技術(shù)丨水泥廠電氣接地系統(tǒng)及其施工和接地電阻的測量分析
前言
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,帶動了工業(yè)行業(yè)的發(fā)展,水泥廠作為工業(yè)領(lǐng)域的重要組成部分,提升系統(tǒng)自動化水平,擴大企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模成為企業(yè)目前在發(fā)展中需要迫切解決的問題。為了滿足這一發(fā)展要求,精密電子設(shè)備被廣泛的應(yīng)用在水泥廠中,在電氣自動化施工中,需要做好設(shè)備接地施工及檢查工作,對確保水泥廠的安全穩(wěn)定運行具有重要作用,減少了系統(tǒng)在運行過程中對信號造成的干擾,確保了系統(tǒng)用電的安全性及穩(wěn)定性。
1.1 電氣設(shè)備接地系統(tǒng)含義
電氣設(shè)備接地系統(tǒng)主要是指一種由絕緣體材料所構(gòu)成的接線板,與導(dǎo)電材料共同來構(gòu)成接地連接件,接地連接件在使用過程中,接線板的一端會突起一插頭,在接線的兩端位置帶有緊固件孔的接片,接線板與電動設(shè)備會實現(xiàn)共同附連,要求對接地連接件要做好定位工作,確保定子與接片孔對準連接,運用螺紋將端板和定子裝配在一起,將端板和定子固定在一起,完成端板與定子的接地連接。
1.2 電氣設(shè)備接地系統(tǒng)構(gòu)成
電氣設(shè)備接地系統(tǒng)由導(dǎo)電部分、接地極、接地端子排、等電位連接線及保護線共同來構(gòu)成。
第一,導(dǎo)電部分由外露導(dǎo)電部分及外部導(dǎo)線部分共同來構(gòu)成。其中外露導(dǎo)線部分主要是指在系統(tǒng)在正常工作過程中通常不帶電,而故障發(fā)生時帶電。需要確保電氣設(shè)備的正常接地,使外露導(dǎo)電部分的接地更加可靠。
外部導(dǎo)電部分由水管及金屬構(gòu)件共同來構(gòu)成,電位在該系統(tǒng)內(nèi)部呈現(xiàn)出電位不等現(xiàn)象,在潮濕的環(huán)境下會產(chǎn)生嚴重的電位差,為了解決電位差問題,需要加大對等電位的應(yīng)用力度,將其連接為一個有機的整體。
第二,接地極在實際的使用過程中,將導(dǎo)體與電氣緊密的連接在一起,需要將接地電阻控制在≤4Ω,將防雷接地電阻控制在≤10Ω。
第三,接地端子排在實際的應(yīng)用過程中,需要從建筑單元播種引入,將其連接到接地端子板上,運用保護線來實現(xiàn)對接地部分的連接。
第四,等電位連接線由接地端子排、接地保護線及金屬物體共同構(gòu)成,確保了外部導(dǎo)電部分與電氣設(shè)備之間的連接。
第五,保護線是電氣連接的導(dǎo)線,實現(xiàn)了與多個設(shè)備之間的連接,要求確保保護線截面的可靠性,避免截面發(fā)生嚴重的斷裂現(xiàn)象。
2.1 TN-C系統(tǒng)
TN-C系統(tǒng)在低壓電氣系統(tǒng)接地中運用,強化了中性線與保護線之間的應(yīng)用效果,通過將中性線與保護線合并起來,共同來構(gòu)成PEN線,PEN線在實際的應(yīng)用過程中展現(xiàn)出了經(jīng)濟性和簡潔性特點。低壓電氣系統(tǒng)接地時,會發(fā)生嚴重的短路故障現(xiàn)象,對低壓電氣系統(tǒng)的正常運行造成較大的影響,通常會出現(xiàn)故障電流大等情況,給電氣系統(tǒng)的正常運行造成嚴重的影響。為了確保低壓電氣系統(tǒng)接地的合理性,需要提升一般過電流的保護力度,將保護電源中的電氣切斷,提升電源使用的安全性,確保電源運行的合理性。
2.2 TN-S系統(tǒng)
TN-S系統(tǒng)具有TN-C系統(tǒng)中的優(yōu)點,該項系統(tǒng)在實際的使用過程中,需要將中性線及保護線分開來使用,需要加大對PE線的應(yīng)用力度。PE線在電氣接地系統(tǒng)中運用,通常不會通過負荷電流,在與PE線相連接時,不會產(chǎn)生嚴重的電位現(xiàn)象,確保了電氣設(shè)備中金屬外殼的高效運轉(zhuǎn),避免系統(tǒng)出現(xiàn)停止運行現(xiàn)象。
TN-S系統(tǒng)在水泥廠電氣接地系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用,在正常的使用過程中通常不帶電位,在精密電子儀器設(shè)備供電及數(shù)據(jù)處理中具有良好的應(yīng)用效果,強化了數(shù)據(jù)處理能力,提高了數(shù)據(jù)的處理效率。
