接地应用

接地应用（精选十篇）

接地应用 篇1

接地是为达到安全和功能的目的, 将电气装置的某些金属部分用导体 (接地线) 与埋设在土壤中的金属导体 (接地极) 相连接, 并与大地做可靠的电气连接。

接地是用来保护人身及电力、电子设备安全的重要措施, 过接地导体将过电压产生的过电流通过接地装置导入大地, 从而实现保护。

接地系统通常由接地线、接地极组成。

接地线:电工设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。主要形式为利用建筑结构内钢筋、钢结构构架以及单独敷设的接地线。当前建筑使用钢质接地线均采用镀锌以增强防腐性能。特别重要的场所接地采用扁铜带作为接地干线。以及设备接地、管道跨接用软铜线及编织软线等。

接地体:可分为自然接地体和人工接地体两类。当前自然接地体主要为建筑物的桩基、基础梁、板等。人工接地体可用垂直埋置的角钢、圆钢或钢管, 以及水平埋置的圆钢、扁钢、钢板等。人工接地体的顶端埋入地表面下0.5～1.5米, 这个深度以下, 土壤电导率受季节影响变动较小, 接地电阻稳定, 且不易遭受外力破坏。对于土壤电阻率高的地区, 为了节约金属材料, 可以采取改善土壤电导率的措施, 在接地体周围土壤中填充电导率高的物质或在接地体周围填充一层降阻剂 (含有水和强介质的固化树脂) 等, 以降低接地电阻值。

2 配电系统的接地形式

国际电工委员会 (IEC) 对建筑工程使用的供电系统作了统一规定, 根据低压配电系统按接地方式的不同分为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。

2.1 TT系统:电力系统中性点直接接地;电气设备外露正常不带电的金属外壳与大地直接连接。

TT系统特点是当电气设备绝缘损坏漏电致使设备的金属外壳带电时, 由于外壳有直接接地作保护, 减少了触电的危险性。但是, 低压断路器 (自动开关) 不一定能跳闸, 造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压, 仍属于危险电压。当漏电电流比较小时, 即使有熔断器也不一定能熔断, 所以还需要漏电保护器作保护, 接地装置耗用钢材多, 困此TT系统难以推广。

2.2 TN系统:电气设备外露正常不带电的金属外壳与工作零线相接, 称作接零保护系统。

TN系统特点是一旦设备出现外壳带电, 相当于发生单相对地短路故障, 产生的电流很大, 是TT系统的数倍, 低压断路器的过流保护脱扣器会立即动作, 使故障设备断电。且该系统节省材料, 在我国得到广泛应用。TN系统根据其保护PE线是否与工作零N线分开而划分为TN-C、TN-S、TN-C-S。

(1) TN-C系统用工作零线兼作接零保护线, 可以称作保护中性线, 可用PEN表示。

TN-C系统使用漏电保护器时, 漏电保护器后不能设置重复接地, 否则漏电开关合不上;而且, 工作零线在任何情况下都不得断开。所以, 实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。

(2) TN-S系统供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。

TN-S供电系统系统正常运行时, 专用保护线上不有电流, 只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压, 所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上, 安全可靠。干线上使用漏电保护器, 工作零线不得有重复接地;而专用保护线PE不许断线, 也不许进入漏电开关作工作零线, PE线有重复接地, 但是不经过漏电保护器。所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。TN-S方式供电系统安全可靠, 适用于工业与民用建筑等低压供电系统。

(3) TN-C-S供电系统工作零线N和专用保护线部分是合一的, 局部采用专用保护线。通常为前端为TN-C系统, 后端为TN-S系统。

TN-C-S系统的特点如下。由于三相负载不平衡, 工作零线上有不平衡电流, 在线路上产生一定的电位差, 所以与保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。如果工作零线断线, 则保护接零的漏电设备外壳带电 (对地220V) 。如果电源的相线碰地, 则设备的外壳电位升高, 使中性线上的危险电位蔓延。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时, TN-C-S系统在使用中效果还是可行的。但在三相负载严重不平衡时, 应采用TN-S方式供电系统。

2.3 IT系统:

电源侧没有工作接地, 或经过高阻抗接地。负载侧电气设备进行接地保护。

IT方式供电系统在供电距离不是很长时, 供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所, 或者是要求严格地连续供电的地方, 例如连续生产装置、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差, 电缆易受潮。运用IT方式供电系统, 即使电源中性点不接地, 一旦设备漏电, 单相对地漏电流仍小, 不会破坏电源电压的平衡, 所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是, 如果用在供电距离很长时, 供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时, 漏电电流经大地形成回路, 保护设备不一定动作, 这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。

3 接地系统的分类

接地系统按照功能通常划分为工作接地、防雷接地、保护接地, 屏蔽接地, 防静电接地等。

3.1 工作接地

工作接地是在工作正常或事故情况下, 为保证电气设备正常运行, 必须在系统中某一点进行接地, 称为工作接地。此种接地可直接接地或经特殊装置接地。

工作接地的作用:保证电气设备可靠地运行;降低人体接触电压;迅速切断故障设备;降低电气设备或送配电线路的绝缘水平。

在变配电系统中如变压器、互感器的中性点接地等都属于工作接地, 也称交流工作地。该接地不能与其它接地系统, 如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接;也不能与PE线连接。

在数字电路中, 为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高, 除了需要一个稳定的供电电源外, 还必须具备一个稳定的基准电位。该直流工作系统与大地的接法不外乎两种:一是直流地悬浮;二是直流地接大地。

3.1.1 直流地悬浮:

直流地悬浮就是直流地不接大地, 与地严格绝缘。因为如果数字电路的直流地与交流地接在一起, 有可能引入交流电力网电压的干扰。直流地悬浮的缺点是由于交流电电网的中线一般接地这就等于把数字电路的直流地也接大地, 这样容易形成漏电, 使交流与直流两者之间形成电流回流, 还可能因直流地悬浮使这些设备带有瞬态电压, 通过相互间连线的电容耦合去干扰邻近设备, 万一发生交流火线与机柜相碰现象, 就会使机柜带有很高的交流电压。

3.1.2 直流地接大地

直流地接大地就是将计算机机房中数字电路的等位地与大地相接, 为了取得一定的公共电位, 以减少电路的耦合, 降低干扰影响, 减少电气元件的电腐蚀和因线路对地绝缘不良而产生的串音等现象, 一般接地电阻应<4Ω。直流地接大地方式克服了直流地悬空所带来的问题。由于直流地与机柜外壳是分开的, 因此机柜外壳接大地为高频干扰提供了低阻通路, 对防止高频干扰和防止静电也起到一定的保护作用。

3.2 保护接地

保护接地是将正常情况下不带电, 而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分 (即与带电部分相绝缘的金属结构部分) 用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。

接地分为接地保护和接零保护, 两种不同的保护方式使用的客观环境又不同, 因此如果选择使用不当, 不仅会影响客户使用的保护性能, 还会影响电网的供电可靠性。

保护接地与保护接零的主要区别是:

(1) 保护原理不同保护接地是限制设备漏电后的对地电压, 使之不超过安全范围。保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路, 促使线路上的保护装置动作, 以及切断故障设备的电源。此外, 在保护接零电网中, 保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。

(2) 适用范围不同保护接地即适用于一般不接地的高低压电网, 也适用于采取了其他安全措施 (如装设漏电保护器) 的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

(3) 线路结构不同如果采取保护接地措施, 电网中可以无工作零线, 只设保护接地线;如果采取了保护接零措施, 则必须设工作零线, 利用工作零线作接零保护。保护接零线不应接开关、熔断器, 当在工作零线上装设熔断器等开断电器时, 还必须另装保护接地线或接零线。如果客户所在的公用配电网络是TT或TN-S系统, 客户应该统一采取接地保护;如果客户所在的公用配电网络是TN-C系统, 则应统一采取接零保护。

