Uziemienie antystatyczne i jego związek z innymi uziemieniami
1. Kilka koncepcji uziemienia
1. Uziemienie ochronne
Uziemienie ochronne ma na celu utworzenie dobrego metalowego połączenia między nienaładowaną metalową częścią wyposażenia elektrycznego a korpusem uziemiającym.
W przypadku uszkodzenia izolacji urządzenia elektrycznego bez uziemienia ochronnego jego powłoka może zostać naładowana. Jeśli ludzkie ciało zostanie porażone prądem, a obudowa urządzenia elektrycznego może zostać zraniona przez porażenie prądem lub spowodować zagrożenie życia. W systemie elektroenergetycznym, w którym punkt neutralny jest bezpośrednio uziemiony, prąd zwarcia doziemnego płynie z powrotem do punktu neutralnego przez ciało i ziemię; w systemie elektroenergetycznym, w którym punkt neutralny jest zagłębiony bezpośrednio w ziemi, prąd uziemiający przepływa do ziemi przez ludzkie ciało i jest tworzony przez pojemność linia-ziemia Dostęp, obie sytuacje mogą spowodować porażenie prądem ciała.
Jeśli elektryczny sprzęt żebraczowy wyposażony w urządzenie uziemiające jest zasilany energią, gdy izolacja uszkodzi powłokę, prąd zwarciowy uziemienia przepłynie jednocześnie wzdłuż ciała uziemiającego i ciała ludzkiego. Wiemy, że: w obwodzie równoległym wartość prądu płynącego przez każdy obwód odgałęziony i wielkość rezystancji jest odwrotnie proporcjonalna.
Im mniejsza rezystancja uziemienia uziemienia, tym mniejszy prąd przepływa przez ludzkie ciało. Ogólnie rzecz biorąc, opór ludzkiego ciała jest setki razy większy niż opór uziemienia, a prąd przepływający przez ludzkie ciało jest również setki razy mniejszy niż prąd przepływający przez ciało uziemiające. Kiedy przepływa prąd zwarciowy, wytwarzany spadek napięcia jest bardzo mały, więc napięcie powłoki do ziemi nie jest wysokie. Kiedy osoba stoi na ziemi, aby dotknąć skorupy, napięcie, które jest w ludzkim ciele, jest bardzo niskie i nie ma niebezpieczeństwa. Dlatego zainstalowanie ochronnego urządzenia uziemiającego i zmniejszenie jego rezystancji uziemienia jest skutecznym środkiem zapobiegającym ryzyku porażenia prądem.
2. Uziemienie robocze
Podłączenie określonego punktu (zwykle punktu neutralnego) w systemie elektroenergetycznym do ziemi bezpośrednio lub za pomocą specjalnego wyposażenia (takiego jak cewki gaszące łuk, impedancje, rezystancje itp.) Nazywane jest uziemieniem roboczym.
Funkcja pola roboczego jest następująca:
① Zasadniczo punkt neutralny jest uziemiony, co jest wymagane do działania systemu. W systemie wysokiego napięcia metoda uziemienia punktu neutralnego może zapewnić dokładne działanie zabezpieczenia przekaźnika uziemiającego i wyeliminować jednofazowe przepięcie uziemienia łuku. Uziemienie punktu neutralnego może zapobiegać przesuwaniu się napięcia składowej zerowej i utrzymywać napięcie trójfazowe w zasadzie w równowadze. Ma to znaczenie dla systemów niskonapięciowych i może ułatwić stosowanie zasilaczy jednofazowych. Dodatkowo w dwuprzewodowym układzie zasilania z jednym uziemieniem, ponieważ jedna faza jest uziemiona, uziemienie służy jako przewodnik fazowy, co zmniejsza nakłady inwestycyjne na budowę linii.
② Zmniejszyć napięcie dotykowe ludzkiego ciała
W systemie z izolowanym punktem neutralnym, gdy jedna faza jest uziemiona, a ciało ludzkie styka się z inną fazą, napięcie dotykowe odbierane przez ludzkie ciało przekracza napięcie fazowe i staje się napięciem liniowym.
Gdy punkt neutralny jest uziemiony, ponieważ rezystancja uziemienia punktu neutralnego jest bardzo mała lub bliska zeru, różnica potencjałów między punktem neutralnym a ziemią jest również bliska zeru. Kiedy mnich uderza w zegar i dotyka ziemi, a ludzkie ciało dotyka drugiej fazy, napięcie kontaktu ludzkiego ciała jest tylko bliskie lub równe napięciu fazowemu. Dlatego napięcie kontaktowe ludzkiego ciała jest zmniejszone.
③ Szybko odciąć uszkodzony sprzęt
W systemie izolacji punktu neutralnego, gdy jedna faza jest uziemiona, prąd doziemny jest bardzo mały. Dlatego sprzęt ochronny nie może działać szybko, aby odciąć prąd, a usterka będzie trwała przez długi czas.
