4——第4章 接地与等电位连接 (1)

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1、防雷接地及电气安全技术主讲：吴传生重庆大学13028395994wcs55@cqu.edu.cn第四章接地与等电位连接4.1接地的基本概念与种类4.2接地装置结构分析4.3等电位连接4.1接地的基本概念与种类4.1.1接地和接地装置1）接地电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。接地装置是由接地体和接地线两部分组成：（1）埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、建筑物的基础等，称为自然接地体。（2）接地体与电气设备的金属外壳之间的连接线，称为接

2、地线。接地线在设备正常运行时是不载流的，但在故障情况下通过接地故障电流。接地线又分为接地干线和接地支线。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。2）接地装置Ø接地：电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接。Ø接地体：直接与大地接触的金属导体。Ø接地线：连接接地体与电气设备接地部分的金属导体。Ø接地装置：接地体与接地线的总和，称为接地装置。Ø接地网：由若干个接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网，如图1所示。图1接地网示意图1—接地体2—接地干线3—接地支线4—电气设备3）地和对地电压当电气设备发生接地故障时，接地电流I

3、E通过接地体向大地作半球形散开，如图2所示。实践证明：在距接地体20m以外的地方，散流电阻已趋近于零，也即电位趋近于零。该电位等于零的地方称为电气上的“地”或“大地”。电气设备的接地部分与零电位地之间的电位差，称为接地部分的对地电压，用UE表示。图2接地电流和对地电压分布图电气设备——是指发电、变电、输电、配电、用电及其保护的任何设备。例如：发电机、电动机、变压器、测量仪表、电器、保护装置、布线材料等。电气装置——是指一定空间中若干相互连接的电器设备的组合。•电气：就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利

4、用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，设施设备等。电气是广义词，电气包含电器。•电器：泛指所有用电的器具。电器是实物词，指有型器物。4）接触电压和跨步电压Ø接触电压：当电气设备发生接地故障时，人体触及的电气设备和大地上任意两点之间的电位差，称为接触电压Utou。Ø跨步电压：人在接地故障点附近行走时，两脚之间的电位差，称为跨步电压Ustep。（图3）图3接触电压和跨步电压5）接地电阻Ø流散电阻：接地体的对地电压与通过接地体流入地中的电流之比，称为流散电阻。Ø接地电阻：电气设备接地部分的对地电压与接地电流之比，称为接地装置的接地电阻。Ø工频接地电阻：工频接地电流流

5、经接地装置所呈现的接地电阻，称为工频接地电阻，用RE表示；Ø冲击接地电阻：雷电流流经接地装置所呈现的电阻，称为冲击接地电阻，用Rsh表示。4.1.2接地的分类4.2接地装置结构分析长期以来，人们有一种偏见，人们往往习惯单方面追求接地电阻的数值，将接地电阻的大小，作为衡量防雷工程质量的最重要指标，认为接地电阻越小，防雷效果越好，被保护的对象就越安全。对避雷系统接地装置的接地电阻值有一定的要求是无可非议的，因为接地电阻越小，散流越快，落雷物体高电位保持时间就越短，危险越小，以至于跨步电压、接触电压也越小。然而，理论和实践证明，接地网的结构较接地电阻更应受到重视。随着

6、科学技术的飞速发展，人们对现代建筑物这一名词已不陌生。所谓现代建筑物，即标志着建筑物内有供电、计算机、通讯等系统在运行。为了这些系统的安全运行，往往需要多种类别的接地装置，怎样合理、科学的处理其相互关系也就成为不可回避的问题。4.2.1共用接地与独立接地独立接地已基本被取代独立接地是指需要接地的系统分别独立地建立接地网，且各接地网之间要求有足够的距离。这种接地方式在50和60年代较多采用，原因是各接地系统之间不会造成相互干扰，这一特点在通讯系统中显得尤其重要。但近年来这种独立的接地方式除非在特别危险的环境下必须采用外，在绝大多数情况下，均采用共同接地方式。这是因

7、为：（1）各通讯系统、计算机系统和电源系统的接地是为了获得一个零电位点。如果各系统分别接地，当发生雷击的时候各系统接地点的电位可能相差很大。假定“1”为交流电源接地，“2”为计算机系统的逻辑接地，“3”为机壳安全保护接地。再假定电流冲击波从“1”中引进，由于雷瞬时电压可达几十万伏，这就意味着同一台计算机上电源、通讯线和外壳相接的有关部分就要承担各地网间的这一高电压，因此造成有关部位的击穿损坏。对于计算机网络，调制解调器和网卡将首先被击穿。据了解，在计算机通讯网络中，各系统采用独立接地被雷击损坏的概率远高于共同接地的情况。（2）在一座楼房或一个建筑群范围内，分别做

8、几个互相没有电气联系的地