低压电气设备接地故障保护及漏电保护器的选用

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷8期   作者:宋亚
[导读] 市政工程中的低压配电系统,在运行期间,如果遭受线路绝缘损坏、
        宋亚
        中国电子系统工程第二建设有限公司,江苏 无锡 214000
        摘要:市政工程中的低压配电系统,在运行期间,如果遭受线路绝缘损坏、异物侵入,或因外力破坏引起的短路问题,统称为接地故障。低压电气接地故障发生后,原系统外露导电部分会形成电压。如果与人体接触,会造成触电事故。因此,根据配电系统接地的基本形式和所用电气设备的类型,做好低压接地故障保护非常重要。
        关键词:低压电气设备;接地故障保护;漏电保护器;选用
        1 在进行电气设备接地时的影响因素
        1.1 土壤特性
        在接地施工中,土壤是一种低阻抗介质,要保证故障电流和雷电感应电流在土壤中流入大地,保证人身安全,所以除了施工本身需要符合要求和标准外,首先要考虑的是土壤性质的影响,因为不同的土壤条件会产生不同的阻力。
        1.1.1 含水量。当土壤含水量较大时,土壤电阻率较低,当含水量小于10%时,土壤电阻率增大。
        1.1.2 土壤的温度条件。温度越低,电阻率越高。特别是当温度低于冰点时,电阻率明显升高。以高寒地区为例,接地时必须在冻土层以下,以保证低电阻接地。
        1.1.3 土壤类型。黑土有机质含量高,土壤阻力大。同样,覆土和灰土的阻力也较高。
        当电阻率不符合规定要求时,必须降低电阻率。一般的方法是增加土壤含水量,但这种方法很难实施。硫酸铜和其他盐类可以添加到土壤中,以节省成本。但是,这些盐类一旦被冲走,就需要重新添加,否则电阻率就会恢复到初始状态,盐类还可能对电路设备和导线形成一定的腐蚀。
        为了提高接地性能,可以使用导电水泥、碳粉、膨润土等接地增效剂。接地极、引线及连接材料可充分组合兼容,使接地效果稳定,不需定期维护。
        1.2 环境条件
        在电阻测量的计算中,应充分考虑环境条件作为一个重要因素,因为对于接地极来说,地球的环境因素更为重要。当发生接地故障时,流入地面的电流由土壤的电阻值决定。其次,要合理设置辅助接地极,选择合适的位置,并与被测接地极有一定的距离,否则由于接地故障,被测数据信息会产生一定的误差,得到的电阻值也会有一定的误差。辅助接地极的设置离不开土壤湿度和地下环境因素的影响。
        2 电气接地的作用和种类
        接地技术是指电气设备的任何部分与零电位“地”的连接。它是一项相对安全的技术,涉及到电气线路的接地、设备供电系统的接地、机房的接地、电气设备网管系统的接地等多个环节。
        2.1 电气设备的接地可以将金属部分和接地极很好地连接起来
        因为金属在普通的窗台上是不带电的,电流通过导体流出,从而避免电流流向人体,保证人身安全,避免触电。虽然人体有自己的电阻抗,但它受到很大的环境因素。当人们处在潮湿的环境中时,他们的电阻抗很低,很容易受到电击。例如,当自行安装的交流收音机在干燥的条件下受到震动时,就更容易摆脱它。当设置低接地电阻时,接地电阻越大,电气设备对地电位越大,对人的安全威胁越大,因此在安装接地装置时,应保证设备的外部电压与相线对地电压不同,以减少对人的危险。
        2.2 保证电气系统的连续运行
        工作接地是指通过变电所中性点实施接地。作为中性点接地的电力系统,在中性点处,接地电阻很小,电位差等于0,为继电保护提供了一定的保障。
        2.3 防止了电气系统的危害,避免了雷电和静电对人体的危害
        接地类型包括工作接地、防雷接地、保护接地、重复接地、防静电接地、屏蔽接地等。
        3 电气设备接地装置运行
        3.1 接地装置的技术要求
        3.1.1 变电站接地装置。变电所接地装置应水平敷设接地体,接地体应埋在变电所围墙外,接地网埋深应超过局部冻土层厚度;变电所主变的工作接地和保护接地分别与人工接地网连接;避雷针(线)应有独立的接地装置。
        3.1.2 易燃易爆场所电气设备的保护接地
        3.1.2.1 易燃易爆场所建筑物的电气设备、机械设备、金属管道、金属结构等均需设置接地装置,当线路过流保护为熔断器时,应在1kV以下中性接地线的管接头。