随着社会的发展, 我们日常室内接触的低压配电系统所采用的三相五线制逐步淘汰了过去三相四线制的供电方式, 日常生活中不仅插座回路增加了单独的PE线, 照明回路也逐步开始设置单独的PE线。使日常接触的用电设备金属外壳均能通过PE线进行接地保护, 用电安全更加得以保证。

3.3 防雷接地

防雷接地是受到雷电袭击 (直击、感应或线路引入) 时, 为防止造成损害的接地系统。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。

3.4 屏蔽接地

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。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。

屏蔽与接地配合使用, 才能起到屏蔽的效果, 比如静电屏蔽, 当用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来, 在屏蔽体的内侧将感应出与带电体等量的负电荷, 外侧出现与带电体等量的正电荷, 因此, 外侧仍有电场存在, 如果将金属屏蔽体接地, 外侧的正电荷将流入大地, 外侧将不会有电场存在, 即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。

防止静电干扰, 必须单点接地, 单点接地的静电放电速度是最快的。如果接地点多于两个, 就形成一个或多个电势差, 相当于增加了干扰源。

4 接地方式

4.1 分散接地方式

分散接地就是将大楼的防雷接地、电源系统接地、通讯设备的各类接地以及其他设备的接地分别接入相互分离的接地系统, 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。当某一设施被雷击中, 容易形成地下反击, 损坏其他设备。

4.2 联合接地方式

联合接地即所有接地系统共用一个接地装置。它是把需要接地的各个系统统一接到一个接地装置上, 或者把各系统原来的接地装置通过地下或地上用金属导体连接起来, 使他们成为畅通的电气接地统一地网。联合接地是目前应用最广的接地方式。一般联合接地方式接地电阻非常小, 通常≤1Ω。

联合接地的特点:

(1) 各个接地电极联接的等效接地电阻小。如果是利用建筑结构体作为共用接地装置, 因其接地电阻很小, 共用接地的效果就更显著。

(2) 当有一个接地电极失效时, 其他接地电极也能补充, 提高了接地的可靠性。

(3) 一般联合接地方式接地电阻非常小, 通常≤1Ω.不存在各种接地体之间的耦合影响, 有利于减少干扰;

(4) 减少接地电极的总数, 节省了设备施工费用。

摘要：随着科学技术的发展、社会的进步, 人们对家用电器、建筑设备、通信设备及电力系统等其他领域设备的安全性要求越来越高。掌握接地技术并合理应用, 才会使我们的生产、生活更加安全。

各类接地系统优缺点及其应用 篇2

系统接地型式以拉丁字母作代号，低压系统接地型式以拉丁字母作代号，其意义如下： 第一个字母表示电源端与地的关系： T－电源端有一点直接接地； I－电源端所有带电部分不接地或有一点通过高阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可电导部分与地的关系： T－电气装置的外露可电导部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点； N－电气装置的外露可电导部分与电源端接地点有直接电气连接。－后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况： S－中性导体和保护导体是分开的； C－中性导体和保护导体是合一的： TN-S系统TN－C系统特点： －PEN线兼有N线和PE线的作用，节省一根导线； －重复接地，减小系统总的接地电阻； －PEN线产生电压降，外露导电部分对地有电压； －PEN线在系统内传导故障电压； －过电流保护兼作接地故障保护。使用场所：三相负载均衡，并有熟练的维修技术人员。TN－S系统特点 －PE线与N线分开，PE线非故障时不流过电流，外露可电导部分不带电压，比较安全，但多一根导线； －PE线在系统内传导故障电压。使用场所：防电击要求

高，爆炸和有火灾危险场所，建筑物内装有大量信息技术设备。

TT系统特点 －外露可电导部分有独立的接地保护，不传导故障电压； －由于电源系统有两个独立接地体，发生接地故障时接地故障电流较小，不能采用过电流保护兼作接地故障保护，而采用剩余电流保护器； －因采用剩余电流保护器保护线路，双电源（双变压器、变压器与柴油发电机组）转换时采用四极开关： －易产生工频过电压。使用场所：等电位联结有效范围外的户外用电场所，城

市公共用电，高压中性点经低电阻接地的变电所。

IT系统特点（不引出中性线）－发生第一次接地故障时，接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性； －发生接地故障时，对地电压升高1.73倍； －220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供； －安装绝缘监察器。

使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。

同意2楼的看法，还要补充一点

对于TT系统的应用场所，主要应用于输电线路较长的城市用电和农村用电，特别是农村用电。因为输电距离远，如果采用TN-S系统，则PE线上有较大的电压降，失去了它做接地保护的意义，而且还浪费有色金属，同理TN-C系统也不适

杆塔接地体的选择及应用 篇3

一、引言

降低杆塔接地装置的接地电阻是提高线路耐雷水平的一项十分重要的措施，浙江电力试验研究所提出的新杭220kV线路21年雷击跳闸率变化统计结果表明，“改善接地是最有效的防雷改进措施”。国网公司《架空输电线路管理规范（试行）》对220kV架空输电线路雷击跳闸率的管理目标是小于0.315次/百公里·年。根据计算，要使220kV输电线路的雷击跳闸率达到这一目标，除了适当加强线路绝缘外，还必须对220kV线路绝大部分杆塔的冲击接地电阻降至10Ω以下。在大地中埋设防雷接地体将雷电流泄入大地，能有效减小杆塔的冲击接地电阻，是目前国内外普遍采用的避雷方法和措施，防雷接地体是防雷设施中重要的装置。它埋设在土壤中，与杆塔、避雷针避雷器引下线连接，当雷电流通过时，将其瞬间泄入大地，使被保护的设备设施及人员免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害。雷电流在接地体中停留的时间越短，安全性越大，否则就产生安全隐患，导致雷电事故。

从1910到1955年，美国联邦标准局对接地网进行一次大规模的开挖腐蚀研究。该研究中包括在全美国的128个测试地点采集的36500个样本，代表了333种不同铁、钢、铜、铝以及其它有色金属，和具有相应保护镀层或包层的材料，包括43种不同的土壤如沙漠、海滩、平原、高原、南方湿润土壤、北方冻土等各种类型。这是国际上迄今为止一次最大规模的对接地网腐蚀进行大范围的研究，整个西方接地国际标准包括IEEE、UL、NEC、ANSI、IEC等均建立在此次开挖研究基础上。

目前国内外接地体材质主要有铜、钢、石墨等材料，合理选择接地体应符合我国节能、减排、环保、高产能的工业发展政策，与我国人多地少、资源匮贬的国情和建设节约型社会的发展战略相符合，具有广泛的经济效益和重要的实际应用价值。

二、土壤对接地影响

土壤电阻率对整个接地系统的阻抗有很大影响，影响土壤电阻率的主要参数有土壤成分、水分含量、污染物等多个因素。土壤的类型因含量和结构而不同黑土含有机质较高，是很好的导体，但土壤一般会有多层，每层的土壤电阻率不同，可以测量不同土壤深度的电阻率，形成电阻率分布图来对接地系统及接地材料进行配置。

三、石墨接地体的特点

以石墨为原材料制作的新型石墨导电板材和电缆属于一种新型非金属导电材料体，该导电体呈惰性，化学稳定性优良，在常温条件下不受强酸、强碱和有机溶剂及电偶腐蚀，不生锈，电阻稳定，使用寿命长达30年，且免维护更新改造工程，易加工成型，产品无需钝化和防腐工艺，安全可靠，可广泛在酸性、碱性土壤和高电阻、低电阻土壤以及海滩、湿地、热带地区、寒冷地区使用，并不受环境气候条件的限制。且节能减排、环保、节约材料、经费、土地，该品无回收利用价值，可有效解决目前我国金属防雷接地极体易被盗的问题，该新型产品可以作为一种长效绿色经济型防雷接地电极使用。

