接地的作用

接地(earthing):接地指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。那么接地具体有哪些作用呢,听我们一一道来。

许多人只知道接地可以防止人身遭受电击,其实接地除了这一作用外,还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统正常运行。

人所处状况和安全电压的关系

人体阻抗和所处环境有极大的关系,环境越潮湿,人体的阻抗越低,也越容易遭受电击。凡是自己组装过交流收音机的人,几乎都遭受过电击,但基本都能摆脱,因为此时人所处环境干燥,皮肤也比较干燥。点焊机的输出电压大约在80伏以下,因此电焊工在室内工作是安全的,但若在室外工作,且环境潮湿的情况下,及时穿了绝缘鞋,戴了电焊手套,也是很危险的。

通常把人类所处环境分为三类:

环境一:干燥的区域、干燥的皮肤、高阻抗地面;

环境二:潮湿的区域、潮湿的皮肤、低阻抗的地面;

环境三:人浸在水中。

在不同环境中对安全电压的规定,各个国家是不同的,如下表所示:

所处环境交流安全电压值(伏)

各环境下的安全电压标准值

对于环境三而言,安全电压的选取,中国目前尚无定论,例如浴场的水下灯,如果按日本标准采用2.5伏电源,水下灯要达到一定的功率,电源变压器的体积就十分庞大。而且电源线非常粗,无法接至灯头上,因此浴场采用24伏电源,同时用隔离变压器供电。

IEC地直流电源的安全电压规定为:环境一中电压不大于120伏,环境二中电压不大于60伏。

漏电电流和人身安全之间的关系

漏电电流不超过30mA,时间不超过0.1s对人身是安全的,这也是IEC专家亲自试验得出的结论。但是施工现场往往情况复杂,线路的漏电电流会超过30mA,对线路很长、配电分支线很多的电箱,采用30mA的漏电断路器就无法工作,若采用50甚至70mA的漏电断路器,虽然能起到线路的保护作用,但是对人身确起不到保护作用。所以在施工现场要避免线路受损。采用既能对线路漏电保护,又能对人身安全保护的漏电断路器就可以达到保护线路,也保护人身安全的作用。

直接电击的防护措施

人体触及电气设备的带电部分而发生的电击称为直接电击。防止直接电击又称正常工作条件下的电击防护,也称基本防护,一般采取以下措施:

1、将带电导体绝缘

实行绝缘防护应遵守如下原则:

a、在规定环境和应用条件下,绝缘应具有足够的绝缘电阻,足够小的泄露电流和足够高的耐压试验电压。

家用和类似用途电器标准中规定:

绝缘电阻——基本绝缘为2MΩ,加强绝缘为7MΩ

泄露电流——二类电器为0.25mA,固定式的一类电器为3.5mA

耐受试验电压——三类电器基本绝缘为500V,其他电器基本绝缘为1250V

并不是所有的电气设备都能做出规定。例如母线槽和电缆,其绝缘电阻、泄露电流和耐受试验电压都和长度有关。长度越长、绝缘电阻越小,泄露电流越大,耐受试验电压越低。因此对密集型母线槽只作出每节的绝缘电阻不得小于20MΩ,耐受试验电压3750V,对泄漏电流未做规定。母线槽连接成一体后,对其绝缘电阻、泄露电流和耐受试验电压都不做具体规定。

b、绝缘要足够牢固,不采取破坏手段时不应被轻易除掉

c、绝缘材料应能满足使用环境的要求,例如长期工作温度、阻燃等

2、用遮拦和外壳防护

遮拦是对任何经常接近的方向起直接接触保护的作用,外壳是对任何方向都能起直接接触保护的作用。二者的防护要求如下:

a、最低的防护等级:防护等级用特征字母IP和两位特征数字组成。第一位特征数字标识防固体异物侵入的能力;第二位数字表示防液体浸入的能力。如果仅需表示一种能力时,可以只写出某一位特征数字,但未写出的那个特征数字必须用英文字母X代替。特征数字的含义如下表所示:

第一位特征数字含义:防尘等级

防尘等级

第二位特征数字含义:防水等级

防水等级

在电气操作区内,防护等级为IP2X,顶部为IP4X。在电气操作区内,如可同时触及带电部分没有电位差时,防护等级可为IP1X。在封闭的电气操作区内可不设防护。

b、强度及稳定性

遮拦和防护物必须可靠地固定在所在位置。其材料、尺寸和安装方法必须具有足够的稳定性和耐久性,并可承受在正常使用中可能出现的应力和形变。对于金属外壳应可靠接地。人若在任何情况下不可能同时触及金属遮拦和电器设备时,金属遮拦可不接地。

c、开启和拆卸

必须使用钥匙或专用工具对其开启和拆卸。如有条件,设置安全连锁装置更好。

3、用阻挡物防护

阻挡物只能防护与带电体的无意识接触,不能防护人们有意识接触。阻挡物不能用钥匙或工具拆除,但必须固定,以免无意识的移开。

4、置于伸臂范围以外

伸臂范围是指这样一个范围,此范围从预计有人活动的场所的站里面算起,直到人能用手达到的界限为止。置于伸臂范围之外的防护,就是严禁站在伸臂范围以内存在具有不同电位的会同时被人触及的部分。

5、采用RCD(剩余电流保护装置)作为附加保护

RCD也称漏电断路器,它不能作为直接电击的唯一保护设备,只能作为附加保护,也就是作为其他保护失效或使用者疏忽时的附加电击保护。具有金属外壳的电气设备,如果外可不接地,仅使用RCD保护的做法是不安全的。

6、安全距离

为了防止操作和维修中触及带电部分和保证操作人员动作的方便性,在电气设备和部件的安装定位时,要考虑安全距离。

间接点击的防护措施有哪些

间接电击防护又称为故障条件下的电击防护,也称附加防护,可采取如下防护措施:

1、自动切断电源,使用这种方法的前提是:电气设备的外露导体部分必须按系统接地规范与保护线相连,同时还宜进行主等电位连接。

2、使用二类设备或采用相当绝缘的防护

低压电气设备按它的电击防护方式可分为四类:即0/1/2/3类。

a、0类设备

依靠基本绝缘作为电击防护的设备。住宅装潢时使用的不接保护线的金属筒灯就是0类设备。0类设备只能用在干燥场所。若在潮湿环境使用0类设备,可采取隔离变压器供电。

b、1类设备

电击防护不仅依靠基本绝缘,而且能被人体接触的可导电部分有一根保护线引出(或有接地端子)的设备。

注:电源线有三根线(相线、中性线和保护线)的单相用电设备属于1类设备,例如电风扇等。如果住宅内无保护线,即只有二眼插座,把电风扇插到二眼插座上,那么1类设备就降为0类设备了,这是不允许的。

c、2类设备

不仅有基本绝缘,而且还增加了附加绝缘作为辅助安全措施的设备。2类设备的标志符号为“回”,这类设备一般用绝缘材料做外壳,也有用金属做外壳的,但其金属外壳与带电部分的绝缘必须是双重绝缘或加强绝缘。许多手持电动工具属于2类设备。采用金属外壳的2类设备,其外壳不应接地,因为外壳接地会降低设备的绝缘水平。

d、3类设备

这种设备依靠安全电压(即安全特低电压)供电。这类设备的金属外壳也不准接地,避免意外引入高电位。例如建筑工地采用36伏电源供电照明,此时36伏灯具的金属外壳不准和220伏供电系统的保护线连接,即不准接地。

3、采用非导体场所的防护

非导电场所应具有绝缘的地板和墙,使用标称电压不超过500伏的设备时,地板和墙的绝缘电阻不小于50KΩ;如标称电压超过500KV,则为100KΩ。在非导电场所使用的设备严禁有保护线,也不采取接地措施。

4、采用不接地的局部等电位联结的防护

这种防护就是将装置中某一部分(包括可导电的地面和墙)用等电位联结线连接起来,形成一个不接地的局部等电位联结环境。局部等电位联结系统严禁通过外露导电部分或外部导电部分与大地接触,既不能从外部引入保护线。

