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接地的目的:保障电气设备安全运行

时间:2026-01-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:总的来说,接地的主要目的是防止人身遭受电击和保障电力系统正常运行,防止设备和线路遭受损坏,防止静电损害、雷击和预防火灾,具体有如下几大作用。故对于110kV及以上电压等级线路,系统中的电气设备和线路只需考虑其大气过电压的绝缘水平,降低了设备的制造成本和线路的建设费用。

接地并不是简单地与大地保持零电位,而需要综合多方面进行考虑。我国35kV及以下电压等级系统采用中性点非有效接地,因为大气过电压起决定作用,110kV及以上电压等级系统采用中性点直接接地,是因为内部过电压起决定作用。总的来说,接地的主要目的是防止人身遭受电击和保障电力系统正常运行,防止设备和线路遭受损坏,防止静电损害、雷击和预防火灾,具体有如下几大作用。

1.防止人身遭受电击

当设备内部的某处绝缘体损坏时,其金属外壳容易带电,如发电机、变压器的金属外壳。如果该金属外壳不接地,因电源中性点接地,线路与大地之间存在电容或线路上绝缘对地闪络等,人体碰触金属外壳后,均可能形成通路,使人体遭受电击。

根据国家标准《系统接地的型式及安全技术要求》(GB 14050—2008)规定,各种电气设备均应按照标准进行保护接地,即将正常运行设备的金属外壳经良好的接地保护装置与大地相连。当设备绝缘损坏或老化而使外壳带电时,即使人体接触,电流被短接而不流经人体,进而保证人员的人身安全。

2.保障电力系统的安全运行

当发生单相接地故障时,在中性点绝缘系统中,正常相的对地电压升高为相电压的图示倍;在中性点有效接地系统中,故障相的对地电压接近于相电压。故对于110kV及以上电压等级线路,系统中的电气设备和线路只需考虑其大气过电压的绝缘水平,降低了设备的制造成本和线路的建设费用。有效接地系统发生单相接地故障时,流经中性点的故障电流大,可保证继电保护装置动作的可靠性,从而降低电力系统大规模停电的事故率。

此外,在通信系统中,为防止噪声窜入和保证通信设备正常运行,一般采用正极接地。电子线路中,为保证电位的稳定性,需设置可靠的电位参考点,也需要接地。

3.防静电接地

静电是由于摩擦或感应而发生同极性电荷的累积,积蓄电荷较多时,就会发生静电事故或影响电子设备的正常工作,因此需要设置静电荷迅速向大地泄放的接地,称为防静电接地。随着现代科技的发展,一方面,容易产生静电的化学纤维及塑料等制品、衣物的生产应用日益增多;另一方面,易受静电干扰的固态电子设备,如计算机、通信系统设备等的广泛运用。静电的主要危害为引起爆炸、火灾和干扰电子设备的正常工作,如储油罐、天然气管道和运输中的物料等特别容易因静电累积无法迅速被中和而造成爆炸。

4.等电位接地(https://www.xing528.com)

在电力系统中,通常有许多不同型号不同性能的电气设备同时工作,由于这些设备的工作状态不同,当发生故障时,不同的设备,其外露金属部分可能有不同的电位,因此当人体同时接触这些设备时,会产生一定的接触电压,从而造成触电事故。等电位接地就是用金属导线将运行设备的外露金属部分相互连接在一起成为等电位并予以接地。如医院的金属器械、病人所能接触到的金属部分不应存在危险的电位差。高层建筑中将每层的钢筋网及大型金属物体连接成等位体,以消除入侵雷电流引起的电位差,也属于典型的等电位接地。在等电位接地中,关键是各外露导体和装置外导体的连接方式,若连接方式不当,易因外部磁场的感应作业,在由设备接地连接构成的回路中产生电流,影响设备的正常运行。

5.防止雷击

雷电通常蕴藏极大的能量,通常工程上的防雷实际上是疏导雷电,使之不引起大范围的破坏。如避雷针、避雷器和避雷线等均需要良好地接地,才能充分发挥防雷效果。在疏通雷电过程中,最重要的是提供低阻抗的通道,使雷电流流过时不产生大幅值的电位差,这就需要对接地装置进行设计,该部分内容将在后续章节中详细介绍。

6.屏蔽接地

为防止运行中的电气设备向外部泄放高频能,将变压器的静电屏蔽层、线路的滤波器和电缆的屏蔽网等接地处理,称为屏蔽接地。屏蔽接地的主要作用是防止外来电磁波的干扰和入侵,以免造成电子设备的误动作和通信信号的失真等。在高层建筑中,将竖井混凝土壁内的钢筋接地,用来降低竖井内垂直管道因感应雷引起的感应电势,也属于屏蔽接地。

7.功能接地及作业用接地

某些设备在其运行使用中即要求接地,如阴极保护利用电化学防金属腐蚀,为了使防蚀电流流入土壤或水中,需要将该系统接地。如计算机和其他电子设备正常工作时,为获取稳定点位的基准点,一般通过接地来实现。

在停电作业时,为防止电磁干扰在线路中感应电流,需要将线路中充电装置的能量经接地装置释放,该接地即为作业用接地。作业用接地也可防止他人误操作给作业人员带来致命伤害。

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