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[讨论]检验设备接地

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叶萌锐 发表于 2007-5-19 15:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

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许多医院的检验人员对于检验设备电源接地不是很重视。有些仪器问题就是因为没有接地引起的。那么在维修过程中就要求工程师掌握怎样现场测量地线是否接好?怎样去接?希望大家将自己的判别方法和接地方式写出来大家一起讨论。

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顶风 发表于 2007-5-19 19:21 | 显示全部楼层

我们这里的设备接地由电工制作标准地线。新盖的房子有等电位带,所以直接用墙上的地线就可以了。

郑振寰 发表于 2007-5-19 22:50 | 显示全部楼层

地线问题已经听疲了,其实都是些很简单的东西,电工的基本。

地线是什么?地线怎么接就不说了,看看前面的关于地线的文章,多深,多大面积,用什么规格的铜排焊接,用什么埋覆都很详细。

有人用镀锌管直接砸入泥土中,然后焊接出来引线,认为这就是地线,其实,这根本不是地线,糊弄事儿,空气潮湿还好说,一旦空气持续干燥,或者雷雨天气,根本起不到地线作用,反而成为招引电磁波的天线。这有人动了点儿脑子,把镀锌管周围用工业食盐填埋,这样做虽然好点儿,但干燥的时候你就要人工浇水,镀锌管时间长了就锈蚀了,同样起不到地线的作用。这样的地线从某种意义上来说,还比不上自来水管。

怀疑地线不好,可以通过多种方法判断:

1、手接地,这是最有效的,也是最直接的,用一只手触摸机器外壳的接地螺丝,另一只手触摸金属自来水管、暖气管、钢筋混凝土的墙壁等等,当然,你说我赤脚站在地上行不行?可以,只要你乐意,对方不反对的情况下。只要手接地和不用手接地两次结果明显不同,手接地的结果明显要好,那么就可以基本判断是地线问题,有人说,手接地不稳定怎么办,不能保证每次的结果都是好的,这是对的,人体的电阻每时每刻都在发生的轻微变化,接触接地螺丝的手的力度的大小和是否出汗都直接影响接地效果,这本身就是一个不稳定状态,手接地仅仅是个检测手段,并不是个解决问题的方法。当然,你穿的鞋太厚,地板是木质或者地毯,墙壁也是装修过的,那么这个办法也是无效的。

2、接水管,这里的水管指的是自来水,暖气管,当然里面最好有水,水最好是流动的,自来水管通过管网经过地下送上来,作为临时地线使用是可以的,有时候将水龙头拧开,让水流出来效果会更好。暖气管从锅炉房出来都给接地了,临时替代是可以的,但由于种种原因效果总不如自来水管。接水管也不能长久,仅仅测试一下罢了,原因是镀锌管表面钝化层不导电,无论你刮还是挫,都会迅速形成新的钝化层,挫到里面的焊管层又很容易生锈,接地的铜线本身又很容易钝化生锈,所以这种组合都是不稳定的不可靠的。有的人直接用铜线在镀锌管上拧了几下,声称我接地了,这肯定是不可靠的;还有的人直接把地线拧在铝塑管上,这根本不导电,没有任何用处。

3、接稳压电源或者UPS,这其实是画蛇添足的做法,既然是 地线不好,你前面就是加一万个电源也没用,但有人说,我接了稳压电源或者UPS就好了,其实这不是什么电源问题,而是市电不干净,你接了个电源多了一层滤波而已。

4、 有人在墙上钉水泥钉,在地上打膨胀螺丝当地线,其实都没有用处,心理作用罢了,等同于手接地。

5、有些干扰是电磁干扰造成的,接地与否没有多少效果,关键是屏蔽,有很多工程师都说过,把机器搬到另外的房间就好了,这就是很明显的例证,由于维修人员地位不高,说话没有说服力的话,院方是不会听的,就要求在这个房间,那么就只能用屏蔽的办法了,采用大目数的铝合金或者铝网做一个网状的盒子把机器放进去,然后金属网接地,效果就很好。

6、也有的是市电不好,或者不干净,院方的楼层又没有等电位,换房间和楼层都是解决办法,有的工程师很耐心,在隔壁房间测试很好,从隔壁房间引出电源插座到这个房间,也就解决了这个问题。

