《接地技术》PPT课件.ppt

主讲题目： 电解质接地技术,目 录 一、接地概念 二 、接地的重要性 三、与接地技术有关 的问题 四 、接地系统的维护,五、电解质接地极介绍 六 、电解质接地特点 七、 施工介绍 八、工程设计依据 九、案例,一、接地概念 接地技术是人们十分熟悉而又往往被人们忽视的一项课题。 用电设备的接地，一般可区分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又可分为接地和接零两种形式: 电子设备接地又分为 信号接地-为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地 功率接地-除电子设备系统以外的其他交流电路的工作接地 保护接地-为保证人身及设备安全的接地 另外还有 防静电-将带静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体，通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地. 防雷接地-把大气层中强大的冲击电流释放到地下。,回到目录,雷电是一种壮观而又另人恐怖的自然天电现象。这不仅在于它能发生划破长空的闪光和震耳欲聋的雷鸣，更重要的是它会对人类生活和生产活动造成巨大的影响。雷电威胁着人类的生命安全，常使建筑、电力、电子、通信和航空、航天等诸多部门遭受到严重破坏。随着高科技的迅猛发展，由雷击引起的灾害事故正呈现出上升的趋势。到目前为止，雷电作为一种强大自然力的爆发，尚无法有效地加以制止，人们力所能及的工作是设法限制雷击所造成的破坏作用，,将雷击的危害减小到尽可能的限度。-良好地线系统就是一个优秀的防止灾害“工作者”,二、接地重要性,回到目录,在现代建筑中，大量布设着各种导体线路，如电源线、电视电缆、数据通信线和供水及供热金属管道等，由于这些线路网络结构布局错综复杂，他们会在 建筑物内部的不同空间 位置上构成许多回路， 由于这些回路的存在， 使得建筑内电子设备遭 遇雷电危害的机会大大 地增加。因此需要给予 足够的重视。,由于电器设备接地系统常年失去维护，对地电阻值偏高，或由于接地系统设计 不合理，我们常看到电气设备接地设置的不良表现所造成的重大经济损失。如通讯设备被雷电击毁，广播电视设备播出中断。生产指挥调度系统出错，计算机网络瘫痪或造成不必要的人员伤亡等等。 因此我们说接地技术是十分重要的，为了获得某种所希望的保护，实现电气噪声抑制所采取的措施，都需要一个良好的接地技术。 而且 接地技术设计必须严密可靠安全,由于雷电具有高压，大电流和瞬时性特点，强大的闪电产生静电场。电磁场和电磁辐射，以及雷电波侵入地电位反击等，严重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作，在一定范围内造成许多微电子设备损坏。IECC国际电子委员会指出“雷电、高科技的天敌”。因此我们说高科技产品的投入使用。就要需要有合理的工程保护,二、接地技术的相关问题, 我国对接地技术制定的相关标准： GB50200-94有线电视系统工程技术规范 GB50198-94民用闭路电视系统工程技术规范 GB2887-89计算机场地技术条件 GBJ79-85工业企业通信接地设计规范 国家军用标准GBJ/Z 25-91电子设备和设施的接地和屏蔽设计指南 国家行业标准YD/T 754-1995通信机房静电保护通则,回到目录,二、接地技术的相关问题,传统的接地对天气及土壤的转变敏感较高，易因导体腐蚀引起接地电阻上升。若要确保有效之运作，必须重复施加降阻剂及定期维修，一般降阻剂腐蚀性较高，一会减少接地金属导体的寿命，二会造成周围环境的严重污染。因此，设计接地系统应考虑：土壤条件、接地棒材质和熔接工艺。 土壤条件：土壤电阻率影响到接地系统的安装方式，它是埋设大地电机系统的土壤和岩石的电阻率，是限制对地电阻接触的基本因素。一个大地电极分系统的对地电阻，通常采用计算的基本公式：R=L/S=V/I,二、接地技术的相关问题,一般电阻率定义：是由一个立方体均质材料的电阻所确定的。1立方体均质材料的电阻，当跨接在相对的两个面测量时，其值正比于电阻率，而反比于该立方体一边的长度。 R=L/S=L/C2 =/L,二、接地技术的相关问题,-导电材料的电阻率，m或 L-大地中电流流动的通路长度，m或cm S-导电通路中的横截面积，m2 或cm2 I-流入电极的电流，A V-相对于无限远处的点所测得的电极电 压， V,二、接地技术的相关问题,R=L/S=L/C2 =/L 从公式上可以清楚看出，当某土壤电阻率很高时，测量的导体（或土壤很长距离）它的电阻值会很小。那么可以得出结论：大地电阻与土壤电阻率、电极分布系统面积、长度有关。