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1、知识模块十五接 地 元 件,接地技术主要是应用在强电系统中，为了设备和人身的安全，应将设备正确地接在大地上。采用电气接地技术可以有效地预防电气事故的发生。 电气接地技术主要包括接地保护和接零保护技术。, 了解电气事故发生的原因和接地元件的基本知识。 了解接地保护和接零保护技术，学会用仪器测量接地电阻。 了解电气设备的安全操作规程。,一、电气事故,电气事故多种多样，一般可分为人为事故和自然事故。 人为事故指违反安全操作规程而引起的人身和设备事故。 自然事故指非人为原因所引起的事故。常见的有： a设备绝缘老化而引起漏电事故。 b电器设备内部元器件、部件故障。 c电网电压变化。 d环境温度升高超过一
2、定限度。 e雷击造成事故。 了解编程器的分类及相应技术参数。 掌握编程器的基本应用方法。,1接地元件的基本知识,接地元件是接地的工作主体。广泛使用的接地工程材料有各种金属材料（最常用的是扁钢）、接地极、降阻剂等。金属材料如扁钢，也常用铜材来代替。这是大多数接地工程都选用的；接地极有金属接地极（角钢、铜棒和铜板），这类接地极寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁，维护费用比较高，另外还有非金属接地极，使用比较方便，几乎没有寿命的约束。降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了。现在广泛接受的是物理降阻剂（也称长效型降阻剂）。物理降阻剂是
3、根据接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地极同时运用，包裹在接地环和接地极周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。现在较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，降阻剂的主要作用是降低与地网接触的局部土壤电阻率。,二、电气接地技术,2常用接地与接零技术,正常情况下，一些电器设备（如电动机、家用电器等）的金属外壳是不带电的。但由于绝缘遭到破坏或老化失效导致外壳带电，这种情况下，人触及外壳就会触电。接地与接零技术就是防止这类事故发生的有效保护措施。,（1）
4、保护接地,将电气设备不带电的金属外壳用导线与大地的接地体进行可靠的连接。如图15-1所示，其接地电阻应小于4。采用保护接地后，即使人体接触到漏电的电气设备外壳也不会触电，因为这时的电气设备外壳已与大地做了可靠的连接，接地装置的电阻很小（小于4），而人体的接触电阻却很大（约1.5k）。电流绝大部分经接地线流入大地，流经人身的电流很小，从而保证了安全。保护接地用于电网中性点不接地的供电系统中。,（2）保护接零,将电气设备的金属外壳用导线与供电系统的保护零线可靠地连接，如图15-2所示。,图15-2 保护接零示意图,图15-1 保护接地示意图,保护接零适用于电网中性点直接接地的系统，即“三相五线”制
5、电网的保护接零。为此“三相四线制”也逐渐改为“三相五线制”。 采用保护接零后，若电气设备发生绝缘损坏使外壳带电时，相线经零线成闭合回路。因零线的电阻很小，短路电流很大。短路电流会使电路中的熔断器熔丝烧断或自动开关等保护电器动作，从而切断电源，断开故障设备。当采用接零保护时，零干线要做好重复接地，接地电阻小于10。,3低压配电系统的接地型式,低压配电系统的接地形式和分类如表15-1、表15-2所示。,表15-1 低压配电系统型式符号的含义,表15-2 低压配电系统的分类,（1）IT系统,IT系统中，电源端不接地或通过阻抗接地，电气设备的金属外壳直接接地，如图15-3所示。 IT系统适用于用电环境