7、5和6所举的例子就目前的手段根本没有办法检测,除非你工具包里有示波器和电磁干扰EMI测试仪。而单纯的地线问题就只能用万用表了,万用表检测是最没准的,火线零线地线三根线之间相互测量,没有一个肯定参照,没谱儿的事情,可靠点儿的是接地电阻测试仪,可是谁用这个东西呢,长这么大我就见过一回,还没用过。所以,你说地线不好,电工来了死活不承认,拿出表来给你一量,说电阻多少,电压多少,电流多少,都很正常,结果把你噎的喘不过气来。所以,还要综合考虑问题。

8、任何设备在出厂的时候,在电源情况和电磁情况良好的情况下,不接地线都可以很好的工作,接地要求是一个安全要求,并不是对结果好坏的要求。下面分几点说一下被怀疑是地线不好或者干扰存在的可能性。

9、地线带电,理由是把地线拔下来再接机壳的时候看见火花。其实,是地线带电还是机壳带电很难确认,如果机壳带电恰恰说明地线是良好的,否则也出不来火花,如果是地线带电呢,只有一个可能,地线没有接到地上,而是接到了其他设备上漏电了或者干脆接到火线上,大地在什么情况下都不可能带电的,因为我们的零电位就是以大地为基准的。有没有可能是感应电呢?这个可能是有的,老电工对感应电的测量很有办法,指针表无论哪一个档测量电压其指针幅度都是相同的,据此来判断是否是感应电,但是感应电对设备来说,特别是检测设备,像血球生化来说是致命的 ,结果一踏糊涂。这种感应电一是电磁波微波,二是仪器本身或者空间本身的问题形成电容,储存大量的电荷造成的,这种情况一般用地线接触几次就看不到火花了,或者用自来水洗手然后触摸几次机壳就可以了,有的机器结构原因,需要在测量或者计数前进行触摸,并持续整个测量或者计数结束,一般一两次就好了。在很短的时间内需要连续几次的做才能保证正常的结果,那么就是空间环境和仪器本身有问题了,需要做进一步的检查。还有就是机壳带电,出现这种情况,就别说什么接地了,赶紧检查电源和线路板吧。有的漏电居然电压和电流都很高,连楼层保护器都跳了,维修人员还要强调什么接地,这就是无知了。

10、就医疗设备来说,像血球这种对悬浮液进行电子测量的设备对干扰特别敏感,相对于生化来说就弱一些,生化是对溶液进行无接触测量,而血球确是接触性的,虽然五分类采用光学法,但还是有很多机型在某些项目上采用接触测量。以电阻法为例,跟计数有关的是计数池,泵阀和管道,计数池有小孔和电极,看似一个封闭的整体,那么小孔的密封不好,哪怕是几天泄漏一滴液体都会造成结果的紊乱,小孔脏就不用说了,泵阀的问题呢?有人说阀打开不好会造成定量少或者负压较低,计数时间延长或者结果偏低,对,这些思路是正确的,但是想过没有,电磁阀的线圈或者驱动电路出现问题造成电磁法的高频或者低频抖动,在定量和负压上并没有看出异常,但这种线圈高频或者低频抖动发出的噪音足以对计数产生混乱的结果,还有就是泵,电磁泵,离心泵,注塞泵,这些泵的摩擦都会对液体产生电荷,特别是注塞泵,塑料和橡胶或者塑料的摩擦电荷很大,如果与液体中的电荷相反或者相同呢?可想而知了,这就是为什么设计计数池时把外电极接地并且设计成金属的或者负压管道有金属接地管的原因,那么信号线呢?首先是信号线的焊点,由于进水腐蚀,接触电阻增大,结果自然不好,这一点看是看不出来的,重新焊一下就是。还有就是屏蔽,有的信号线是由屏蔽层的,屏蔽层的要求非常严格,怎么判断?看不出来,量着又通,怎么办,你不是有两个通道嘛,整体交换过来就是,这样交换过来就不要管HGB了,也不要管结果是否准确了,就看干扰如果,交换过来这个通道就好了,那就剩下信号线了,重新屏蔽或者换线那就是自己考虑的事情了。计数池有轻微的裂纹也会如此的,大家一般很少观察,有时候需要完全解体并且对着强光反复观察才能发现,除非漏的一塌糊涂。我们再把计数部分放大一下看看,除了刚才说的计数池,泵阀和管道,小孔和电极,还有相关的排液阀和试剂阀,还有试剂分配泵,那么,我们再来看看这些部分,排液阀有问题,比如泄漏,会造成扰流,结果自然不好,在WBC通道还直接影响HGB。试剂和样品分配到计数池前都有金属管接地,目的是把试剂电位为零,消除干扰,如果这些接地管接地不好可想结果会是什么样子了。无论国产的还是进口的机器,都有考虑不周的地方,例如上述的这些内部接地金属管(这里的接地是指模拟地)根本就没有,出现问题就告诉用户接地不好,用户就拼命的挖地线,呵呵,不是一回事儿。

