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接地线的安装

接地线是接地干线和接地支线的总成,若只有一套接地装置,即不存在接地支线时则接地线是指接地体与设备接地点间的连接线。

接地干线是接地体之间的连接导线,或是指一端连接接地体,另一端连接各接地支线的连接线。

接地支线是接地干线与设备接地点间的连接线。

1、接地线的选用

(1)用于输配电系统中的工作接地线的选用。10KV避雷器的接地支线应采用多股导线,一般可选用铜芯或铝芯绝缘导线。此外,也可选用扁钢、圆钢或多股镀锌绞线,截面积应不小于16平方毫米。接地干线通常用扁钢或圆钢,扁钢的截面积不应小鱼4mm×12mm;圆钢直径不应小于6mm。

用作配电变压器低压侧中性点的接地支线,要采用截面积不小于35平方毫米的裸铜绞线;容量在100KV.A以下的变压器,其中性点接地支线可采用截面积为25平方毫米的裸铜绞线。

(2)用于金属外壳保护接地线的选用。接地线所用材料的最小和最大截面积见如下表。

(3)必须注意:装于地下的接地线不准采用铝导线;移动电气的接地支线必须采用绝缘铜芯软导线,并应以黄绿双色的绝缘线作为接地线,不准采用单股铜芯导线,也不许采用铝芯绝缘导线,更不许采用裸导线。

2、接地干线的安装

(1)接地干线与接地体的连接处应采用焊接并加镶块,以增大焊接面积。焊接处应刷沥青防腐。如果无条件焊接,也可采用螺栓压接,但应先在接地体上端装设接地干线连接板,如下图所示。连接板应经镀锌或镀锡处理,并采用直径为12mm或16mm的镀锌螺栓。安装时,接触面应保持平整、严密,不得有缝隙,螺栓应拧紧。在有震动的场所,螺栓上应加弹簧垫圈。连接处如埋入地下,应在地面上做好标记,以便于检查维修。

(2)多及接地和接地网络的接地干线与接地支线的连接处通常设置在地沟中,并用沟盖覆盖。连接处采用电焊或螺栓压接,用螺栓连接时,接地干线应使用扁钢,扁钢预先钻号通孔,并经防腐处理。如果接地干线不需要提供接地支线,连接处做好防腐处理,可埋入地面以下300mm左右,并在地面标明干线的走向和接点位置,便于检修。

(3)接地干线明设时,除连接处外,均应用黑色标明。在穿越墙壁或楼板时,应穿管加以保护。在可能遭受机械损伤的地方,应加防护罩进行保护。

(4)由扁钢或圆钢作接地干线需要接长时,必须采用电焊焊接,在焊接处要两端搭头,扁钢的搭头长度为其宽的2倍;圆钢的搭头长度为其直径的6倍。

3、接地支线的安装

(1)每台设备的接地,必须用单独的接地支线与接地干线或接地体连接。不许晕用一根接地支线把几台设备的接地点串联起来;也不允许将几根接地支线并接到接地干线的同一个连接点上,如下图所示。否则,万一这个连接电接地不良,而又有一台设备的外壳带电,则连载一起的其他设备的外壳也同时带电。

(2)在室内容易被人体触及的地方,接地支线要采用多股绝缘线,连接处必须恢复绝缘层,其他不易被人体触及的地方,接地支线要采用多股裸绞线。用于移动电气从插头至外壳处的接地支线,应采用铜芯绝缘软导线,中间不允许有接头,并和绝缘线一起套入绝缘护层内。常用的三芯或四芯橡胶或塑料护套电缆中的黑色绝缘层导线作为接地支线。

(3)接地支线与接地干线或与设备接地点的连接,一般都采用螺钉压接。但接地支线的线头要使用接线耳,而不宜采用弯羊眼圈的方法直接连接。在易产生震动的场所,螺钉上应加弹簧垫圈。连接处应镀锡防腐。

(4)固定敷设的接地支线较长时,连接处必须按正规接线要求处理,铜芯导线连接处要通过锡钎焊进行加固。

(5)接地支线的每个连接处,都应置于明显部位,以便于检修。


接地体的安装

1、接地体的分类

接地体可分为自然接地体和人工接地体两种。埋置在地下的金属水管、具有金属外皮的电缆,建筑物钢筋混凝土基础、金属构架等都可作为自然接地体。人工接地体一般用镀锌钢管或角钢、圆钢等制成。电气设备的接地应尽量利用自然接地体,以节省接地安装费用。人工接地体的安装有垂直埋设和水平埋设两种。