Inaczej jest w przypadku neutralnego uziemienia. Kiedy jedna faza jest uziemiona, prąd doziemny staje się dużym jednofazowym prądem zwarciowym. Sprzęt ochronny może dokładnie i szybko odciąć wadliwą linię, aby zapewnić normalne działanie innych linii i sprzętu.
④ Obniż projektowy poziom izolacji urządzeń elektrycznych i linii energetycznych:
Jak wspomniano powyżej, gdy jedna faza jest uziemiona w systemie uziemienia punktu neutralnego, napięcie uziemienia pozostałych dwóch faz nie wzrośnie do √3-krotności napięcia fazowego, ale będzie zbliżone lub równe napięciu fazowemu, więc w punkcie neutralnym In system uziemienia, przy projektowaniu urządzeń i linii elektrycznych, poziom izolacji jest uwzględniany tylko w odniesieniu do napięcia fazowego. Dzięki temu koszty budowy są obniżone, a inwestycje oszczędzone.
3. Powtórzyć uziemienie
W niskonapięciowym systemie zasilania z powtarzającym się uziemieniem, w przypadku zwarcia do masy, można zmniejszyć napięcie do masy przewodu neutralnego; gdy linia neutralna jest odłączona, stopień uszkodzenia można zmniejszyć; w przypadku obwodu oświetleniowego można jednocześnie zapobiec odłączeniu przewodu neutralnego. Dochodzi do wypadku, takiego jak spalenie żarówek spowodowane zderzeniem ze skorupą.
W przypadku braku powtarzającego się odbioru, gdy przewód neutralny jest odłączony, o ile jedno urządzenie elektryczne za punktem odłączenia ma zwarcie powłoki, powłoki innych urządzeń podłączonych do powłoki będą miały pary zbliżone do napięcia fazowego. Napięcie uziemienia. W przypadku wielokrotnego uziemienia poziom napięcia doziemnego UD na obudowie urządzenia za punktem odłączenia jest określony przez rezystancję uziemienia punktu zerowego transformatora i rezystancję uziemienia powtarzanego uziemienia.
Jeśli jest wielokrotnie uziemiony (równolegle) w wielu miejscach, wartość rezystancji uziemienia jest bardzo niska, a napięcie do ziemi powłoki fazowej za punktem przerwania linii zerowej jest również bardzo małe, a zagrożenie dla ludzkiego ciała będzie bardzo duże zredukowany.
Z powyższej analizy wynika, że odłączenie przewodu neutralnego jest niekorzystnym czynnikiem wpływającym na bezpieczeństwo, dlatego należy w miarę możliwości unikać wystąpienia rozłączenia przewodu neutralnego. Wymaga to zwrócenia uwagi na jakość instalacji podczas budowy linii zerowej, na linii zerowej nie powinny być instalowane żadne przełożenia bezpieczników i rozdzielnica, a podczas eksploatacji należy zwrócić uwagę na konserwację i kontrolę.
4. Punkt neutralny, punkt zerowy i linia neutralna, linia zerowa
Wspólne połączenie w gwiazdę trójfazowych uzwojeń generatorów, transformatorów i silników nazywa się punktem neutralnym. Jeśli uzwojenia trójfazowe są zrównoważone, doskonałe wartości napięcia od punktu zerowego do zewnętrznych zacisków każdej fazy muszą być równe. Jeśli punkt neutralny jest uziemiony, punkt ten nazywany jest również punktem zerowym.
Drut wyciągnięty z punktu neutralnego nazywany jest linią neutralną; drut wyciągnięty z punktu zerowego nazywany jest linią neutralną.
5. Okablowanie odgromowe
Uziemienie w celu zapobiegania uszkodzeniom piorunowym w celu szybkiego doprowadzenia prądu piorunowego do ziemi nazywa się uziemieniem ochrony odgromowej.
Uziemienie odgromowe składa się z następujących części:
① Urządzenie do odbioru piorunów: metalowe słupy (urządzenia odgromowe), które bezpośrednio lub pośrednio odbierają pioruny, takie jak piorunochrony, pasy odgromowe (sieci), napowietrzne przewody uziemiające i odgromniki itp.
② Przewód uziemiający (przewód dolny): metalowy przewodnik używany do podłączenia urządzenia do odbioru piorunów i urządzenia uziemiającego.
③Urządzenie uziemiające: suma przewodu uziemiającego i korpusu uziemiającego. Urządzenia do odbioru wyładowań atmosferycznych, przewody odprowadzające i urządzenia uziemiające nazywane są łącznie urządzeniami ochrony odgromowej.