6、较差的场所（如井下、化工厂、纺织厂等）和对不间断供电要求较高的电气设备的供电。IT系统中一般不设置中性线。,（2）TT系统,TT系统的电源端中性点直接接地，用电设备的金属外壳的接地与电源端的接地相互独立，如图15-4所示。TT系统中，不允许部分设备采用接地保护，同时部分设备采用接零保护。,（3）TN系统,在TN-C系统中，电源端中性点直接接地，中性线与保护线合为一根导线PEN，用电设备的金属外壳与PEN线相连接，如图15-5所示。TN-C系统主要适用于三相负荷基本平衡的工业企业建筑，在一般住宅和其他民用建筑内，不应采用TN-C系统。,图15-4 TT接地系统示意图,图15-3 IT接地系统示意
7、图,在TN-S系统中，电源中性点直接接地，中性线与保护线分别设置，用电设备的金属外壳与保护线PE相连接。TN电系统也称作三相五线制系统，如图15-6所示。TN-S系统可较安全地用于一般民用建筑以及施工现场的供电。,图15-5 TN-C接地系统示意图,图15-6 TN-S接地系统示意图,（4）TN-C-S系统（如图15-7所示） 在TN-C-S系统中，电源中性点直接接地，中性线与保护线部分合用，部分分开，系统中的一部分为TN-C系统，另一部分为TN-S系统。TN-C-S系统是民用建筑中广泛采用的一种接地方式。,图15-7 TNCS接地系统示意图,接地装置以接地体数量多少分为以下几种。,三、接地装
8、置的组成,1单极接地装置 单极接地装置简称单极接地，由一支接地体构成，适用于接地要求不太高而设备接地点较少的场所，它的具体组成是：接地线一端与接地体连接，另一端与设备接地点直接连接，如果有几个接地点时，可用接地干线逐一将每一支接地线连接起来，如图15-8所示。,图15-8 单极接地装置的组成,2多极接地装置,多极接地装置简称多极接地，由两支或两支以上接地体构成，如图15-9所示，主要应用于接地要求较高而设备接地点较多的场所，以及用来达到进一步降低接地电阻的目的。,3接地网络,接地网络简称接地网，由多支接地体按一定的排列相互连接所形成的网络。接地网络的组成形式很多，常见的有长孔接地网和方孔接地网
9、两种，它们的形状如图15-10所示。原则上要求接地装置的接地电阻愈小愈好，但也应考虑经济合理，以不超过规定的数值为准。,图15-9 多极接地装置的形成,图15-10 接地网络的形状,四、接地装置的安装,1人工接地体的制作（如图15-11所示）,人工接地体一般采用钢管、圆钢、角钢和扁钢等制成，钢管管壁厚度不应小于3.5mm，圆钢直径不应小于8mm，角钢和扁钢厚度不应小于4mm。接地体长度一般取23m，下端加工成尖形，并只保留一个尖点，便于打入地下，上端打好螺孔，用于连接接地线。另外，单一地接地体或外引式接地体的可靠性较差，一般接地体与接地干线的连接，仅依靠两条连接线，若两条连接线损坏，会使整个接
10、地干线与接地体断开，从而完全失去应有的保护作用。, 当把接地体垂直打入地下时，有效深度不得小于2m，若为多极接地或接地网，各接地体之间应保持2.5m以上的直线距离。接地体总长除埋入土壤的长度外，还应加长100mm左右，以供接地线连接使用，凡用螺钉连接的，应预先钻好螺钉通孔，为了便于接地干线与接地体的连接，宜在接地体一端预先做如图15-12所示的安排。敲击接地体入地时，应用手将它握稳，不可摇摆，否则接地体打入地下后与土壤之间要产生缝隙，增加接触电阻，影响散流效果。,图15-11 人工接地体的制作,2人工接地体的埋设,图15-12 人工接地体的埋设, 当接地体水平安装时（如图15-13所示），其长
11、度要根据安装条件和结构形式确定，一般为几米到十几米。将接地体水平敷设在地下，距地面至少为0.6m，若为多极接地或接地网，各接地体之间应保持2.5m以上的直线距离。,图15-13 人工接地体的水平安装,3人工接地体的连接（如图15-14所示）, 接地体埋入土壤的部分不能涂漆，否则会严重影响散流效果，在具有强烈腐蚀性的土壤中，如含有高浓度盐碱的土层，或地面有酸、碱等强腐蚀物质渗入的场所，接地体需经镀锌或镀铜的防腐处理，以免因腐蚀而增大接地电阻。 在土壤电阻率高的地区，埋设接地体时要采用降低接地电阻的措施，如在接地坑内填入物理降阻剂。 埋入后的接地体周围要用新土夯实，以减小接触电阻。 当地下较深处的
