什么是接地?来系统了解下接地极组成及大地非零电位原因!

文摘   2025-01-07 05:45   天津  

看似很简单,天天挂在嘴边的问题,却又有很多人说不清,之前我也结合国家标准,针对低压系统的接地型式写了多篇文章,包括低压系统接地型式分类、各接地形式的选择及应用场景、中性点接地和壳体接地的区别等。感兴趣的朋友可以搜索”接地型式“阅读之前的文章,本篇文章对于之前内容不再重复赘述,而是着重写一下”地下“!这样基于我们箱变、成套角度的应用来说,整个关于接地的知识就比较系统了。

关于地下我们主要说接地的定义和组成以及为何大地不是零电位。

一、接地定义和组成

1.定义:

根据《GB 50169-2016 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范》:

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极连接。

正常情况下我们认为大地相当于一个几乎无限大的电容,将地面及整个地球的电势视为“零电势”,这样我们将导体与地面相连时,电荷会流向大地,使电势趋近于零。但在实际生产生活中,大地的电阻率可以因土壤类型、温度、湿度等因素产生很大的差异。也因此,“正确的接地设计”对于电气设备或可导电设备的安全运行,起到至关重要的作用。也因此,我们在接地时会有接地电阻10Ω,4Ω,1Ω的要求,不要不重视这个要求,它对于我们设备运行和人员安全起至关重要的作用

2.接地电阻的组成:

接地电阻主要包括以下几个部分:

(1)土壤电阻

不同类型的土壤电阻率差异较大,例如砂土的电阻率相对较高,而黏土的电阻率相对较低。因为水的导电性较好土壤的含水量越高,其电阻率越小。包括温度对土壤电阻率也有影响,一般情况下,土壤温度越低,电阻率越高。在寒冷地区,冬季土壤冻结时,电阻率会显著增大。所以一般换土也是降低土壤电阻的方法。因为土壤对电阻有一定影响,所以在实际施工中一定保证好土壤和接地体的接触面积。如下图右图为新换土壤:

(2)接地体电阻

如上截图,接地体有垂直接地体水平接地体、复合接地体等不同方式的接地体涉及到的电阻计算公式也不同,在这里就不多说,对我们实际意义不大,了解即可。还有当多个接地体之间的距离较小时,它们之间的电流分布会相互影响,从而导致接地电阻的变化。一般来说,接地体之间的距离应不小于接地体长度的两倍,以减小相互影响实际应用中如果需要临时接地一般也是满足此要求。 

二、 为何大地不是零电位?

我们平常都说大地是零电位,但实际上从来都不是。所以才有了我们上面介绍的第一部分。

一般电流会以接地体为中心向周围土壤扩散。由于土壤有一定的电阻,根据欧姆定律,在电流流动路径上会产生电压降。比如,对于垂直接地极,接地极注入大地的电流会在周围土壤中形成一个半球形的等电位面,越靠近接地极,电位越高,离接地极越远,电位越低。这也是跨步电压的原理,也是大地不是零电位的原因:一句话,如第一部分介绍的:土壤有电阻导致的。只是有的电流随着大地消散,有的要找途径形成回路;当然距离大地足够远,电位就是零。

就分享到这里,写的比较匆忙,不到位的地方,还请留言指正。

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追梦电缘
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