何為電工接地:
將系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極稱為“接地”。“電氣裝置”是一定空間中若干相互連接的的組合。“電氣設(shè)備”是發(fā)電、變電、輸電、或用電的任何設(shè)備,例如電機、、電器、測量儀表、保護裝置、布線材料等。電力系統(tǒng)中接地的一點一般是中性點,也可能是相線上某一點。電氣裝置的接地部分則為外露導(dǎo)電部分。“外露導(dǎo)電部分”為電氣裝置中能被觸及的導(dǎo)電部分,它在正常時不帶電,但在故障情況下可能帶電,一般指金屬外殼。有時為了安全保護的需要,將裝置外導(dǎo)電部分與接地線相連進行接地。“裝置外導(dǎo)電部分”也可稱為外部導(dǎo)電部分,不屬于電氣裝置,一般是水、暖、煤氣、空調(diào)的金屬管道以及建筑物的金屬結(jié)構(gòu)。外部導(dǎo)電部分可能引入電位,一般是地電位。接地線是連接到接地極的導(dǎo)線。接地裝置是接地極與接地線的總稱。
超過額定電流的任何電流稱為過電流。在正常情況下的不同電位點間,由于阻抗可忽略不計的故障產(chǎn)生的過電流稱為短路電流,例如相線和中性線間產(chǎn)生金屬性短路所產(chǎn)生的電流稱為單相短路電流。由絕緣損壞而產(chǎn)生的電流稱為故障電流,流入大地的故障電流稱為接地故障電流。當(dāng)電氣設(shè)備的外殼接地,且其絕緣損壞,相線與金屬外殼接觸時稱為“碰殼”,所產(chǎn)生的電流稱為“碰殼電流”。
流散電阻、接地電阻和沖擊接地電阻
接地極的對地電壓與經(jīng)接地極流入地中的接地電流之比,稱為流散電阻。
電氣設(shè)備接地部分的對地電壓與接地電流之比,稱為接地裝置的接地電阻,即等于接地線的電阻與流散電阻之和。一般因為接地線的電阻甚小,可以略去不計,因此,可認(rèn)為接地電阻等于流散電阻。
為了降低接地電阻,往往用多根的單一接地極以金屬體并聯(lián)連接而組成復(fù)合接地極或接地極組。由于各處單一接地極埋置的距離往往等于單一接地極長度而遠(yuǎn)小于40m,此時,電流流入各單一接地極時,將受到相互的限制,而妨礙電流的流散。換句話說,即等于增加各單一接地極的電阻。這種影響電流流散的現(xiàn)象,稱為屏蔽作用,如圖 3所示。
由于屏蔽作用,接地極組的流散電阻,并不等于各單一接地極流散電阻的并聯(lián)值。此時,接地極組的流散電阻
Rd = Rd1/(n·η)
(1)式中:Rd1──單一接地極的流散電阻
n ──單一接地極的根數(shù)
η ──接地極的利用系數(shù),它與接地極的形狀、單一接地極的根數(shù)和位置有關(guān)
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得的,或用穩(wěn)態(tài)公式計算得出的電阻值。這與雷擊時引入雷電流用的接地裝置的工作狀態(tài)是大不相同的。由于雷電流是個非常強大的沖擊波,其幅度往往大到幾萬甚至幾十萬安的數(shù)值。這樣,使流過接地裝置的電流密度增大,并受到由于電流沖擊特性而產(chǎn)生電感的影響,此時接地電阻稱為沖擊接地電阻,也可簡稱沖擊電阻. 由于流過接地裝置電流密度的增大,以致土壤中的氣隙、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,降低了沖擊電阻值。
長度較長的帶形接地裝置,由干電感的作用,當(dāng)超過一定長度時,沖擊電阻不再減少,這個極限長度稱為有效長度、土壤電阻率越小,雷電流波頭越短,則有效長度越短。
由于各種因素的影響,引入雷電流時接地裝置的沖擊電阻,乃是時間的函數(shù)。接地裝置中雷電流增長至幅值IM的時間,是滯后于接地裝置的電位達(dá)到其最大值 UM 的時間的。但在工程中已知沖擊電流的幅值IM和沖擊電阻 Rds的條件下,計算沖擊電流通過接地極流散時的沖擊電壓幅值 UM = IM·Rds 。由于實際上電位與電流的最大值發(fā)生于不同時間,所以這樣計算的幅值常常比實際出現(xiàn)的幅值大一些,是偏于安全的,因此在實際中還是適用的。