四、铜接地材料的特点

（1）以铜的导电率为100%，镀铜钢接地棒的导电率为20%，而镀锌钢的导电率只有8.6%。镀铜钢接地棒是镀锌钢导电率的2.3倍。加上铜的磁导率是钢的1/636，在雷电高频电流情况下，镀铜钢接地棒的冲击接地电阻要比镀锌钢要强。

（2）铜的熔点为10830C，短路时最高允许温度为4500C;镀铜钢材熔点为10840C，短时允许温度为4500C;而钢的熔点为15100C，短路时最高允许温度为4000C。因此，接地体截面相同时，铜材热稳定性较好。同等热稳定性能时，镀锌钢接地体所需的截面积为铜材的三倍，是镀铜钢接地棒的2倍。

（3）接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/10～1/50，而且电气性能稳定。

五、镀锌钢铁接地材料的特点

镀锌钢铁制品接地是在我国应用最广泛的接地形式，其价格较低和安装施工方便，但镀锌钢铁制品制造耗能高，温室气体排放量大、污染环境严重，在使用中不耐腐蝕、易生锈，导致接地电阻不稳定、升高，发生雷电事故，使用寿命短（5-6年），检修维护困难，更新改造工程频繁、费用大、浪费材料和土地。钢铁接地体表面上的锌消耗殆尽时，裸露的钢铁材料便与土壤中的活性离子发生离子交换，生成具有很高电阻阻值的不溶水或微溶于水的金属盐。该金属盐包裹在接地体的外部形成一个封闭的外壳，使接地体不能和土壤直接的接触，造成接地电阻阻值升高，使防雷接地失效，发生雷击事故;在土壤电阻率低的地区，由于土壤中所含的活性离子浓度高，裸露的钢铁金属材料和土壤中的活性离子发生反应，消耗了接地体中的金属离子，使接地体金属消耗，泄电截面减少，在雷击电流通过时发热，而使接地体在高温下烧断损坏，装置失效;在土壤电阻率高的地区，由于土壤电阻率高，达不到接地电阻要求。

六、结束语

配网接地系统应用分析 篇4

电力系统中性点接地方式是一个涉及到供电可靠性、过电压与绝缘配合、继电保护、通信干扰、系统稳定等方面的综合性技术问题, 在不同的国家和地区有不同的选择。

1.1 中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统

图1为中性点不接地系统和经消弧线圈接地示意图, 这两种系统的特点为: (1) 发生单相接地时, 三相用电设备能正常工作, 允许继续运行2 h, 因此可靠性高; (2) 发生单相接地时, 两完好相对地电压升高到线电压, 是正常时的倍, 因此对系统绝缘要求高, 增加绝缘费用。

1.2 中性点直接接地系统

图2为中性点直接接地系统示意图, 其特点为: (1) 发生单相接地时, 完好相对地电压不升高, 因此可降低绝缘费用, 保证安全; (2) 发生单相接地短路时, 短路电流大, 要迅速切除故障部分, 因此供电可靠性差。

各种中性点接地方式和装置都有一定的适用范围和使用条件, 我国110 k V以上及10 k V以下系统普遍采用中性点直接接地系统 (大电流接地系统) , 35 k V系统 (接地电流不大于10 A时) 、10 k V系统 (接地电流不大于30 A时) 普遍采用中性点不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统。

2 380 V/220 V低压配电系统运行方式

380 V/220 V低压配电系统运行方式按接地的形式不同分为TT系统、TN系统和IT系统。根据中性导体和保护导体的组合情况, TN系统又有TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统之分。

2.1 TT系统

(1) TT系统接线方式。变压器低压侧中性点直接接地, 网络内所有受电设备的外露可导电部分用保护接地线 (PEE) 接至电气上与电力系统的接地点无直接关联的接地极上。

(2) TT系统特点。 (1) 当电气设备的金属外壳带电 (相线或设备绝缘损坏而漏电) 时, 由于有接地保护, 可以大大降低触电的危险性。但是, 低压断路器 (自动开关) 不一定能够跳闸, 造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压, 属于危险电压。 (2) 当发生漏电而剩余电流又比较小时, 即使有熔断器也不一定能熔断, 所以需要安装剩余电流动作保护器作保护。 (3) 系统内装设接地装置数量多, 耗用钢材多, 且施工耗费工时。

(3) TT系统的适用范围。此种方式适用于接地保护很分散的地方。

2.2 TN系统

(1) TN系统接线方式。变压器低压侧中性点直接接地, 网络内所有受电设备的外露可导电部分用保护线 (PE) 与保护中性线 (PEN) 相连接。根据不同的工作情况, TN系统又分为如下3种情况:

TN-C系统:变压器低压侧中性点直接接地, 整个系统的中性线 (N) 和保护线 (PE) 是合一的;

TN-S系统:整个系统的中性线 (N) 和保护线 (PE) 是分开的;

TN-C-S系统:系统中一部分线路工作中性线和保护线 (PE) 是合一的。

(2) TN系统特点。 (1) 该供电系统是将电气设备的金属外壳与工作中性线相接的保护系统, 即接中性线保护系统。 (2) 一旦设备出现外壳带电, 接中性线保护系统能将漏电电流上升为短路电流, 实际上是单相对地短路故障, 使故障设备断电。

(3) TN系统适用范围。TN-C系统, 适用于三相负载基本平衡的情况;TN-S系统, 适用于工业与民用建筑等低压供电系统;TN-C-S系统, 常用于配电系统末端环境条件较差, 且要求无电磁干扰的数据处理或具有精密检测装置等设备的场所。

2.3 IT系统

(1) IT系统接线方式。变压器低压侧中性点不接地或经高阻抗接地, 网络内所有受电设备的外露可导电部分用保护接地线 (PEE) 单独地接至接地极上。

(2) IT系统特点。 (1) 发生一相接地故障时, 接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流, 其值很小, 外露导电部分对地电压不超过50 V, 不需要立即切断故障回路, 保证供电的连续性。 (2) 发生接地故障时, 对地电压升高到原来的1.73倍。 (3) 220 V负载需配降压变压器, 或由系统外电源专供。

(3) IT系统适用范围。供电连续性要求较高, 如应急电源、医院手术室等。

《农村低压电力技术规程 (DL/T 499—2001) 》规定, 我国农村低压电力网宜采用TT系统;城镇、电力用户宜采用TN-C系统;对安全有特殊要求的可采用IT系统。同时规定, 同一低压电力网中不应采用2种保护接地方式。

3 农村配电变压器接地接线方式及工艺要求

3.1 接线方式

农村配电系统配电变压器接地接线采用防雷接地 (高低压避雷器) 、保护接地 (外壳) 和工作接地 (低压中性点) 共用一个接地装置, 称作“三点共同接地”。图3为配电变压器防雷、工作、保护共同接地示意图。

3.2 接地电阻要求

《农村低压电力技术规程 (DL/T 499—2001) 》规定:“配电变压器低压侧中性点的工作接地电阻, 一般不应大于4Ω, 但当配电变压器容量不大于100 k VA时, 接地电阻可不大于10Ω。”

3.3 接地工艺要求

接地应用 篇5

动量VLBP神经网络在缺陷接地电路中的应用

采用一种改进的人工神经网络反向传播算法(BP算法),将动量方法和可变学习速度的BP算法(VLBP算法)结合,并且在每个样本点更新权值和偏置值,这种算法称为动量VLBP算法.用C语言实现该算法,并将其运用到对一种新型组合式非周期性缺陷接地结构(CNPDGS)低通滤波器的神经网络建模之中.以CNPDGS的.结构尺寸和频率为输入样本,传输系数参数为输出样本,建模成功后,在样本范围内输入结构尺寸和频率能够很快得出准确的传输系数.结果表明应用动量VLBP算法的神经网络相对于FDTD分析方法可以节省大量的时间,并且与基本的BP算法相比,可以加速算法收敛、减少训练时间.

