接地网
接地网是对由埋在地下一定深度的多个金属接地极和由导体将这些接地极相互连接组成一网状结构的接地体的总称。它广泛应用在电力、建筑、计算机,工矿企业、通讯等众多行业之中,起着安全防护、屏蔽等作用。接地网有大有小,有的非常复杂庞大,也有的只由一个接地极构成,一般根据需要来设计。
释义
在水电站及变电站里由专门的地下接地体和房屋中钢筋相焊成一个接地网,所有电气设备外壳及变电器中性点接在这个网上,接地电阻大小要符合国家标准。一般有110千伏电压级的水电站接地的电阻值为0.5欧姆,有35千伏电压级的水电站接地电阻值为4欧姆。
作用
接地是为了满足系统运行的需要和保护设备、人身安全而常用的一种技术。接地靠接地装置来实现。接地装置主要由下列两部分组成:
(1)接地体。接地体又叫做接地极,是指埋入地中直接与大地接触的金属导体。
设计原则
规范及标准
目的
接地网的主要目的是为了安全运行。
接地主要有工作接地、保护(安全)接地、屏蔽接地和防雷接地。
种类
1安全接地
安全接地即将机壳接大地。一是防止机壳上积累电荷,产生静电放电而危及设备和人身安全;二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时,促使电源的保护动作而切断电源,以便保护工作人员的安全。
2防雷接地
当电力电子设备遇雷击时,不论是直接雷击还是感应雷击,电力电子设备都将受到极大伤害。为防止雷击而设置避雷针,以防雷击时危及设备和人身安全。
上述两种接地主要为安全考虑,均要直接接在大地上。
3工作接地
工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电势。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时,视为相对的零电位。这种相对的零电位会随着外界电磁场的变化而变化,从而导致电路系统工作的不稳定。当该基准电位与大地连接时,基准电位视为大地的零电位,而不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不正确的工作接地反而会增加干扰。比如共PE线干扰、地环路干扰等。为防止各种电路在工作中产生互相干扰,使之能相互兼容地工作。根据电路的性质,将工作接地分为不同的种类,比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。上述不同的接地应当分别设置。
3.1信号地
信号地是各种物理量的传感器和信号源零电势的公共基准地线。由于信号一般都较弱,易受干扰,因此对信号地的要求较高。
3.2模拟地
模拟地是模拟电路零电位的公共基准地线。由于模拟集成电路既承担小信号的放大,又承担大信号的功率放大;既有低频的放大,又有高频放大;因此模拟电路既易接受干扰,又可能产生干扰。所以对模拟地的接地点选择和接地线的敷设更要充分考虑。
3.3数字地
数字地是数字电路零电位的公共基准PE线。由于数字电路工作在脉冲状态,特别是脉冲的前后沿较陡或频率较高时,易对模拟电路产生干扰。所以对数字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑。
3.4电源地
电源地是电源零电势的公共基准地线。由于电源往往同时供电给系统中的各个单元,而各个单元要求的供电性质和参数可能有很大差别,因此既要保证电源稳定可靠的工作,又要保证其它单元稳定可靠的工作。
3.5功率地
功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准PE线。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高,所以功率地线上的干扰较大。因此功率地必须与其它弱电地分别设置,以保证整个系统稳定可靠的工作。
4屏蔽接地
屏蔽与接地应当配合使用,才能起到屏蔽的效果。比如静电屏蔽。当用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来,在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷,外侧出现与带电导体等量的正电荷,因此外侧仍有电场存在。如果将金属屏蔽体接地,外侧的正电荷将流入大地,外侧将不会有电场存在,即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。
再比如交变电场屏蔽。为降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压,可以在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体,并将金属屏蔽体接地。只要设法使金属屏蔽体良好接地,就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。
施工流程
1、按图采购主要材料,准备现场施工事项;
2、材料进场,按图标量地网沟并开挖主地网沟;
3、依图敷设主地网铜排,并安装铜管垂直接地极;
4、焊接各交叉点,并做好引上线铜排的焊接;
5、填埋焊接好的地网,分步检测地网接地电阻;
6、做好引上线铜排的维护;
7、在土建底板钢筋结构施工时,做各引上点的止水板的焊接。
辅助理解概念
1、接地体(极):埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体(极)。接地体分为水平接地体和垂直接地体。
2、自然接地体:可利用作为接地用得直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建筑的基础、金属管道和设备等,成为自然接地体。
3、接地线:电气设备、杆塔的接地端子与接地体或零线连接用的在正常情况下不载流的金属导体,称为接地线。
4、接地装置:接地体和接地线的总和,称为接地装置。
5、接地:将电力系统或建筑物电气装置、设施过电压保护装置用接地线与接地体连接,称为接地。
6、接地电阻:接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和,成为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。注:上述接地电阻系指工频接地电阻。
7、工频接地电阻:按通过接地体流入地中工频电流求得电阻,称为工频接地电阻。
8、零线:与变压器或发电机直接接地的中性点连接的中性线或直流回路中的接地中性线,称为零线。
9、保护接零(保护接地):中性点直接接地的低压电力网中,电气设备外壳与保护零线连接,称为保护接零(保护接地)。
10、集中接地装置:为加强对雷电流的散流作用、降低对地电势而敷设的附加接地装置,如在避雷针附近装设的垂直接地体。
11、大型接地装置:110kV及以上电压等级变电所的接地装置,装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接地装置,或者等效平面面积在5000m2以上的接地装置。
12、安全接地:电气装置的金属外壳、配电装置的构架和杆塔等,由于绝缘损坏有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。