11、除此之外,管道该换的就换,接口不能松动,否则电位就不对了,结果自然不好,以前析出的结晶物要清理干净,总之,细节问题还是要细的。至于电路部分,现在已经很少听说电路不稳定的情况了。电路不好就是坏了,只要能工作基本上都是可靠的,对血球的结果不会造成影响。还有就是屏蔽,计数池和线路板一般都有屏蔽措施,这些屏蔽效果是否良好也对结果起重要影响,屏蔽的接地螺丝接触是否良好,接触面是否锈蚀,屏蔽是否与其它元件触碰等等都很关键,还有跟多信号线上的EMI防止电磁干扰的磁环,该加的加上。经常有报道结果不好,把屏蔽的螺丝拧紧就好了。

12、一般这类问题的维修,完全修好了,在测试机器的时候,不接地线不盖机盖,测试结果依然准确可靠稳定,这才是一个标准,不能手扶着墙要钱(这是一个典故,一个泥瓦匠,干活不好,经常是给人家干活砌墙,不结实,要手扶着墙跟主人要钱,拿到钱后墙倒了就不管了)。在群里经常说,血球维修是最复杂的,是的,影响的因素太多,要考虑的也多。这类问题也是国产设备制造商要彻底考虑的,虽然上述问题机壳接地有时候会有效果,但根本原因并不是接地问题。

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郑振寰 发表于 2007-5-20 10:24 | 显示全部楼层
接地系统防雷工程设计

系统简介

以前接地是否合格以接地电阻值为准,现在则侧重接地结构兼顾接地电阻值。由于建筑物内电气设备的频率增高,其接地结构、等电位联结和电气接线的方法都发生了变。设计者必须有电磁容的理论和实践知识。主要内容有:共地才是合理的选择;电源接地系统的制式;电气设备工作频率对接地结构的要求和对等电位联结式的选择。

现在的城市,在一座建筑物内有许多不同性质的电气设备,需要多种接地装置,如避雷接地、电气安全接地、交流电源工作接地、通信及计算机系统接地(也叫直流接地,在数字逻辑系统中叫逻辑接地)等,这麽多系统的接地到底采用哪重好呢?现一一解释如下:根据实践证明,共用接地是应用最为广泛的接地方式。

A、独立接地: 如上面所谈到的需要接地的部分,都分别独立地建立自己的接地系统,这种接地方式称为独立接地。它的好处是各系统之间不会造成互相干扰,这对通信系统尤其重要。但网络容易被雷击坏,故除有防爆炸要求的危险环境必须要采用独立的避雷方式外,一般不主张采用独立接地的方式。这种独立接地在六、七十年代以前采用比较多,现在多被共用接地所取代。

B、共用接地: 也叫统一接地。它是把需要接地的各个系统统一接到一个接地装置上,或者把各系统原来的接地装置通过地下或者地上用金属导体连接起来,使它们之间成为畅通的电气接地统一地网,这样的接地方式为共用接地。共用接地是目前应用最广泛的接地方式。

C、一点接地: 把各系统的接地线接到接地母线同一点或同一金属平面上,这样的方法叫‘一点接地'法。一点接地法能解决各系统接地线的等电位问题,所以能够降低各系统之间的干扰程度,尤其是 50Hz工频信号对系统的干扰基本上得以消除,所以一点接地法在工程上得到广泛应用。

一点接地消除了公共阻抗耦合和低频接地环路引起的干扰。能很好地工作于 1MHZ及以上的额频率,当整个系统的连接点尺寸较小时(最大尺寸小于L /20,L为干扰信号的波长)可以应用到10MHz。

D、多点接地: 各系统的接地线采用多点短连线的接地方式,称作多点接地。

当信号或电磁干扰的频率相当高或采用快速逻辑时,电容耦合效应将会产生某种干扰耦合,这时引线长度成为主要矛盾,必须采用多点接地使串联阻抗减至最小,并将驻波减至最小。多点接地方式应用于高频电路( f>10MHz)。

