问题:如果A处接地体的接地电阻为10欧姆,B处的接地电阻为10欧姆,C处的接地电阻为10欧姆,那么AB间、BC间、AC间的接地电阻是多少?
啊飞的答案是20欧姆,无论A、B、C之间的距离。
感觉有点奇怪,因为计算系统短路电流时,没有算地球回路这个回路。后来想起来了,算得都是TNS系统,是通过PE线回去的,模型里没有重复接地,也就没有地球回路了。即使是TNCS的话,因为两处接地电阻之和(1欧姆+1欧姆=2欧姆)比N线的电阻(20度时10毫米平方导体电阻不大于
1.84Ω/km,100米才0.2Ω)大很多,基本可以忽略。但是在TT系统就不一样了,在《电气装置应用(设计)指南》中,F7页中接地故障环路电流的计算说明了啊飞的观点是对的。但这里有个问题,就是TNCS在S之前,由于有部分电流在S点通过大地返回电源,N线的电流就与L线的电流不相等,好像以前也没有这样说过。E27~29页还介绍了接地系统的施工和测量。其中,在E29页的直读式接地电阻测试仪表的使用中还提到接地极的作用范围,接地极的作用范围重叠,影响到接地电阻测量的正确性。
从计算模型上看,两个接地极之间的电阻就是它们的接地电阻之和,与两点距离等其它因素无关。但有一个前提是接地极的作用范围不重叠。如果两个接地极很近,这样算就不对了。跨步电压的分析里面就有一个散流区的概念,也提到了靠近的多接地极时,将受到相互的限制,而妨碍电流的流散。换句话说,即等于增加各单一接地极的电阻。这种影响电流流散的现象,称为屏蔽作用
那如果很远呢?是不是也有使用条件呢?清华大学物理系的虞昊教授从接地电阻的定义、理论分析的误区、准确测量的条件和难以做到的原因以及现在的测量方法的存在的问题方面表达了他对接地电阻质疑。
通过虞昊教授的书籍的片段和文章可以发现,接地电阻是一个抽象的物理模型,在这个模型下两个接地极之间的电阻就是它们的接地电阻之和,但是接地电阻从理论上和实际上本身又是很难测量准确的。这也间接影响了两个接地极之间的电阻的计算。
有空要拿虞昊教授的《现代防雷技术基础》看看,不过以现在常用的计算方法,两个接地极之间的电阻就是它们的接地电阻之和。不知这样的计算和实际会差多远。不过以建筑电气来说,不超过1000米的距离,估计差不了多少。电力系统的上百公里可能就会差一点了,有没有人实测看看?
当然,现在做工程,当然按照大家都承认的算法去算,做法去做。但搞科学需要更加严谨,十分支持虞昊教授,希望能找出更好的测量方法或者现计算方法的适用范围和保险系数就好了。
下面是一些有关的网络资料:
http://www.fjctyz.net/wuli/g2wl/16/ydbc.htm
地球是一个大导体,处于静电平衡状态的地球以及与它相连的导体是等势体.实际上常取地球和与地球连接的导体作为电势的参考位置,认为它们的电势为零.
http://www.paper77.com/lunwen/jiaoyu/wuli/200610/110342.html
静电平衡是指导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态。
例2.如图所示,带正电荷的绝缘金属导体A附近放有一个不带电的绝缘金属体B,因此在B的左右端分别感应出等量的负电和正电荷。(1)为何受到静电感应的导体B无论它何处接地,被中和掉的总是处于远端的与A电荷同种的感应电荷?(2)A、B保持不动,把接地后的导线再断开,B的电势为何仍保持不变?
分析与解答:
对于第一个问题可以从两个角度去分析:
1.静电平衡法。无论B的何处与大地相接,地球与B都可看成是一个导体,这个导体靠近A的近端为B的左端,远离A端的位置在地球的另一端无穷远处。当这个导体在A电荷产生的电场中达到静电平衡时,在B端的左端感应出负电荷,而在这个导体的另一端即地球的另一端感应出正电荷,而导体的其余部分并没有多余的电荷,所以除了导体的两极外都处于电中性。所以在接地的瞬间,B右端的正电荷全部转移到地球的另一端,B导体的右端变为中性。
2.电势法。由于B处于带正电荷A产生的电场附近,故它的电势为正,大于地球的电势0V。当B导体与大地接通瞬间,电流要由高电势流向低电势,即B
导体右端的正电荷都转移到了地球上,或者说大地的负电荷转移到了B导体上,使大地的无穷远处带了正电荷。所以B导体左端带负电荷而右端不带电。
同样对于第二个问题也可以从两个角度去分析在断开后B的电势是否变化。
1.综合分析法。当导体B与地球相接后,外场强和感应场强使得导体B中的场强处处为零,电势处处相等,B中的自由电荷因不受电场力而处于平衡状态。所以这些与是否与大地断开无关。且与大地断开后,B中的电荷分荷分布不变,A、B间距不变,可知A、B间的电势差也保持不变,所以断开后,B导体的电势和接地前一样仍为零。
http://zhidao.baidu.com/question/2183619.html?fr=qrl3
电工讲的大地是导体,是指不同地点地线之间通过大地相互是导通的。例如甲地线对地电阻2欧姆,100公里外的乙地线对地电阻1欧姆,甲乙地线之间电阻几乎比3欧姆大不了多少,即大地电阻很小(有实践证明)。
http://ztxiaoxue.vicp.net/kx/Article/ArticleShow.asp?ArticleID=75