作 者：吕英 王安国 马宁 L(U) Ying WANG An-guo MA Ning  作者单位：天津大学电子信息工程学院,天津,300072 刊 名：微波学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MICROWAVES 年，卷(期)：2007 23(6) 分类号：O4 关键词：神经网络   反向传播算法   组合式非周期性缺陷接地结构   动量VLBP  

浅谈广播电视工程中接地技术的应用 篇6

【关键词】广播电视工程；接地技术；应用

广播电视与广大百姓的生活息息相关，他们可以通过广播电视了解更多、更全的信息。为了保证广大百姓正常的接收到广播电视中的信息，前提必须是广播电视设备的正常运行，但广播电视却受着接地系统的影响而影响。随着现代信息技术的不断发展，对电视技术系统的要求也越来越高，现代的广播电视技术系统以及专业的设备具有数字化、信息化、网络化、播出、储存、发布信息等特点，且具有高宽带及高传输速度的技术系统设备、工作频率和数据传输功能。现今我国的电视已进入数字化的高清晰电视，这对于电视的接地工作要求是非常的严格。AV设备及IT设备的广泛、大量的使用超大规模的集成电路，使工作电压越来越低，以至于集成电路器件的击穿电压也越来越低。所以要不断提高对雷电感应及静电感应的要求。对于电视传媒大厦来说，对其防雷接地要求是非常的高。员工和设备安全与电视工艺及防雷接地有着密切的关系，这关系到电视技术系统工作是否稳定、可靠和正常。若广播电视工程接地系统不良，会有干扰信号被引入，造成电视信号出现错误及控制信号出现错误等，从而引发设备错误操作，影响电视播出的质量。

对于电视台来说，技术系统、设备的工作频率和数据传输速度等具有着高宽带以及高传输速度的特征，大小电流、高频、中频和音频直至微波通信，是一个很强的通信传输集合体。为了避免各种干扰，各类电缆必须敷设在金属线槽内，且该金属线槽需做等电位连接，根据有关规定规范好线槽间的距离。

1.广播电视工程中接地的概念

接地技的电容是非常的大的，大地的电势一般是认为为零棗且以大地作为零电位，有保护设备及术是后来延伸、应用到弱电系统中的，之前最主要是应用在电力系统中的。接地技术越来越广泛的应用在现代的电子设备中。“接地”其实就是系统与某电位基准之间建立了低电阻通路，被称为“接地”的是相同接地点之间的连线。在电子设备中的“地”通常会有两种含义：一种是连接“大地”，以地球电位作为基准，大地人员安全作用的是电子设备上的金属外壳和电路基准点与大地相连，如有通常被称之为“安全地”的保护接地和防雷接地等。而另一种是“系统基准地”棗在弱电系统中的接地，它不一定是指真实意义上与地球相连的接地，它可通过提高屏蔽保护性及系统的稳定性来增强系统电磁兼容性的作用，可在有必要的情况下作接“大地”处理。

2.广播电视工程中的接地类型

广播电视工程中接地主要分为安全接地、防雷接地和工作接地这三类。安全接地是为了防止电器装置的金属外壳和线路杆塔等带电危协到设备及人员安全而进行的接地。防雷接地是为了防止雷击以及过电压对其设备、人身造成危害，可通过雷电保护向大地放雷电流所设的接地，该接地又称为过电压保护接地。工作接地是根据系统运行所需要用的接地，它是为电路正常工作所提供的一个基准电位，且一般设定为零。

3.广播电视工程中发射系统设备对接地的要求

RF和IF的共用参考点是电路中不可或缺的一部分。屏蔽及接地对雷电电磁的干扰有较好的防护作用，接地的好坏影响着设备的传输和可靠性，严重的会损坏设备部件及影响人员安全等。只要有良好的接地系统便可保证发射系统能稳定工作，以及人员安全得以保护。

如要有良好的接地系统则需满足的要求有：良好接地以保证发射系统的所有设备接地，接地装置和建筑物的距离应该保持在5米以上，防雷接地的电阻应小于5Ω，工作接地与保护接地的电阻均小于4Ω，当保护地线的截面积大于20米时，接地与接零要互不影响，且要分开。在重点发射设备需要隔離变压器进行有效的隔离，为保护重点发射设备的安全有效进行，不立相干扰和串扰。广播电视设备要想有可靠的保证则需规范好接地，且要不定期的对其电阻进行检查、测量，在安全、稳妥的情况下解决好接地问题则需要在实践中不断的积累经验。

4.广播电视工程中接地应注意的问题

在广播电视工程中接地应注意系统信号地和其他接地连接次序，音频和视频设备的连接次序，机房数字设备接地的规范性以及要使三相电源中性点电位保持零电位。

广播电视工程系统在安装调试过程中，可能因为某些原因出现比较严重的磁场、电场的干扰，特别是电源与导线之间的干扰比较的突出，其表现为电感性耦合、电容性耦合和电磁场辐射这几种形式，使系统建立与大地的连接，以此有效的抵抗干扰从而正常工作。对于接地电阻要求较小的是音频和视频设备安全地以及功率地，对于信号地的接地电阻则可以稍大，这些都要引起注意，否则可能会给系统在处理信号时带来一定的麻烦。随着社会的不断发展，广播电视与人们的关系越来越密切，它与人们的生活息息相关。为了满足人们的需求，对广播电视的要求也是越来越高。广播电视中对数字化、网络化、信息化的应用也是越来越广泛。广播电视设备的正常运转与接地有着密不可分的关系，系统的调试工作和运行的质量受接地系统性能好坏的影响而影响，接地系统是广播电视稳定工作的前提条件。对于电视传媒大厦来说，对其防雷接地要求是非常的高。员工和设备安全与电视工艺及防雷接地有着密切的关系，这关系到电视技术系统工作是否稳定、可靠和正常。若广播电视工程接地系统不良，会有干扰信号被引入，造成电视信号出现错误及控制信号出现错误等，从而引发设备错误操作，影响电视播出的质量。当机柜内设备过多的时候，考虑敷设几条互相并行及系统外壳的绝缘半环型接地母线，信号母线与屏蔽地及地柜外壳地母线。信号地母线要接地信号地螺栓上，要使母线电气性能良好，则需要尽可能小的电阻。当三相四线制电源供电时，出现三相不平衡的现象，则有可能是各负载用电量和用电的不同是性造成的。当单相供电设备因电压过高或过低而无法正常工作，则有可能是中性线接地不良，导致其电源中性线电位的偏移，严重的会出现设备损坏现象。为了保证电源中性接地安全可靠，则需要三相电源中性点电位保持零电位。

【参考文献】

［１］李良福．电子设备机房各类接地同—地网共母线与不共母线的对比分析[A]．城市气象服务科学讨论会学术论文集[C]．2001．

［２］熊力书．对移动通信基站接地问题的探讨[A]．2004年湖北省气象学会年会学术论文详细摘要集[C]．2004．

［３］陈锦云，杨铭泽．接地网敷设方式对接地电阻实测值的影响[A]．全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集[C]．2005．

接地应用 篇7

关键词：小接地电流系统,消弧线圈,接地变

0引言

随着社会对配电网系统要求的不断提高, 我国供电网系统由原来结构简单、容量小逐步变为结构复杂、容量大的工作系统。目前, 我国供配电系统多以架空电线为主, 采用中性点不接地运行, 即使发生永久性电弧接地, 系统仍保持供电运行, 大大提高系统的可靠性。由于系统结构越来越复杂, 电缆线路也更加复杂, 这样就导致出线增多, 配电网系统对地电容电流突然增加, 弧光接地不易熄灭, 甚至产生过电压, 进而造成短路, 所以当电流达到某一数值时, 中性点必须经过消弧线圈接地, 消弧线圈产生的感性电流对于故障点处的电容电流起到了补救的作用, 使故障点自然息弧, 才不至于影响供电过程中各个系统的正常供电。