在二三十年以前,干扰被称为无线电频率干扰,因为绝大多数的噪音和干扰信号出自无线电频率。现今电子计算机、数字技术和逻辑电路不断扩大应用领域,现在的干扰被称为电磁干扰。电磁干扰包括导电性电磁干扰,其干扰能量通过导线或电缆从一电路传送到另一电路。减少导电性电磁干扰是通过电路的合理设计,采用滤波器和电路的合理接地来实现的;辐射性电磁干扰其能量是通过空气中的电磁场传送的。在设计外壳和箱体时,通过选用合理的屏蔽材料,构造技术和设备布置以及采用合理的接地技术等等来减少辐射性电磁干扰。其中处理好接地工程是防电磁干扰最重要的技术措施。

低频率干扰绝大部分是通过线路互相耦合而来的,即前面所提到的共阻抗耦合。当两个电路电流流经同一个公共阻抗时一个电路上的电流在这个阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路,这就是共阻抗耦合。如果一个公用的接地网在不同的地方分别接上连线。由于共阻抗耦合关系,各连线之间将有 Vg1和Vgz的电压,各连线的接地点电压不会一样。Vg1和Vgz就是干扰电压,经放大后就可能直接影响通信或控制信号。

多点接地的优点允许存在许多接地环路,这时同时使用低频率的电路是有害的,如有上述情况时,可考虑采用混合接地的方法。

E、混合接地: 所谓混合接地是在一部设备内的各电路板以最短的导线与机壳连接,或者信号电路相关的几部设备,以最短的导线与同一个金属体连接接地,然后多台设备分别用金属线接到地网的同一点上。像这样的接地方式称为混合接地。

混合接地在工程上最简单的办法,是在交流电源送进房屋的总开关处,把零线重复接地(或把零线接到房屋的结构主钢筋上),然后在电源的零线处引出一条 PE线连接所有应该接地的点。

设计依据

依据 GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》;GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000版)第三章:建筑物防雷设施;第四章:防雷装置,第三节:接地装置中关于接地的要求,参考IEC 61024《建筑物防雷》标准第一部分:通则,第二节:外部防雷装置(LPS);第二部分:防雷装置的设计、安装、维护及检查,第二节:防雷装置(LPS)的设计;第三节:外部防雷装置(LPS)的施工;在满足客户所提技术需求的情况下,按照99(03)D501-4 《接地装置安装》标准图集进行施工。

GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》标准第 5.1.2条强制要求:需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。5.2.5条强制要求:接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。5.2.6条强制要求:接地装置应优先利用建筑物的自然接地体,当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。5.4.1-2条强制要求: 电子信息系统设备由TN交流配电系统供电时,配电线路必须采用TN—S系统的接地方式。

实施方案

依据以上标准要求,通常辅助接地网设计如下:

首先要将所有建筑物基础钢筋用 40×4mm镀锌扁钢做两点连接,组成联合地网;其次要将所有外露电力设备的保护接地,建筑物顶部设备的保护接地,架设的避雷针的引下接地等与主地网进行连接;最后对信息控制系统的信号线路直流工作接地做单独接地处理,并在机房内部设置均压带和等电位汇流排。

考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性,建议使用 AG系列非金属接地模块制作地网。地网布置依据地形进行设计。水平接地体使用40×4mm镀锌扁钢,埋深0.6米;垂直接地体使用L50×50×5×2000mm镀锌角钢;垂直接地体间使用AG-I平板型非金属接地模块。地网引出地网测试极到地面上,以便以后检测地网情况。或者水平接地体使用40×4mm镀锌扁钢,埋深0.6米;垂直接地体使用AG-Ⅲ圆柱型非金属接地模块,如附图设计。

使用非金属接地模块的接地网设计图

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郑振寰 发表于 2007-5-20 10:25 | 显示全部楼层
房内接地及等电位连接设计

设计依据

依据 GB 50057-94(2000版)《建筑物防雷设计规范》第六章、防雷击电磁脉冲;第三节、屏蔽、接地和等电位连接第6.3.4条要求:所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZ0A区或LPZ0B区与LPZ1区的界面处做等电位连接;信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件应建立一等电位连接网络,并与建筑物的共用接地系统连接。内部金属装置与等电位连接带之间的连接导体采用铜材时,最小截面积为6mm 2 ,采用铝材时, 最小截面积为10mm 2 ,采用铁时, 最小截面积为16mm 2 ;铜或镀锌钢等电位带的截面积不应小50mm 2 。

