接地或接地方法,电阻连接监测和测量

接地或接地方法,电阻连接监测和测量
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仅因设备接地不当或漏电而发生重大事故。作为定期维护的一部分,接地应定期测量,以确保接地电阻保持在最小。这样做的主要目的是将火灾和电击危险的风险降至最低。

在任何电气系统中,接地在安全、适当的电流的产生、传输和分配中起着重要作用。

接地或接地的目的

在家庭应用中,当电气故障发生时,用户接触的任何金属部件都可能成为带电导体并引起电击。然而,该金属部分的充分接地可以提供从用户到接地的不损坏的电路路径,防止冲击。

如果电路由接地故障断路器保护,故障将触发断路器跳闸并消除电流和冲击电位。

在工业应用中,由于所涉及的方法耗时,忽略了现有的接地测量预测计划,或没有良好的测试仪器,可能长期忽视了接地电阻或漏电电流的检测情况。这种情况非常糟糕,可能会导致变压器故障和高压馈线的表读数不稳定等,导致重大事故。

接地的目的除了保护人身安全和设备安全外,还应为故障电流、雷击、静电放电、EMI和RFI信号以及干扰的消散提供一条安全的路径。

在选择变电站或商业部门的位置之前,有必要测量土壤电阻值。

接地值

理想情况下,电气工程师应将接地电阻保持在零欧姆。根据不同行业的土壤条件,接地电阻值可能有所不同,但对于低压系统,接地电阻值应小于1欧姆,对于中高压系统,接地电阻值应在1 ~ 5欧姆范围内。

最大限度地减小接地阻力是为了保证人身安全。

以下机构提供接地指南:

  • 国际电工委员会(IEC)
  • 欧洲电工标准化委员会(CENELEC)
  • 美国保险商实验室(UL)
  • 美国消防协会(NFPA)
  • 美国国家标准协会
  • 矿山安全健康管理局(MSHA)
  • 职业安全健康管理局(OSHA)
  • 电信业标准(TIA)

土壤电阻值取决于土壤成分、湿度和温度。

影响地极电阻的因素有三个:

  1. 土壤
  2. 接地电极的长度
  3. 接地电极的直径

电极的深度可以有效地降低电阻值。通常情况下,将接地电极的长度增加一倍,电阻值可再降低40%。

另一种减少接地电阻的方法是使用多个平行接地电极。

土壤含水量,即湿度,影响土壤的电阻值。水分含量随季节而变化,因此定期浇水是必要的。维护人员应按照预防性维护计划,定期对接地坑注水,以获得较低的电阻值。如果发现任何电阻值较高的接地坑,则建议在坑中添加盐水。

土壤电阻率测量

土壤电阻率公式可描述为:

P= 2 Π a r

式中:Ρ=土壤对深度A的平均电阻率,单位为欧姆厘米

Π=常数3.1416

A=电极之间的距离,单位为厘米

R=用测试仪器测得的电阻值,单位为欧姆。

对于以英尺为单位的距离,公式为:

Ρ = 191.5 ar

其中A=电极之间的距离,单位为英尺。

测试方法

通常单电极接地用于家庭应用,但对于发电变电站和工业,我们使用多电极电网网络。

“电位三极降”测试方法可用于复杂的地球系统。在这种技术中,接地栅极与接地电极断开。两个辅助电极(一个电流电极和一个电势电极)在待测电极的旁边以等距直线放置。通过辅助电流电极的电流要记录下来。这样就可以测量辅助电势电极与电流电极之间产生的电位差。

在不断开电路的情况下,可以使用便携式仪器测量地电阻和漏电电流。卡箍式地电阻测试仪可以测量地电阻和漏电电流。在这种测量技术中,在被测电路中注入预定义的电流,并在电路中产生感应磁电流,每隔几段时间记录一次。

图片来源:LEM Instruments

应用程序

  • 所有可能暴露在雷击下的架空输电导线都应采取措施,将任何电涌转移到地面。
  • 输电塔接地线应经常检测。
  • 变压器接地端子测量应确保土壤与接地点之间的适当接触。
  • 低接地线电阻对于电机、配电板和控制板是最重要的。
  • 通信控制室或信号继电器板的接地对降低杂散电动应力和噪声具有重要意义。
  • PLC和SCADA仪器应在控制面板中单独接地。
  • 石化管道和储油罐需要良好的接地。

参考文献