在做电气工程设计时,按照设计规范,一般把大地的电位视为“零电位”,无论是工作接地、保护接地、防雷接地还是屏蔽接地,都会在地下埋设接地装置;无论是高压电气设备,还是低压电气设备或弱电设备,只要按照规范接地,就可将接地的部位视为处于“零电位”了,那为什么大地的电位,可以视作“零电位”?
这是因为:当接地故障电流或雷击所产生的电流,经接地线、接地极流入大地时,会向地下四周扩散,形成以接地极为球心的半球形“地电场”。
根据圆形周长计算公式可以得知,这个大地中半球形“地电场”的球面积,与其半径的平方成正比,即:距离接地极越远的地方,其半径越大,半球的面积也将更大;越靠近接地极,半球的面积越小。
因此,在接地电流或雷电流保持不变的情况下,越靠近接地极,电流通路的截面积越小,土壤的电阻就越大;而距离接地极越远,电流通路的截面便越大,土壤的电阻就越小。
根据实测,一般情况下,当距离接地极约20米时,半球的面积将达 2500平方米,此时,土壤电阻已小到可以忽略不计,即土壤的电阻已近似等于零。当测量距离接地极20米以外的两点之间的电压的时候,其值为“零”。亦即:这些地方任意两点之间,已经不再会产生电压,实际上已是“零电位”了。而这些为零电位的地方,也就是电气上通常所说的“地”。
由于地球表面积非常大,相对于任何接地系统,都可认为大了无限倍。因此,大地由于能吸收无限电荷,无论是多大的接地电流或雷电流 都可以经接地极在地球上流散,不会使整个地球的电位升高。所以,大地的电位宏观上看为零电位。
在工程上,一般将距离把接地体20米远的地电位,视为零电位。
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