另外,TN-S系統(tǒng)常被應(yīng)用到爆炸危險的環(huán)境中,能夠抵御危險環(huán)境給系統(tǒng)造成的危害,強化了系統(tǒng)的應(yīng)用效果。TN-S系統(tǒng)在民用建筑中也具有良好的應(yīng)用效果,在民用建筑中,為了滿足人們的日常生活需求,會使用大量的家用電器,這些家用電器都需要電來驅(qū)動,因此會用到大量的插頭,為了滿足家用電器的用電需求,應(yīng)用TN-S系統(tǒng)進行供電,給人們的日常生活提供了較大的便利,確保了家庭電器使用的安全性。
2.3 TN-C-S系統(tǒng)
TN-C-S系統(tǒng)在配電系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用,通過將PEN線分成中性線和保護線兩種,其中,需要確保N線要與地絕緣相對應(yīng)。在TN-C-S系統(tǒng)中,N線與PE線常發(fā)生混淆現(xiàn)象,如果不能正確分析兩條線的使用方法,將會給系統(tǒng)的正常供電造成較大的影響,影響系統(tǒng)運行效果。因此,需要將PE線和N線分開,避免兩者出現(xiàn)混淆。需要嚴格按照GB7947-87中的規(guī)定,在PEN線和PE線中涂黃綠相間的色標,在N線中涂淺藍色的色標,運用不同顏色的色標來區(qū)分兩種線,一旦將PEN線分開后,就不能再將PE線及N線合并起來。
2.4 TT系統(tǒng)
TT系統(tǒng)作為電氣接地系統(tǒng)中的重要組成部分,為了提升應(yīng)用效果,在實際的使用過程中,必須有一個直接接地點,該接地點被稱為是發(fā)電機或變壓器中的中性點。如果系統(tǒng)中不存在中性點,需要運用相線進行接地,來確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。電氣設(shè)備常會出現(xiàn)嚴重的外露現(xiàn)象,需要確保外露部分的合理接地,強化電氣設(shè)備的保護力度,提升電氣設(shè)備的應(yīng)用效果,將外露導(dǎo)電部分與電氣保護部分有機的連接在一起,使其連接在同一接地體上,確保接地效果的提升。
另外,在TT系統(tǒng)中,需要確保電氣設(shè)備與技術(shù)外殼的合理接地,采用金屬外殼單獨接地形式,與電源系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起,明確接地體與電氣設(shè)備之間的關(guān)系,強化兩者之間的聯(lián)系。TT系統(tǒng)自身具有容量小等特點,被廣泛的應(yīng)用于電氣負荷中。例如,在住宅供電中應(yīng)用,當(dāng)電氣負荷容量較大時,需要加大電流保護力度,運用剩余的電流保護器來強化電氣負荷運行效果,避免接地故障產(chǎn)生嚴重的漏電現(xiàn)象,給電流的正常運行造成嚴重的影響,需要通過切斷電源來提升;漏電保護效果。
2.5 IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)主要分為三部分內(nèi)容,其中Ⅰ主要是指配電系統(tǒng),系統(tǒng)中的中性點主要是通過阻抗來接地,需要將外露導(dǎo)電部分與電源接地體分開。Ⅱ是電源中的中性點,主要是通過經(jīng)阻抗進行接地,能夠確保外露導(dǎo)電部分與接地體相連接。Ⅲ主要是指地絕緣與配電系統(tǒng)。IT系統(tǒng)在實際的運行過程中,會發(fā)生嚴重的故障現(xiàn)象,故障電流常會遭受到嚴重的限制,但是電氣設(shè)備外殼的接觸面自身不會產(chǎn)生危險性電壓。因此,IT系統(tǒng)在實際的應(yīng)用過程中,在不切斷電源的情況下,也能夠確保電氣設(shè)備的正常穩(wěn)定運行。需要通過檢查線路的形式,來消除系統(tǒng)中存在的故障,確保在連續(xù)工作的情況下,電氣設(shè)備不會受到較大的影響。
3.1 自然接地
自然接地系統(tǒng)作為水泥廠電氣接地系統(tǒng)中的一項重要方法,在自然接地體及接地線中被廣泛應(yīng)用,常用的自然接地方式主要包括工業(yè)管道、鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)、電纜金屬外皮及行車軌道等,都為電氣接地系統(tǒng)各項工作的高效開展及有效實施提供了較大的便利。
3.2 人工接地
人工接地作為電氣接地系統(tǒng)中一種重要的施工方式,在水泥廠電氣接地施工中被廣泛應(yīng)用,常用的人工接地體主要包括角鋼、鋼管、帶形接地體等、接地體在實際的應(yīng)用過程中,需要將其接在離接地體尾部50mm處的位置,確保能夠與接地體有機的連接到一起,共同來完成人工接地工作,不斷的提升人工接地效果。
另外,還需要對人工接地的距離進行合理控制,避免距離出現(xiàn)過大及過小現(xiàn)象,一旦距離過大,將無法確保接地體順利的打入到地下位置,如果距離過小,將會導(dǎo)致接地體出現(xiàn)嚴重的裂縫現(xiàn)象,導(dǎo)致接地體的焊縫裂開,降低了接地體的質(zhì)量。
