地和接地的概念學習

1．地
?。?）電氣地　大地是一個電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且在吸收大量電荷后仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統(tǒng)中的參考電位體。這種“地”是“電氣地”，并不等干“地理地”，但卻包含在“地理地”之中。“電氣地”的范圍隨著大地結構的組成和大地與帶電體接觸的情況而定。

　（2）地電位　與大地緊密接觸并形成電氣接觸的一個或一組導電體稱為接地極，通常采用圓鋼或角鋼，也可采用銅棒或銅板。圖 1示出圓鋼接地極。當流入地中的電流I通過接地極向大地作半球形散開時，由于這半球形的球面，在距接地極越近的地方越小，越遠的地方越大，所以在距接地極越近的地方電阻越大，而在距接地極越遠的地方電阻越小。試驗證明：在距單根接地極或碰地處 20m 以外的地方，呈半球形的球面已經(jīng)很大，實際已沒有什么電阻存在，不再有什么電壓降。換句話說，該處的電位已近于零。這電位等于零的“電氣地”稱為”地電位”。若接地極不是單根而為多根組成時，屏蔽系數(shù)增大，上述 20m 的距離可能會增大。圖 1中的流散區(qū)是指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。地電位是指流散區(qū)以外的土壤區(qū)域。在接地極分布很密的地方，很難存在電位等于零的電氣地。
　 （3）邏輯地　電子設備中各級電路電流的傳輸、信息轉換要求有一個參考的電位，這個電位還可防止外界電磁場信號的侵入，常稱這個電位為“邏輯地”。這個“地”不一定是“地理地”，可能是電子設備的金屬機殼、底座、印刷電路板上的地線或建筑物內的總接地端子、接地干線等；邏輯地可與大地接觸，也可不接觸，而“電氣地”必須與大地接觸。
2．接地
　　將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極稱為“接地”。“電氣裝置”是一定空間中若干相互連接的電氣設備的組合。“電氣設備”是發(fā)電、變電、輸電、配電或用電的任何設備，例如電機、變壓器、電器、測量儀表、保護裝置、布線材料等。電力系統(tǒng)中接地的一點一般是中性點，也可能是相線上某一點。電氣裝置的接地部分則為外露導電部分。“外露導電部分”為電氣裝置中能被觸及的導電部分，它在正常時不帶電，但在故障情況下可能帶電，一般指金屬外殼。有時為了安全保護的需要，將裝置外導電部分與接地線相連進行接地。“裝置外導電部分”也可稱為外部導電部分，不屬于電氣裝置，一般是水、暖、煤氣、空調的金屬管道以及建筑物的金屬結構。外部導電部分可能引入電位，一般是地電位。接地線是連接到接地極的導線。接地裝置是接地極與接地線的總稱。
　　超過額定電流的任何電流稱為過電流。在正常情況下的不同電位點間，由于阻抗可忽略不計的故障產(chǎn)生的過電流稱為短路電流，例如相線和中性線間產(chǎn)生金屬性短路所產(chǎn)生的電流稱為單相短路電流。由絕緣損壞而產(chǎn)生的電流稱為故障電流，流入大地的故障電流稱為接地故障電流。當電氣設備的外殼接地，且其絕緣損壞，相線與金屬外殼接觸時稱為“碰殼”，所產(chǎn)生的電流稱為“碰殼電流”。
3．接觸電壓

　　在圖2 中，當電氣裝置M絕緣損壞碰殼短路時，流經(jīng)接地極的短路電流為 Id 。如接地極的接地電阻力 Rd ，則在接地極處產(chǎn)生的對地電壓 Ud = Id·Rd ，通常稱 Ud為故障電壓，相應的電位分布曲線為圖 2 中的曲線 C 。一般情況下，接地線的阻抗可不計，則M上所呈現(xiàn)的電位即為 Ud 。當人在流散區(qū)內時，由曲線 C 可知人所處的地電位為 Uφ 。此時如人接觸M，由接觸所產(chǎn)生的故障電壓 Ut = Ud -Uφ 。人站立在地上，而一只腳的鞋、襪和地面電阻為 Rp，當人接觸M時．兩只腳為并聯(lián)，其綜合電阻為 Rp／2 。在 Ut的作用下，Rp／2 與人體電阻RB串聯(lián)，則流經(jīng)人體的電流 IB = Uf／（RB+Rp／2），人體所承受的電壓 Ut = IB·RB = Uf ·RB／（RB+Rp／2）。這種當電氣裝置絕緣損壞時，觸及電氣裝置的手和觸及地面的雙腳之間所出現(xiàn)的接觸電壓Ut與M和接地極間的距離有關。由圖 2 可見，當 M 越靠近接地極，Uφ 越大，則 Uf 越小，相應地 Ut 也越小。當人在流散區(qū)范圍以外，則 Uφ = 0，此時 Uf = Ud，Ut = Ud·RB／（RB+Rp ／2），Ut為最大值。由于在流散區(qū)內人所站立的位置與 Uφ 有關，通常以站立在離電氣裝置水平方向 0.8m 和手接觸電氣裝置垂直方向 1.8m 的條件計算接觸電壓。如電氣裝置在流散區(qū)以外，計算接觸電壓 Ut 時就不必考慮上述水平和垂直距離。