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[科普中国]-接地电压

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接地电压,即电气设备发生接地故障时,接地设备的外壳、接地线、接地体等与零电位点之间的电位差,称为电气设备接地时的接地电压。

简介接地装置是指与电气设备连接的接地体和接地线的总称。接地体是埋入地下并直接与大地接触的金属导体,接地线是电气设备金属外壳与接地体相连接的导体。

当运行中的电气设备发生接地故障时,接地电流将通过接地线和接地体,以半球面形状向地下流散。在距离接地体越近的地方,由于半球面较小,故电阻较大,接地电流通过时的电压降也较大,所以电位就高。反之,在远离接地体的地方,由于半球面大,故电阻就小,所以电位就低。

试验证明,在离开单根接地体或接地点20m以外的地方,球面就相当大了,实际上已没有电位存在,所以该处的电位已近于零。电位等于零的地方,电气上称为“地”。

所谓对地电压,即电气设备发生接地故障时,接地设备的外壳、接地线、接地体等与零电位点之问的电位差,称为电气设备接地时的对地电压。1

定义区别相电压是相线接中性线的电压,接于任何一个三相变压器甚至单相变压器都有这个说法,也就是绕组的电压,决定这个电压的是绕组的匝数决定的.

而接地电压,是接于接地系统而言的,如果变压器中性点或者单相中的零线(地)没有接地,就不存在接地电压的说法,因为系统和大地并没有电气连接,没有电的特性。

接地电力系统和电气设备的接地,按其功能分为工作接地、保护接地、重复接地三种。电气系统安全保护主要有保护接零和保护接地两种。

1、工作接地

为保证电气设备在正常或有事故情况下可靠运行,必须把电力系统中某一点进 。行的接地,称为工作接地。如电源中性点自的功能。例如电源中性点的直接接地,能在运行中维持三相系统中相线对地电位不变;电源中性点经消弧线圈的接地,能在单相接地时消除接地点的断续电弧,防止系统出现过电压。至于防雷设备的接地,其功能更是显而易见的,不接地就不能实现对地泄放雷电流。

2、保护接地

为了保障人身安全,防止间接触电而将电气设备在正常情况下不带电的外露可导电部分与大地作电气连接,称为保护接地。在三相中性点不接地系统中,电网各相对地是绝缘的。若电网中的电气设备没有采用保护接地,如下图所示,当设备的一相绝缘损坏而漏电时,设备外壳上将长期存在一定电压,当人体触及电气设备外壳时,电流就会经过人体和线路对地电容形成回路,发生触电危险。

为了避免这种触电的危险,应尽量降低人体所能触到的接触电压。为此,应将电气设备的金属外壳与接地体连接,即采取接地,如下图所示。由于电气设备的外壳与大地相连接,当发生碰壳故障时,碰壳的接地电流则沿着接地体和人体两条通路流过。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所