多案例中, 雷电火灾和静电火灾在各类火灾中占有重要比例。接地电阻是判定防雷装置和排放静电性能优劣的重要技术指标之一, 接地电阻越小, 雷电对地散流越快, 被防雷装置高电位保持时间越短, 由此引发的雷电反击、跨步电压和接触电压机率就会减少, 人身及设备的危险性程度减轻。所以说做好接地电阻值的测量以及接地装置的维护工作是防止静电火灾和雷电灾害事故的一项重要技术措施。如何正确检测接地电阻数值和维护接地装置, 已成为目前油库安全管理的主要组成部分。

1 两起事故的危害及成因分析

1989年8月12日青岛黄岛油库由于感应雷引起5号油罐爆炸火灾事故。大火连续燃烧了104小时;烧掉原油4万多立方米;烧毁占地250亩的老罐区和生产区设施;烧毁10辆消防车, 烧死19人, 烧伤l00多人。其直接经济损失可达3, 540万元, 若计及破坏海产品及交通阻断等间接损失可达8500万元。造成黄岛大火的主要原因是:由于金属罐盖与水泥罐体内钢筋的连接处锈蚀、断裂, 形成间隙, 在雷击罐区附近地面时, 金属罐盖上出现感应过电压, 击穿钢筋的间隙, 产生火花引燃罐顶周围的油气, 导致罐内油气着火爆炸的严重事故。

1987年10月29日浙江省某油库发生一起煤油罐爆炸事故。当日凌晨, 油库主任和泵工对3号罐作了最后检查, 通知油轮开泵卸油。4分钟后主任和泵工在5号罐前听到3号罐内有“噼噼啪啪”的响声, 主任叫泵工去泵房打电话通知码头停泵, 自己去3号罐查看。当泵工跑出防火堤, 主任走到3号罐时, 听到轰地一声巨响, 3号罐爆炸, 100多吨煤油全部流出, 整个防火堤内一片火海。3号罐爆炸后10分钟引发2号罐也发生爆炸。当时的火场达7000平方米。烧死1人, 重伤1人, 轻伤7人, 直接经济损失约36万元。事故原因:

(1) 3号罐换过罐底和第一圈板, 施工时在壁板1.9～2.2米高处留下很多突出10毫米左右的焊痕, 形成放电极, 进油时油品液面与焊瘤之间存在一个放电适宜的间隙;

(2) 卸油时管内流速为3.145米/秒, 煤油的电阻率在l010～l014欧姆之间具有较高的静电产生能力, 当静电积聚到一定程度时, 与焊痕之间发生放电, 点燃了油面上的油蒸气, 产生爆炸。

2 接地电阻测量

接地装置是为了导走或消除导体上的静电和雷电电荷, 是消除静电和雷电危害的最有效措施之一。接地的具体方法是把设备容器及管线等通过金属导线和接地体与大地连通形成等电位, 并有最小电阻值。显然, 接地的目的在于人为地与大地造成的一个等电位体, 不致因电位差导致放电造成引起危害。

2.1 测量时间

土壤的电阻率受土壤的性质、含水量、温度、土壤中杂质的化学成分和土壤物理性质等因素的影响, 其中含水量和温度受季节影响很大。因此, 应选择土壤电阻率最大的时期进行测量, 即雨过天晴4-5天后或者冬季土壤冰冻严重时期和春秋最干燥时期。只有选择正确的测量时间, 才能使接地电阻值具有一定的保险系数。

2.2 测量操作。

2.2.1 电压降法

对于电压降法而言, 实际上它是一种传统的、陈旧的测试方法, 其中所用到的测试仪器有可以分为手摇式与数字式两种, 前者以国产为主, 而数字式则以日产为代表等。从测试仪中发出交流电, 一般会沿着被测接地电阻、电流极以及大地等系统流动, 其中接地电阻为V/I, 见图1所示。

实践中, 两个辅助性的电极插入到地下, 用测试线、接地极以及测试仪相互连接在一起。试验表明, 当辅助电极离接地点距离只有有足够的远, 而且直线布置满足距离超过20米时, EC间距离超过40米, 则认为其所测得的结果与预设要求是相符的。就三角形布置而言, 其EP和EC之间的距离均超过40米, 而且PC距离也应当在20米以上, (见图2) 。

实践中我们可以看到, 电压降法的主要优势在于辅助电极电阻, 对测试结果不会产生任何的影响, 因此具有抗干扰性强、测量结果客观、准确等特点。

目前民航油库通常用ZC-8型接地电阻测定仪测量。测量中三人配合操作, 三人分工是:一人固定探测地;一人将接地极引线与保护体脱开并进行测量;另一人专门负责记录测量数据。在测量过程中, 将两探测针应依直线相距20米, 测定仪手柄摇动转速应达到120转/分钟以上;接地引线与保护体必须分开, 以保证测量的安全性和正确性, 并能防止测量电压时测到与被测接地体相连的其他导体上所引起的事故, 还能消除离散电流所引起的误差。同时测量接触电阻应小于0.3欧姆, 以满足良好的导电性要求。每次测量以后, 还应着重检查其接地线连接是否牢固, 以防连接点接触不良, 造成接地装置失效。

