當(dāng)直流流經(jīng)埋在土壤中的接地體時,接地體附近的土壤發(fā)生電解作用,在接地體上形成氣膜。氣膜的產(chǎn)生使得接地體的接地電阻增加。電阻增加到穩(wěn)定值后,在正接地體附近的水蒸汽開始向負(fù)接地體移動。如果正接地體附近的水分損失超過其四周土壤中水分向其擴(kuò)散的速度,則其附近的土壤喪失水分,接地電阻增加很快,電壓梯度愈高,電阻增加愈大。負(fù)接地體則由于正接地體的水分向其移動,土壤保持濕潤,實際上可補(bǔ)償形成氣膜所增加的電阻,所以接地電阻值幾乎不變。此外,由于直流的電解作用,地下構(gòu)筑物和金屬管道等很容易受到侵蝕而造成嚴(yán)重?fù)p失。尤其是土壤中含有在電解時排出包含活性物的各種溶液時就更為嚴(yán)重了。因此,在直流線路中裝設(shè)接地裝置時,必須考慮以下措施:
(一)經(jīng)常流經(jīng)直流的系統(tǒng)
(1)對于經(jīng)常流經(jīng)直流的系統(tǒng),如采用地下構(gòu)筑物、電纜包皮、自來水管及其他金屬管道等自然接地體作為電流回路時,很容易由于直流的電解作用發(fā)生侵蝕,以致造成很大的損失。所以對于經(jīng)常流經(jīng)直流的系統(tǒng),不僅不能利用自然接地體作為直流回路,也不能利用自然接地體作為保護(hù)零線或重復(fù)接地的接地體及接地線。甚至專門設(shè)置的電流回路以及零線或重復(fù)接地用的接地體或接地線,也不能與這些自然接地體相連,最好能夠予以絕緣。
(2)當(dāng)采用人工接地體時,為避免接地體由于電解作用迅速被侵蝕,經(jīng)常流經(jīng)直流系統(tǒng)的接地體的厚度不應(yīng)小于5mm;同時還要注意到接地體所埋設(shè)的土壤中,不能含有在電解時排出包含活性物的各種溶液。如遇到這種情況,可用外引式接地裝置或采用改良土壤的措施。
(二)不經(jīng)常流經(jīng)直流的系統(tǒng)
由于直流的危險性比交流小,因此在保護(hù)接地方面的要求與交流相同。在直流設(shè)備特別少的情況下,一般都采用中性點絕緣系統(tǒng),此時其保護(hù)接地的要求與IT系統(tǒng)完全相同。
(三)電解設(shè)備
1、電解設(shè)備的電源
電解設(shè)備的電源不應(yīng)接地。端子間電壓在50V以上的電源設(shè)備的外露導(dǎo)電部分需要接地。PE線的截面一般與L線相同,但應(yīng)考慮機(jī)械強(qiáng)度,并用截面積不必大于95mm銅導(dǎo)線。槽電壓不超過200V時,可利用金屬構(gòu)架作PE線。如好過200V,則需另設(shè)專用接地線。當(dāng)利用自然接地極時,除考慮與人工接地線相同的載流量外,水管不允許利用,以免通過直流電流造成電腐蝕。
2、直流電流較大的電解工廠
為了防止嚴(yán)重的侵蝕現(xiàn)象發(fā)生,常采用保護(hù)接地極的方法。即在正接地極上焊以長度與該接地極相同、寬度及厚度各為100mm的鋁條,然后埋入放有50%混凝土、25%砂及25%硫酸鈉的土洞中。正接地極采用50mm直徑鋼管,一般長度為2.5m,所埋入的土洞的直徑至少為200mm,深度與鋼管埋入深度相同。根據(jù)運行經(jīng)驗,效果良好,接地極未發(fā)生嚴(yán)重的侵蝕現(xiàn)象。
大型電解槽的零電位經(jīng)常自中間電解槽移向負(fù)極,如果將中間電解槽接地,泄漏電流可能增加很大,甚至大到1000A。這樣大的電流不僅使導(dǎo)線過流,而且也造成很大的泄漏電流損失。在這種情況下,一般不采用接地而采用加強(qiáng)絕緣的方法。
3、汞整流器機(jī)組
一般為一級或中性點接地,應(yīng)采用TN系統(tǒng)或裝設(shè)接地短路繼電器,以保證在設(shè)備外殼上發(fā)生接地即刻切斷電源。
4、用電設(shè)備
用于電解槽工作區(qū)的用電設(shè)備應(yīng)采取以下措施:
(1)向電解槽工作區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備供電的交流電源系統(tǒng)不應(yīng)接地。
(2)電解槽工作區(qū)內(nèi)對于采用浮空系統(tǒng)的電氣設(shè)備外罩、箱、盒、電動機(jī)、線槽等外露導(dǎo)電部分不應(yīng)接地。
(3)安裝在點桀驁或其他外露導(dǎo)電部分上的輔助電氣元件,如換能器、傳感器、警報器及控制裝置等,采用下列方法接地和保護(hù)措施:
1)采用多芯重型移動電纜接地;
2)采用線槽內(nèi)的導(dǎo)線或電纜接地;
3)在暴露的金屬管、電纜橋架、鎧裝電纜或類似金屬物體上設(shè)置絕緣段,防止產(chǎn)生危險電位;
4)不需為在電解槽工作區(qū)內(nèi)的全部控制設(shè)備和儀表裝設(shè)線路保護(hù);
5)允許將固定電氣設(shè)備連接到電解槽及其輔助設(shè)備的導(dǎo)電表面上,此時應(yīng)將導(dǎo)體表面接地。
5、起重機(jī)及非電氣設(shè)施
起重機(jī)及非電氣設(shè)施的接地保護(hù)應(yīng)注意:
(1)當(dāng)采用浮空系統(tǒng)時不應(yīng)將進(jìn)入電解槽工作區(qū)的起重機(jī)的外露導(dǎo)電部分接地,與電解槽或其附屬裝置帶電部件接觸的起重機(jī)部分應(yīng)與地絕緣。
(2)起重機(jī)的控制系統(tǒng),可能在電解槽工作區(qū)內(nèi)引起電氣危險,應(yīng)采取以下一種或多種措施:
1)采用隔離變壓器供電,其一次側(cè)線間電壓不超過600V,二次側(cè)不超過300V,二次側(cè)每根導(dǎo)線上裝設(shè)過電流保護(hù);
2)用不導(dǎo)電的繩索操作器操作;
3)采用不導(dǎo)電支架、表面不導(dǎo)電或不接地的懸吊式按鈕;
4)采用無線電控制。
(3)連接到電解槽及其輔助設(shè)施的空氣軟管、冷卻水軟管等應(yīng)是由不導(dǎo)電材料制成,且不應(yīng)有連續(xù)的、導(dǎo)電的加固線、鎧裝、編制層等。
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