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為什么良好的接地很重要?
發(fā)布日期:2020-09-06 點擊:3172次
雷電的瞬態(tài)特性及其相關(guān)的快速上升時間和大電流,意味著必須特別考慮良好的接地,以使雷電保護有效。土壤電阻率變化,安裝方便性,布局和現(xiàn)有物理特征等許多因素都是特定于地點的,并且往往會影響所采用接地方法的決定。
低阻抗是防雷的關(guān)鍵。所有接地連接應(yīng)盡可能短且直接,以減少電感并降低連接中感應(yīng)的峰值電壓。接地電極系統(tǒng)必須通過耦合到土壤來將雷電浪涌有效地耦合到地面。接地本身對雷電流的電阻也必須減少。只有考慮到所有這些因素,才能實現(xiàn)防雷效果。
接地阻抗
土壤電阻率是重要的設(shè)計考慮因素。對于不同的土壤類型,水分含量和溫度,它會顯著變化,并且會引起接地阻抗的變化。
短而直接的接地連接
雷電放電產(chǎn)生的電壓主要取決于電流的上升時間和接地路徑的阻抗(主要是電感)。
由于長距離,間接路徑或接地導(dǎo)體布線中的急劇彎曲而產(chǎn)生的任何串聯(lián)電感,極快的上升時間會導(dǎo)致電壓大幅上升。這就是為什么短而直接的接地連接很重要的原因。
從電極系統(tǒng)到地面的耦合
接地電極系統(tǒng)將雷電流耦合到地面的效率取決于許多因素,包括接地電極系統(tǒng)的幾何形狀,導(dǎo)體的形狀以及有效耦合到土壤中的因素。
良好接地系統(tǒng)的特征
簡而言之,四個特性對接地至關(guān)重要
1.導(dǎo)電性好
2.能夠承受可用電氣故障電流的導(dǎo)體
3.使用壽命長-至少40年
4.低接地電阻和阻抗
任何接地裝置的基本原理應(yīng)是嘗試使電極或?qū)w與周圍土壤的表面積增大。這不僅有助于降低接地系統(tǒng)的接地電阻,而且還可以極大地提高雷電沖擊條件下接地系統(tǒng)的阻抗。
等電位鍵合
等電位聯(lián)結(jié)有助于確保在不同的輸入導(dǎo)體(例如金屬水服務(wù),電力系統(tǒng),電信系統(tǒng)和本地地面)之間不會出現(xiàn)危險的電位差,并且還可以減小步進和接觸電位。
良好的耐腐蝕性
接地電極系統(tǒng)應(yīng)耐腐蝕,并與埋在地下的其他導(dǎo)體兼容。
迄今為止,銅是用于接地導(dǎo)體的常用材料。通常,應(yīng)采用接地電阻測量儀(或接地電阻測量裝置)維護或檢查程序,以確保接地系統(tǒng)的長期有效性。
接地電阻
當電流從接地電極流入周圍的土壤時,通常被稱為流過一系列直徑不斷增大的同心殼。每個相繼的外殼都有較大的電流流通面積,因此電阻較低。
在遠離接地導(dǎo)體的某個點上,電流耗散變得很大,電流密度如此之小,以至于電阻可以忽略不計。
從理論上講,接地電阻可以從以下通式得出:
R = P×L / A電阻=電阻率×長度/面積
這個公式說明了為什么同心地球的外殼距離接地棒越遠,電阻會降低:
R =土壤的電阻率×外殼厚度/面積
在接地電阻的情況下,假定整個體積中的土壤(或土壤)電阻率均勻,盡管實際上情況很少。電極系統(tǒng)的方程非常復(fù)雜,通常僅表示為近似值。
單接地電極系統(tǒng)常用的公式如下:
R =ρ/2πL
參數(shù):
R =接地棒對大地(或土壤)的電阻(以歐姆為單位)
L =接地電極的長度
r =接地電極半徑
ρ =以歐姆-厘米為單位的平均電阻率。
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