2.2.2 钳形法

所谓钳形法, 实际上是对接地电阻进行的一次测试手段革命。一般而言, 钳形测试仪可以分成单口、双口两种类型, 利用钳形法进行测试, 无需打开接地极, 而只需直接将钳口与引下线套在一起即可测出其具体数据。如图3所示。

从实践来看, 钳形法的主要测试机理是对回路电阻进行测量, 钳口位置主要是电压、电流线圈两部分构成。其中, 双口式主要是由电压、电流线圈分置于两个钳口位置, 电压线圈发出激励信号, 同时在被测回路上形成电动势E。在该电动势作用下, 被测回路中会产生一定量的电流 (I) , 此时测试仪会对上述电流线圈感中的电流值I进行测量, 然后根据公式R=E/I, 测出接地电阻 (R) 。其等效电路如图4所示:

由上述方式测出的电阻, 即为接地点的实际对地电阻 (R1) , 与另外一些接地点的对地电阻相互并联, 其数值为R0;当接地点有很多时, 通过R1>R0;R1+R0, 即可视为R1。

2.3 测量数据

测量人员取得的数据要认真填入接地电阻值测量记录表内, 该表的内容包括:测量仪名称、被保护设备名称、接地点编号、测量日期、测量时的天气、测量数值、测量记录人员等。测量取得数据后应认真的仔细分析、比较, 并写出测量文字结论, 并将接地电阻值测量记录表及时归档, 便于以后查阅或参考。

3 接地装置维护

3.1 定期检查

防静电接地装置应每季度检查一次;对于防雷接地装置在每年雷雨季节前也应检查一次。主要检查内容为连地螺栓牢固、齐全与否, 接地线是否有损伤、腐蚀以及碰断等问题, 同时还要查看接地线以及接地网之间的连接位置接触是否良好, 是否存在着松动、脱落等。同时每五年应对接地线地面下50厘米以上部位, 挖开地面进行检查, 观察接地体受腐蚀程度。通过检查, 如果发现问题或缺陷应及时处理, 确保运行中的安全。

3.2 日常维护

对铁路栈桥和油泵房接地点, 建议每月都要定期实施外观检查与维护。如果螺栓出现了锈蚀问题, 则应当及时更换为镀锌螺栓以及弹簧垫片, 或采用铜螺栓连接, 并且在螺栓上涂一层润滑脂。连接点周围最好铺上一层厚10厘米的防潮沙, 以防止水气对连接点部位的腐蚀。此外, 还要经常对人工接地体所处的环境进行观察, 尤其要加强按地体环境的检查, 看其中是否存在着强腐蚀性物质。同时, 还要注意接地线表面所敷设的保护层完整与否。

3.3接地电阻降低策略

实践中, 对于干旱、地下水位相对较低以及土壤电阻率非常高的区域, 可采用如下方法进行接地电阻降低。第一, 重复接地极安装。如果单根接地极难以满足接地标准要求, 则可适当地安装一些接地极, 然后将它们并联在一起。第二, 及时更换接地极土壤, 挖掉接地极附近大约0.3至0.6米范围内的弱导电土壤, 以导电性较好的土壤取而代之。第三, 在接地极回填土中, 适量的加入一些容易导电的物质, 比如煤渣、炭黑以及木炭和炉灰等物质, 这样可以有效地提高接地极附近土壤的导电性能。如果在土壤中加入适量的食盐水, 则导电效果将更好一些。第一, 接地极附近的挖深应当是接地极长度的二分之一, 圆坑的直径大约为0.5米;第二, 分别将土壤和食盐隔层填入圆坑之中, 而且要确保每层盐的铺设厚度在1厘米范围之内, 并对每层盐进行加水, 大约为1至2公斤;第三, 填盐土与接地电阻检测同步进行, 直到适格为止。

4结论

总之, 接地电阻值测量及接地装置的维护是确保油库安全的重要环节, 它对油库防雷、防静电工作起着十分重要的作用, 在各级安全管理部门高度重视的同时, 必须定期维护接地装置, 确保接地的可靠性和有效性, 并严格执行现行的规章制度, 同时还要定期对其执行和落实情况进行监督;实践中, 应当尽可能将经验管理与科技管理模式有机地结合在一起, 预先设想、分析和防范, 只有这样方可有效控制和防范防雷电、静电事故。

参考文献

[1]王龄.大型储油罐接地电阻测试方法[J].石油化工安全环保技术, 2010 (01) , 32—33

浅谈电气设备接地保护 篇8

在建筑物供配电中, 接地占有重要的地位, 因为它关系到配电系统的可靠性、安全性。20世纪90年代国家对电工的技术规范、标准作了大量修订, 基本上全部等效或等同IEC标准, 例如《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-93、《漏电保护器安装和运行》GB13955-92、《低压配电设计规范》GB50054-95.在实际应用中, 不管哪类建筑物, 在供配电中总包含有接地系统。