1小接地电流系统

当三相系统中的单相由于天气、线路、人为故障等发生接地时, 系统中就不能形成短路回路, 所以故障处的电流大大小于线路电流, 这种系统被称为小电流接地系统, 变电站小电流接地都设有检查测量装置。 目前, 我国供电系统的小电流的中性点接地运行方式分为两种:中性点直接接地和中性点不直接接地, 本文中提到的中线点直接接地是指接地变压器, 中性点不直接接地的运行方式包括经消弧线圈接地方式。

2接地变及消弧线圈接地系统

一般来说小电流系统的变压器都装有消弧线圈, 大概位置在变压器的三角形侧边, 但是三角形的变压器侧没有中性点, 电网就无法采用中性点接地的方式运行, 导致消弧线圈不能够补偿电网单相接地时故障产生的电容电流。由此, 工作人员就专门设计了接地变压器, 以此来给消弧线圈提供中性点。当电容电流不断增加, 接地电弧不可能自动熄灭, 容易产生弧光接地过电压, 如果持续时间过长, 降低空气的绝缘强度, 发生相间短路的情况, 弧光接地过电压也会极大地危害甚至损坏供电设备, 严重影响电网的可靠运行, 所以就需要寻找一个中性点, 连接接地电阻, 这样就可以产生零序电流、电压, 保证接地的安全性。接地变压器的显著特点就是:只有在出现故障时, 才是过载的状态, 当系统正常运行的时候, 都是空载状态。

消弧线圈装置可以起到自动跟踪并调节小电流接地按系统中的电容电流, 自动跟踪的消弧线圈并联中电阻 (小电阻) 和相应的故障选线装置, 随时对产生故障的线路进行隔离, 保证选线的正确性。消弧线圈是电感线圈, 其中带有铁芯装置, 是用于连接接地变压器和大地, 以保证小电流接地系统正常运行, 户外预装式或组合式消弧线圈装置, 可选用油浸式铜绕组或干式铜绕组;户内安装的消弧线圈装置, 选用干式铜绕组。在系统正常运行时, 消弧线圈中没有电流经过, 当系统发生单相接地时, 中性点的电压迅速上升, 流经线圈的电流与电容性电流互抵, 即上文所提到的补偿故障电流, 这样, 故障处的残余电流很小, 电弧熄灭, 不致于影响系统的正常运行。

在原来的电网系统中, 消弧线圈大部分是用人工调整线圈的匝数已到达固定补偿的模式, 保证其补偿的程度满足中性点位移电压不超过相电压的10%, 长期下去导致电网中频频发生跳闸。现在, 随时调整消弧线圈, 保证线圈都在最佳工作状态, 自动熄灭电弧。

3对比接地变和消弧线圈的不同

3.1 应用技术原理不同

1) 接地变:

指人为制造个中性点, 用来连接接地电阻, 当系统发生接地故障时, 对正序负序电流呈高阻抗, 对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。接入消弧线圈, 同时可以兼做站用变使用。

2) 消弧线圈:

产生电感电流, 补偿系统电容电流, 但消弧线圈在正常的时候是不补充系统的电感电流的, 只有系统发生不对称的时候, 才去产生电感电流, 去补偿系统中的电容电流, 减少系统接地点的电容电流, 起到接地点容易灭弧的作用。

3.2 应用范围不同

在110 kV及以上的高压或超高压系统中, 一般采用接地变系统, 目的是为了降低电气设备绝缘水平, 避免因为单相接地后行程不对称;厂供电系统采用电压在1 kV～35 kV, 一般为消弧线圈系统, 因工厂供电距离短, 对地电容小, 单相接地电流小, 这样可以运行一段时间, 提高了系统的稳定性和供电可靠性, 对通讯干扰小等优点;1 kV以下的供电系统 (380/220 V) , 除某些特殊情况下 (井下、游泳池) , 绝大部分是中性点接地系统, 主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险。

3.3 两者的优、缺点

接地变在小电流接地系统中的优点是当某单相接地, 另两相电压不升高, 这就导致整个系统的绝缘水平降低;另外, 单相接地产生的短路电流较大, 从而使保护装置快速反应, 提高了整个系统的可靠性。缺点是对电源中性点接地系统, 短路电流增大, 各种电气设备要选择较大容量, 造成系统不稳定性, 而且保护装置会导致间断供电, 甚至是干扰通讯线路。

中性点装设消弧线圈, 补偿方式有三种, 分别是欠补偿、过补偿和全补偿运行。变压器中性点接消弧线圈系统优点, 在小电流接地系统运行时, 中性点经过消弧线圈接地, 此时, 基波的感抗只是消弧线圈的五分之一, 是线路容抗的5倍, 相比较就可以得出:消弧线圈的容抗和线路容抗比较几乎等于开路, 因此, 当系统单相接地时, 谐波电容电流几乎与中性点中基波容性电流大小相同, 方便快捷采用故障选线。缺点是, 小电流接地系统产生故障时的电容电流决定消弧线圈的容量, 需要注意的是, 在选择消弧线圈的容量大小时, 要适当的大于故障电流, 富裕出一定的余量, 满足未来线路的发展要求。

4注意事项

接地线与电流互感器必须保证接地线与大地形成的回路不能与互感器连接, 即保证接地线直接接地, 而互感器的保护层对地绝缘。其次, 零序电流互感器必须有各个馈电线路流经, 否则可能造成判断失误。最后, 统一零序电流互感器的型号、极性, 才能保证各个阶段的判断正确无误。

5结语

随着社会经济的不断发张, 对我国电力系统的要求越来越高, 可靠性、经济性、安全性等都必须完善和提高, 采用接地变、消弧线圈的系统接地运行方式, 及时消除小电流系统中的接地故障, 随时监测系统的供配电, 尽量较少故障线路, 保证供配电的正常运行。

参考文献

[1]夏纪刚, 孙亚男.浅析消弧线圈在小电流接地系统中的应用[J].内蒙古石油化工, 2006 (6) .

DCS系统接地应用讨论 篇8

随着石油化工工业的迅速发展和工业自动化水平的提高,分散控制系统(DCS)已在国内各石油炼化公司中得到广泛应用,这对保证石化公司的安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用,并取得了良好的效果。

DCS合理、可靠的系统接地,是DCS系统非常重要的内容。为了保证DCS系统的监测控制精度和安全、可靠运行,必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面,进行认真设计和统筹考虑。本文根据DCS系统的设计规范要求,对DCS系统接地进行讨论和简要的介绍,以供大家在DCS系统设计、安装、维护中参考。

1、DCS系统接地的基本要求

DCS系统接地是为了保证当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时,有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。接地系统能够为DCS提供屏蔽层,消除电子噪声干扰,并为整个控制系统提供公共信号参考点(即参考零电位)。当接地系统发生问题时(接地电阻过大,多点接地,接地线断线或接地线与高电压、大电流设备相接触等),会造成人员的触电伤害及设备的损坏,据了解,有些石化公司DCS系统经常“死机”(或不明原因的“死机”),大多是因为接地系统不良或存在问题所引起的。

1.1 DCS接地分类

在一般情况下,DCS控制系统需要两种接地:保护地和工作地(逻辑地、屏蔽地等)。对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统,还要求有本安地。

1.2 DCS系统接地方式DCS系统一般接地方式

1.2.1利用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共地;

1.2.2设DCS系统专用独立的接地网;

1.2.3设DCS专用接地网,经接地线、再接至电气接地网;