依据 GB 50057-94(2000版)《建筑物防雷设计规范》第三章、建筑物的防雷措施;第三节、第二类防雷建筑物的防雷措施要求:每根引下线的接地电阻不小于10欧姆,防直击雷接地装置宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等共用接地装置。

依据 GB50174-93 《电子计算机机房设计规范》第六章 电气技术:第四节接地要求:第 6.4.2条、 第 6.4.2条要求,采用共用接地时,电阻按各种接地方式的最小值要求。

依据 GB50198 -94 《 民用闭路监视电视系统工程技术规范 》第 2章:第2.5节供电、接地与安全防护:第2.5.4条要求当采用共用接地时,接地电阻不大于1欧姆;

依据 JGJ/T16-92 《民用建筑电气设计规范》第 14 章接地与安全:第 14 .7.5.3条要求,当机房接地与防雷接地系统共用时,接地电阻要求小于1欧姆。因此对于监控机房和通讯机房接地均应与建筑物防雷地等共用同一接地装置,接地电阻要求小于1欧姆。

实施措施

由于雷电泻放存在趋肤效应,建筑外层钢筋泻放的雷电流通常为建筑内部钢筋的数倍。一般机房所在区域跨外部、内部两个钢筋区域,因此各钢筋柱间在雷电泻放时存在较大的电压差,这对精密、贵重设备尤为有害,因此设置均压带均衡各钢筋柱间的电压。通常在机房内沿墙敷设非闭合等电位铜带一周,材料采用 -30×3mm紫铜带,用φ8绝缘子作支撑;在各机房内靠近柱子的角位处,分别安装一块等电位汇流排,规格为100×10mm的紫铜板,长30厘米,开凿各机房内的建筑物柱子,利用铜铁接头与柱筋焊接后,与汇流排连接;将各机房内的所有信号屏蔽线槽接与等电位汇流排或等电位铜带连接。另外,将电源PE线、机房内的设备外壳、机架等可导电金属物体就近与汇流排或铜带连接,连接线采用6mm 2 多股铜芯线。若机房接地系统的接地电阻大于1欧姆时,还需要在建筑物周围增加接地装置。

施工方案

a、从机房内引出两条建筑钢筋,并在引出点用80×300×5mm铜排制作接地汇流排供设备和防雷保护器接地用。用30×3mm铜带制作均压带,将主钢筋与均压带连接,将金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、各种电子设备的金属外壳、机架等与接地汇流排连接。

b、对主机房:将主机房均压带用70mm 2 多股铜芯线穿金属屏蔽管与室外接地网连接。对分机房:将分机房均压带用50mm 2 多股铜芯线穿金属屏蔽管与室外接地网连接。

c、将各种信号线的屏蔽管在进入中控室时用16mm 2 多股铜芯线做等电位连接处理。在进入主机房后,再将屏蔽管用16mm 2 多股铜芯线与接地汇流排做等电位连接处理。

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郑振寰 发表于 2007-5-20 10:38 | 显示全部楼层
变压器及柱上开关的防雷接地
河南省南阳供电公司

摘要:通过对部颁标准中有关规定的理解,阐述了配电变压器接地的具体要求,提出现场规程中对配电变压器接地规定的不明确性,对现场工作有一定指导意义。

关键词:配电变压器台区;柱上开关;接地装置;系统接地方式

中图分类号:TM503.+4 文献标志码:B 文章编号:1003-0867(2007)02-0018-03

目前供电公司对配电变压器台区的防雷接地采取高压侧接避雷器,然后将避雷器的接地引下线与配电变压器外壳及低压中性点相连,共用一个接地装置的做法,要求100 kVA及以上的配电变压器接地装置的接地电阻为4Ω以下,100 kVA及以下的配电变压器接地电阻为10Ω以下,并要求人工接地装置做成环形,这些规定,都是有关标准上的结论。而标准中的每条规定都是有具体的适用范围,而许多具体规定在供电公司的现场规程中没有反映,因而有必要对这些规定做出一些解释,同时做一些更易于执行的具体规定。

