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图解机房为什么要接地?接地分为几类?

接地,是指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。


接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。


一、接地的第一个意义:建立零电位参考点


电位参考点,(即零电位点)在电路中选定某一点A为电位参考点,就是规定该点的电位为零,在电路中通常用符号“⊥”标出电位参考点。看图1所示:


图1:稳压电源电路


图1中,橙色区域的右侧我们可以见到参考地的符号“⊥”,它表示此处的电位是零。据此,我们可以在电路中确定±12V,还有±5V。


零电位参考点的选择实质上是人为制定的,它的作用就如同相对高度的参考点。在电子线路中,常选一条特定的公共线或机壳作为电位参考点。


即在电路中选定某一点A为电位参考点,就是规定该点的电位为零, 即UA= 0。


例如一座18层的办公大楼,我们指定地面为零高程点,则地下车库在-2层,员工餐厅在4层,我们办公地点在14层;如果我们指定员工餐厅为零高程点,则地下车库在-6层,办公地点在10层。


图2:参考地的作用


在这里我们注意到一个很重要的事实:尽管零电位参考点的电位为零,但是不等于它的电流为零。如图2中的第2图的零电位参考点的电流并不等于零。


由此可见,零电位参考点不符合欧姆定律,它符合基尔霍夫第二定律KVL(基尔霍夫电压定律),也是我们判断电路节点电压必须要了解的原理。


二、接地的第二个意义:


1.在配电网中构建与大地相同的零电位参考点


2.将用电负荷的金属外壳保持与大地近似相同的零电位


我们把前者叫做系统接地或工作接地,把后者叫做保护接地。


图3:TT接地系统


图3中,电力变压器低压侧绕组的中性线直接接地(左侧),由此引出的中性线具有大地的零电位,我们把它叫做工作接地。用电设备的外壳通过地线PE直接接地,我们把它叫做保护接地。


保护接地确保了用电设备的金属外壳电位为零。


我们再来看看IEC60364定义的TN-C接地系统,如图4所示。


图4:TN-C接地系统


在图4所示的TN-C接地系统中,我们可以看到有系统接地。从系统接地引出一条PEN线,它既有中性线的作用,也有保护接地的作用。


我们还可以看到,用电负荷的外壳都接在PEN线上,这叫做保护接零。一旦发生漏电,因为漏电流接近于火线对零线的短路电流,因此配电网中的过电流保护装置(各类开关,不是漏电开关)会执行保护开断动作。


TN-C接地系统最大的问题是:如果零线断裂,则断裂点后部的零线因为三相不平衡的原因,它的电压会上升,最高可达相电压。因为负载的外壳保护接零,所以会对人体产生电击。


所以,在危险的场所如油库、煤矿、医院、交通枢纽中心(车站、港口、机场)等地方严禁使用TN-C接地系统。


因此,我们日常生活中配电网的接地系统要么是TN-S,要么是TN-C-S,如下。


图5:TN-S接地系统


在居家配电中,使用最多的就是TN-C-S接地系统。


弄明白配电网的接地系统非常重要,它能帮助我们了解居家配电系统,对于我们使用家用电器、维护好居家配电网都有好处。


图6:TN-C-S接地系统


三、接地的第三个意义:用于屏蔽


我们来看看图7所示,这是一条数据通信用的屏蔽双绞线,它的屏蔽层要接地,并且是单侧接地,避免地电流回流引起干扰


图7:屏蔽双绞线的屏蔽层必须单点接地


四、接地的第四个意义:给雷击电流提供泄放通道


我们来看看图8所示,防止雷击的浪涌抑制器SPD的一侧是需要直接接地的。


并且,防雷击的浪涌抑制器SPD在不同级别雷击区段中的接线是不一样的。


图8:浪涌抑制器SPD在不同级别雷击中的接线


《低压成套开关设备的原理及其控制技术》中SPD的接地方式见下表图9所示


图9:浪涌抑制器SPD的接线方式


由此可见,用于防止雷击的浪涌抑制器SPD接线还是有些技术含量的。


以上就是结合图文阐述的关于接地的意义,以及主要的接地系统有哪些。内容比较多,建议反复阅读,下一节我们将会用视频为您解释什么是三相电,敬请期待。

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