,二、接地技术的相关问题,影响电阻率的因素有： 物理成分-按照不同的土壤成分，电阻率范围可以从几 m到几千 m； 湿度-增加土壤的湿度可以迅速地降低其电阻率。因此，接地棒应该尽可能安装到地下水位线下或永久性的地下水位； 土壤pH值-在安装任何接地装置之前，应检测土壤的酸碱度，以确定在特定的土壤条件下，哪种金属的接地器能保证接地装置有最长的使用寿命。对铜而言，最好是碱性的土壤(pH值7)，对铝、锡和电镀金属而言，最好是酸性土壤(pH7)。,二、接地技术的相关问题,请看以下三个统计表，分别是土壤、温度、湿度对电阻率的影响： 表1 土壤介质的电阻率范围 单位：m,二、接地技术的相关问题,二、接地技术的相关问题,二、接地技术的相关问题,表2 水分含量对土壤电阻率的影响,二、接地技术的相关问题,表3 温度对大地电阻率的影响,二、接地技术的相关问题,二、接地技术的相关问题,接地棒材质：选择接地材料时，应考虑到它的耐腐蚀性。我们必须保证，接地电阻值不会随时间的推移和受腐蚀的程度而增加。 熔接工艺：为了给流向大地的电流提供一条有效的低阻抗通路，必须把各种相关导体、电极、设备和其他物体连接或搭接在一起。这种通路的机械和电气性能应依靠连接元件来保障，且这种搭接点的性能必须在很长的时间内保持不变，还应防止由互连所建立起来的通路因腐蚀或机械松动而逐渐变坏。,二、接地技术的相关问题, 性能良好的接地系统的设计和安装应符合下述要求： 接地电阻低；土层越深，土壤电阻率越小，而且基本恒定，所以深入接地容易获得相对稳定的低电阻。 工作接地电阻稳定； 耐腐蚀性能良好； 能持续负载大电流； 使用寿命至少30年。,二、接地技术的相关问题, 为了达到接地系统的高效性，所需要的维护一般采用： 保持土壤水分 接点维护 化学盐化,二、接地技术的相关问题,保持水分：土壤是由固体、液体和气体三类物质所组成。而电流流过大地，主要是以离子运动的形式流动。土壤水分中盐的浓度和种类对离子导电性有很大的影响。盐溶解后生成的离子在电位的影响下运动，离子运动的结果使介质导电。土壤过量的排水会把盐分冲走，而这些盐分对维护高导电率是必需的。过量的排水会使深层的土壤变干，电阻率增加。保持水分方法一般会向地表面灌入水并补充一些盐类。,良好的接地系统是最稳定的接地效果的保证，因此必须采用先进的科技与材料，产品使用寿命长且完全免维护，具有持续的土壤改善能力。接地系统就是以接地导体内部提高导电性能，接地导体外部降低土壤电阻率为理论依据所设计生产的，具有施工简便，占地面积小，无环境污染，使用寿命长及阻值低等优点。,三、 免维护地线系统介绍,回到目录,三、 免维护地线系统介绍,接地棒系列产品是由全铜制造的接地主体、棒内固体填充剂、棒外固体填充剂和分子焊接高温熔接剂及专用熔接设备所组成，能够确保最高导电性能及较长使用寿命。,三、免维护地线系统介绍,外部填充剂：接地导体外部的填充剂是以具有强吸水力，强吸附力和阳离子交换性能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料。主要用于解决接地导体周围的湿度、离子生成含量、防腐保护等问题，使导体与大地紧密结合，从而降低了土壤的电阻率，有效地增强了雷电导通释放能力。,三、免维护地线系统介绍,经实验证明，土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。 电解离子接地系统非常适用于各种有较高接地要求的场合，与传统的接地方式相比较，能使雷电冲击电流及故障电流更快地扩散于土壤中，因此，在恶劣的土壤条件下，接地效果尤为显著。,三、免维护地线系统介绍,内部填充剂：接地导体内部填充材料含有特制的电离子化合物，能充分吸收空气中的水分。并通过潮解作用，将活性电离子有效释放到土壤中，形成导电性极强的渗透液到接地棒底部周围土壤中，与土壤及空气中的水分作用，更加促进导体外部缓释降阻，且保持阻值长期稳定。就象大树的根部一样，时间越长，根就越长、越广、越深，以致地阻越来越小。,三、免维护地线系统介绍,正是因为它能不断地自动释放出活性电解离子，大大降低了土壤的电阻率，整个系统能够长期处于离子交换的状态中，使得周围土壤的导电性能可以始终保持在较高的水平。于是故障电流就能很轻易地扩散到周围的土壤中，从而充分发挥接地系统的保护作用。这使得接地棒可以应用在各种复杂的地理环境中，并且30年无需维护及保养。,三、免维护地线系统介绍,三、免维护地线系统介绍,熔接：免维护地线系统在施工过程中的地线连接高温熔接剂及熔接设备也是需要采用的关键设备之一，其放热熔接技术放热焊点不会随时间退化、变质、腐蚀，由于它是一种分子式熔接，导电性能好，经热熔连接的管件其连接部位的强度大于管材本身的强度。