1 配电变压器防雷接线

配电变压器防雷接线见图1。

图1 配电变压器防雷、工作、保护共同接地

1.1 关于接地电阻的规定

三点共同接地就意味着防雷接地(高压避雷器)、保护接地(外壳)和工作接地(低压中性点)共用一个接地装置,其接地电阻应满足三者之中的最小值,其中防雷接地一般规定小于10Ω,但要有垂直接地极,以利散流。低压工作接地一般应小于4Ω。因而接地电阻主要取决于高压侧对地击穿时的保护接地,一般情况下配电变压器都是向B类建筑物供电的,标准上有规定,只有当保护接地的接地电阻R≤50/I时,高压侧防雷及保护接地才能与低压侧工作接地共用一个接地装置。反过来说,如果采取三点共同接地,则R≤50/I时,其中I为高压系统的单相接地电流。

对不接地系统,I为系统的电容电流,对消弧线圈接地系统,I为故障点的残流。

有些系统虽装有消弧线圈,但常常运行不正常而退出运行,目前不少10 kV系统IC都在40 A左右,所以较大的高压系统中R应取1Ω。

如果按上述计算结果大于4Ω,则由低压工作接地要求,不得大于4Ω。公式R≤50/I中,50为低系统的安全电压,即高压侧对外壳单相接地时,接地电流流过接地装置的压降不得超过50 V。

而10 kV系统中的电容电流差别很大,有的不足10 A,有的高达上百安或数百安,所以配电变压器三点共同接地时,要根据所在高压系统的情况来确定接地装置的接地电阻,不能笼统地规定4Ω或10Ω。由于接地电阻大小与系统单相接地电流有关,与配变容量并无关,所以现场规程的说法没有道理。有的资料认为,当低压工作接地单独另设时,100 kVA以下的配电变压器的低压侧工作接地电阻,可放宽到10Ω,原因是变压器小,内阻抗大,限制了接地电流,也就限制了地电位的升高。

1.2 关于共同接地的接地方式

除图1的方式外,施工中还会出现其它接地方式,见图2、3。

图2 施工中常用的接地方式

图3 施工中常用接地方式

三种方式中都是共同接地的,采用哪种方式为好,现分析如下。

高压侧避雷器的作用是用来保护变压器高压线圈与外壳之间的绝缘,按图2的接法,高压线圈与外壳之间承受的电压除避雷器残压外,还增加了接地引下线的电感、电阻上的压降,这个压降在雷电流冲击下是不可忽视的,使其保护效果大为降低。

而图1的接法也会产生一个问题,就是低压线圈及中性线全部承受接地装置上的压降,特别是当中性点存在重复接地,接地电阻小于配电变压器接地电阻,且离配电变压器较近时,高压侧避雷器的放电冲击电流将较多流向重复接地,有时会将重复接地的引下线烧断(重复接地线一般较细)。

所以图3的接法较为合理,对高压线圈的防雷保护合理,对低压中性线的冲击也较小,因为部分雷电流已通过接地装置流入地中。

1.3关于接地装置的设计

按标准规定,配电变压器台区的接地装置应敷设为闭合环形,并加垂直接地极,这是因为环形内的接触电压比较低,而沿环形接地体走路的行人,其跨步电压也较小,城区的配电变压器大多安装在路边,因常有人走动,为行人安全着想,必须敷设为环形。

环形的大小,一般以5m为直径,这是因为要发挥水平接地极和垂直接地极的散流效果,减少相互屏蔽,降低接地电阻而必需的。但有些安装地点过于狭窄时,则可为椭圆形,短轴距不得低于3 m,见图4,两个垂直接地极宜打在短轴两端点附近,高压避雷器及外壳接地和中性点的接地分别引至垂直接地极附近,以利于散流。如土壤电阻率较高,做一个环后,测试接地电阻不合要求,则应在环外再做一个大环,两环相距4~5 m,埋深比第一环深,至少两处相连接,直至满足要求为止。

图4 接地装置敷设为椭圆形

1.4 关于接地引下线的连接方式

按部颁标准,除设备的接线端子可用螺栓连接外,引下线及接地装置都应使用焊接,但为安装方便,通常在电杆下的1.8~2.0 m处有一个断接卡,也用螺栓连接。引下线一般用扁钢,但也有采用钢绞线。钢绞线与扁钢的连接应制作接线板,最好采用双螺栓相连,以利于接触良好。

目前的实际情况是,高压避雷器接地端分别用钢绞线接线,三根钢绞线再连在一起,且都是绞合连接,配电变压器外壳的接地线也用钢绞线与避雷器接地线绞合,然后再与接地装置的引上线用螺栓连接,有的也未压制接线鼻,这些连接都不符合标准的要求,接头过多,接触不良。