Rezystancja uziemienia częstotliwości sieciowej różnych urządzeń uziemiających odgromowych powinna być generalnie określana zgodnie z warunkami kontrataku podczas uderzenia pioruna. Gdy urządzenie odgromowe i uziemienie robocze sprzętu elektrycznego korzystają z ogólnej siatki uziemiającej, rezystancja uziemienia powinna spełniać minimalne wymagania dotyczące wartości. Rezystancja uziemienia różnych specjalnych urządzeń uziemiających do ochrony odgromowej jest na ogół nie większa niż następujące wartości:
* Piorunochron instalowany oddzielnie na zewnątrz generalnie nie przekracza 1Ω. W obszarze o wysokiej rezystywności gruntu można go również odpowiednio zwiększyć, jeśli nie spełnia warunków kontrataku;
* Punkt uziemienia piorunochronów dopuszczonych do montażu na ramie elektrowni Beijing Opera Power Station powinien być podłączony do głównej sieci uziemiającej oraz do centralnego urządzenia uziemiającego (rezystancja uziemienia nie jest większa niż 10Ω), ale punkt uziemienia piorunochron i punkt uziemienia transformatora głównego powinny być uziemione. Długość środkowego korpusu uziemiającego musi być większa niż 15 M;
* Rezystancja uziemienia napowietrznego przewodu odgromowego linii energetycznej wynosi 10 ~ 30 Ω w zależności od rezystywności gruntu;
* Rezystancja uziemienia oddzielnie zainstalowanego ogranicznika zaworowego, rurkowego i szczeliny ochronnej wynosi 10 Ω;
* Rezystancja uziemienia odgromnika' komina wynosi 30Ω
* Rezystancja uziemienia piorunochronu na wieży ciśnień wynosi 30 Ω
* Rezystancja uziemienia porcelanowej szpilki od butelki przewodu napowietrznego wynosi 20 Ω
6. Uziemienie elektrostatyczne
Uziemienie, które tworzy pętlę z obiektami elektrostatycznymi lub obiektami, które mogą generować elektryczność statyczną (nieizolowane) poprzez przewodnik statyczny i ziemię, nazywa się uziemieniem elektrostatycznym. Rezystancja uziemienia żółwia powierzchniowego jest zwykle nie większa niż 10 Ω.
Uziemienie antystatyczne i inne relacje uziemiające
Istnieją dwie powszechnie stosowane metody układania przewodu uziemiającego w strefie ochrony elektrostatycznej w projekcie antystatycznym: jeden to przewód uziemiający specjalnie wyciągnięty z zakopanego korpusu uziemiającego i układany oddzielnie na antystatycznym stanowisku roboczym linii produkcyjnej. W celu zapewnienia wycieku statycznego, oddzielnie układany przewód uziemiający zwykle wykorzystuje ocynkowaną blachę żelazną o grubości większej niż 1 mm i szerokości około 25 mm lub elastyczny przewód z rdzeniem miedzianym o przekroju kwadratowym większym niż 4-6 mm; Drugi polega na zastosowaniu trójfazowego pięcioprzewodowego układu zasilania. Przewód uziemiający zasilacza wyprowadzony jest z przewodu zerowego zasilacza, a przewód uziemiający jest oddzielnie wyprowadzony z antystatycznej szyny uziemiającej . W projekcie nosi nazwę" jednopunktowa izolacja rezystancji przewodu" ;. Rezystancja uziemienia z głównej skrzynki transformatora zasilacza do ziemi powinna być mniejsza niż 4 Ω.
Ogólnie rzecz biorąc, uziemienie elektrostatyczne może dzielić ten sam korpus uziemiający z uziemieniem ochronnym lub uziemieniem roboczym z wielokrotnym uziemieniem.
W przypadku uziemienia sygnału niektórych precyzyjnych przyrządów należy unikać uziemienia elektrostatycznego, a uziemienie przyrządów o małych parametrach powinno mieć ten sam korpus uziemiający. Wyładowanie elektryczności statycznej spowodowane uziemieniem żółwia powierzchniowego może czasami wytwarzać wyższe impulsy i zakłócać działanie instrumentu.
Uziemienie elektrostatyczne należy oddzielić od uziemienia ochrony odgromowej. Ponieważ uziemienie ochrony odgromowej może generować wysokie napięcie przeciwprzepięciowe, gdy prąd piorunowy jest rozładowywany, to napięcie przeciwprzepięciowe może zostać wprowadzone do strefy ochrony elektrostatycznej przez uziemienie elektrostatyczne, powodując wypadek bezpieczeństwa lub uszkodzenie sprzętu. W projekcie uziemienie elektrostatyczne należy oddzielić od uziemienia odgromowego na odległość 20m.
W przypadku niektórych budynków, ponieważ uziemienie odgromowe i inne uziemienia zostały uwzględnione w projekcie, rezystancja uziemienia systemu musi być mniejsza niż 1 Ω. Ponadto inne odgałęzienia linii uziemiającej (z wyjątkiem odgałęzień linii uziemiającej odgromowej) muszą być wyposażone w urządzenia przeciwdziałające kontratakowi (elementy wrażliwe na nacisk itp.) Oraz uziemienie odgromowe, aby utworzyć korpus ekwipotencjalny.