接地装置

接地装置▉接地与接地装置电气设备的任何部分与大地之间作良好的电气连接，称为接地（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（2）。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体（3）。间作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体（4）。连接于接地体与电气设备接地部分之间的金属导线，称为接地线与接地体合称为接地装置（5）。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（6）。▉接地与接地装置接地线又分为接地干线和接地支线，接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。如图10-1所示接地体按其布置方式可分为外引式接地体和环路式接地体。按其形状划分，有管形、带形和环形几种基本形式。按其结构划分，有自然接地体和人工接地体之分。▉电气接地的作用电气接地的作用主要包括以下几点：（1）防止人身遭受雷击将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地极之间作良好金属连接，以保护人身安全，防止人身遭受电击。（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接近于零。系统由于有了中性点的接地线，也可保证继电保护的可靠性。（3）防止雷击和静电的危害▉电气接地的分类1.按接地作用分类常用的接地可分为以下几种：1）系统接地；2）设备的保护接地；3）防雷接地；4）屏蔽接地；5）防静电接地；6）等电位接地7）电子设备的信号接地及功率接地2.按接地形式分类接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其形状，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。▉电气设备的接地为了保证安全必须将正常时不带电而故障时可能带电的电气设备的外露导电部分采用保护接地、或保护接零的措施，接地装置设计技术规程对必须接地和不须接地部分作了明确的规定。（1）电气设备的外露导电部分接地；（2）电气设备外露导电部分不接地；（3）外部导电部分接地装置的安装一、接地装置的敷设要求二、接地装置的安装▉接地体的安装——自然接地体的利用▉接地体的安装——人工接地体的安装▉接地线的安装——自然接地体的选用▉接地线的安装——人工接地线的选用▉接地装置的敷设要求（1）为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不宜小于其长度的两倍，水平接地体的间距不宜小于5m。（2）接地体与建筑物的距离不宜小于1.5m。（3）围绕屋外配电装置、屋内配电装置、主控制楼、主厂房及其它需要装设接地网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互连接不应少于两根干线。对大接地短路电流系统的发电厂和变电所，各主要分接地网之间宜多根连接。为了确保接地的可靠性，接地干线至少应在两点与地网相连接。自然接地体至少应在两点与接地干线相连接。▉接地装置的敷设要求（4）接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面宜保持250～300mm的距离。接地线与建筑物墙壁间应有10～15mm的间隙。（5）接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。与公路、铁道或化学管道等交叉或有可能发生机械损伤的地方，对接地线应采取保护措施。在接地线引进建筑物的入口处，应设标志。（6）接地网中均压带的间距D应考虑设备布置的间隔尺寸，尽量减少埋设接地网的土建工程量及节省钢材。视接地网面积的大小，一般可取5、10。对330kV及500kV大型接地网，也可采用20间距。但对经常需巡视操作的地方和全封闭电器则可局部加密（如取D=2～3）。▉接地装置的敷设要求（7）接地线的连接需注意以下几点：1）接地线连接处应焊接。