【题目编号】MC1-1360
【题目】关于防雷装置的接地,最基本要求为:
【答案】A
[A]要有单独的接地体,接地电阻要小,接闪器到接地体之间的引下线应尽量短而粗
[B]可以利用自来水管作为接地体,如果这种管线有相当长的一段是埋入地下的
[C]交流电网的“零线”在配电系统中已经接地。这可代替防雷接地体及其引下线
[D]接闪器到接地体之间的引下线平时没有电流流过,采用直径 0.5 毫米的导线足矣
考点速览
这道题汇总防雷接地的三条基本要求:独立的专用接地体、尽量小的接地电阻、从接闪器到接地体之间尽量短而粗的引下线。三个词对应三个目标——路径要专、阻抗要低、通路要畅。干扰项则是三种常见的凑合办法:拿自来水管当地极、拿电网零线当防雷接地、用极细导线当引下线。
雷电流给接地装置提了三个硬指标
第一个指标是专。防雷接地体要把雷电流散入大地,这条路径上不宜再挂别的负载;专用意味着它只服务防雷,不与配电系统的工作接地、保护接地混用同一条导体。混用的后果是雷电流泄放时把这些导体上的电位一起抬高,沿零线、保护线窜进室内用电设备,造成反击。
第二个指标是低阻抗。雷电流是脉冲电流,接地体的冲击阻抗由电阻分量与电感分量共同决定:前者取决于土壤电阻率与接地体几何尺寸,后者取决于接地体与引下线的长度和形状。土壤电阻率高、接地体埋得浅、形状细长,冲击阻抗都会居高不下。
第三个指标是通。从接闪器到接地体的引下线是雷电流的必经之路,要尽量短、尽量粗。短是为了减小电感,粗是为了承受电流密度、避免导体烧熔或在连接处放弧。雷电流幅值可达数十千安,截面过小的导线会瞬间汽化。三个指标合起来,路要短、要粗、要专、要低阻,雷电流才能痛快地走掉。
为什么不能用自来水管当接地体
自来水管看起来是现成的地极:金属的,埋在地下,连着大地。实际用起来问题成堆。管道是分段的,接头处普遍缠绕生料带、垫着橡胶密封垫,电气连续性完全不可靠;水表、阀门、软管更是明显的断点。管道随时可能被更换,一段镀锌铁管换成塑料管,整条管路的接地功能一夜间消失,使用者往往毫不知情。埋地部分的防腐涂层也会把管壁与土壤隔开,进一步抬高接地电阻。
更麻烦的是电位传导。管网某处一旦带电,电位会顺着金属管道跑到邻居家的龙头、水表上,把别人的管道变成带电体。自来水管本身就是用水时人手要碰的东西,燃气管更是绝对不能动。
为什么不能用交流电网的零线代替
零线在配电变压器一侧确实接地,看起来像现成的接大地的路。可它承担着工作电流,线上有持续的电压降;一旦断开或接触不良,断点后侧的设备外壳与零线都可能带上接近相电压的电位,此时人碰到外壳、脚下又是大地,人体就承受几乎全部相电压。零线还可能在接线错误、反送电时带电,把安全寄托在这样一条导体上,是把防雷接地和配电系统的工作接地混为一谈。
逐项辨析
选项 A 说防雷接地要有单独的接地体,接地电阻要小,接闪器到接地体之间的引下线应尽量短而粗。三项要求恰好对应散流、低阻、通畅三个目标,正确。
选项 B 说可以利用自来水管作为接地体,前提是这种管线有相当长的一段埋入地下。这个前提正是最靠不住的地方:外观上埋地并不等于电气上连续,接头、水表、涂层、日后更换塑料管,任何一项都会让这条地极失效。这一项把工程禁忌包装成有条件许可,错误。
选项 C 说交流电网的零线在配电系统中已经接地,可以代替防雷接地体及其引下线。零线承载工作电流、可能断线、可能带电,既不能作为雷电流的泄放通道,也不能作为安全接地;让雷电流走零线,等于把数万安培的冲击电流灌进配电系统。错误。
选项 D 说引下线平时没有电流流过,采用直径零点五毫米的导线足矣。雷击发生时这条导线要在几十微秒里通过数十千安电流,而零点五毫米直径的铜线截面积不到零点二平方毫米,电流密度远超熔断极限,瞬间就会烧断;就算不断,这么细的导线电感与接触电阻也偏大,无法提供低阻抗通道。判断防雷接地导体的标准是雷击瞬间能不能扛住。错误。
防雷接地与另外两种接地的区别
工作接地是为了让电力系统有稳定的参考电位,例如变压器中性点接地;保护接地是把设备外壳接大地,让人碰到带电外壳时接触电压被限制住;防雷接地是为了泄放雷电流。三者可能连到同一个接地网络上,但连接方式、导体截面、冲击阻抗要求都不一样。雷电流是冲击大电流,一切按工频小电流设计的凑合办法在它面前都会露馅。
应试要点
背九个字:单独接地、电阻小、短而粗。水管、零线、细导线三个都是错项。凡是把防雷接地寄托在现成管线上,或者用平时没有电流为细导线辩护的表述,一律判错。