这种独特的热熔连接方式较其它机械连接方式成本低、速度快、操作简单、无需专业技术、安全可靠，施工过程中，无需用电或氧气，熔接设备体积小、重量轻、易携带，完全符合UL安全认证，因此特别适于直埋暗敷的安装场合，长期使用后连接外不会发生渗漏。,三、免维护地线系统介绍,四、 免维护地线系统工作原理,由此可以看出电解质接地系统独特的工作原理： 突破土壤的限制：环境和气候条件也对接地系统产生影响，在干燥的气候里，土壤经常是比较松散，土壤的导电率很低，传统接地方法在此情况下往往发挥良好也不能的保护效果。,回到目录,四、 免维护地线系统工作原理,与传统接地改造工艺相比，离子接地系统有如下特点：,四、 免维护地线系统工作原理,接地系统中包含的回填材料具有非常好的膨胀性、吸水性及离子渗透性，由于大气压力的改变和自然空气流动。促使空气流入顶端的通气孔，使之与接地极内的金属盐化合，经过吸湿处理形成电解液，这些电解液聚积在接地极底部并溢出，向四周扩散向形成“接地根”，接地面积会随时间增长而增加，使土壤电阻降低，从而达到接地电阻持续降低的效果。无论天气或周围环境如何变化，都能使周围土壤保持一定的湿度，以达到最佳导电状态，且能随着时间的推移，逐渐扩大周围土壤的导电范围。这才是真正安全可靠的接地保护系统。,四、 免维护地线系统工作原理,四、 免维护地线系统工作原理,热熔接工艺：热能熔接是放能熔接的一种，是利用化学反映产生的超高热能来完成的熔接方法。热能熔接由于化学反应速度非常快（仅数秒），产生的热量极高，还可以有效地引导至熔接部位，无须其他外加热能，故应用于金属导体的连接。因熔槽的形状、尺寸及熔化金属的流向等均经过严密的设计制造，所以经热能熔接法接成的连接头，其外观及其内在品质是其他连接头无法比拟的。具体表现为：,四、 免维护地线系统工作原理,连接点是分子结合，没有接触面，因而不会有焊接氧化等问题发生； 通电流能力与所有导体相同； 熔点与导体相同，故能抗拒破坏性大电流冲击，不致熔断； 抗张力强于导线； 无须外加能源（如乙炔或电），设备轻便，最适合野外现场熔接作业； 熔接速度快，可省人工； 作业方法简单，无需专业人员； 因为是铸造熔接，接头形状固定，质量检查容易；,五、主要技术指标,铜棒长度 2600（mm） 铜棒外径 552（mm） 铜棒壁厚 20.2（mm） 铜棒质量 14.51（kg） 内外填充剂PH值 75% 接地引入线 90mm2/1000mm,六、接地棒的特点,接地棒在结构以及技术的构成上都具有相当的优势，体现在： 耐腐蚀性强：全铜制造，极大地减缓了主体金属的腐蚀速度； 结构科学，安装简便：棒体长度31005（mm），根据需要可用连接管把接地棒连接到需要的长度， 接地棒结构上的特点容易达到深土层，使湿度、温度等对接地电阻影响较大的因素相对恒定，以达到尽可能低的电阻；配件齐全、安装方便，使施工速度事半功倍；,回到目录,电解离子作用：传统的接地系统如用金属棒、金属带、板状导体或深井接地等，仅单纯地将故障电流通过这些金属导体而流入大地，但不能对故障电流如何更快扩散于土壤中产生影响。因此，在恶劣的土壤条件下，金属导体的接地效果并不十分理想，经过实验证明，土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。与其他传统接地器材及方法相比，通过自由离子的辅助导电作用自动调节并制造电解液、自我维护的功能，其性能不受土质情况、温度、湿度及化学环境的影响，能随时间推移而保持并降低其接地电阻阻值，能解决各种有较高接地要求的工程。,六、接地棒的特点,六、接地棒的特点,连接牢靠：在环境恶劣、条件比较艰苦的工地，用电、用气以及不同的金属的焊接，铜线与扁铁之间的联结，是地网施工中常遇到的繁琐问题。使用地线连接高温熔接剂及熔接设备，能够一次性完成永久性连接。加上放热焊接过程是使用专用点火器点燃引燃剂（其他点燃法是无法点燃的），化学反应迅速产生高温，熔剂流入熔腔、将被熔接物熔为一体，熔化后牢牢地包在一起，几秒钟即可完成一次焊接。,六、接地棒的特点,适用范围广阔：户内户外的保护接地、工作接地和防雷接地，以及潮湿、盐碱、酸性土壤和产生化学腐蚀介质等特殊场所，因接地深，可不受任何增加土壤电阻率及接地电阻的气候条件的影响。 耗材少、成本低：接地装置花费最多的是安装成本，而不是接地装置的制作材料，实际情况表明，采用先进技术的接地棒因用材少、人工消耗也少、施工周期又短，因此总的成本和迄今采用的传统产品相比，有不可比拟的优势；,六、接地棒的特点,由于该产品的优良性能，因而可广泛应用于： 电子工程：计算机、雷达、工控等系统； 电子通讯：无线通信、微波、程控交换机有线电视网络； 石化系统：油井、输油管道阴极保护、油（气）田的静电消除及防雷； 电力系统：发电厂、变电站、输电线； 军用设施：指挥系统、