如采用搭接焊，其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。在潮湿的和有腐蚀性蒸汽或气体的房间内，接地装置的所有连接处应焊接。该连接处如不宜焊接，可用螺栓连接，但应采取可靠的防锈措施。2）直接接地或经消弧线圈接地的主变压器、发电机的中性点与接地体或接地干线连接，应采用单独的接地线。其截面及连接宜适当加强。3）电力设备每个接地部分应以单独的接地线与接地干线相连接。严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分。▉接地体的安装—自然接地体的利用接地装置的安装分接地体的安装和接地线的安装。接地体的安装又分自然接地体的利用和人工接地体的装设。在设计和安装接地装置时，首先应充分利用自然接地体，以节约投资，节约钢材。自然接地体是用于其他目的，但与土壤保持紧密接触的金属导体。如果实地测量所利用的自然接地体电阻已能满足要求，而且这些自然接地体又满足热稳定条件，就不必再装设人工接地装置，否则应装设人工接地装置。对于大接地电流系统的发电厂和变电所则不论自然接地体的情况如何，仍应装设人工接地体。自然接地体至少应由两根导体在不同地点与接地网相连（线路杆塔除外）。▉接地体的安装—自然接地体的利用用来作为自然接地体的有：上下水的金属管道；与大地有可靠联接的建筑物和构筑物的金属结构；敷设于地下其数量不少于二根的电缆金属外皮及敷设于地下的非可燃可爆的各种金属管道；非绝缘的架空地线等；对于变配电所来说，可利用其建筑物钢筋混凝土基础作为自然接地体。利用自然接地体时，一定要保证良好电气连接，在建筑物结构的结合处，除已焊接者外，凡用螺栓连接或其他连接的，都要采用跨接焊接，而且跨接线不得小于规定值。▉接地体的安装—人工接地体的装设用来作为人工接地体的一般有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材。如有化学腐蚀性的土壤中，则应采用镀锌钢材或铜质的接地体。人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种基本结构型式，接地体宜垂直埋设；多岩石地区接地体可水平埋设。在普通沙土壤地区（土壤电阻率），因地电位分布衰减较快，可以采用以棒形垂直接地体为主的棒带接地装置。垂直接地体常采用的规格有：直径为48～60mm的钢管，管壁厚度不小于3.5mm，或～的角钢以及直径为19～25mm的圆棒，垂直接地体长度为2～3m。m4103▉接地体的安装—人工接地体的装设接地体的布置根据安全、技术要求，因地制宜安排，可以组成环形、放射形或单排布置。为了减小接地体相互间的散流屏蔽作用，相邻垂直接地体之间的距离不应小于2.5～3m，垂直接地体的顶部采用扁钢或直径圆钢相连，上端距地面不小于0.6m，通常取0.6～0.8m。常用的几种垂直接地体布置形式▉接地体的安装—人工接地体的装设多岩石地区和土壤电阻率较高（）的地区，因地电位分布衰减较慢，接地体宜采用水平接地体为主的棒带接地装置。水平接地体通常采用扁钢或直径为φ12～φ16的圆钢组成，可以组成放射形、环形或成排布置，水平接地体应埋设于冻土层以下，一般深度为0.6～1m，扁钢水平接地体应立面竖放，这样有利于减少流散电阻。常用的几种水平接地体布置形式，如图10-10。mm44105103▉接地体的安装—人工接地体的装设发电厂和变电所常采用以水平接地体为主的复合接地体，即人工接地网，对面积较大的接地网，降低接地电阻靠大面积水平接地体。既有均压、减小接触电压和跨步电压的作用，又有散流作用。复合接地体的外缘应闭合，并做成圆弧形。埋入土中的接地棒之间用扁钢带焊接相连，形成地下接地网。扁钢带敷设在地下的深度不小于0.3m，扁钢带截面不得小于48mm2，厚度不得小于4mm。装设保护接地时，为尽量降低接触电压和跨步电压，应使装置地区内的电位分布尽可能均匀。为了达到此目的，可在装置区域内适当地布置钢管、角钢和扁钢等，形成环形接地网。▉接地体的安装—自然接地体的利用图10-11表示屋内配电装置房屋周围的环形接地网。此接地网有垂直埋入地中的钢棒和连接它们的扁钢组成。为减小建筑物的接触电压，接地体与建筑物基础间应保持不小1.5m的水平距离，通常取2～3m。屋内接地网是采用敷设在电气装置所在房屋每一层内接地干线组成，各层接地干线用几条上下联系的导线互相连接。屋内接地网在几个低点于主接地网相连。