2、人工接地体的垂直安装

(1)接地体的制作。进行垂直安装的接地体通常用角钢或钢管制成。其规格如下:角钢的厚度应不小于4mm;钢管管壁厚度应不小于3.5mm;圆钢直径应不小于8mm;扁钢厚度应不小于4mm,其截面积应不小于48平方毫米。材料不应有严重锈蚀,弯曲的材料必须矫正后方可使用。长度一般在2-3m之间,但不能小于2m。垂直接地体的下端要加工成尖型。用角钢制作时,尖点应在角钢的钢脊上,且两个斜边要对称,如下图所示。用钢管制作的接地体,要单边斜向切削以保持一个尖点,如下图所示。凡用螺钉联结的接地体,应先钻号螺钉孔。


(2)接地体的安装。采用打桩法将接地体打入地下,接地体应与地面保持垂直,不可倾斜,打入地面的有效深度应不小于2m。多极接地或接地网络中接地体与接地体之间在地下应保持2.5m以上的直线距离。锤子敲击角钢的落点应在其端面的角脊处,以保证角钢垂直打入,如下图所示。锤子敲击钢管的落点应与钢管尖端位置相对应,使锤击力集中在尖端位置,如下图所示,否则钢管容易倾斜,使接地体与土壤之间产生缝隙,增大接触电阻。


接地体打入地面后,应将其周围填土夯实,以减小接触电阻。若接地体与接地体连接干线在地下连接,应先将其电焊焊接后,再填土夯实。

3、人工接地体的水平安装

与地面水平安装的接地体应用的较少,一般只用于图层浅薄的地方。接地体通常用扁钢或圆钢制成,一端应弯成直角向上,便于供接地线连接。如果采用螺钉压接,应预先钻好螺钉通孔。接地体的长度,随安装条件和接地装置的构成形式而定。安装时,采用挖沟填埋,接地体应买入离地面0.6m以下的土壤中,如下图所示。如果时多及接地体或接地网,每两根接地体之间,应相隔2.5m以上的直线距离。

安装时,应尽量选择土层较厚的地方埋设接地体,沟要挖的平直,深浅和宽度应一致。填土时,接地体周围与土壤之间应随时夯实,使之密切结合,沟内不可堆填砂砾砖瓦等杂物。


4、减小接地电阻的措施

接地电阻主要取决于接地体与土壤接触面的电阻及土壤电阻。在土壤电阻率较高的地层中安装接地体,为了减小接地电阻,达到规定要求,可采取以下措施。

(1)在土壤电阻率不太高的地层,可增加接地体的个数。

(2)在土壤电阻率较高的地层,可在接地体周围填入化学降阻剂(配制方法:用8kg食盐溶解于适量水中,然后将盐水导入30kg木炭粉中,同时不断搅拌,拌匀即可),为了防止因化学降租剂质地蓬松而使接地体晃动,应将化学降阻剂放置在离地面0.5m以下和1.2米以上的中间部位,并把底层和面层的泥土夯实。

(3)对于土壤电阻率很高的地层,可挖坑换土。

(4)有些区域往往存在需要接地处的土壤电阻率极高,而离之不远的地方的土壤电阻率却比较低的情况,这时可采用接地体外引的方法,用较长的接地线,把设备接地点引出土壤电阻率较高的范围,让接地体安装在电阻率较低的土壤中。

接地和接零

接地的意义

用接地线把电气设备的某些部分与接地体进行可靠而又负荷技术要求的电气连接称为接地。如电动机、变压器和开关设备的外壳接地。

当电气设备漏电时,其外壳、支架及与之相连的其他金属部分将呈现电压。若有人触及这些意外的带电部分,就可能发生触点事故。接地的目的就是为了保证电气设备的正常工作和人身安全。为了达到这个目的,接地装置必须十分可靠,其接地电阻也必须保证在一定范围之内。例如,容量为100KV.A以上的变压器中性点接地装置的接地电阻不应大于4Ω,零线重复接地电阻不大于10Ω等。在电力系统中应用较多的有工作接地、保护接地、重复接地等,此外还有防雷接地、共同接地、过电压保护接地、防静电接地、屏蔽接地等。

