《仪表接地技术》PPT幻灯片.ppt

5 接地电阻 5.1 接地电阻的概念 接地电阻包括接地体本身的电阻、接地体与土壤间的接触电阻、接地体附近的土壤电阻、接地体至电气设备间连接金属导线的接地线电阻四者之和。 1、接地电流和接地短路电流 凡从带电体流人地下的电流即属于接地电流。接地电流有正常接地电流和故障接地电流之分。正常接地电流系指正常工作时通过接地装置流人地下，借大地形成工作回路的电流；故障接地电流系指系统发生故障时出现的接地电流。 配电系统一相接地可能导致系统发生短路，这时的接地电流叫做接地短路电流，如接地的380／220V系统的单相接地短路电流。在高压系统中，接地短路电流可能很大，接地短路电流在200A。 及以下的，称小接地短路电流系统；接地短路电流大于500A的，称大接地短路电流。 2、流散电阻和接地电阻 如图5—15所示，接地电流流人地下以后，是自接地体向四周流散的。这个自接地体向四周流散的电流就叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫做流散电阻。 如图5—15 流散电流 接地电阻是接地体的流散电阻与接地线的电阻之和。流散电阻包括地体本身的电阻、接地体与土壤间的接触电阻、接地体附近的土壤电阻。接地线的电阻一般很小，可以忽略不计。因此，可以认为流散电阻就是接地电阻。 3、接地体的接地电阻计算接地体的接地电阻计算与接地体的结构尺寸、安装形式、土质有关。（1） 垂直接地极的接地电阻计算 可利用下式计算（图5—16），当l d时 输入式安全栅除了进行能量转换传输外，还进行了检测信号的传输。来自现场变送器的4～20 mA DC信号经限流限压电路、整流滤波电路Ⅰ(此时该电路起调制器的作用)、隔离变压器T2耦合到共基极放大整流电路。共基极放大整流电路在此起解调器的作用，把方波信号还原成1～5 V DC信号，作为输出送给控制室仪表。所以从信号通道来看，安全栅是一个放大系数为1的传送器，被传送的信号经过调制一变压器耦合一解调的过程后，照原样送出(或转换成1～5 V DC的标准信号)。 这里电源、变送器、控制室中仪表三者之间除了磁的联系外，没有电的直接联系，从而达到了互相隔离的作用。 同时，其隔离变压器的原副绕组之间屏蔽层必须接地起到防混触的作用。 图5—8 输出式安全栅原理图 24 V直流电源经DC／AC变换器变成交流方波电压，通过电源变压器T1分成两路，一路供给晶体管调制器，作为4～20 mA DC信号电流的斩波电压；另一路经整流滤波电路，给共基极放大器、限制电路及执行器供给电源。 输出式安全栅的控制信号通道是这样的：由控制器来的4～20 mA DC信号，经晶体管调制器变成交流方波信号，通过电流互感器T2作用于共基极放大电路，经解调后恢复为与原来相等的4～20 mA DC信号，以恒流源的形式输出。该输出经限压限流，供给现场执行器。从整机功能来看，它与输入式安全栅一样，是一个变换系数为1的带限压限流装置的信号传送器。为了实现变压器的输入、输出、电源电路之间的隔离，对信号和电源都进行了直流一交流一直流的变换处理。 同样，输出式安全栅的隔离变压器的原副绕组之间屏蔽层必须接地起到防混触的作用。 2）非隔离型安全栅非隔离型的有电阻式和齐纳式安全栅。电阻式利用电阻的限流作用，它对接地无特殊要求。齐纳式安全栅对接地要求比较苛刻，要认真对待。 图5—9 齐纳式安全栅的接线原理图 图5—9为齐纳式安全栅的接线原理图。从图中看出有B、E、D三个接地点。通常B、E两点在控制室侧接到同一接地体，它们的地电位严格相同。而D点是变送器外壳在现场接地。若现场和控制室两接地点有地电位差存在，则D点和B(E)点电位就不相同。若以B(E)点为参考零电位，假定D点出现一10V的电位。此时，若A、B两点电位差仍为正常24V，但A、D两点有34V的电位差，超过安全极限电位差。这种情况下，齐纳管不会反向击穿，不起保护作用。如不小心，现场的信号线碰到变送器外壳，产生的火花可能点燃爆炸性气体，这个系统就不具备本安性能。所以在接地设计时，就要保证D点和B(E)点电位接近相等。实践中可采用这样几种方法： 一种是用接地线(有的称等位线)把B点和D点连接起来； 另一种是利用电气专业全厂统一接地网，把要接地的接头用接地线接到统一的接地网上。在潮湿场所，土壤电阻率低，即使不利用等位线也可以做到D点和B(E)点电位接近相等。 3）齐纳式安全栅的本质系统接地连接示意图5—10。 图 5—10 本质系统接地连接示意图 4、安全栅的各接地线的连接① 齐纳式安全栅的各接地汇流排可直接接到本机柜的工作接地汇流排，再经工作接地干线接到工作接地汇总板。每个汇流排的接地线宜使用两根单独的导线。 ② 齐纳式安全栅的各接地汇流排也可分别经工作接地干线接到工作接地汇总