电气设备的任何部分与大地 (土壤) 间作良好的电气连接称为接地。

接地是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施。电气设备接地通过接地装置实施。接地装置由接地体和接地线组成。与土壤直接接触的金属体称为接地体;连接电气设备与接地体之间的导线 (或导体) 称为接地线。

2 接地的种类

在电力和电子技术中, 接地既简单, 又复杂, 而且还是电气系统中一个必不可少的组成部分。总的来说, 接地的作用可以分为有两个:一种接地是保护人员和设备不受损害叫保护接地。另一种接地是 (工作) 系统接地。这种接地是为了抑制外部的干扰, 保障设备的正常运行。

以下结合实际对一些主要接地方式进行概述:

⑴保护接地。保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而设置的保护装置, 它有接地与接零两种方式。按电力规定, 凡采用三相四线供电的系统, 由于中性线接地, 所以应采用接零方式, 而把设备的金属外壳通过导体接至零线上, 而不允许将设备外壳直接接地。这在广电系统的配电房中的开关设备, 中央空调机、发射机等电源开关设备和大耗电设备中尤为常见。在规划设计时, 应从地网中引出接地母线至各设备上, 再将机器外壳用导体连至接地母线上。值得指出的是:接地线应接在设备的接地专用端子上, 另一端最好使用焊接。有时设备外壳会麻手, 这是由于交流漏电而设备外壳没接零造成的。一般可将电源插头拔出调换一下位置再插入即可解决。这在一些常移动的编录设备中, 由于接零线常常被忽略, 操作人员有的可能会双手同时接触接零和不接零的设备, 就有可能发生上述现象。

⑵过压保护接地。这是为防雷电而设置的接地保护装置。防雷装置最广泛使用的是避雷针和避雷器。避雷针通过铁塔或建筑物钢筋入地, 避雷器则通过专用地线入地。避雷器每年雷雨季节来临之前须检验, 以防失效。在防雷引下线上, 绝不要连接其他设备的地线, 防雷引下线只能单独直接入地, 否则雷电会通过引下线损坏其他设备。如某台卫星电视接收机曾数次遭雷击, 其原困是馈线与房顶金属护栏摩擦而绝缘损坏, 而金属护栏与避雷针引下体焊在一起, 以至雷电窜入而击坏接收机。

⑶屏蔽保护接地。为防止电磁感应而对视、音频线的屏蔽金属外皮、电子设备的金属外壳、屏蔽罩、建筑物的金属屏蔽网 (如测灵敏度、选择性等指标的屏蔽室) 进行接地的一种防护措施。在所有接地中, 屏蔽地最复杂, 有种说不清, 道不明的感觉。因为屏蔽本身既可防外界干扰, 又可能通过它对外界构成干扰, 而在设备内各元器件之间也须防电磁干扰, 如大家熟知的设备外壳、电子管屏蔽罩就是例子。

⑷信号保护接地。各种电子电路, 都有一个基准电位点, 这个基准电位点就是信号地。它的作用是保证电路有一个统一的基准电位。

3 电气设备接地技术原则

为了收到预期的效果, 接地实用技术在实施中应遵循以下原则:

⑴为保证人身和设备安全, 各种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的要求外, 不应作其它用途。

⑵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, 按等电位联接要求, 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。

⑶人工总接地体不宜设在建筑物内, 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。

⑷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。

4 系统接地方式

设备一般有三种基本的参考接地方法, 即浮地、单点接地和多点接地。此外还有由单点接地和多点接地派生出来的混合接地。

⑴浮地, 即该电路的地与大地无导体连接。采用浮地的目的是将设备或电路与公共地或可能引起环流的公共导体隔离开来。浮地还可以使不同电位的电路间配合 (通过光耦或变压器) 变得容易。浮地方式的最大优点是抗干扰性能好。浮地的主要缺点是设备不与公共地直接连接, 容易产生静电积累, 当电荷积累到一定程度, 设备与公共地之间的电位差会引起强烈的静电放电, 成为破坏性很强的干扰源。作为折中, 可在采用浮地的设备与公共地之间接进一个阻值很大的电阻, 以便泄放掉所积累的电荷。

⑵单点接地:单点接地是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法, 这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点, 就会出现错误信号传输。单点接地要求每个电路只接地一次, 并且接在同一点。该点常常一地球为参考。由于只存在一个参考点, 因此可以相信没有地回路存在, 因而也就没有干扰问题。

⑶多点接地:设备内电路都以机壳为参考点, 而各个设备的机壳又都以地为参考点。这种接地结构能够提供较低的接地阻抗, 这是因为多点接地时, 每条地线可以很短;并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。在高频电路中必须使用多点接地, 并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。

⑷混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性, 又包含了多点接地的特性。对于直流, 电容是开路的, 电路是单点接地, 对于射频, 电容是导通的, 电路是多点接地。

5 小结

接地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, 使电子电气仪器安全、稳定和可靠的运行, 而且保证较少的向外界大自然施放噪声和电磁污染。所以, 应充分重视, 解决此问题, 确保电气系统安全可靠的运行。●

参考文献

[1]《供配电系统设计规范GB50052-95》

[2]《低压配电设计规范GB50054-95》