接地技术-培训课件

接地技术接地的基本原理一、接地的定义接地:通常认为接地是指电气系统的某些节点或电气设施的某些导电部分与地(包括大地或范围比较广泛能用来代替大地的等效导体)之间的电气连接。接地功能是通过接地装置或接地系统来实现的。以电力系统为例，常见的接地装置有两类。接地的基本原理一类为结构比较简单的集中式接地装置，如水平接地体、垂直接地体、环型接地体等。接地的基本原理一类发变电站的接地网。220kV邮亭变电站接地网接地的基本原理二、接地的分类接地技术的分类标准主要有：1、入地电流的频率。2、接地的用途。3、接地的设施与设备。接地的基本原理按入地电流的频率来划分：交流（工频）接地：电力系统接地，家用电器接地。直流接地：直流输电系统接地。冲击接地：防雷接地，避雷器接地，核电磁脉冲接地。交流（工频）接地冲击接地直流接地按接地的用途不同来划分：保护接地：典型的是家用电器接地（三插头的地）。防雷接地：避雷针、线、带、器的接地。工作接地：中性点接地、直流接地极接地、逻辑接地。防静电、电磁干扰接地：油罐车接地、屏蔽接地。工作接地防雷接地保护接地防静电、电磁干扰接地接地的基本原理电子设备接地高层建筑接地……微波塔接地输电线路杆塔接地发（变）电站接地按接地的设施与设备划分接地的基本原理接地的基本原理三、地电阻率（土壤电阻率）地电阻率是对地中各种物质其整体电阻率的一种统称，它的变化范围很大。地电阻率的测量与物质电阻率的测量不同，地电阻率只能通过特殊的方法，如温纳四电极法来测量其视在电阻率。)211(21aaIPU)121(22aaIPUaIPUPUUPP22121IVaa2接地的基本原理下图是各种物质的电阻率排位图，如图所示，一般认为土壤属于半导体范围。接地的基本原理部分地中常见物质的电阻率参考值类别名称参考电阻率值Ω•m类别名称参考电阻率值Ω•m泥土黑土，田园土50水泥水15～20粘土60地下水20～70砂质粘土100溪水50～100黄土200河水30～600多石土壤400其它混凝土（在水中）40～50红色页岩粘土500混凝土（在湿土中）100～200砂砂子1000混凝土（在干土中）500～1300岩石碎石，砾石5000混凝土（在干燥的大气中）12000～18000花岗岩200000捣碎的木炭40接地的基本原理接地工程中常用的土壤分类工程分类电阻率Ω•m常见区域低电阻率地带ρ100土壤中含水充分的河口或者沿海的低地中电阻率地带100≤ρ1000获得地下水不感到困难的内陆平原部分高电阻率地带1000≤ρ较缺水的丘陵、山脉、高原接地的基本原理接地电阻：接地体的电位与通过接地体流入地中电流的比值。它与土壤特性及接地体的几何尺寸有关。通常所说的接地电阻由三个部分组成：①接地引线及接地体自身的电阻②接地体的表面与其接触的土壤之间的接触电阻③散流电阻。散流电阻：电流流经接地体向地中散流时所遇到的土壤电阻为散流电阻。四、接地电阻的定义接地的基本原理工程上一般采用利用系数来表示接地极之间的屏蔽效应，利用系数η为：而利用系数η1。五、接地极间的屏蔽效应和常见接地极接地电阻的计算公式RRP接地的基本原理接地的基本原理例某地需安装一套电气设备，其接地电阻要求小于0.5Ω，已知设备安装地土壤为砂质粘土，请给出设计方案。解：土壤电阻率ρ＝100Ω·m（查表可得）埋深：h＝1m（接地工程常用深度）方案一：选40×5mm的扁钢做水平一字接地体，形状系数-0.6。∵∴可用牛顿迭代法或尝试法求取L的值。接地的基本原理mm65.282540d6.002865.0lnln2128.6100ln25.02LLAdhLLRAdhLLR2ln2方案二：选40×5mm的扁钢做水平星形接地体，形状系数5.56∵∴可用牛顿迭代法或尝试法求取L的值。