由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处,过去,计算机或DCS系统曾经较多的采用过专用的接地网。但这种接地方式存在的缺点是:占地面积太大,投资高,电缆及接地网钢材耗量大,距厂房有相当的距离(因不易在厂房内找到合适的位置),管理、维护、测量及查找接地极和接地线不方便,且效果不甚良好。根据实际运行表明,设置专用的DCS接地网是既困难又不安全的。如某电厂曾因接地问题,造成机组跳闸数十次。根据调查,不少电厂DCS后来改用电气接地网接地,取得了良好的效果。

1.3对公共接地极(网)的要求

1.3.1当厂区电气接地网对地分布电阻≤4Q时,可将厂区电气接地网当着DCS系统的公共接地极(网)。

1.3.2当厂区电气接地网接地电阻较大或杂乱时,应独立设置接地系统,即为DCS系统的公共接地极(网)。

1.3.3没有本安地接入的公共接地极(网)的对地分布电阻小于4欧姆;有本安地的小于1欧姆。接地总干线的线路阻抗小于0.1欧姆。

1.3.4接地极周围15米内无避雷地的接入点,8米内无30KW以上的高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满足该条件时,防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起,二者应距离10米以上。

2、DCS系统的接地原则

2.1 DCS系统设置的接地装置

2.2.1操作台、打印台、服务器柜:设有保护地螺钉。

2.2.2继电器柜、UPS柜、配电柜:设有保护地螺钉。

2.2.3 DCS的I/O机柜:设有屏蔽接地汇流排,保护地螺钉。系统地(+24V地)悬浮。

2.2.4仪表柜、手操盘台:设有屏蔽地接地汇流排,保护地螺钉。

2.2.5安全栅柜:设有屏蔽地接地汇流排,本安地接地汇流排,保护地螺钉。

2.2信号屏蔽及其接地

2.2.1根据有关技术规定要求,计算机或DCS系统信号电缆的屏蔽层不得浮空,必须接地,其接地方式应符合下列规定:

2.2.1.1当信号源浮空时,屏蔽层应在计算机侧接地;

2.2.1.2当信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;

2.2.1.3当放大器浮空时,屏蔽层的一端与屏蔽罩相连,另一端宜接共模地(当信号源接地时,接信号地。当信号源浮空时接现场地)。

2.2.1.4当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时,应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层连接。

2.2.2 DCS系统信号电缆的选择与敷设,应严格按照有关规定执行。屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。为了提高DCS系统的抗干扰能力,DCS系统开关量输入/输出信号,选用阻燃型对绞铜网屏蔽计算机电缆还是比较恰当的。

3、DCS系统的接地方法

分散布置DCS系统设备之间的连接一般是网络(通讯)线,例如:现场控制站分散到现场,而操作员站位于不同的控制室,分散直径在500米的范围内,各站点间使用多模光纤或5类双绞线或DP屏蔽双绞线等连接。使用光纤连接的站点:各站点内的接地方法同集中布置的DCS设备。

使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接的站点:

控制室的各类地线先连接到公共连接板,公共连接板通过接地总干线与公共接地极相连。从公共接地极看过去,整个接地网络是一个星型结构。

使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备(信号避雷器、通流量不小于5KA)与DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他网络设备相连。两边的站点有各自的公共接地极,二者不必有金属连接,各站点的接地方法同集中布置的DCS设备。5类双绞线或DP屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设,钢管或桥架必须可靠接地。当雷击,或者电气事故造成两边地电位差过大时,信号避雷器可以保护两边的设备。

3.1 DCS设备接地安装

3.1.1接地体:为钉入地下的良导体,由接地总干线传来的电流通过接地体导入大地。接地体与接地总干线之间采用铜焊,焊接后应做防腐处理。可用接地网干线把多个接地体连接成网,接地网应满足DCS系统接地电阻的要求。

3.2 DCS系统接地降低土壤电阻率的方法

3.2.1改变接地体周围的土壤结构。在接地体周围的土壤2～3m范围内,掺入不容于水的、有良好吸水性的物质,如木炭、焦碳煤渣或矿渣等,该法可使土壤电阻率降低到原来的1/5～1/10。

3.2.2用食盐、木炭降低土壤电阻率用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层,约10～15cm厚,再铺2～3cm的食盐,共5～8层。铺好后打入接地体。此法可使电阻率降至原来的1/3～1/5。但食盐日久会随流水流失,一般超过两年就要补充一次。

3.2.3用长效化学降阻剂。用长效化学降阻剂方法可使土壤电阻率降至原来的40%。

4、现场接地常用注意事项

4.1现场控制站:

接地螺丝因机柜本体与底座间有胶皮形成绝缘,屏蔽地汇流排与底座间绝缘,现场控制站必须按规定做好接地处理。即分别接至现场控制站接地汇流排上。I/O柜的电源地与UPS的电源地必须接至同一个地,保证等电位。

4.2现场控制站:

操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、系统显示器等采用外壳接地或直接将电源地线连接至电气接地网。

4.3 I/O模件:

模拟量模件的40端即直流24伏的负端接至逻辑地汇流排上,逻辑地汇流排接至屏蔽地,再接入总接地汇流排。

4.4

现场控制站的保护地应从机柜下方的接地螺钉接至接地分干线,现场控制站的屏蔽地应从接地汇流排接至公共连接板。

4.5

接地系统的电阻必须进行测试,以保证接地能满足控制系统制造商的要求。

5、结束语

接地应用 篇9

风能已经成为目前国内最具潜力和活力的新能源之一, 风力发电是目前最成熟的可再生能源发电技术。随着风力发电的飞速发展, 风电机组单机容量和风电场规模的增大, 对风力发电机组的安全运行也提到了一个广受关注的高度, 风力发电机组能否安全运行, 很大程度上取决于风力发电机组接地装置, 接地电阻值是衡量风力发电机组接地装置是否符合规程要求的主要指标。

1 非金属材料接地模块简介

1.1 接地模块结构图及原理图

(1) 接地模块结构图

(2) 接地模块原理图

1.2 非金属材料接地模块降低接地电阻的原理

接地网的接地电阻主要由接地体及其连接材料的自身电阻、接地体与周围土壤的接触电阻以及入地电流在土壤中的扩散电阻构成, 其中接地体与土壤的接触电阻和入地电流在土壤中的扩散电阻是接地电阻的主要部分, 占接地电阻的98%以上。

非金属材料接地模块与传统接地体相比具有以下显著特点:

(1) 降低接触电阻:接地模块的主体材料以高目数的非金属导电石墨为主体材料, 其极小的颗粒可以很好地与各种土壤达到分子级的接触, 有效接触面积远远大于传统的金属接地体, 有效散流面积也得到了极大地提高;另外其内部富含的吸湿保湿剂也使得接地体和周围土壤的接触更加密实, 从而可获得较低的接触电阻。因此能显著提高接地效率, 减少地网占用土地面积。

(2) 降低扩散电阻:接地模块其非金属接地部分共分为两层, 上层富含比例较大的吸湿保湿剂, 以吸附大气降水保湿为主;下层富含大量电解质离子, 其随的离子散发性, 可使其离子耗散至接地体周围3m~5m的土壤中, 并形成稳定的离子层, 在大范围内降低土壤电阻率, 从而降低土壤中的扩散电阻。

(3) 接地电阻稳定:接地模块自身有很强的吸湿保湿能力, 使它周围的土壤保持湿润, 保证接地模块有效发挥导电作用;同时, 接地体中导电物的导电特性不受干湿度、高低温等季节变化的影响, 因此能确保稳定的接地电阻。

(4) 减少地电位反击::接地模块的非金属材料使电阻率相差巨大的金属与土壤之间形成一个变化比较平缓的低电阻区域, 当大电流冲击时, 可降低接地体、接地线暂态电位梯度, 降低跨步电压和接触电压, 减少发生地电位反击的概率。

