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为什么良好的接地很重要?

发布时间:2020-08-12 浏览数:175

雷电的瞬态特性及其相关的快速上升时间和大电流,意味着必须特别考虑良好的接地,以使雷电保护有效。土壤电阻率变化,安装方便性,布局和现有物理特征等许多因素都是特定于地点的,并且往往会影响所采用接地方法的决定。

低阻抗是防雷的关键。所有接地连接应尽可能短且直接,以减少电感并降低连接中感应的峰值电压。接地电极系统必须通过耦合到土壤来将雷电浪涌有效地耦合到地面。接地本身对雷电流的电阻也必须减少。只有考虑到所有这些因素,才能实现防雷效果。

接地电阻测量仪

接地阻抗

土壤电阻率是重要的设计考虑因素。对于不同的土壤类型,水分含量和温度,它会显着变化,并且会引起接地阻抗的变化。

短而直接的接地连接

雷电放电产生的电压主要取决于电流的上升时间和接地路径的阻抗(主要是电感)。

由于长距离,间接路径或接地导体布线中的急剧弯曲而产生的任何串联电感,极快的上升时间会导致电压大幅上升。这就是为什么短而直接的接地连接很重要的原因。

从电极系统到地面的耦合

接地电极系统将雷电流耦合到地面的效率取决于许多因素,包括接地电极系统的几何形状,导体的形状以及有效耦合到土壤中的因素。

良好接地系统的特征

简而言之,四个特性对接地至关重要

1.导电性好

2.能够承受可用电气故障电流的导体

3.使用寿命长-至少40年

4.低接地电阻和阻抗

任何接地装置的基本原理应是尝试使电极或导体与周围土壤的表面积增大。这不仅有助于降低接地系统的接地电阻,而且还可以极大地提高雷电冲击条件下接地系统的阻抗。

等电位键合

等电位联结有助于确保在不同的输入导体(例如金属水服务,电力系统,电信系统和本地地面)之间不会出现危险的电位差,并且还可以减小步进和接触电位。

良好的耐腐蚀性

接地电极系统应耐腐蚀,并与埋在地下的其他导体兼容。

迄今为止,铜是用于接地导体的常用材料。通常,应采用接地电阻测量仪(或接地电阻测量装置)维护或检查程序,以确保接地系统的长期有效性。

接地电阻

当电流从接地电极流入周围的土壤时,通常被称为流过一系列直径不断增大的同心壳。每个相继的外壳都有较大的电流流通面积,因此电阻较低。

在远离接地导体的某个点上,电流耗散变得很大,电流密度如此之小,以至于电阻可以忽略不计。

从理论上讲,接地电阻可以从以下通式得出:

R = P×L / A电阻=电阻率×长度/面积

这个公式说明了为什么同心地球的外壳距离接地棒越远,电阻会降低:

R =土壤的电阻率×外壳厚度/面积

在接地电阻的情况下,假定整个体积中的土壤(或土壤)电阻率均匀,尽管实际上情况很少。电极系统的方程非常复杂,通常仅表示为近似值。

单接地电极系统常用的公式如下:

R =ρ/2πL

参数:

R =接地棒对大地(或土壤)的电阻(以欧姆为单位)

L =接地电极的长度

r =接地电极半径

ρ =以欧姆-厘米为单位的平均电阻率。

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