建议三个高压避雷器的接地端用30×4的扁钢连成一体,从中间引下与外壳的接地扁钢相连,均采用焊接,也不宜在中间设断连卡,而直接入地与接地装置进行焊接,低压中性点直接用扁钢引至接地装置与之焊接,扁钢宜采用30×40 mm2。

1.5 关于接地装置的施工

接地装置的地下水平接地极应采用40×4的扁钢,垂直接地极用L40×4,埋深大于60cm,填土时用干净的原土并夯实。有条件时,应将环形水平接地极的面积适当增大些,或往环外再做一个环,两处相连,以降低接地电阻,尽可能达到1Ω。地下连接处应采用焊接,并符合要求。扁钢的搭接长度应为扁钢宽度的2倍,且应三面或四面焊接,三面焊接时尽量二短边一长边,利于电流通过,圆钢的焊接长度为圆钢直径的6倍,应两面焊接,且不得有虚焊。焊接处应采取防腐措施。

1.6 关于低压侧装避雷器

由于采用三点共地后,高压侧避雷器的放电电流(特别当三相同时放电时)很大,在接地电阻上的压降也很高。该压降加在低压线圈上,通过低压线路电容接地,在低压线圈中就有一冲击电流使线圈励磁,通过电磁感应使高压线圈感应出很高的电压。高压侧电压受高压侧避雷器残压所限制,高压线圈中性点电位就很高,容易在中性点附近,导致对地击穿或匝间短路而损坏变压器,因而必须采取措施,限制低压线圈承受的电压,即一般采取低压侧也加一组避雷器。当地电位升高时,通过避雷器放电,使低压线圈只承受低压避雷器的残压(1300 V左右),这样高压中性点附近的过电压就被限制在可承受范围之内,这就是防止逆变换损坏变压器,见图5。同样当低压线路感应雷传到配电变压器时,低压侧避雷器也会动作,使雷电流入地,低压线圈的电压被限制在低压避雷器残压之内,防止配电变压器高压侧被按变比感应的电压所损坏。这属于正变换过电压,由于配电变压器的低压侧绝缘裕度高于高压侧,所以配电变压器雷击事故常发生在高压侧,尤其是中性点附近,见图6。

图5 配电变压器逆变换情况

图6 配电变压器正变换情况

低压侧加装避雷器,因其往往采用高、低压架空线,容易受雷击,35/0.4 kV直配变压器因其变比大,更应在低压侧加装一组避雷器,尤其是当35 kV线路开路运行,高压侧无避雷器保护时。加装低压避雷器后,原来的三点共同接地就成了四点共同接地,见图1。

1.7 关于中性线及连接

中性线在三相负荷不平衡时流过电流,按有关规定该电流不得大于相线电流的25%。

另外,中性线、中性点接地线与配电变压器低压中性线端头的连接应可靠,应制作接线鼻(板),螺栓应压紧,防止接触不良流过电流时发热烧断。中性线断线意味着低压系统失去接地,成为不接地系统。三相负荷不平衡时,导致三相电压相差很大,烧毁用电设备。

2 关于柱上开关的防雷接地

高压柱上开关及隔离开关一般作为联络开关用,标准规定应在一侧或两侧装设避雷器(开关经常断开),且避雷器引下接地线应与开关外壳(包括隔离开关底座)连接,这是为了保证开关对地绝缘只承受避雷器残压,而得到有效的保护。

但观察中发现,不少柱上开关两侧的高压避雷器接地线都是直接引入地下,未与开关外壳相连。此时开关对地绝缘所承受的除避雷器残压外,还包括引线和接地装置电阻上的压降。如接地引线电感为1.67μH/m,引线长10 m,雷电波波头2.5 μs,幅值5 kA,加上接地电阻上的 压降,避雷器的残压取50 kV,则开关承受的电压为133.4 kV,已超过了开关的冲击绝缘水平75 kV,避雷器就起不到保护作用。

有些开关外壳虽有引下接地线,也是单独入地,即使共用一个接地装置,开关绝缘所承受的电压也高于残压。

单独柱上开关的接地装置,其接地电阻不应大于10Ω,这也是标准的规定,柱上开关的外壳,隔离开关闸刀的底座,以及旁边的绝缘子横担(金属),应连在一起与避雷器的接地引下线相连,这样就使隔离开关支持绝缘子都能得到保护,防止雷击闪络,充分发挥避雷器的作用。其连接线可采用Φ8 mm的圆钢或20 mm×3 mm的扁钢。

