干燥的地球如何接地?


19

接地是为了使电器可靠地接地,因此,如果存在绝缘故障,电流会流到大地,而不是通过人的身体。这就要求接地要用深入地下的粗导体制成。

这是一本家用水泵手册中描述的良好接地方式(我很确定它与当地的建筑规范具有很好的关联):必须将直径至少为一英寸,长度为二十英尺(六米)的三根钢管打入地面。垂直排列成三角形,每两个管道之间至少有两英尺的距离。每条管道的顶部必须在地面以下至少两英尺的地方。必须将一根普通钢棒焊接到所有三个钢棒上,并且接地的设备必须连接到该钢棒上。焊接点必须涂漆以防腐蚀。

现在有很多金属,看起来令人印象深刻。但是,如何保证绝缘故障电流的低电阻路径呢?如果地球干燥且导电性不足怎么办?

Answers:


18

当地球干燥时。有时,接地效果很差。

接地的病理情况是山顶上的东西。

山顶往往很干燥。人们喜欢在山顶上安装天文台。在前世,我在天文台工作。

接地棒被环绕在天文台周围的环中,并通过一根埋入的电缆将它们连接起来。钓竿的顶部空气高。关键是要获得一定的防雷保护,并且一个可以正常工作的地球。(闪电像天文台一样高,像金属一样。)

高山上的空气非常干燥。ESD通常通过接地来防止。

标准协议是要求员工在地上的小便小便而不是使用便盆(尽可能在不使游客烦恼的情况下)。

更难的是,许多站点与无线电发射器共享山顶。没有功能性接地连接时,很难屏蔽所有辐射的RF。(无线电专家,您遇到了同样的问题,但您是我该死的!)

一位同事在过去的生活中由于沙丘和接地而遇到类似的问题。使化粪池排到沙丘上可以有所帮助。


1
发生电源故障或有明显的接地泄漏时,请勿在接地棒上小便。接地电极的腐蚀速度将大大加快:-)。AFAIR将成袋的白云石挖成小孔,用纽扣将NZPO治愈坏土。(即使您确定电子栅栏已关闭,也不要在电子栅栏上撒尿。)风扇中的长径向导线可能会用于无线电台接地。
罗素·麦克马洪

2
撒在避雷针上-可能出什么问题了!!
贝内特

2
@RussellMcMahon-我认为您的意思是膨润土(由Ergon Energy推荐),而不是白云石。还有一种“碳水泥”,就像导电石墨与混凝土混合在一起 -制造商声称,它干燥后不会收缩,因此可以提供更一致的泥土。
叶立昂2013年

1
@ Li-aungYip-很好发现!是的,我想要的是膨润土。大脑提供了错误的单词:-)。膨润土是一种复杂的铝硅酸盐粘土,具有良好的保水性能,并且在湿润时尺寸会膨胀。-如您所注意到的,这可能是一个不太理想的属性。含碳混凝土就像一个好主意,只要导电率足够高以实现适当的低接地电阻即可。故障电流处理将需要接受的-例如,不会为高-R在高电流等
拉塞尔麦克马洪