12、土壤电阻率较低时，可采用深井式或深管式接地体。, 连接应牢固可靠，采用搭接焊。 接地体与接地干线的连接应采用可拆卸的螺栓连接点，以便测试电阻。 接地体和接地线安装完毕后，应对其电阻值进行测量，测量结果必须符合规定值。,2信号发生器面板旋钮及按键功能（如表6-2所示）,图15-14 人工接地体的连接方式,4自然接地体的使用（如图15-15所示）,与大地有良好接触的建筑物金属构件或设施可被利用作为接地体，以降低接地装置的成本，如可利用建筑物的钢筋和自流井插管等；但是严禁利用煤气管、各种油管、各种可燃可爆性气、液体管道和地下储油金属箱体等作自然接地体，这些管道内均存在易燃物质，万一因散流效果不好而产
13、生放电火花，就会引起爆炸事故，所以严禁利用危险品作接地。,图15-15 利用管道作自然接地体,4信号发生器的使用,（1）开机：插入220V交流电源线后，按下开关，整机开始通电。 （2）按频率挡位（RAGE）选择适合频率挡位，在按此钮时，频率显示窗口5位LED码的最后一位循环显示的是挡位号17。 （3）按波形选择按钮(WAVE)，LED窗口出现循环显示：显示1表示正弦波，显示2表示方波，显示3表示三角波。 （4）按“确认”键，仪器开始输出波形，LED窗口显示频率，并同时在另一窗口显示幅度。 （5）调节“调频”（FADJ）和“调幅”（AADJ）及衰减旋钮（ATT）并根据显示调整到自己所需要的频率和
14、幅度。 （6）“OUT”输出所需要的函数波形。,5注意事项 函数信号发生器上所有开关及旋钮都有一定的调节限度，调节时用力要适当。,三、双踪示波器的使用及注意事项,1GOS-620CH双踪示波器面板控制及功能说明 GOS-620CH双踪示波器的最大灵敏度为5mV/div，最大扫描速度为，并可扩展10倍使扫描速度达到20 ns/div。该示波器采用6英寸并带有刻度的矩形CRT，操作简单，稳定可靠。其面板如图6-11所示。,（在自然接地体上引接接地线时，应根据具体情况采取不同的方法，属于管道一类自然接地体，不可采用电焊的方法，以防止因焊接而损坏管壁，使管道渗漏，要采用金属夹头或抱箍的压接方法，夹头适
15、用于管径较小的管道，抱箍适用于管径较大的管道。两者均采用螺钉压接方法使接地线与自然接地体连成一体。夹头和抱箍须经镀锌、镀铜或镀锡处理，连接处的管道表面不应有漆层、铁锈或其他污垢，连接时应清除干净，条件允许时在连接处应用喷灯镀锡。 在钢筋、柱桩金属套管或地下金属箱壁上引接接地线时，应采用电焊焊接。也允许采用螺钉压接，但需经防锈处理。自然接地体的散流面积往往很大，如果要为较多设备提供接地需要时，只要增加引接点，并将所有引出的接地线连成带状或网状即可，但引接点应尽可能地分散。如果自然接地体是整体，如建筑物的钢筋和自来水管等，应分别引接在不同的枢干和分支部分上。如果有两个或两个以上的自然接地体，应分别
16、引接，然后把接地线连成一体。为了保证有效和可靠地利用自然接地体，每副接地装置至少要有两个引接点，并应分散引接在两个各自独立的金属构件上，如图15-16所示。,图15-16 有效可靠地利用自然接地体,自然接地体的每个引接点，必须置于明显而且便于检查和维修的地方，采用螺钉压接的引接处，不允许埋设在混凝土内，以免造成检修困难。,五、接地电阻达不到要求时的技术措施,在土壤电阻率较高的地层，接地装置的接地电阻值往往达不到规定的要求，这时必须采取如下有效措施： 在土壤电阻率不太高的地层，常用方法是增加接地体的支数，或适当增加接地体的长度，从而达到增加接地体的流散面积。 在土壤电阻率较高的地层，常用方法是在每一支接地体周围堆填化学填料（由粉状木炭、食盐、水配制而成），以改善接地体的流散条件，降低流散电阻。将化学填料置放在离地面0.5m以下和1.2m以上的中间部位，并把底层和面层的泥土夯实。 在土壤电阻率很高的沙石地层，常用方法是采用土壤置换法，即换上电阻率较低的土壤，或具有好导电性能的工业废料。 在需要接地处的土壤电阻率很高而距离不远的地方土壤电阻率较低，这时可采用接地体外引的方法用较长的接地线的设备接地点引出土壤电阻率较高的范围，让接地体安装在电阻率较低的土壤中。,
