接地电阻及跨步电压的计算
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对地电压和触摸电压及跨步电压人行走在流散区内,由图2的曲线C可见,一只脚的电位为Uphi;1,另一只脚的电位为Uphi;2,则因为跨步所发作的缺陷电压Uk=Uphi;1-Uphi;2。
在Uk的效果下,人体电流IB从人体的一只脚的电阻Rp,流过人体电阻RB,再流经另一只脚的电阻Rp,则人体电流IB=Uk/(RB十2Rp)。
此刻人体所接受的电压Ut=IBmiddot;RB=Ukmiddot;RB/(RB+2p)。
这种当电气设备绝缘损坏时,在流散区内跨步的条件下,人体所接受的电压Uk为跨步电压。
通常人的步距约为0.8m,因此跨步电压Uk以地上上0.8m水平间隔间的电位差为条件来核算。
由图2可见,当人越挨近接地极,Uphi;1越大。
当一只脚在接地极上时Uphi;1=Ud,此刻跨步所发作的缺陷电压Uk为最大值,即图2中的Ukm,相应地跨步电压值也是最大值。
反之,人越远离接地极,则跨步电压越小。
当人在流散区以外时,Uphi;1和Uphi;2都等于零,则Uk=0,不再呈现跨步电压。
啥叫触摸电压:图2中,当电气设备M绝缘损坏碰壳短路时,流经接地极的短路电流为Id。
如接地极的接地电阻力Rd,则在接地极处发作的对地电压Ud=Idmiddot;Rd,通常称Ud为缺陷电压,相应的电位散布曲线为图2中的曲线C。
通常状况下,接地线的阻抗可不计,则M上所呈现的电位即为Ud。
当人在流散区内时,由曲线C可知人地址的地电位为Uphi;。
此刻如人触摸M,由触摸所发作的缺陷电压Ut=Ud-Uphi;。
人站立在地上,而一只脚的鞋、袜和地上电阻为Rp,当人触摸M时.两只脚为并联,其概括电阻为Rp/2。
在Ut的效果下,Rp/2与人体电阻RB串联,则流经人体的电流IB=Uf/(RB+Rp/2),人体所接受的电压Ut=IBmiddot;RB=Ufmiddot;RB/(RB+Rp/2)。
这种当电气设备绝缘损坏时,触及电气设备的手和触及地上的双脚之间所呈现的触摸电压Ut 与M和接地极间的间隔有关。
接地电阻的计算与测量理论上,接地电阻越小,接触电压和跨步电压就越低,对人身越安全。
但要求接地电阻越小,则人工接地装置的投资也就越大,而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。
在实践中,可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体。
由于人工接地装置与自然接地体是并联关系,从而可减小人工接地装置的接地电阻,减少工程投资。
一、接地电阻值的规定在1000V以下中性点直接接地系统中,接地电阻Rd应小于或等于4Ω,重复接地电阻应小于或等于10Ω。
而电压1000V以下的中性点不接地系统中,一般规定接地电阻R为4Ω。
因此,根据实际安装经验,在路灯照明系统中接地电阻Rd应小于或等于4Ω。
二、人工接地装置接地电阻的计算人工接地装置常用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等。
此外,接地电阻大小还与接地体形状有关,在路灯施工应用中,通常使用垂直、水平接地体,这里只简要介绍上述两种接地电阻的计算。
1、垂直埋设接地体的散流电阻垂直埋设的接地体多用直径为50mm,长度2-2.5m的铁管或圆钢,其每根接地电阻可按下式求得:Rgo=[ρLn(4L/d)]/2πL式中:ρ—土壤电阻率(Ω/cm)L—接地体长度(cm)d—接地铁管或圆钢的直径(cm)为防止气候对接地电阻值的影响,一般将铁管顶端埋设在地下0.5-0.8m深处。
若垂直接地体采用角钢或扁钢(见图1),其等效直径为:等边角钢d=0.84b扁钢d=0.5b为达到所要求的接地电阻值,往往需埋设多根垂直接体,排列成行或成环形,而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的1-3倍,以便平坦分布接地体的电位和有利施工。
这样,电流流入每根接地体时,由于相邻接地体之间的磁场作用而阻止电流扩散,即等效增加了每根接地体的电阻值,因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值,而相差一个利用系数,于是接地体合成电阻为Rg=Rgo/(ηL*n)式中,Rgo—单根垂直接地体的接地电阻(Ω);ηL—接地体的利用系数;n—垂直接地体的并联根数。