1
@RussellMcMahon-即使没有任何额外的添加剂,混凝土也能很好地工作,它具有足够的离子含量,可以接受导电性
ThreePhaseEel 2015年

20

没有保证。接地系统将基于从长期经验中获得的理论和经验结果来制定。您所描述的地球令人印象深刻,并且远远超过我在其他一些标准中所见。

接地不能确保人身安全

请注意,虽然出于接地考虑而涉及人身安全,但地球的有效性并不会在改善许多与电击有关的后果方面起主要作用,并且可能会使其中许多后果变得更糟而不是更好。

主要的考虑因素是能够处理故障电流而不会引起本地接地电位升高,从而使断电设备(保险丝或断路器)跳闸。在房屋内,接触带电导体的人的接地路径可能是到达接地的金属物体(水壶或烤面包机等),或者是经过局部分布的接地对地-潮湿的地板或显然不接地的半导电表面。如果是接地的设备主体,则接地的目的是使设备内部的任何故障电流短路,并且如果返回导体的接地电阻为接地电阻,或者例如以NZ(我的国家/地区),我们运营的是MEN或“多地零线”系统,每个开关板上都接地和零线。某些系统可能仅在建筑物配电箱处连接中性点和地面,而在某些系统中则没有中性点与地面的连接-例如,至少某些船上系统使整个系统漂浮在局部(海水和船体)地面上。在接地系统中,本地接地的设备主体会增加人触碰来自与该设备无关的其他来源的带电电线的电击的机会,因为它们提供了坚硬的接地路径,而与建筑物的地面功效无关。

在房屋内部分布地面的情况下,会出现与上述情况类似的情况,即电流从裸露的导体通过非正式的本地地面流到地面,然后流到大地。良好的建筑物接地可能会使电击加剧。

建筑物的接地对保护乘员免受冲击几乎没有直接作用。确实有作用的地方在于确保保护设备运行。

ELCB-救生设备 如果配备了ELCB(地球漏电断路器),那么它起作用的地方。ELCB检测到当有人将一部分电流从带电电路转移到地面时发生的相线和中性线之间的电流不平衡(进入和返回)。ELCB的设计电流跳闸低于接触电源的人员可能吸收的电流。它们的设计行程时间少于一次“心跳”所花费的时间,从而(从理论上)消除了引起心脏纤颤的能力。您仍然可以感受到踢!-问我我怎么知道:-)。[[握紧拳头的背部可能会让您检查一下。YMMV。不要在家尝试。哎哟!]]

在此处输入图片说明

上图来自“电击保护”

着陆

接地电阻基于提供一种访问“在那里”的有效零电阻接地的方法。通过提供与零接地的足够大的连接来访问“外部”,以使介质(土壤)的电阻不会对获得的电阻增加太多。通常,“ X”欧姆接地的目的是根据经验将“ X”设置为足以实现所需保护的位置。所描述的实现“ X”的方法(此处为3 x 20英尺杆等)是基于(或应该)可接受的最坏情况。

相互间隔“不太远也不太近”的线性导体组形成了大约束直径的有效圆柱体-太远和太近都是基于理论和实践。可以设想该圆柱体通过周围介质的“曲线正方形”连接到较大的周围介质圆柱体,随着距离的增加,该圆柱体会长成有效的半球形。每个“正方形”的电阻相等(在正确构造时),因为宽度为N个单位的正方形也将为深度为N个单位。

从有效导体圆柱体到半球形的过渡发生在原始导体束的几个半径上。由指定机构决定是否确保典型的地下水位,土壤类型,导体类型,指定的导体布置和月球的相位,以使布置足以满足所考虑的应用的足够安全的需求。例如,在非常干燥的条件下,在某些断层条件下,在某些土壤类型下,结果有时可能不够好。成本和实用性在确定“某些情况下”的频率中起着一定作用。由于故障可能导致死亡或火灾,因此接地系统的要求往往在明智的方面会出错。


1
哇。我希望我可以投票两次。
尼克·约翰逊,

7
值得注意的是,我的住所(美国,西海岸)ELCB几乎被普遍称为GFCIs(接地故障电路中断器),以至于如果您去过任何本地硬件商店,没人会知道ELCB在哪里所有。
康纳·沃尔夫,

3

tl:dr; 由于“地球”是您和指挥双方的共同因素,因此这不是问题。

这并不是说“地球”是干燥的,并且在那个接触点上导电性不是很好,因为如果是这种情况,为什么我的身体会成为更好的导体,并看到它正好位于“地球”上方的某个基底上。铜/钢/等被驱动。我们要研究的主要问题是,比起您那可怜的矮小的身体,还有3大块导电金属要吸收该电流,在这里,他们想要承受更多的痛苦。