接地的基本原理AdhLLR2ln2mm65.282540d56.502865.0lnln2128.6100ln25.02LLAdhLLR迭代计算然后用注：先转换成0001,0xfxfxxxf接地的基本原理六、接触电势与接触电压接触电势：在地表面距设备水平距离为0.8m处与沿设备外壳、构架或墙壁离地面高度的垂直距离为1.8m处两点建的电势差。接触电压：人体接触这两点时所承受的电压。R0R6FI0utR0R0R1R6R2R3R6R0I0R6R6R1R2R3R6FR1R2I0Ir0oTCDAuusa)b)地面接地的基本原理七、转移电位转移电位：当接地短路电流流过接地装置时，由一端与接地装置连接的金属导体传递的接地装置的对地电位。转移电位的危害：（1）高电位引出。接地故障时，接地装置上的高电位通过与其相连的导体，将故障时接地装置上的高电位引到远处。（2）低电位引入。主要由通信线路、供排水管、金属轨道等将远处的低电位引入到发、变电站。接地的基本原理八、人体流过电流时的特性1、电流基本量。在触电事故的统计资料分析中发现，可由通过人体的电流（工频，有效值）大小来决定触电事故的危险程度。2、持续电流的安全界限。工频电流下，20mA以上的电流可致人死亡。直流电流下，80mA以上的电流可致人死亡3、电流频率不同时触电危害不同。人体在50~60Hz的电流作用下伤害程度最为严重。接地的基本原理4、人体电阻。一般情况下，若皮肤处于湿润状态，人体电阻变化范围为1000Ω~1500Ω。5、安全电压。IEC标准：接触电压应小于50V，25V以上场合需采取安全措施。国家标准：没有高度危险的场合，65V。有危险的场合，36V。特别危险的场合，12V。接地的基本原理6、电击持续时间。德国凯普恩教授提出：西欧各国的标准（安全裕度1.67）：美国达尔基尔教授以统计方法综合了各种躯体和心脏大小与人体接近的动物实验结果，提出了以能量为允许限度的电击时间和心室开始颤动的电流关系为：smAIt50smAIt30It200135.It00116.接地的基本原理接地的基本原理九、接地制式根据接地制式不同电气设备接地的组成有下列几种：相线（L），输送电能的导体，一般情况下不接地，但在个别条件下可能接地。中性线（N），与系统中性点相连，并能起输送电能作用的导体。保护中性线（PEN），兼有保护线和中性线作用的导体。电源接地点，将电源可以接地的一点（通常是中性点）进行接地。人工接地点，为了接地的需要，将不接地的配电系统中可接地的一点通过特定设备，如接地变压器进行接地。接地的基本原理1、接地制式的分类(1)低压系统接地制式分类低压系统接地制式按配电系统和电气设备不同的接地组合来分类，按照IEC规定，低压系统接地制式一般由两个字母组成。按接地制式划分，配电系统有TN(TN-S、TN-C、TN-C-S)、TT、IT等5种接地的基本原理(2)高压系统接地制式的分类高压系统接地制式分类的标准主要有按接地方式分类和按接地设备分类。接地的基本原理2、接地制式的组成和特点（1）TN系统的组成和特点。根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-S和TN-C-S。TN-C系统的组成和特点：保护线与中型线合并为PEN线。具有简单、经济的优点，但PEN线中有电流，对敏感性的电子设备不利，且PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境中也有可能引起爆炸。TN-S系统的组成和特点：保护线和中性线分开，具有TN-C系统的优点，但价格较贵。TN-C-S系统的组成和特点：PEN线在某点起分为保护线和中性线，这种系统线路结构简单，又能保证一定的安全水平。接地的基本原理接地的基本原理（2）TT系统的组成和特点。TT系统必须有一个直接接地点，一般是变压器或发电机的中性点。如果没有中性点，必须有一根相线接地，电气设备的外露导电部分也必须接地，由同一保护电器保护的电气设备的所有外露导电部分用保护线连接在一起，接到其共同的接地极上。