自然接地线、接地回路和接地线
自然接地
获得低电阻的接地装置,即所谓的自然接地:铺设在地下的水和其他管道、与地面良好连接的金属结构等。这种自然接地的电极可以具有几分之一欧姆的电阻,并且不需要特殊的布置成本。因此,应首先使用它们。
在没有这种自然接地导体的情况下,对于接地装置,有必要安排人工接地,例如接地环路,这些环路是成排的角钢或钻入地下的管道,由钢带连接。
根据众所周知的电气工程定律,接地回路的总漏电阻由各个接地电极的漏电阻决定(作为并联导体的电导之和)。但是,对于环形接地电极,必须考虑所谓的接地电极相互屏蔽现象。与单个接地电极(角、条等)相比,这种现象导致位于接地回路中的接地电极的散射电阻增加了约 1.5 倍,甚至高达 5-6 倍(对于特别复杂的方案) ).接地开关之间的距离越近,相互屏蔽对总漏电阻的影响就越大。因此,各个接地电极之间的距离必须至少为 2.5 至 5 m。
由于使用接地电极的相互保护程度而引起的飞溅阻力增加的系数被称为。当接地故障电流流过时,接地回路的所有部分都处于大致相同的电位。这就是为什么接地回路有助于在它们占据的区域中实现电位均衡......在某些情况下(例如,在电压为 110 kV 或更高的装置中,高压实验室装置等)它们是专门安排的为此目的,以相当常见的条带网格形式(除了管道或角落)。
地线
将钢结构用于各种目的作为接地导体有助于接地网络的实施。我们习惯上称它们为自然导体。
以下物质可作为天然导体:
a) 建筑物的金属结构(桁架、柱子等),
b) 工业用金属结构(起重机轨道、配线架、廊道、平台、电梯竖井、起重机等),
c) 用于所有用途的金属管道——供水、污水、供暖等。(输送易燃易爆混合物的管道除外),
d) 电线用钢管,
e) 电缆的铅和铝护套(但不包括铠装)。
如果满足要求,它们可以作为唯一的接地导体 PUE 在横截面或电导率(电阻)方面。
钢主要用作接地导体,对于照明装置和其他结构上不方便使用钢或导电性不足的情况,则使用铜或铝。
接地导体分为干线(主干线)和分支线,以分隔电力消费者。
接地导体必须具有 PUE 中指定的最小尺寸。
在电压高达 1000 V 且带有隔离中性点的电气装置中,根据 PUE 的要求,主接地导体的允许负载必须至少为最强大的相导体上允许的连续负载的 50%这部分网络的线路和接地线分支对个人能源消费者的允许负载——至少是为这些电力接收器供电的相线允许负载的 1/3。
对于电压高达 1000 V 及以上的接地导体,不需要超过 100 mm 的钢横截面、35 mm2 的铝和 25 mm2 的铜。
因此,设备接地导体的选择非常简单,因为各种导体的允许负载可以从PUE表或电气参考书中获得。
对于带有接地中性点的 380/220 和 220/127 V 安装,选择接地导体时情况会更加复杂。短路电流达到一定值时,应急部分中断;因此,必须具有尽可能低的短路电阻,以便在紧急情况下电流达到保护动作所需的值。根据PUE要求的电流值必须至少超过最近保险丝额定熔断电流的3倍或最近机器最大释放电流的1.5倍。此要求确保保险丝熔断并且机器关闭。这是关于接地装置的第一个 PUE 要求。
具有接地中性点的网络中的单相电路包括电阻:变压器的绕组(和磁路),相线,中性线(中性线)。根据负载和与接地系统无关的其他因素选择变压器和相导体。
对 PUE 的零线(zero wire)规定了以下要求:其电阻不得超过为电气装置或电力接收器供电的最强大线路的相线电阻(或电导率)的 2 倍必须最多为相线电导率的50%)。这是关于接地装置的第二项 PUE 要求。
在大多数情况下,如果满足第二个要求,则第一个要求会自动满足。因此,主要需要保证中性线(neutral wire)所需的电阻值。为此,零(中性)线的横截面必须等于相位的 50%。
正确选择中性线对于安全尤为重要。