1
我可以提出一些极端的反例吗?就像我站在巨大湿土地上的游泳池中一样,那些接地棒被驱赶到一百英尺外的干燥土壤中。我正在玩一个与市电相连的电动机,该电动机通过那些较远的杆接地。我还会受到保护吗?
sharptooth 2011年

接地连接通常不带电流,其他两根电线(单相)则不带电流。它应限于故障电流。
russ_hensel 2011年

@sharptooth在这一点上你需要计算水和地面,以较低者为准的电阻率是当前所采取的路径,因为棒的宗旨是创建一个relitive 0电阻,可以假设土壤产生的任何微小差异都不足以使阻力大于您在周围可能产生的阻力(即使被淹没)。
杰夫·朗格迈尔2011年

在这种情况下,这就是困扰我的地方。我在一个可能有故障的马达的游泳池里,那些杆被连接到相当干燥的土地上。为什么它们是“相对零”阻力?
sharptooth 2011年

1
重新汇总查询-查看我的回复。无论建筑多好或多差,建筑地面都无法保护您-这不是它的工作。
罗素·麦克马洪

3

“干土”是一个相对术语。看起来干燥的东西可能仍会传导到一定水平。真正的干土会粉碎,仅留下沙粒。干燥的土壤不会深入。在比利时,接地规范(荷兰文中的文献)是垂直埋入60cm深的1.5m杆,或者到达地面的2.1m杆(因此两者都达到2.1m深)。在大多数情况下,这足以覆盖潮湿的土壤。公认的替代方法是将一个环埋在至少60厘米深的地方,这样就更小了。但是,值得注意的是,比利时气候温和,没有一个地方非常干燥的土壤,甚至在肯彭的沙质土壤中也没有。
6m长的管道(!)将为您提供额外的安全性。(我只是在想如何将其驱动到多岩石的土壤中。)


2

罗素(Russell)在这里是最正确的修正:它的接地不会使您免受冲击。相反,它是粘接设备接地导线连接到电源的服务入口中性(和在服务入口!),对电流从“接地”机箱背面的源流(服务入口提供的返回路径中线)通过EGC,从而使断路器跳闸或在带电至底盘短路时烧断保险丝-即使系统处于浮动状态(即未接地​​),例如在隔离变压器的次级侧(“单独衍生的系统”)。

如前所述,人员保护差动跳闸装置(符合UL943 A类或等效跳闸曲线的ELCB,RCD和GFCI)在防止触电方面远远优于单独接地和粘接。实际上,NEC 2014 406.4(D)(2)(b)和(c)授权在无法或不希望替换现有未接地布线的情况下,用GFCI保护代替设备接地导体。

此外,将建筑物的主电源网络接地时,即使没有接地电极作为便携式发电机连接到服务入口地面,EGC粘结也能很好地工作,这仍可防止某些电涌和雷电相关的影响。按照OSHA / ...规范,“离网”时使用的接线方式-接地棒不是完成此任务的最有效方法。取而代之的是所谓的Ufer地面或更一般地,将其用作“混凝土封装的接地电极”。在这种布置中,与土壤接触的大型钢筋混凝土物体(例如建筑地基)的增强矩阵代替驱动接地棒并与其粘结而粘结在一起。根据NEC 250.52(A)(3),在美国的所有建筑均允许使用此功能,在某些本地建筑法规中的新建筑中甚至需要这样做。


1

“地球的目的是使电器可靠地接地,以便在存在绝缘故障时,电流会流到大地,而不是通过人的身体。这要求接地必须由被深深打入大地的粗导体制成。”

错了 与物理地面的实际连接是一根杆,其目的是保护建筑物免受雷击。它与绝缘故障保护绝对无关。

同样,在故障情况下,电流会流到安全接地导体,因此实际土壤的电导率不会进入其中。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.