接地干线采用扁钢或圆钢，扁钢的厚度应不小于3mm，截面应不小于24mm2，圆钢的直径应不小于5mm。当埋设接地体时，先挖一地沟，如图10-12所示。然后将接地体打入地下。接地体上面的端部离开沟底100～200mm，以便连接接地线。▉接地体的安装—自然接地体的利用▉接地线的安装—自然接地体的选用接地线是接地装置中的另一组成部分。在设计接地线中为节约有色金属、减少施工费用，应尽量选择自然导体作为接地线。只有当自然导体在运行中电气连续性不可靠或有发生危险的可能，以及阻抗较大不能满足接地要求时，才考虑采用人工接地线或增设辅助接地线。并应检验其热稳定及机械强度。用来作为自然接地线的有：数量为两根的电缆的金属外皮，若只有一根，则应敷设辅助接地线；各种金属构件、金属管道、钢筋混凝土等，其全长应为完好电气通路。若金属构件、金属管道串联后作接地线时，应在其串接部位焊接金属跨接线。▉接地体的安装—人工接地线的选用为连接可靠并有一定的机械强度，人工接地线一般采用钢质扁钢或圆钢接地线；只有当采用钢质线施工安装困难时，或移动式电气设备和三相四线制照明电缆的接地芯线，才可采用有色金属作人工接地线，但铝线不能作为地下的接地线。为防止机械损坏及锈蚀情况，接地线要有足够大的尺寸。对于1000V以上的系统一般要根据单相短路电流校验其热稳定。对于1000V以下中性点不接地系统，其接地干线的截面，根据载流量来说，不应小于相线中最大负荷相负荷的50%；单独用电设备则不应小于其分支供电线容许负荷的1/3，在任何情况下，钢质接地线的截面不大于100mm2，铝质接地线则为35mm2，铜质接地线则为25mm2。▉接地体的安装—人工接地线的选用接地线应该敷设在易于检查的地方，并须有防止机械损伤及防止化学作用的保护措施。从接地体或从接地体连接干线引出的接地干线应明设，并涂漆标明，一般涂上紫色；穿越楼板或墙壁时，应穿管保护；接地干线要支持牢固；若采用多股导线连接时，要采用接线耳。从接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离愈短愈好。接地线相互之间及接地体之间的连接应采用焊接，并无虚焊。接地线与电气设备的连接方法可采用焊接或用螺栓连接。接地线与接地体之间的连接应采用焊接或压接，连接应牢固可靠。电气装置中的每一个接地元件，应采用单独的接地线与接地体或接地干线相连接。接地电阻一、接地电阻的概念▉工频接地电阻▉冲击接地电阻二、各类电气装置的接地电阻▉发电厂和变电所电气装置的接地电阻▉配电装置的接地电阻三、防雷设备的接地电阻四、接地电阻的计算▉人工接地体工频接地电阻的计算▉自然接地体工频接地电阻的计算五、降低接地电阻的方法（选择复式接地装置和降低土壤电阻率）六、接地装置的计算程序▉接地电阻的概念电流经接地体流入大地时，接地体本身、接地体与土壤之间的接触部分以及土壤本身都要呈现一定的电阻，这一电阻叫接地体的接地电阻。接地电阻的数值等于接地体对大地零电位区域的电压与流经接地体的全部电流的比值，等于接地极电阻和流散电阻之和。按通过接地体流入地中的工频电流求得的电阻，称为工频接地电阻，通常简称接地电阻；按通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻，称为冲击接地电阻。▉工频接地电阻工频接地电阻允许值如表10-1所示。表中为考虑到季节变化的最大接地电阻值。计算入地短路电流时应考虑：（1）应按5～10年发展后的系统最大运行方式确定。（2）大接地短路电流系统中计算用的流经接地装置的入地短路电流，采用在接地装置内或外短路时，经接地装置流入地中的最大短路周期分量的起始有效值。并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流（架空避雷线对地绝缘的线路除外）。按计算时，不应及入引进线路的避雷线接地的作用。按Dd≤0.5Ω计算时，则可计入上述作用。IRd2000▉工频接地电阻（3）在小接地短路电流系统中，计算用接地故障电流应取下列数值：1）装有消弧线圈的发电厂、变电所或电力设备的接地装置，计算电流等于该厂、所内接在同一电力网各消弧线圈额定电流总和1.25倍。2）不装消弧线圈的发电厂、变电所或电力设备的接地装置，计算电流等于电力网中断开最大一台消弧线圈时的最大可能残余电流值，但不得小30A。（4）在中性点不接地的网络中，计