接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是什么?关键词:接地电阻跨步电压土壤电阻率土壤电阻率如何计算接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是测量接地系统的综合参数,结合土层的导电率,制定详细的解决方案,有些城市和地区地质结构不太好,土壤电阻率通常会大于1000Ω.m的高土壤电阻率,也就体现了测量的意义,对于高土壤电阻率是要采取降阻措施,具体方法我们后文中也会提到,下面我们看一下接地电阻、跨步电压、土壤电阻率是什么?接地电阻的简述接地电阻是电力系统中接触得比较多的试验项目,是指电流经过接地体进入大地并向周围扩散时所遇到的电阻,电阻越小扩散性越好,接地电阻越低。
大地具有一定的电阻率,如果有电流流过时,则大地各处就具有不同的电位,电流经接地体注入大地后,它以电流场的形式向四处扩散,离接地点愈远,半球形的散流面积愈大,地中的电流密度就愈小,因此可认为在远端,单位扩散距离的电阻及地中电流密度已接近零,该处电位已为零电位。
土壤电阻率简述土壤电阻率的作用土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数,直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。
土壤电阻率必要性土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素,为了合理设计接地装置,必须对土壤电阻率进行实测,以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。
测量突然电阻率的计算方法测量土壤电阻率的方法之一是对接地体进行接地电阻测量,测得接地体接地电阻后,再按下面的公式计算土壤电阻率。
1:用钢管或圆钢作接地体时计算公式:ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm其中:L为钢管或圆钢入地长度,单位m;d为钢管或圆钢直径,单位m;Rj为测出的接地电阻值,单位Ω2:用扁钢作接地体时计算公式:ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm其中:L为扁钢长度,单位m;b为扁钢厚度,单位m;h为埋设深度,单位m。
接地电阻测试仪常用知识解1.定义地电流:在大地或在接地极中流过的电流。
接地导体:指构成地的导体,该导体将设备、电气器件、布线系统、或其他导体(通常指中性线)与接地极连接。
接地极:构成地的一种导体。
接地连接:用来构成地的连接,系由接地导体、接地极和围绕接地极的大地(土壤)或代替大地的导电体组成。
接地网:由埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地极,用以为电气设备和金属结构提供共同地。
接地系统:在规定区域内由所有互相连接的多个接地连接组成的系统。
接地极地电阻:接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻。
(注:所谓远方是指一段距离,在此距离下,两个接地极互阻基本为零。
)接地极互阻:指以欧姆为单位表示的,一个接地极1A直流电流变量在另一接地极产生的电压变量。
电位:指某点与被认为具有零电位的某等电位面(通常是远方地表面)间的电位差。
接触电压:接地的金属结构和地面上相隔一定距离处一点间的电位差。
此距离通常等于最大的水平伸臂距离,约为1m。
跨步电压:地面一步距离的两点间的电位差,此距离取最大电位梯度方向上1m的长度。
(注:当工作人员站立在大地或某物之上,而有电流流过该大地或该物时,此电位差可能是危险的,在故障状态时尤其如此)(架空线防雷保护用)接地极:指一个导体或一组导体,装设在输电线路下方,位于地面或地面上方,但绝大多数在地下,并与铁塔或电杆基础相连。
土壤电阻率:是指一个单位立方体的对立面之间的电阻,通常以Ω•m或Ω•cm为单位。
2.在测接地电阻时,有哪些因素造成接地电阻不准确,如何避免?A)接地系统(地网)周边土壤构成不一致,地质不一,紧密、干湿程度不一样,具有分散性,地表面杂散电流、特别是架空地线、地下水管、电缆外皮等等,对测试影响特别大。
