3.地网与接地

第三章 地网与接地1.地网、接地线、接地装置及接地电阻 2.几种不同的接地概念 3. 接地的作用分类

1.地网、接地线、接地装置及接地电阻 大地可以认为是可吸收无限电荷的等电位零电位体。为防止带电设备绝缘损坏造成人 身伤害，带电设备的金属外壳均经过接地线接地，大地无端子，需要设置接地极并构 成接地电阻很小地网。装置与地网之间的连线就初步称之地线。接地装置是接地极与 接地线的总称。

地网与大地是一个等电位的零电位体，这只是人们对地线或地网等电位的一种期望。 实际上，当地线或地网上有电流流动时，因为地线或地网上的任意两点间会产生电压 差。因此，我们应该将地线或地网上的电位想像成象大海中的波浪一样，此起彼伏。 当然，在一般正常情况下，无雷击和故障电流的流通的情况上，地网上流过的电流是 不大的，可认为地网上各点的电位也不会相差很大，基本为零电位。但是在实际工作中，造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号，在高频情况下，地线或地 网的各点会呈现出高阻抗。

地线的阻抗随频率变化频率 HZ 10 D=0.65 10cm 51.4mΩ 1m 517mΩ 10cm 327mΩ D=0.27 1m 3.28mΩ D=0.065 10cm 5.29 mΩ 1m 52.9mΩ 10cm 13.3mΩ D=0.04 1m 133 mΩ

1k100k 1M 5M 10M 50M 100M

4294mΩ42.6mΩ 426mΩ 2.13Ω 4.26 21.3Ω 42.6Ω

7.14mΩ712mΩ 7.12Ω 35.5Ω 71.2Ω 356Ω

623 mΩ54 mΩ 540 mΩ 2.7Ω 5.4 27Ω 54Ω

8.91mΩ828 mΩ 8.28Ω 41.3Ω 82.8Ω 414Ω

5.34 mΩ71.6 mΩ 714 mΩ 3.57Ω 7.14Ω 35. Ω 71.4Ω

53.9mΩ1.0 10Ω 50Ω 100Ω 500Ω

14 mΩ90.3mΩ 783 mΩ 3.86Ω 7.7Ω 38.5Ω 77Ω

144 mΩ1.07Ω 10.6Ω 53Ω 106Ω 530Ω

150M

63.9Ω

81Ω

107Ω

115Ω

大同二电厂500kV升压站接地网示意图490m

160m

500kv升压站

220升压站网控楼 帽檐式均压带 帽檐式均压带 帽檐式均压带

大同二电厂500kV升压站接地网示意图

独立避雷针 构架上避雷针 扁钢水平接地体

260m

地网的接地电阻 接地网中的接地体与大地之间不可能形成同一体，它们之间存在一层接触层， 这个接触层形成的电阻称之为流散电阻，流散电阻越小，说明接地越良好。 流散电阻是接地电阻的主体。一般情况下，由于接地极、接地端子等自身的 电阻都小得可以忽略不计，所以接地电阻基本上就等于流散电阻。 接地极组的流散电阻，并不等于各单一接地极流散电阻的并联值(电流流入 各单一接地极时，将受到相互的限制),更确切的说，接地阻抗是大地阻抗 效应的总和。 以上所谈的接地电阻，系指在低频、电流密度不大的情况下测得的电阻。 (接地点的电位U与此点接地电流I的比值定义为接地电阻R)。

雷电流时接地装置的冲击电阻雷电流流过接

地装置时，电流密度增大，以致接地极 与土壤间的气层等处发生火花放电现象，这就使土壤的 电阻率变小和土壤与接地极间的接触面积增大。结果， 相当于加大接地极的尺寸，降低了接地电阻值，称冲击 电阻，乃是时间的函数。