验电仪的工作原理:人体是导体,但是比金属导体电阻大得多。用很低的电压,在人体中只能流过很小的电流不足于点亮小灯泡。要用通过人体的小电流点亮小灯泡,就必须把这一微弱的电流"放大"。晶体三极管就有放大电流的本领。我用三只三极管采用复合连接的方法,使电路的放大能力为三个三极管放大倍数的乘积,电路的灵敏度大幅度提高,在两个探头间有很小的电流过,灯泡就能被点亮。
把探头同时插入不纯净的水中、潮湿的泥土中,或人的两手同时分别抓住两个探头,小灯泡都会发光。这就证明了以上三种物体都是导体。可把探头紧贴塑料笔管,小灯泡就是不发光。这个验证仪非常灵敏,十多个人手拉手把该验证仪连在同学中间小灯泡也会亮。
http://define.cnki.net/WebForms/WebDefines.aspx?searchword=%E6%8E%A5%E5%9C%B0%E7%94%B5%E9%98%BB
http://ks.cn.yahoo.com/question/1307012402109.html
所谓接地电阻是指接地装置对地电压和流入地中电流的比值。
接地电阻包括接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤间的接触电阻,以及土壤中的散流电阻。由于其中接地线电阻、接地体电阻、接触电阻相对较小,故通常近似以散流电阻作为接地电阻。
http://www.chinahv.com/HV_article/jddgn/ground1.htm
接地极的对地电压与经接地极流入地中的接地电流之比,称为流散电阻。
电气设备接地部分的对地电压与接地电流之比,称为接地装置的接地电阻,即等于接地线的电阻与流散电阻之和。一般因为接地线的电阻甚小,可以略去不计,因此,可认为接地电阻等于流散电阻。
为了降低接地电阻,往往用多根的单一接地极以金属体并联连接而组成复合接地极或接地极组。由于各处单一接地极埋置的距离往往等于单一接地极长度而远小于40m,此时,电流流入各单一接地极时,将受到相互的限制,而妨碍电流的流散。换句话说,即等于增加各单一接地极的电阻。这种影响电流流散的现象,称为屏蔽作用。
http://www.asp.cn/bbs/archiver/showtopic-9504.aspx
《"接地电阻"不可测,应予废除》清华大学物理系 虞 昊 中国防雷2005.3
关于接地电阻的书本介绍,最初来自于中科院资深院士毕德显编写的教科书《电磁场理论》,此书得到曾任老清华大学物理系主任、新清华大学无线电的创建人孟昭英院土的审阅并作序。书中第四章讲,恒定电流的电场,其第6节讲恒定电场与静电场的比较,扼要地指出:这两种场的基本方程是相似的,只要把电流密度矢量J
与电位移矢量D,电导率γ与介电常数ε相互置换,一个场的基本方程就变为另一个场的基本方程了。因此可以利用静电学来计算各种形状导体接地极的接地电阻的公式,并在第7节举例说明。可以说,各种工程书引用的接地电阻计算公式基本上都起源于此。但是这些讨论接地电阻的文章均犯了一个科学方法论的大忌:忽视了他们使用的物理学定律和公式所适用的范围!毕德显在第6节之前己多处谈到恒定电场基本方程适用的范围,绝不容忽视。例如介绍欧姆定律的微分形式J=γE之后就立刻指出:运流电流不服从欧姆定律,此时J的方向与运动电荷的速度方向相同。又如在载流导体的表面处,面电流J表≠γE,并强调:"在这一点上,恒定电流与静电场有更本的区别!"。但该书有一个大疏忽,只举了一个极简单的深埋于地下的金属圆球电极作为计算机接地电阻的例子,把均匀土壤视作遵守欧姆定律的导体,还假定电流流向无限远,这一来可以近似地认定J与E的方向处处相同,因此球电极与无限远处的电位差可借用静电场的公式。实际上,大地中的电流线与这种纯粹假象的理想化的电流分布有很大诧异,因此借用静电场公式求接地极的电压的做法毫无理论根据。
2001年8月,科学出版社翻译出版了日本的专著《接地技术与接地系统》[6],可以说是这方面科技专著中比较严谨详尽的。定义比较接近可操作性:"当一个接地电极,以接地电流I通入这个电极,电极的电位就比接地电流流入前的电位升高U。就把U/I作为那个接地电极的接地电阻。"也就是R(Ω)=U(V)
/I(A)。作者在给出这个定义时还带有两个附加条件,指出测量时若不注意这些附加条件,测量就欠准确了。可是实际测量却不可能满足附加条件。
《现代防雷技术基础》 作者:虞昊
文中讲述了接地电阻测量的方法及方法实现的难点,以及《电力系统的过电压保护》(第二版)[电力出版社1997年10月]中的测量方法存在的问题。
www.cma-lpinfo.gov.cn/lpinfo/Download/LPC_M/2006_2/p33_xsg.pdf
对《"接地电阻"是不可测的物理量,应予废弃》一文的浅析 奚世贵(宁波市宁海县气象局,宁海 315600)
如果没有一个能把接地系统优劣和好坏判别出来的话,接地电阻就是当前判别接地系统的一个很好标准作为判据。接地电阻应用于接地系统,长期以来被人们接受,对于防雷接地电阻,虽然存在着比其它电气接地电阻更具复杂性,在当前科学水平不是很高的情况下,用实验及间接地模拟方法,采用近似雷电流的方法得到一些数据作为理论与实际工作的依据,这是一种科学的表现,虽然达不到百分之百的精确,关健是能够在实际工作中得到广泛地应用,这才是最根本所在。
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