(5) 使用寿命长:接地模块的主体本身是抗腐蚀材料, 它的金属骨架采用的是表面经抗腐蚀处理的金属材料, 因此该接地体总体抗腐蚀性能优良, 使用寿命达到三十年以上。

1.3 非金属材料接地模块的性能特点

(1) 由于采用非金属导电材料作为导电介质, 不仅耐腐蚀而且无毒、无污染, 对环境无不良影响。

(2) 施工方便, 大大减小了施工工程量, 且使用寿命长, 理论寿命大于30年, 远大于传统接地材料。

(3) 稳定性好, 经多次大电流冲击后, 接地模块电阻值不增大, 亦不变硬、发脆, 无断裂现象, 导电性亦不受季节影响。

1.4 非金属材料接地模块的施工便捷性与经济性

(1) 接地模块尺寸为800mm× (400mm+200mm) ×60mm, 埋设时一般采用垂直埋设, 其较大的一端朝上, 较小的一段朝下, 埋设方便, 减小了施工难度与工程量。

(2) 对于施工难度极大的地质, 则可以使用接地模块平铺或侧立埋设, 接地效果基本不受影响。

(3) 单块接地模块价格仅数百元人民币, 相对于使用年限来讲, 成本较低。

2 降低风力发电机组接地电阻在风电工程中的具体运用

作为风电场主要设备的风力发电机组, 常常安装于山顶、山谷和沿海岛屿区域, 易遭受雷击, 而导致设备受损严重, 难以修复使用, 因此对于1000k W以上的风力发电机组, 要求接地电阻R≤4Ω。

宁夏中卫香山风电场是宁夏自治区规划的十大风场之一, 该项目整体规划装机容量100万千瓦。该项目地处宁夏中卫市沙坡头区, 常年干旱少雨, 年雷暴日为86d, 属中雷区。

工程建设过程中, 引进了西安优耐达电子科技有限公司生产的接地模块。通过对本工程地质及土质进行了勘察、试验, 得到的平均土壤电阻率约为2000Ω·m。由于本工程风机周围地质条件较差, 大多为岩石, 可施工面积小, 采用扩大接地网面积或外引接地网的方式难度极大, 且施工工程量非常大, 经过经济技术比较, 最终决定采用接地模块配合常规接地网进行施工, 并在接地模块周围施加一种特性与接地模块相同的离子缓释剂, 以达到更好的接地散流和降阻效果, 具体方案如下:

每台风机的接地网以风机中心为圆心设置环形水平接地网, 内圈圆环半径为12m, 中圈半径为22m, 外圈半径为32m, 同时从风机中心向外敷设数根水平接地体与环形水平接地体相交, 水平接地体采用-60×8热镀锌扁钢, 埋深冻土层下。在水平接地网内合理埋设接地模块, 总数为21块, 每块接地模块周围施加适量离子缓释剂, 接地沟或坑的回填土采用电阻较低的粘土并夯实。

(1) 根据DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》, “以水平接地体为主边缘闭合的复合接地极 (接地网) 的接地电阻可用下式计算:

式中:Rn———任意形状边缘闭合接地网的接地电阻, Ω;

Re———等值 (即等面积、等水平接地极总长度) 方形接地网的接地电阻, Ω;

S———接地网的总面积, m2;

d———水平接地极的直径或等效直径, m;

h———水平接地极的埋设深度, m;

L0———接地网的外缘边线总长度, m;

L———水平接地极的总长度, m。

计算得:

(2) 根据西安优耐达电子科技有限公司提供的接地模块接地电阻计算公式:

单块接地模块的接地电阻:

ρ———土壤电阻率, (Ω·m)

K———离子缓释剂影响系数, 取0.26

则单块接地模块的接地电阻:Rm=0.126ρ1

多块接地模块的接地电阻:Rb=Rm/nη

n———接地模块的数量n=21块

η———接地模块数量及间距影响系数η=0.78

c、水平接地体与多块接地模块并联的接地电阻:

3 费用比较

3.1 新材料特别适合于岩石地质;

3.2减少了接地极的数量, 接地网 (扁钢) 长度也减少约10%-20%, 减小了施工量。使接地极坑石方开挖量大大减少, 缩短了整个施工周期。原来需采用液压破碎锤凿孔 (孔深约2.2m) , 孔径大, 每基风机及箱变接地坑开挖约需3天左右。而采用模块, 开挖深度为0.7米左右, 孔径小。

3.3接地效果好, 在工程初期, 做过相应的对比试验, 采用钢管接地方式, 虽然采取了换土, 添加降阻剂、增加土壤湿度等方法, 电阻值始终难以达到要求的数值。

3.4今后的维护简便, 根据其他风电场的经验, 在运行几年后, 因为土壤含水率等条件的变化及其他因素的影响, 接地电阻会发生一定的变化, 而达不到要求, 钢管接地方式进行换填处理或增加降阻剂 (离子缓释剂) ;工作量很大, 而模块接地方式, 开挖量很小, 只需增加少量的降阻剂 (或离子缓释剂) 即可。

4 结束语

宁夏中卫香山风电场一、二、三、四、五、六期工程共174台风机的接地装置已敷设安装完毕, 技术人员对每台风机的接地电阻进行了实测, 结果为2.3~3.5Ω, 均满足设计要求, 同时减少了工程量并降低了工程费用。接地模块对降低风力发电机组的接地电阻起到了良好的效果。接地产品的种类很多, 各自特点和优势也不一样, 在进行方案设计及施工过程中应应合理采用合适的接地产品, 以达到最好的接地效果的同时减少费用的增加。

摘要：接地电阻值是衡量风力发电机组接地装置是否符合规程要求的主要指标。本文在分析非金属材料接地模块在降低接地电阻原理的基础上, 结合有关标准、资料, 阐述了非金属材料接地模块在中电投宁夏中卫香山风电场工程风力发电机组接地中的应用情况。

关键词：风力发电机组,接地材料,接地模块,接地电阻,复合接地,经济可靠

参考文献

[1]DL/T 621-1997.交流电气装置的接地[S].北京:中国电力出版社, 1997.

[2]DL/T 620-1997.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].北京:中国电力出版社, 1997.

[3]GB50057-94 (2000年版) .建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2000.

[4]熊礼俭.风力发电新技术与发电工程设计、运行、维护及标准规范实用手册[M].北京:中国科技文化出版社, 2006.

常用系统接地型式及应用特点 篇10

1 电气接地

在电力系统或建筑物中, 将电气装置和设施的中性点、外露可导电部分 (如金属底盘或外壳及操作机构、金属支构架或保护网及包皮等) , 与大地作良好的连接叫做接地。接地是利用大地作为回路, 将接地电流导入大地, 在大地中做半球形散逸。散逸时各点的电势 (位) 不同, 但在20 m左右的地方与无穷远处的电位几乎相等, 电流场电位梯度可看成为零。设备接地点对地保持一个低的电位差, 从而保护了人的生命安全和设备的安全[1]。

2 电气接地的分类[2]

2.1 工作 (系统) 接地

在电力系统中, 为运行和继电保护的需要将电网某一点接地, 其目的是为了稳定对地电位, 消除导电部分对地电压的升高, 保护设备的安全。

2.2 安全接地

为了防止因电气设备绝缘劣化使外壳、操作机构等正常时不带电的金属带电, 危及人身安全而设的接地。工程上通常使用黄绿色安全地线进行连接。

2.3 雷电保护接地

由接闪器 (避雷针、避雷线等) 、引下导体和接地体组成的雷电保护系统, 导泄雷 (包括直击雷、感应雷等) 电流, 以消除因雷电产生的大气过电压对设备、设施的危害。独立避雷针, 在土壤电阻率不大于500Ω·m的地区, 接地电阻应不大于10Ω;防雷电感应的接地电阻应不大于30Ω。