為了提升接地體的應(yīng)用質(zhì)量,需要做好接地體間距離控制工作,將兩種接地體之間的距離控制在大于5m范圍內(nèi),確保接地體的下部位置呈“S”形,避免接地體受到重物壓力,而導(dǎo)致接地體表面出現(xiàn)嚴重的斷裂現(xiàn)象,導(dǎo)致接地體發(fā)生嚴重的損傷,影響人工接地效果。
4.1 電氣接地電阻測量方式
1.接地極接地電阻
接地極接地電阻在實際的測量過程中,主要是指將通過接地裝置將電流接入到大地中,并通過大地進行擴散所遇到的電阻,接地電阻主要包括接地本身的電阻、接地體及大地與接地體之間的電阻,電阻的大小對接地效果會造成直接影響,直觀的反映出了接地網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模及建設(shè)質(zhì)量。在對接地極接地電阻進行測量時,需要采用3線法和4線法來進行測量,需要嚴格依據(jù)歐姆定律,將交流電源作為主要的測試電源,需要加大對接地網(wǎng)的測量,將測試電流控制在2A或2A以上。
2.外露導(dǎo)電部分接地電阻
外露導(dǎo)電部分經(jīng)常會發(fā)生帶電情況,導(dǎo)致該種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是由于電氣設(shè)備出現(xiàn)嚴重的碰殼故障現(xiàn)象,將外露導(dǎo)電進行接地,有助于降低故障電壓的發(fā)生概率。為了避免接地電阻發(fā)生嚴重的故障,需要加大對PE線的使用力度,確保電氣設(shè)備能夠與金屬外殼保持接地狀態(tài),將接地端子排與接地保護干線有機的結(jié)合起來,確保外露導(dǎo)電能夠順利接地,提升接地效果。在水泥廠電氣接地工程中,經(jīng)常會發(fā)生PE線斷線情況,需要嚴格按照規(guī)程的要求開展接線工作,加強機械保護,在有機械保護情況下,將PE線截面控制在2.5mm2以內(nèi)。在無機械保護情況下,需要將PE線截面控制在大于4mm2。但是在實際的工程施工過程中,受施工方法影響較大,施工方法的不正確,會引發(fā)PE線出現(xiàn)嚴重的斷裂現(xiàn)象,給導(dǎo)電部分的接地電阻的正常使用造成嚴重影響。
3.外部導(dǎo)電部分接地電阻
外部導(dǎo)電部分的接地電阻與外部導(dǎo)電部分接觸電阻在內(nèi)的等電位連接線電阻具有直接聯(lián)系,在對外部導(dǎo)電部分接地電阻進行測量時,其測量方法與外露導(dǎo)電部分接地電阻測量方法相一致。
4.2 電氣接地電阻測量時需要注意的問題
1.測量時的干擾問題
電氣接地電阻在測量時,通常會受到較大的干擾,接地電阻的測量工作主要集中在施工時和運行中。接地電阻在測量時需要意識到外來電源對其造成的干擾,明確產(chǎn)生電阻測量誤差的原因。為了降低對干擾造成的影響,需要運用測試儀對接地電阻進行測量,避免接地電阻的測量頻率發(fā)生較大的偏移。對于一些具有多擋測試頻率的測試儀,在進行頻率測量時,可以采用頻率變換的形式進行測量,避免在換擋過程中產(chǎn)生嚴重的誤差。為了降低干擾對電氣接地電阻測量所造成的影響,需要加大對干擾源的積極尋找,確保停止后,在對干擾源的電源進行測量,有助于確保測量工作的準確性,對提升測量效果具有重要作用。
2.測量時的安全問題
在對電氣接地電阻進行測量時,需要在高壓輸電線下完成,高壓輸電線下會產(chǎn)生較大的壓強,會引發(fā)嚴重的測量安全問題,無法保證測量人員的安全性。測量線在實際的應(yīng)用過程中,受大地構(gòu)成感應(yīng)回路及接地極影響較大,會發(fā)生嚴重的感應(yīng)高電位情況的產(chǎn)生,增加了電氣接地電阻測量時的危險,引發(fā)嚴重的測量安全問題。因此,為了降低測量過程中出現(xiàn)的安全隱患問題,在對電氣接地電阻進行測量時,需要加大對周邊環(huán)境進行檢查,了解周邊環(huán)境存在的安全問題,了解誘發(fā)安全隱患發(fā)生的因素,以便及時快速解決安全隱患,提升電氣接地電阻測量效果及測量質(zhì)量,確保電氣接地電阻測量效果。
電氣接地系統(tǒng)在水泥廠內(nèi)部被廣泛應(yīng)用,施工和接地電阻測量能夠明確接地系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中存在的問題,以便結(jié)合系統(tǒng)存在的問題,有針對性的提出合理化的解決措施。明確電氣接地系統(tǒng)的構(gòu)成方式及施工方式,電氣接地電阻具體的測量方式及需要注意的問題,對施工和接地電阻進行合理的測量及分析,確保水泥廠內(nèi)部電氣接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性,確保電氣接地電阻測量效果,促進水泥廠電氣接地系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),促進水泥廠的長遠發(fā)展。
作者:于健
來源:《中材建設(shè)有限公司》
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