线路中所装设的高压无功补偿电容器也应加金属装氧化物避雷器,其接地引下线也应与电容器的外壳相连。

3 配电变压器低压侧的接地型式

前述配电变压器低压侧中性点接地,并与高压侧避雷器接地共用一个接地装置,适应于大量采用的低压系统为TN和TT,但是如采用IT 制式,则中性点就不能接地。

TN系统,又分三种情况:

•TN-C系统,整个系统中用电气设备外壳保护线与中性线合一;

•TN-S系统,整个系统中电气设备外壳保护接地线与中性线分开,有专用保护线;

•TN-C-S系统,系统中有部分线路的中性线和保护线合一。

TT系统,系统中有一点直接接地,用电设备外壳采取接地保护。

IT系统,配电变压器低压中性点不接地,用电气设备外壳单独接地保护。

(1)TN-C系统

(2)TN-CS系统

(3)TN-S系统

(4)TT系统

(5)IT系统

图7 系统接地各种型式示意图

一般居民用户可用TN-C-S系统,即低压从配电变压器引出的主干线可以采取TN-C系统(四线制),到用户的支线采取TN-S系统;工厂车间可以采用TT系统,电动机用三相电源,照明用单相电源,配电变压器中性点接地,到车间后,车间设备的外壳单独接地。

需防爆的场所最好采用IT系统,三根相线或四根(加中性线)送过去,中性点不接地,外壳单独接地,这样相线碰地或碰外壳,电流很小,不会产生火花,防止爆炸。

如接地点和中性点接地电阻都是4Ω,TN、TT系统相线接地时,中性点上会产生危险的电压,该电压U0=110 V。

4 接地电阻的测量

测量配电变压器接地电阻应停用配电变压器(TN或TT制式),拆开中性点接线及与外壳的连线。

主要目的是防止重复接地影响测量结果。

测量可用接地电阻测试仪,布线方向应与架空线垂直方向(电缆线路不限)。

电压电流极应打在比较潮湿的地方,减少其接地电阻,减少测量误差。

测量点的选取,测量接地装置电阻应包括引线和接头的电阻。

判断标准:如为共用接地装置,接地电阻据所在系统的电容电流按R≤50IC计算出要求值,如计算值超过4Ω,则按4Ω选取。

配电变压器防雷接地工程是一项复杂的工程,要考虑防雷接地、保护接地、工作接地的各种要求,以其中最小值为标准来设计和施工。不要认为“接地”可以马虎从事,它关系到人身和设备安全的大事,即防雷保护的有效性。接触电压、跨步电压的大小,人体接触外壳时的电压高低都涉及到电击事故发生的机率,及危害程度,所以必须认真施工,按标准的有关规定执行,以确保防雷和接地的安全运行。

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郑振寰 发表于 2007-5-20 10:39 | 显示全部楼层
上面几篇文章是我在做电工的时候经常采用的方案和方法,正好搜索到了,转过来大家看看。
 楼主| 叶萌锐 发表于 2007-5-21 09:58 | 显示全部楼层

如何判断电源插座有无接地?

把万用表调到750V交流档位,一表笔插到插座的地线孔,另一表笔插入L和N孔。如两次的电压都为零则表明未接地,如一次为接近220V,另一次接近0V,则有地线,越接近0V表明接地越好。

山坡 发表于 2007-6-22 21:02 | 显示全部楼层
我的poch100就接到了水管上,plt结果不好,本底偏高且不稳定。明天整个接地看看 0.0.
johnson 发表于 2007-7-3 17:20 | 显示全部楼层
我遇到一个这样的问题:该医院的检验科市电正常,接地良好。但是,经一UPS输出后电压如下,火/零:220V;火/地:150V;零/地:60V。我们的仪器自安装后一直损坏电子元件,后来经检查UPS输出的电压有问题。看来,不能太相信UPS 呀!
wdswds 发表于 2008-5-2 18:29 | 显示全部楼层

老大提供的资料很详细!谢谢!

dacuole 发表于 2011-5-26 15:45 | 显示全部楼层

继续讲

xingke 发表于 2020-6-20 11:57 | 显示全部楼层
学习了
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