在局部等电位连接的环境里,从外部引入保护线,不影响它的安全,即使高电位从保护线蔓延到局部等电位联结的环境里,仅使此环境的总的点位一起升高而已。那么局部等电位联结环境里为什么不能从外部引入保护线,因为一旦局部等电位联结环境里出现故障,故障电压就会沿保护线蔓延到外部,这是不希望发生的。为了避免这一情况出现,禁止从外部引入保护线。

湿式卫生间采取局部等电位联结时,由于楼板内的钢筋或剪力墙的钢筋与楼宇内的保护线是相连的,两者不可能绝缘,为了避免卫生间发生故障时,故障电压延钢筋蔓延到外部,卫生间电源要采用漏电断路器。一旦卫生间内出现故障电压,就能自动切断电源,故障电压就不会蔓延到外部。

电加热淋浴器等用电设备,若装在卫生间内,电加热的淋浴器外壳必须接地,其保护线从住户配电箱内引出。为了防止电加热淋浴器等用电设备出现碰壳故障时,故障电压延PE线蔓延到其他住户家里,因此卫生间的电源必须具有漏电保护。

5、采用电气隔离的防护:常用的是隔离变压器。使用隔离变压器时,隔离变压器的次级不准接地。

接地可以防止电击

将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地极之间做良好的金属连接,称为接地。接地是防止电击的一种有效方法。电气设备通过接地装置接地后,使电气设备的电位接近地电位。由于接地电阻的存在,电气设备对地电位总是存在的。电气设备的接地电阻越大,发生故障时,电气设备的对地电位越大,人触及时的危险性也越大。

电气设备发生相线碰壳故障时,电气设备的接地即使十分可靠,在碰壳故障未排除之前,人触及此电气设备仍有电击的危险。如下图所示,为了说明此问题,假定电源系统的工作接地Rd为4Ω,电气设备的接地电阻也等于4Ω,电气设备的电源相线直接碰壳,在不计线路电阻和碰壳点的接触电阻的情况下,电气设备的故障电压Ud为:

Ud=220V/(Ro+Rd)*Rd=110V

但是,当人触及带有110伏的故障电压的电气设备仍然是有危险的。

上述例子说明电气设备的接地即使可靠,人若触及故障设备仍然有电击的危险,那么为什么还要投入资金设置接地装置呢?如果故障设备未接地,甚至対地絶縁,那么漏电流就不会产生,此时故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同,达到220伏,与110伏相比其危险性更大。

如果设备接地可靠,漏电电流越大,熔丝易断,断路器易跳闸,故障易自动切除。上述例子漏电电流可达到27.5A(220V/8Ω=27.5A)。如果设备不接地,漏电电流极小,熔丝不会断,断路器也不可能跳闸,因此故障不可能自动排除,使危险的故障电压长期存在。

接地系统为什么能保证电力系统的正常运行

电力系统的接地又称工作接地,一般在变电站或变电所处对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小,对大型变电站的要求有一个接地网,保证接地电阻小而可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。

低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地。如果中性点対地絶縁,就会使其他两项的对地电压升高至380伏,其结果就是把工作电压为220伏的电气设备烧坏。对中性点接地的系统,即使一相与地短路,另外二相仍可接近相电压,因此接与其他两相的电气设备不会损坏。

THE END
0.E&ISOP002电动工具及静电接地检查程序2、经常移动的静电接地夹和一端固定的静电接地夹为( )检查? A、月B、季度C、半年D、年 3、已下不属于半年度检查的电气设备是哪一个( )? A、钻床B、绞丝机C、固定接地线D、电锤 4、季度移动电动工具,一端固定和移动静电夹检查有哪四种颜色( )? jvzquC41yy}/ys}0ep5y|8855:79;><0cuvy
1.电动工具的电源引线必须保证接地可靠。电动工具的电源引线必须保证接地可靠。 点击查看答案jvzquC41yy}/pnymcq4dqv4ujkzj1A7785=03?=93e=6:€jihd4ivvq
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