        3.1.2.2 处敷设跨接导线,保护装置动作安全系数不小于4;当为断路器时,操作安全系数不应小于2;
        3.1.2.3 接地干线与接地体之间的连接点不应少于两个,并与建筑物两端的接地体;
        3.1.2.4 连接,为防止测量接地电阻时火花引起事故,测量应在无爆炸危险的地方进行,或将测量结束按钮引至易燃易爆场所外。
        3.1.3 直流设备的接地。由于直流电流的作用,对金属腐蚀严重,使得接触电阻增大,因此在直流线路上装设接地装置时,必须认真考虑以下措施:
        3.1.3.1 对直流设备的接地,不能利用自然接地体作为PE线或重复接地的接地体和接地线,且不能与自然接地体相连。
        3.1.3.2 直流系统的人工接地体,其厚度不应小于5mm,并要定期检查侵蚀情况。
        3.1.4 手持和移动电气设备的接地。手持式和移动式电气设备的接地线应采用截面不小于1.5mm2的软铜线,以保证足够的机械强度。接地线与电气设备或接地体的连接应采用螺栓或专用线夹,保证接触良好,满足短路电流作用下的动、热稳定性要求。
        3.2 电气设备接地装置运行维护
        接地装置在运行中,由于外力的破坏或腐蚀,接地线和接地都会损坏或断开,接地电阻也会随着土壤的变化而变化。因此,必须定期检查和测试接地装置。
        3.2.1 检验周期
        变电所接地装置根据车间或建筑物的具体情况,一般每年检查一次,接地线的运行一般每年检查1~2次,各类防雷装置的接地装置应在雷雨季节前每年检查一次,有腐蚀性土壤的接地装置,根据运行情况,一般每3~5年检查一次地下接地情况,手持和移动式电气设备的接地线在每次使用前应进行检查,接地装置的接地电阻一般每1~3年测量一次。
        3.2.2 检查项目
        3.2.2.1 检查接地装置的连接点是否接触良好、损坏、断裂、腐蚀。
        3.2.2.2 对含有重酸、重碱、重盐等化学成分的土壤地带(一般为化工生产企业、制药生产企业和部分食品工业企业),应检查“水位以下500mm以上”中部接地体的腐蚀程度。
        3.2.2.3 在土壤电阻率最大时(通常在雨季前)测量接地装置的接地电阻,并对测量结果进行分析比较。
        3.2.2.4 电气设备检修完毕后,检查接地线连接是否牢固可靠。
        3.3 配电装置故障的防护
        3.3.1 配电板作为市政工程配电系统中的一种装置,负责对供电线路进行分接,得到支路。它还可以有效地保护熔断器和断路器,维持公共外壳内电路的正常运行。其实,在市政工程及相关设施中应用配电板,在配电环节,也可以避免用电过载、短路等故障。
        3.3.2 配电板内部包括外壳、电路保护装置和填充板。外壳是所有配电盘组件的基本外壳。主要材料为镀锌和涂漆钢,在电气工程施工中可以保护员工和内部设备的安全。
        3.3.3 可拆卸端板也是配电系统中的重要组成部分,担负着管道安装的重任。安装人员可根据实际需要进行定位、开孔等操作。
        3.3.4 断路器保护装置的安装和与母线连接器的连接可以起到保护低压电气接地故障的作用。母线连接器中的母线是电路连接点的导体,一般设置在内部导向绝缘子内。
        3.3.5 工作人员通常在系统和排水沟中安装中性极。距离系统越近,低压电气接地故障的保护效果越明显。也可作为呼叫业务和负荷回路中性线的终端点。
        3.3.6 面板顶部设有标签,标明额定电压、元件更新、载流量、中断额定值等信息。工作人员可以通过了解标签上的信息来判断电气设备是否安全。
        4 结语
        综上所述,解决低压电气接地故障,首先要求工作人员明确故障范围,并提出有针对性的防范措施。要做好故障预防工作,尽量减少低压电气接地故障的危害;要明确相关责任人,提高故障处理效率,确保市政工程电气施工质量。
        参考文献:
        [1]王成.防雷接地技术在建筑电气安装中的应用[J].建材与装饰,2019(35):3-4.
        [2]罗联耀,黄美莲.电气接地工程腐蚀机理及大型炼化项目接地材料选型比较[J].化工管理,2019(34):182-184.
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