导线并联减小交流阻抗 对于减小交流阻抗，增加导线的直径总是有限的，为了减 小交流阻抗，一个有效的方法是多根导线并联。当两根导 线并联时，其总电感L为：

L ( L1 M ) / 2 式中L1是单根导线的电感，M是两根导线之间的互感。

2几种不同的接地概念 (1)“接地”就是接大地。这是人们常说的最典型的解释。“接地”就是指将地面上的金 属物体或电气回路的某一节点，通过接地线与地网相连，使物体或节点与大地保持等电位 (零电位)。 (2)“接地”就是“接零” 在低压交流电网中，接了地的中性线称为“零线”。“接零” 就是通过中性线(或保护线)与大地连接，所以有时把“接零”也称作“接地”。 这种接 地与直接接大地不同，由于它要通过中性线才能与大地连接，其接地的良好程度与可靠性， 主要决定于零线的可靠性与接零回路的阻抗。 (3)“接地”就是接机壳，在电子电路中，“接地”往往是指设备的机壳接地。对电子电 路来说，“零电位”(参考点、或中性线)不一定非要接大地，只要在局部范围内，有一个 共同的、相对的“零电位”就可以了。把基准电位的连线称为工作地(又称系统地),以区 别于安全目的的接地。它的接地工作方式有三种：直接接地，经电容接地，浮地方式。

(4)自来水管道、暖气管道、煤所管道不能作为接地极使用，这里特别提出。它们不是接 地极，若当作接地极来使用，还应有其它条件，如整个系统不能使用塑料制品，检修管道不 能中断接地等条件。更不能允许人接触管道时，使人产生麻电现象。

3 接地的作用分类一般分为保护性接地和功能性接地两种； (1)保护性接地(2)功能性接地

(1)保护性接地(A)防电击接地 (B)防雷接地 (C)防静电接地 (D)防电蚀接地 (E)检修接地

(A)防电击接地为了保证人身安全，将电力设备的金属外壳(包 括电缆的金属外皮，电力线路的杆塔等不带电的金属部 分)与接地体相连接，称为保护接地。保护接地的作用 是为了防止电力设备损坏时，金属外壳带电而造成人身 触电.

机壳接地保护—电源中性点不接地系统

带电体绝缘损坏机壳接地保护示意图

机壳接零保护—三相四线供电系统A B CPEN 保护接零

Id

M零点

Id

R0

中性点接地

人为重复接地

RC

Id—短路电流；R0

—中性点接地电阻；Rc—重复接地电阻 中性线与保护是合一的称TN-C系统

同一供电系统中，不允许某些设备采用保护接零，而 另外一部分设备采用保护接地

Id—短路电流；R0—中性点接地电阻；Rd—接地保护接地电阻图中故障发生时，由于地电阻大，短路电流不足使熔断器动作， 短路电流流过R0,变压器中性点电位抬高，触电机会提高。

机壳重复接地及作用

Id:短路电流； R0:中性点接地电阻； RC 重复接地的接地电阻

机壳接零(接地)将形成“接地污染”A B CN PE PEN I

M

Id接地线排

R0

RC 主要接地

注意“接地污染”,不要将中性线断开接至地网

(B)防雷接地防雷接地是指为了消除雷电过电压危害，电力设备装 设的防雷保护装置(如避雷针、避雷器、避雷线等)的接 地。它的作用是流散雷电流，以避免危及电力设备和人身 安全。 防雷接地点，是高频雷电流散流注入点，散流时有高 电位产生，是地网上的干扰源。保护铜排和屏蔽电缆的接 地点要远离它。

(C)防静电接地防静电接地是指为了消除静电危险而设置的接地。如易燃易爆 的贮油罐、贮天然气的罐及其输送管道所装设的接地。它的作用是让 由于摩檫而产生的静电电流流入大地，以防止静电放电，发生火花而 引起爆炸。用于流散静电荷的接地称为防静电接地，静电荷较容易消 散。

(D) 防爆接地 在有爆炸危险的场所中，以防爆为目的的接地称为防爆接 地。设置在爆炸危险场所的电气设备(包括移动设备)的 金属外壳、金属机架、金属电线管及其配件、电缆保护管、 电缆金属护套等非带电裸露部分的金属部分均应接地。对 于与电气设备无关的可导电部分也应可靠接地。 防爆接地采用的是低电位和等电位原理。一是避免电荷的 积蓄和高电位引入；二是保证在一个局部的范围内，各个 部分不会出现不同的电位，以避免当因某原因，被短接或 碰撞时产生火花，造成引爆危险。

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