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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仅由于设备接地或漏电等原因就发生过重大事故。接地作为维护的一个常规部分,应定期进行测量,以确保接地电阻保持在最小值。这样做的主要目的是尽量减少火灾和休克危险。

接地在任何电力系统的安全、适当电流的产生、传输和分配中起着重要的作用。

接地或接地的目的

在国内应用中,当电气故障发生时,与用户接触的任何金属部件都可能成为带电导体,造成电击。然而,该金属部件的适当接地可以提供一个从用户到接地的可靠电路路径,防止电击。

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方案,或没有良好的测试仪器,接地电阻或漏电流测试条件可能长期被忽视。这种情况非常糟糕,可能会导致变压器故障和高压馈线的仪表读数不稳定等,从而导致重大事故。

除保护人员和设备外,接地的目的是为故障电流、雷击、静电放电、EMI和RFI信号以及干扰的消散提供一个安全的路径。

在选择变电站或商业地段的位置之前,有必要测量土壤电阻值。

接地值

理想情况下,电气工程师应保持接地电阻为零欧姆。根据不同行业的土壤情况,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至5欧姆之间。

尽量减小接地电阻的主要原因是为了保证人身安全。

以下机构提供了接地指南:

  • 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(ANSI)
  • 矿山安全卫生管理局(MSHA)
  • 职业安全健康管理局(OSHA)
  • 电信行业标准(TIA)

土壤电阻值取决于土壤成分、水分和温度。

有三个变量会影响地电极的电阻:

  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,接地电极长度加倍可使电阻值额外降低40%。

另一种降低地电阻的方法是使用多个平行地电极。

地下的水量,即水分,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,定期向接地坑内注水,以降低电阻值。如果发现接地坑电阻值偏高,建议在接地坑内加入盐水。

土壤电阻率测量

土壤电阻率公式可描述为:

P= 2 Π a r

其中:Ρ=土壤对深度A的平均电阻率,单位为欧姆厘米

Π=常量3.1416

A=电极之间的距离,单位为厘米

R=用测试仪器测量的电阻值,单位为欧姆。

距离(英尺)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

在国内,一般采用单电极接地,但在发电变电站和工业中,我们采用多电极的电网。

“三极电位降”测试方法可用于复杂的大地系统。在这种技术中,地网与地电极断开。两个辅助电极(一个电流电极和另一个电位电极)沿直线等距离放置在待测电极旁边。要注意并记录通过辅助电流电极的电流。这样就可以测量辅助电位电极与电流电极之间产生的电位差。

可以使用便携式仪器在不断开电路的情况下测量接地电阻和漏电电流。钳式地阻测试仪可测量地阻和漏电流。在这种测量技术中,在被测电路中注入预定义的电流,并在一定的间隔时间内记录在电路中产生的感应磁电流。

图片:LEM仪器

应用程序

  • 所有可能暴露在雷击下的架空输电导线应采用将电涌转移到地的方法加以保护。
  • 输电塔接地电缆应经常检测。
  • 变压器接地端子的测量应确保土壤与接地点的适当接触。
  • 低接地线电阻对电机、配电面板和控制面板来说是最重要的。
  • 通信控制室或信号中继板的接地对于降低杂散电动力应力和噪声具有重要意义。
  • 控制面板中的PLC和SCADA仪表应分开接地。
  • 石化管道、储油罐需要良好接地。

参考文献