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圖解機房為什么要接地?接地分為幾類?

接地,是指電力系統和電氣裝置的中性點、電氣設備的外露導電部分和裝置外導電部分經由導體與大地相連。


接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設備和線路遭受損壞、預防火災和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統正常運行。


一、接地的第一個意義:建立零電位參考點


電位參考點,(即零電位點)在電路中選定某一點A為電位參考點,就是規定該點的電位為零,在電路中通常用符號“⊥”標出電位參考點。看圖1所示:


圖1:穩壓電源電路


圖1中,橙色區域的右側我們可以見到參考地的符號“⊥”,它表示此處的電位是零。據此,我們可以在電路中確定±12V,還有±5V。


零電位參考點的選擇實質上是人為制定的,它的作用就如同相對高度的參考點。在電子線路中,常選一條特定的公共線或機殼作為電位參考點。


即在電路中選定某一點A為電位參考點,就是規定該點的電位為零, 即UA= 0。


例如一座18層的辦公大樓,我們指定地面為零高程點,則地下車庫在-2層,員工餐廳在4層,我們辦公地點在14層;如果我們指定員工餐廳為零高程點,則地下車庫在-6層,辦公地點在10層。


圖2:參考地的作用


在這里我們注意到一個很重要的事實:盡管零電位參考點的電位為零,但是不等于它的電流為零。如圖2中的第2圖的零電位參考點的電流并不等于零。


由此可見,零電位參考點不符合歐姆定律,它符合基爾霍夫第二定律KVL(基爾霍夫電壓定律),也是我們判斷電路節點電壓必須要了解的原理。


二、接地的第二個意義:


1.在配電網中構建與大地相同的零電位參考點


2.將用電負荷的金屬外殼保持與大地近似相同的零電位


我們把前者叫做系統接地或工作接地,把后者叫做保護接地。


圖3:TT接地系統


圖3中,電力變壓器低壓側繞組的中性線直接接地(左側),由此引出的中性線具有大地的零電位,我們把它叫做工作接地。用電設備的外殼通過地線PE直接接地,我們把它叫做保護接地。


保護接地確保了用電設備的金屬外殼電位為零。


我們再來看看IEC60364定義的TN-C接地系統,如圖4所示。


圖4:TN-C接地系統


在圖4所示的TN-C接地系統中,我們可以看到有系統接地。從系統接地引出一條PEN線,它既有中性線的作用,也有保護接地的作用。


我們還可以看到,用電負荷的外殼都接在PEN線上,這叫做保護接零。一旦發生漏電,因為漏電流接近于火線對零線的短路電流,因此配電網中的過電流保護裝置(各類開關,不是漏電開關)會執行保護開斷動作。


TN-C接地系統最大的問題是:如果零線斷裂,則斷裂點后部的零線因為三相不平衡的原因,它的電壓會上升,最高可達相電壓。因為負載的外殼保護接零,所以會對人體產生電擊。


所以,在危險的場所如油庫、煤礦、醫院、交通樞紐中心(車站、港口、機場)等地方嚴禁使用TN-C接地系統。


因此,我們日常生活中配電網的接地系統要么是TN-S,要么是TN-C-S,如下。


圖5:TN-S接地系統


在居家配電中,使用最多的就是TN-C-S接地系統。


弄明白配電網的接地系統非常重要,它能幫助我們了解居家配電系統,對于我們使用家用電器、維護好居家配電網都有好處。


圖6:TN-C-S接地系統


三、接地的第三個意義:用于屏蔽


我們來看看圖7所示,這是一條數據通信用的屏蔽雙絞線,它的屏蔽層要接地,并且是單側接地,避免地電流回流引起干擾


圖7:屏蔽雙絞線的屏蔽層必須單點接地


四、接地的第四個意義:給雷擊電流提供泄放通道


我們來看看圖8所示,防止雷擊的浪涌抑制器SPD的一側是需要直接接地的。


并且,防雷擊的浪涌抑制器SPD在不同級別雷擊區段中的接線是不一樣的。


圖8:浪涌抑制器SPD在不同級別雷擊中的接線


《低壓成套開關設備的原理及其控制技術》中SPD的接地方式見下表圖9所示


圖9:浪涌抑制器SPD的接線方式


由此可見,用于防止雷擊的浪涌抑制器SPD接線還是有些技術含量的。


以上就是結合圖文闡述的關于接地的意義,以及主要的接地系統有哪些。內容比較多,建議反復閱讀,下一節我們將會用視頻為您解釋什么是三相電,敬請期待。

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