接地的作用及分类
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接地的作用及分类
时间:2012-03-18来源:作者:电工之家
所谓接地,就是把设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接在一起。到目前为止,接地仍然是应用最广泛的并且无法用其他方法替代的电气安全措施之一。不管是电气设备还是电子设备,不管是生产用设备还是生活用设备,不管是直流设备还是交流设备,不管是固定式设备还是移动式设备,不管是高压设备还是低压设备,也不管是发电厂还是用电户,都采用不同方式、不同用途的接地措施来保障设备的正常运行或是它们的安全。
一、接地的作用
接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。
1.防止人身遭受电击
将电气设备在正常运行时不带电的金属导体部分与接地极之间作良好的金属连接,以保护人体的安全,防止人身遭受电击。
当电气设备某处的绝缘体损坏后外壳就会带电,由于电源中性点接地,即使设备不接地,因线路与大地间存在电容,此时人体接触到设备外壳时也会有电流流经人体;或者线路上某处绝缘不好,如果人体触及此绝缘损坏的电气设备外壳时,电流就会经人体而成通路,从而使人体遭受电击伤害。
有接地装置的电气设备,当绝缘损坏、外壳带电时,接地电流将同时沿着接地极和人体两条通路流过,此时,人体与接地极是并联的关系,流过每一条通路的电流值将与其电阻的大小成反比,接地极电阻越小,流经人体的电流也就越小。通常人体的电阻比接地极电阻大数百倍,所以流经人体的电流献出流经接地极的电流小数百倍。当接地电阻极小时,流经人体的电流几乎等于零,相当于接地极将人体短接,因此,人体就能避免触电的危险。
所以,不论施工还是运行,在一年中的所有季节,均应保证接地电阻不大于设计或规范中所规定的接地电阻值,以免发生电击伤害。
2.保障电气系统正常运行
电力系统接地一般为中性点接地,中性点的接地电阻很小,因此中性点与地间的电位差接近于零。当相线碰壳或接地时,其他两相对地电压,在中性点绝缘
的系统中将升高为相电压的根号下3倍,而在中性点接地的系统中则接近于相电压,因此中性点接地将有利于系统的稳定运行,防止系统振荡,且系统中的电气设备和线路只需按相电压来考虑其绝缘水平,可降低电气设备的制造成本和线路的建设费用。中性点接地的系统,还可以保证继电保护的可靠动作。
通信系统一般采用正极接地,可防止杂音窜入和保证通信设备的正常运行。
电子线路需要稳定的参考点才能正常运行,因此也需要进行接地。
3.防止雷击和静电的危害
雷击时会产生静电感应和电磁感应,物料在生产和运输过程中因摩擦而引起的静电,都有可能造成电击或是火灾的危险。
直接遭受雷击的危害,比之于感应雷就更大了,而且发生的机会更多,所以,为了防止直击雷,必须装设防雷装置。
所有防雷装置和防止静电危害的措施中,最主要的方法就是设置接地装置。
二、电气接地的分类
1.按接地的作用或功能来分
所谓接地,简单说来是各种设备与大地的电气连接。要求接地的有各种各样的设备,如电力设备、通信设备、电子设备、防雷装置等。接地的目的是为了便设备正常安全地运行,以及为建筑物和人身的安全创造条件。常用的接地方式按作用或功能来分可分为以下几种。
(1)系统接地在电力系统中将其某一点与大地进行适当的连接,称为系统接地或称工作接地。如变压器中性点的接地、零线重复接地等。
(2)设备的保护接地各种电气设备的金属外壳、线路的金属管、电缆的金属保护层、安装电气设备的金属支架等,由于导体的绝缘损坏后可能带电,为了防止这些不带电金属部分产生过大的对地电压危及人身安全面设置的接地,称为保护接地。
(3)防雷接地为了使雷电流安全地向大地泄放,以保护被击建筑物或电力设备而采取的接地,称为防雷接地。
(4)屏蔽接地一方面为了防止外来电磁波的干扰和侵入,造成电子设备的误动作或通信质量的下降,另一方面为了防止电子设备产生的高频能量向外部泄放,而将线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的金属屏蔽等进行的接地,称为屏蔽接地。为减少高层建筑竖井内垂直管道受雷电流感应所产生的感应电势,而将竖井混凝土壁内的钢筋予以接地,也属于屏蔽接地。
(5)防静电接地静电是由于摩擦等原因而产生的积累电荷,为防止静电产生事故或影响电子设备的正常工作,需要有让静电荷迅速向大地泄放的接地,这种接地称为防静电接地。
(6)等电位接地医院的某些特殊的检查室、治疗室、手术室和病房中,病人所能接触到的金属部分(如床架、床灯、医疗电器等),不应有危险的电位差存在,因此要把这些金属部分相互连接起来成为等电位体并予以接地,这种接地方式称为等电位接地。高层建筑中为了减少雷电流造成的电位差,将每层的钢筋网及大型金属物体连接在一起并接地,也是等电位接地。
(7)电子设备的信号接地及功率接地电子设备的信号接地(或称逻辑接地)是指信号回路中放大器、混频器、扫描电路、逻辑电路等有统一基准电位而进行的接地,接地的目的是不致引起信号量的误差。功率接地是所有继电器、电动机、电源装置、大电流装置、指示灯等电路的统一接地,以保证在这些电路中的干扰信号泄放到地中,不至于干扰其他灵敏信号电路的正常工作。
综合起来接地的分类大体如下。
按照接地的形成情况,可以将其分为正常接地和故障接地两大类。前者是为了某种需要而进行的人为接地,后者则是由各种外界或自身因素自然地形成的接地。
按照接地的不同作用,又可将正常接地分为工作接地和安全接地两大类。