【2018年必威体育精装版整理】接地系统.ppt

3.1 地和接地 　 3.1.1地的概念 所谓“地”，是指“大地的导电团，其电位在任何一点都等于零”。我国国家标准《信息系统雷电防护术语》的定义为“(1) 导电性的土壤，具有等电位，且任意点的电位可以看成零电位。(2)导电体，如土壤或钢船的外壳，作为电路的返回通道，或作为零电位参考点。(3) 电路中相对于地具有零电位的位置或部分。” 大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此适合作为电气系统中的参考电位体。这种“地”是“电气地”，并不等干“地理地”，但却包含在“地理地”之中。“电气地”的范围随着大地结构的组成和大地与带电体接触的情况而定。 3.1.2接地的概念 接地被定义为“一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。因此(a) 使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；(b) 引导入地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。 最初，人们将地线作为工作地，莫尔斯电报、供电系统发明初期的负电、以及三相交流供电系统都将地线作为电回路的一部分（省了一根线），即“工作地”。后来，将发电机和电动机等电气设备的外壳接地以保证在电气设备外壳带电时人身安全，即“保护地”。在避雷针发明后，将避雷针接闪器引入的雷电泄放入地，出现了“防雷地”。 3.1.3接地的作用 1）提供安全 a）防止因机壳内部偶然碰地时引起的电击（人身安全） b）防止雷电放电对设备和人身造成的危害（人身安全、设备安全） c）使继电保护设备动作，排除接地故障（人身安全） d）为电源故障电流提供返回路径（设备安全，电源中性线接地） e）防止设备静电荷的积累（设备安全）； 2）提供电位参考点　： a）稳定电路的对地电位； b）为数据电路提供逻辑参考点（逻辑地） c）为防雷设备提供零电位参考点 3）利用大地为线路的一部分（工作接地） 　 a）为电源电流（中性线）和故障电流提供返回途径；在电力系统中将其某一适当地点与大地连接，称为系统接地也称工作接地。（如变压器中性点接地、零线重复接地等。） 　b）电台接地线是电路的一部分 　c）直流电报回路（地线是电流返回途径） 4）为避雷针提供泄入大地的通路 5）电磁兼容 　a）机壳、机架接地作为雷电和瞬态噪音的入地途径 　b）为射频电流提供均匀和稳定的导体，降低和消除机架和机壳上的射频电位 3.1.4接地的目的 接地的主要目的有两个： 1）使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位； 2）引导入地电流流入和流出大地或代替大地的导电体）。 3.2 接地装置 接地装置是接地线和接地极的总和。 接地极又叫接地体，接地体分为人工接地体和自然接地体。人工接地体按结构分有单个接地体、多个接地体、网状接地体和板状接地体等；按埋设方式分有垂直接地体和水平敷设接地体（单一水平接地体、辐射状水平接地体）。 3.2.1接地体(极) 与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体称为接地极或接地体。它又分自然接地体和人工接地体。 接地体分类 1）自然接地体:具有兼作接地功能的但不是为此目的而专门设置的各种金属构件、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设备等统称.(最典型的是混凝土基础中的钢筋，它兼有消散电流的作用) 2）人工接地体: 人为特意在土壤中埋设的有接地功能，可以泄放电流入地的物体（金属导体或石墨等固态物质）。 人工接地体按结构分有单个接地体、 多个接地体、 网状接地体和 板状接地体等； 按埋设方式分有 垂直接地体 和水平敷设接地体（单一水平接地体、辐射状水平接地体）。 思考 埋入大地以便与大地连接的导体或几个导体的组合称为接地极。接地极就是与大地充分接触，实现与大地连接的电极。 接地线和接地极的区别？ 地线是什么？ 3.2.2 接地装置的接地电阻 将金属球一半埋在地下，电流I从金属半球流向大地时，在大地上矩球心不同的半径上的各点就有不同的电位，如下图。随着与球心距离的增大，电位越来越低，理论上，当半球的半径为无穷大时，即无限远处的为零电位。 1）接地电阻与土壤电阻率有关 实际上，电流流过一段距离后，电流密度已经很小，它的电位梯度dv/dl 可以被认为为0。距半球圆心任意一点r的电阻为： R＝ ρ /（2πr） 流散的半球形球面，在距接地体越近的地方越小，越远的地方越大，半球形散开面积的半径与土壤电阻率有关（土壤电阻率越高，散流越慢，半径越大），与接地体流过的电流（如雷电流）的大小有关（电流越大，散流越慢，半径越大）。 2）棒状接地体的接地电阻 接地体与大地等电位，并等于零 。 实际上，土壤不是良导体，由