（3）IT系统的组成和特点。根据中性点的绝缘方式不同，可以分为三种情况。一种是配电系统中性点与地绝缘；一种是配电系统中性点经阻抗接地，电源接地极和外露导电部分的接地极分开；最后一种是电源中性点经阻抗接地，外露导电部分接到电源的接地极上。接地的基本原理接地的基本原理接地的基本原理接地的基本原理接地的基本原理降低接地电阻的方法一、工程上常见的简单降阻的方法以埋入地中单根圆棒的接地电阻计算公式为例垂直埋入地下水平埋入地下1、加大接地体尺寸2、增加接地体的埋设深度3、换土4、利用自然接地体5、引外接地)14(ln20rllR)61.0(ln22hdllR二、利用长垂直接地极组成三维复合接地装置1、为了减小水平接地网对垂直接地极和垂直接地极之间的屏蔽效应，提高垂直接地极的利用系数，垂直接地极宜沿接地网的外围导体布置。2、垂直接地极的根数及实际长度的选择可根据水平接地网接地电阻的大小和实际的降阻要求以及地质结构来确定，其基本原则是在地中无低电阻率层时，垂直接地极的长度一般不得小于水平接地网的等效半径，垂直接地极根数一般应在4根以上。3、在高土壤电阻率地区，为了保证明显的降阻效果，埋深垂直接地极的深井中宜灌注低电阻率材料。4、垂直接地极可选择直径为50mm，壁厚3.5mm的镀锌钢管，深井的孔径一般在100～150mm之间。降低接地电阻的方法三、爆破接地技术降低接地电阻的方法四、深水井接地技术地下水可以填充土壤中的空隙，增大土壤的散流面积，这是地下水影响土壤电阻率的原因。深水井接地技术就是指利用水井积水的原理制作的接地极。如图，在地中挖一深井，井周围土壤地下水由于压力作用往井内聚集，同时使深井周围的土壤湿度增大，甚至饱和，从而明显降低深井四周的土壤电阻率，以达到降低接地装置接地电阻的目的。深水井接地技术主要适用于有一定地下水含量、透水能力强的地区。降低接地电阻的方法五、使用接地降阻剂1、接地降阻剂的作用原理土壤电阻率的高低直接影响接地电阻的大小。推于某些高土壤电阻率地区的接地装置，用土壤电阻率较低的土壤或接地降阻剂来更换接地装置周围的高电阻率土壤，从而获得较低的接地电阻。降低接地电阻的方法以半球形接地极为例，可以得到只含一定散流土壤时，接地电阻R’与总接地电阻R之间的关系式：如果在r1范围内的土壤换成电阻率ρ1为的降阻剂，则经降阻剂处理后的接地电阻与未处理时的接地电阻之比为：当ρ1ρ时，可近似为：11rrRR11111rrrrRR11rrRR122rrR112rR降低接地电阻的方法2、接地降阻材料的主要成分降阻材料都是以一种主导剂加胶联剂、添加剂、电解质、固化剂和水配制而成的。一般纯主导剂的电阻率较高，但加入电解质和水后就变成电阻率很低的降阻剂。降阻剂按其配方可分为有机类和无机类降阻剂。降低接地电阻的方法有机类降阻剂一般由几种配方组成，在施工前不同配方要分开包装，施工时接地降阻剂的配方也比较复杂，下面给出一种降阻剂的配方。降低接地电阻的方法无机类接地降阻剂的主导剂为无机物，一般采用膨润土，胶联剂为尿素、亚甲基双丙酰铵等。按照左图的配方制成的降阻剂，经试验测量表明，以降阻剂和水1：1的比例混合后，室温下的电阻率为1.47Ω·m，从而满足我国《接地降阻剂技术条件（暂行）》中最大值小于5Ω·m的规定。降低接地电阻的方法3、降阻剂的施工方法和用量计算降低接地电阻的方法一、接地电阻的测量三极法（电流电压表法）。当电位极在一定范围内移动时，根据每次移动测得的接地电阻描绘曲线，然后在曲线的平坦处找到对应的接地电阻作为接地装置的接地电阻，这种测量方法则称为电降位法，又叫三极法。直线法（0.618法）夹角法（29度法）接地参数的测试二、接地电阻的测量仪表采用三电极测量接地电阻的方法按采用电源的性质可分为直流和交流两种；按采用的测量仪表类型可分为电