接地體周圍的電壓降和電位分布
雷電流或故障電流迅速通過接地極導(dǎo)入大地時,在其周圍土壤上產(chǎn)生電位。以單根管樁接地體為例,在土壤電阻率均勻的場地,當(dāng)電流從接地體中流出時向土壤的各個方向擴散。在土壤電阻率均勻、接地體與大地緊密接觸的情況下,流入地中的電流通過接地極向大地呈半球狀散流,單根接地裝置周圍電位分布圖如圖1所示。因此,將電流通過接地極向大地流散時產(chǎn)生明顯電位梯度的土壤范圍稱為流散區(qū)。
由圖1可見,離接地體愈近,電流密度愈大,電壓降也愈大;當(dāng)電流流經(jīng)距接地體很遠(yuǎn)的地方時,由于電流密度非常小,實際電壓降接近于0。
單根接地裝置周圍電位分布圖
試驗證明:在距單根接地極20m以外的地方,電圖1單根接地裝置周圍電位分布圖位已趨近于0,該處就屬于接地裝置對地電壓的零電位。
多根接地裝置周圍散流電阻分布如圖2所示。由圖2可知,多根接地裝置由于屏蔽作用,其散流區(qū)更大,零電位的位置更遠(yuǎn)。
多根接地裝置周圍散流電阻分布
由此可以得出,零電位存在于散流區(qū)之外,接地體越多,散流區(qū)越大,零電位的位置也越遠(yuǎn)。散流區(qū)的大小取決于地網(wǎng)的形狀、大小和尺寸。
大型地網(wǎng)內(nèi)部采用短線測量
大型地網(wǎng)接地由多根接地極、接地線等裝置組合而成,其散流區(qū)的分布更加復(fù)雜,在大型接地網(wǎng)內(nèi)部幾乎找不到電位零點區(qū)域,而輔助極位置又無法和接地裝置保持足夠的距離,故測量數(shù)據(jù)與真實值偏差較大。
以網(wǎng)格狀布置的多根接地極為例,當(dāng)在地網(wǎng)內(nèi)部采用短線測量,即電壓極P和電流極C都在地網(wǎng)內(nèi)部。大地網(wǎng)內(nèi)部短線測量布置如圖5所示。
大地網(wǎng)內(nèi)部短線測量布置
在網(wǎng)格狀布置的多根接地極內(nèi)部進(jìn)行布線,由于電壓極和電流極無法和水平接地體保持足夠遠(yuǎn)的距離,故測量回路如等效圖所示,測量回路近似于接地裝置電氣完整性測試,相當(dāng)于測試接地裝置各部分之間的電氣導(dǎo)通性,其測量結(jié)果為接地裝置E和電壓極附近接地體之間的電阻值,而非接地裝置E的接地電阻,與測量的初衷不符。
近年來,高層建筑、高壓輸電線路,特別是電子設(shè)備、計算機網(wǎng)絡(luò)通訊廣播等遭到雷擊的事故時有發(fā)生,造成設(shè)備被毀,通訊中斷,在建筑施工中當(dāng)電氣設(shè)備接地與防雷接地共用基礎(chǔ)作為接地系統(tǒng)時,一般要求接地電阻值≤1Ω。接地電阻測試值,可信度偏低。沒有合格的接地質(zhì)量,雷電防護(hù)系統(tǒng)如同虛設(shè),而接地質(zhì)量的好壞與接地電阻值密切相關(guān)。
一般情況下,被測接地極、儀表的電壓極和電流極三者間的相互位置和距離,對于接地電阻測量結(jié)果有很大的影響。假若電壓極與被測接地極的距離小,則測量的接地電阻值就比實際值小。
暗敷的引下線檢測缺乏科學(xué)性。施工過程中一般先對引下線(柱的主筋)進(jìn)行外觀驗收,然后從屋頂引線測量接地電阻值。以此值的大小來判斷引下線的導(dǎo)電情況。提高接地電阻測試的可信度。接地電阻定義為被測接地極(網(wǎng))對地電壓與接地電流之比。
這里的“地”是電氣上的“地”,相對于被測接地極的高電位,無窮遠(yuǎn)處的接地極就是地,即零電位點。但在實際測量時,不可能得到無窮遠(yuǎn)的點,只能在有限的距離內(nèi)設(shè)置零電位。因此測量時關(guān)鍵是合理布置輔助的電流極和電壓極的位置。當(dāng)實際測量不滿足上述要求時,可采用接地極與電流極間距盡可能選擇大些;由此測出的 電阻為引下線電阻。使用這種二極測量法,還能檢測出引線與接地裝置的連接是否完善,同樣該法也可用于檢測引下線與接閃器的連接狀況。
防雷是一個系統(tǒng)工程,防雷裝置特別強調(diào)可靠性,因此必須加強防雷接地的檢測,以有效保證其施工質(zhì)量。另外,按有關(guān)規(guī)定防雷系統(tǒng)在運行中要做定期測試,為此施工單位應(yīng)考慮保存接地電阻測試點,不僅方便于經(jīng)常性測量,也有利于核查測量點的正確性.
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