工作接地

为了保证电气设备的安全运行,将电力系统中的某些接地,叫做工作接地。如电力变压器和互感器的中性点接地等,都属于工作接地。如下图所示,电力变压器的三相绕组星形连接的公共点是中性点,从中性点引出的零线(中性线)有作单向电线和电气设备安全保护的双重作用。在三相四线制低压电力系统中,采用工作接地的优点很多。例如,将变压器低压侧中性点接地,可避免当电力变压器高压侧线圈绝缘损坏时使低压侧对地电压升高,从而保证人身和设备的安全。同时,在三相负荷不平衡时能防止中性点位移,从而避免三相电压不平衡。此外,还可采用接零保护,在三相负荷不平衡时切断电源,避免其他两相对低电压升高。

保护接地

将电动机、变压器等电气设备的金属外壳及外壳相连的金属构架,通过接地装置与大地连接起来,称为保护接地,如下图所示。保护接地适用于中性点不接地的低压电网。保护接地可有效防止发生触电事故,保障人身安全。当电气设备绝缘损坏,相线碰壳时,设备外壳带电,人体触及就有触电的危险。如果电气设备外壳有了保护接地,电流同时流经接地体和人体。在并联电路中,电流与电阻大小成反比,接地电阻越小,电流与电阻大小成反比,接地电阻越小,通过的电流越大,流经人体的电流就越小。通常接地电阻都小于4Ω,而人体电阻一般在1000Ω以上,比接地电阻大得多,所以流经人体的电流很小,不会有触电危险。


保护接零

将电动机等电气设备的金属外壳及金属支架与零线用导线连接起来,称为保护接零。在380/220V三相四线制中性点直接接地的电网中广泛采用保护接零。当电气设备绝缘损坏造成单相碰壳时,设备外壳对地电压为相电压,人体触及将发生严重的触电事故。采用保护接零后,碰壳相电流经零线形成单相闭合回路,如下图所示。由于零线电阻较小,短路电流较大,使熔丝熔断或断路器等短路保护装置在短时间内动作,切断故障设备的电源,从而避免了触电。


必须注意的是,保护接零和保护接地的保护原理是不同的。保护接地是限制漏电设备外壳对地电压,使其不超过允许的安全范围;而保护接零是通过零线使漏电电流形成单相短路,引起保护装置动作,从而切断故障设备的电源。注意,在同一台变压器供电的系统中,保护接零和保护接地不能混用,不允许一部分设备采用保护接零,而另一部分设备采用保护接地。因为当采用保护接地的设备中一相与外壳接触时,会使电源零线出现对地电压,使接零的设备产生对地电压,造成更多的触电机会。

重复接地

在三相四线制保护接零电网中,除了变压器中性点的工作接地之外,在零线上一点或多点与接地装置连接,称为重复接地,如下图所示,对于1KV以下的接零系统,重复接地的接地电阻应不大于10Ω。重复接地的作用主要有:


(1)在电气设备相线碰壳短路接地时,能降低零线的对地电压,缩短保护装置的动作时间,在没有重复接地的保护接零系统中,当电气设备单相碰壳时,在短路到保护装置动作切断电源的这段时间里,零线和设备外壳将长期带电。有了重复接地,重复接地电阻与工作接地电阻便成并联电路,线路阻值减小,可降低零线的对地电压,加大短路电流,使保护装置更快动作,而且重复接地点越多,对降低零线对地电压越有效,对人体也越安全。

(2)当零线断线时,能降低触电危险和避免烧毁单相用电设备。如下图所示,在没有重复接地时,如果零线断线,且断电后面的电气设备单相碰壳,那么断线点后零线及所有接零设备的外壳都存在接近相电压的对地电压,可能烧毁用电设备。而且此时接地电流较小,不足以使保护装置动作而切断电源,很容易危及人身安全。在有重复接地的保护接零系统中,当发生零线断线时,断线点后的零线及所接零设备外壳对地电压要低得多,所以断线点后的重复接地越多,总的接地电阻越小,短路电流就越大,这样就能使保护装置动作而切断电源。