ELE0507_独立接地的危险

理想的两组接地极中,其中一组接地极不论怎样通过电流,也不会提升另外一组接地极的电位。但现实往往非理想化,很多项目中纵使控制系统接地极与电气系统接地极按规范要求相隔20m,仍然具有一定危险性。
正文

在《电气工程接地技术》一书中讨论了这样一个问题[1]:在独立接地的系统中,每组接地极之间存在电位差,也存在阻抗,于是就会产生电流,形成危害。如果遇到接地故障、雷电或浪涌时,电位差将会变得相当高,给整个系统带来相当大的危害。

一般来说,真正需要独立接地的控制柜里会有两组PE排。一组保护接地PE排,直接与柜体连通,柜内元件的保护接地端子以及AC220V进线电源的PE线芯与其连接。另外一组工作接地PE排,由绝缘子支撑,与柜体保持绝缘,直流电源的24V负极与其连接。对于控制电缆,内屏蔽层单点接地接入工作接地PE排,外屏蔽层双端接地接入保护接地PE排[2]

如果一个人刚好在控制柜旁工作,一只手触摸保护接地PE排,另一只手触摸工作接地PE排,在特殊情况下,电压差达到50V及其以上,会有致命的危险。

在另一本书《图解接地技术》给出了这样一个实验结果[3],以Φ=7mm,L=3m的两根棒状接地极为例,在电阻率为100Ω·m的土壤中,有接地电流流入接地极I时,计算出使接地极II上升到允许值的间隔距离,如下表所示。

电位电流(A)电位上升的允许值
2.5V的距离(m)25V的距离(m)50V的距离(m)
106363
503183216
1006376432

当接地极I电流为10A时,接地极II与其相隔3m,就会产生50V的电位差;间隔6m,会产生25V的电位差。

实际上,这表的数据呈线性关系,很容易算出,当接地极I电流为100A时,接地极II与其相隔20m,会产生80V的电位差,这是危险而不妥当的。

参考文献

[1] Ronald P.O’Riley著. 电气工程接地技术[M]. 沙斐, 吕飞燕, 谭海峰, 译. 北京: 电子工业出版社, 2004: 229.

[2] 中国石化工程建设有限公司. SH/T 3081-2019石油化工仪表接地设计规范[S]. 北京: 中国石化出版社, 2019: 4-5.

[3] 川濑太郎, 高桥健彦著. 图解接地技术[M]. 马杰, 译. 北京: 科学技术出版社, 2003: 112-113.


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