解决的方法是,取不同的点进行测量,取平均值。
B)测试线方向不对,距离不够长,解决的方法是,找准测试方向和距离。
C)辅助接地极电阻过大。
解决的方法是,在地桩处泼水或使用降阻剂降低电流极的接地电阻。
变电所接地-跨步电压和接触电压计算公式变电所的高压系统的接地与低压系统的接地,可共用接地系统或分立接地系统。
涉及人身与设备的安全。
1 10kV系统中性点接地可分为:中性点非有效接地系统(小电流接地系统)-中性点不接地系统;-经消弧线圈接地系统;-高电阻接地系统。
中性点有效接地系统(大电流接地系统)-中性点直接接地系统;-经低电阻接地系统。
1.1 10kV系统中性点不接地系统(1) 接地故障特点配电系统在正常运行时,三相基本平衡电压作用下,各相对地电容电流I CL1、I CL2、I CL3相等,分别超前相电压90°,I CL1=I CL2=I CL3=UΦωC,其I CL1+I CL2+I CL3=0,系统中性点与地有相同电位。
L1相发生接地故障,忽略接地过渡电阻,视为金属性接地,10kV系统各支路的电容电流的流向如图图1-1所示:图1-1 10kV系统接地故障示意从10kV系统接地故障示意图可以得出结论:a)全系统所有非故障的各支路,故障相的电容电流均为零,非故障相均有电容电流;b)在故障支路,故障相流过所有各支路的电容电流的总和;c)故障支路的电容电流其方向由负载流向电源,非故障各支路的电容电流其方向由电源流向负载;d)故障支路检测的零序电流为各非故障支路电容电流总和;e)接地故障电流大小与接地故障点的位置无关,只与接地故障点的过渡电阻有关。
10kV系统接地故障,电压与电流矢量关系如图1-2所示:图1-2 10kV系统接地故障矢量图L1相发生接地故障,相当于在L1相上加上U0=-U L1,L2相L3相也加上U0=-U L1,非故障相对地电压升高3倍,其夹角由120°变成60°,合成的电容电流增大3倍,接地故障电流为单相电容电流的3倍,I d=3UΦωC。
(2) 优缺点a)接地故障引起系统内部过电压可达3.5倍相电压,易使设备和线路绝缘被击穿。
b)油浸纸绝缘电力电缆达20A,聚乙烯绝缘电力电缆达15A,交联聚乙烯绝缘电力电缆达10A,接地故障电流引燃电弧则不能自熄,引起间歇性电弧,产生过电压易产生相间短路或火灾;c)非故障相对地电压升高3倍。
电力工程高压试验大厅的接地设计摘要:本文主要针对电力工程高压试验大厅的接地设计展开分析,论述了接地设计的具体方法和具体的对策,希望能够为今后电力工程高压试验大厅的设计工作带来参考,从而不断提升电力工程高压试验大厅的设计效果,供借鉴。
关键词:电力工程;高压试验大厅;接地设计前言随着我国电力工程的不断增多,做好电力工程各个方面的工作就显得极为重要,因此,我们有必要深入分析电力工程高压试验大厅的接地设计问题,提出更好的设计方案。
1 电力工程接地网电力工程接地网是用于工作接地、防雷接地、保护接地的重要设施,是确保人身、设备、系统安全的重要环节。
当事故出现时,如接地网有缺陷,短路电流无法在土壤中充分扩散,导致接地网电位升高,使接地的设备金属外壳带高电压而危及人身安全和击穿二次保护装置绝缘,甚至破坏设备,扩大事故,破坏系统稳定。
实际应用中,铁质接地网腐蚀严重,导致接地线截面减小、热稳定性不够、接地电阻增大。
因而必须采取一定的措施防止接地网的腐蚀。
2 高压试验室接地网的设计接地系统是保障电力系统正常运行,防止人身电击事故,预防电气火灾,防止雷击和静电损害人民生命与财产安全的基本措施。
下面以某高压试验室为例介绍高压试验室接地网的设计。
该试验室是进行高压测试和模拟的试验室,试验室配备有500kV工频试验变压器、1200kV冲击电压发生器和±600kV直流高压发生器各一台。
由于试验室一侧靠近山边,一侧靠近公路,土壤结构复杂,土壤下层为岩石。
为了防止低电位反击和使用设备产生静电感应,必须给该试验室设计独立的接地网。
2.1 土壤电阻率的测量采用四级法分别测量试验室所在地两侧的土壤电阻率,测量仪器采用ZC29B-2型接地电阻测试仪,测量时已连续3d晴天。
根据测量结果,在靠公路一侧土壤宜分为两层考虑,0~4m范围土壤电阻率变化较快,可取45Ω/m,4m以下取8Ω/m;靠山一侧土壤电阻率明显大于公路侧,其原因可能是地下构成为岩石。