2.4 防静电接地

在可燃物场所的金属物体, 蓄积有静电后, 放电时往往容易产生火花, 以致酿成火灾。因此, 要对这些金属物体 (如贮油罐、易燃易爆化工产品的罐塔等) 进行可靠接地。防静电接地的接地电阻应不大于30Ω。

3 常用系统接地型式及应用特点

低压配电接地系统分为TN、TT、IT 3类型式, TN系统即保护接零系统, TT、IT即保护接地系统。其中TN系统按照PE和N导体 (线) 的组合情况又可分为:TN-S、TN-C、TN-C-S 3种类型。低压配电系统中, 以TN、TT系统应用最广。

3.1 TN系统

电源端有一点直接接地, 电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。该系统中PEN或PE导体在建筑物入口处应做重复接地, 在其他方便接地的地方尽可能做重复接地。这样既可保证可靠接地, 又可降低接地电阻。

3.1.1 TN-S系统。

也称三相五线制系统, 是三相四线加PE线的接地系统, 一般独立配电变压器常采用此系统。该系统的N线与PE线是分开的 (除在变压器中性点共同接地外) , 用电设备外露可导电部分接PE线上, PE线与接地线排的总接地端子板连接。因此, 不管N线是否带电, PE线、与PE线连接的设备外壳均不带电。当发生电气故障时, 熔断器、断路器都能够通过接地的PE线自动切断电源, 灵敏度较高。

3.1.2 TN-C系统。

整个系统的中性线与保护线是合一的。这种系统曾被广泛应用, 优点是线路连接简单、耗材少。这种系统在三相负荷较平衡的环境中尚可运用, 但是负荷做到平衡对称很困难;该系统还不能装设漏电保护器, 所以已逐渐被淘汰。

3.1.3 TN-C-S系统。

系统中一部分线路的中性线 (N) 与保护线 (PE) 是合一的, 一部分N线与PE线是分开的。当中性线与保护线分开后 (通常在住宅进户处) 就不允许再合并或相互接触 (中性线的绝缘水平应与相线的相同) , 实际上就成了TN-S系统。即PEN线在进入用户配电箱后, 配电箱内分开设置N和PE端子板, N与PE线不再有任何电气连接[3]。

3.2 TT系统

电源端的一点和电气外露可导电部分直接接地, 并且二者相互独立。当全部采用TN系统有困难时, 也可全部采用此接地型式。该型式只有在接地电阻 (R) 的值非常低的条件下才能以过电流保护器兼作电击保护, 一般宜装设漏电保护装置作电击保护。

3.3 TN、TT系统接地电阻

3.3.1 TN系统接地电阻。

(1) 变压器装在建筑物外, 高压侧工作于不接地, 其消弧线圈和高电阻接地。当共用接地装置时:R≤50/I, (R不超过4Ω) 。式中, R—考虑到季节变化时接地装置的最大接地电阻 (Ω) ;I—单相接地故障动作电流, 消弧线圈为故障点残余电流 (A) 。当非共用接地装置时:R≤250/I, (R不超过10Ω) 。高压侧工作于低电阻接地时, 应在距变压器适当的地点设置专用接地, R不宜超过4Ω。 (2) 配电变压器安装在建筑物内, 高压侧工作于不接地、消弧线圈和高电阻接地时, R值的情况同 (1) 。高压侧工作于低电阻接地, 建筑物内采用 (含建筑物钢筋的) 总等电位联结, 当高低压共用接地装置时:R≤2 000/I。

3.3.2 TT系统接地电阻。

其计算公式为:R≤50/Ia。式中, Ia—保护电器切断故障回路的动作电流 (A) 。

3.4 TN、TT系统不宜混用

由同一配电变压器或同一段母线供电的低压电力网, 在同一供电干线上, 不宜同时采用TN、TT系统2种系统接地型式。混用时, 在TT系统保护接地的设备发生故障漏电的情况下, 使2种系统保护的设备外壳均产生约110 V的危险电压, 人为造成安全隐患[4]。

4 接地装置

4.1 接地装置的形式

接地装置 (接地体和接地线的统称) 根据接地体可以分为人工接地装置和自然接地装置。人工接地装置有水平接地、垂直接地以及复合接地装置。水平接地和复合接地装置一般是作为变电所和输电线路防雷接地的主要方式;垂直接地一般作为避雷针、避雷线的集中接地方式。自然接地装置是利用已有的直接与大地接触的各种金属构件和管道、钢筋混凝土建筑物的基础等兼作自然接地体。

4.2 接地装置材料的选择

4.2.1 钢铁材料。

钢铁材料机械强度高, 价格便宜, 容易购买, 因而使用量较大。垂直接地体的材质大多为角铁或钢管, 水平接地体及接地引线大多采用圆钢筋或扁钢, 连接则普遍采用普通铁质螺栓或直接用碳钢焊条焊接。使用时, 应采用热镀锌的钢材、螺栓。缺点有2点:一是它的电阻率较高, 使接地电阻效果较差。二是铁质材料易腐蚀, 使接地体或接地引线的形状及内部结构发生变化, 引起接地电阻增大, 或连接线脱落断开 (特别是地面上的接地引线) , 从而失去接地装置应有的作用, 甚至形成危险的对地电压, 严重危及人身及设备的安全。

4.2.2 铜材料。

铜材料的优点:它的电阻率远小于钢 (铁) 的电阻率, 接地电阻很小;与钢材相比, 性能更加稳定、可靠, 使用寿命长;价格也不是太高, 因而被大量使用。如:采用铜棒或铜管制作垂直接地体;采用铜条、铜管或小铜棒制作水平接地体及连接引线;其连接部位均采用铜焊接。

4.2.3 新型材料接地装置。

近年来, 开发应用一些新型材料的接地装置, 如铜覆钢防腐接地体。这种接地体是把铜的较高导电性能和较强的抗腐蚀性与钢的高机械强度等优点很好地结合起来, 可作为垂直接地体;它采用无缝紫铜管, 经过冷拔、缩径的工艺紧密地覆合在45#圆钢上, 再进行热锻制作而成。考虑到打入土质的坚硬, 采用通体结构, 配上高强度钢制锥头和黄铜制的连接螺套、连接螺栓及接线鼻。也可直接采用铜焊、铜粉爆破热焊接等方法来做各种连接[5]。

4.3 接地施工控制

一是把好施工图审查及技术交底关, 优化设计方案, 把设计出现的问题解决在施工前。二是加强接地体 (线) 连接的检查。由于TT系统单相短路保护的灵敏度比TN系统低, 各连接点的连接电阻对故障情况下外露可导电部分的接触电压值影响较大, 是工程施工中出现问题较多的部位, 特别是对采用焊接方式的连接, 应予重点控制。三是加强对施工过程中隐蔽工程的检查验收工作。严格执行相关标准规范和规程, 严把安装质量关。

摘要：电气接地技术是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施。低压配电用户量大面广, 特别是农村机电设备和农村建筑的接地过程中, 接地意识淡薄、接地技术知识水平参差不齐、接地管理常常也不够到位。该文从电气接地的概念和原理出发, 介绍了电气接地的分类, 针对低压配电的接地及接地工程应用进行了解析和探讨。

关键词：配电,接地技术,分类,应用特点

参考文献

[1]徐志强.建筑电气设计技术[M].广州:华南理工大学出版社, 1994:123-125.

[2]张一尘.高电压技术[M].北京:中国电力出版社, 2000:116-134.

[3]路俭, 刘尧.论电气接地系统的发展与实用[J].科技博览, 2012 (30) :429.

[4]许业清.供用电技术[M].合肥:中国科学技术大学出版社, 1992:385-391.