什么是地电位升高,以及地电位升高的原因
还存在明显的电感效应;
接地引下线产生附加感应电压。
因此,雷电暂态地电位升高往往远高于简单电阻计算值,是高频冲击与土壤电阻综合作用的结果。
2️⃣ 工频稳态地电位升高
在电力系统发生接地故障时(如单相接地短路),故障电流流入接地系统,持续时间较长(数百毫秒至数秒),形成稳态地电位升高。
例如在三相四线制低压系统中:
当某一相导体对地短路;
故障电流通过PE线或接地极入地;
在接地装置上产生电压升高;
引发设备壳体带电或保护误动作。
与雷电暂态不同,工频地电位升高属于相对低频、持续时间较长的电压抬升,但同样具有触电与设备损坏风险。
三、地电位升高的根本原因
地电位升高的本质原因可归纳为以下几个方面:
1️⃣ 大电流入地
包括:
雷电流
接地故障电流
操作过电压电流
电流幅值越大,产生的电位抬升越高。
2️⃣ 接地电阻存在
接地系统并非理想零电阻。其等效阻抗包括:
接地体电阻
土壤电阻率
散流电阻
接地引下线电阻
即使接地电阻小于1Ω,在大电流冲击下仍会形成高电压。
3️⃣ 土壤电阻率分布不均
不同土壤结构(黏土、砂石、岩石)电阻率差异显著,影响散流效果。
高电阻率地区:
电流扩散困难
电位梯度更陡
危险范围更大
4️⃣ 接地系统布置不合理
接地网面积不足
等电位连接不充分
不同系统接地分离
都会导致局部电位差过大。
四、地电位升高带来的典型危害
地闪回击(Back Flashover)
设备绝缘击穿
低压系统反向浪涌
信号系统误动作
跨步电压触电风险
其中,“地闪回击”是雷电防护中的重点风险之一。
五、地闪回击机理
当地电位迅速升高时:
接地体电位可能高于建筑内部金属系统电位;
形成反向电位差;
产生从接地系统向设备或线路“反向击穿”的现象;
这种现象称为地闪回击。
其本质是电位不均衡导致的反向击穿放电。
在石化、电力、轨道交通、通信基站等场景中尤为常见。
六、工程解决思路
针对地电位升高问题,应采取综合防护策略:
降低接地电阻
扩大接地网
实现等电位联结
分级设置浪涌保护器(SPD)
关键设备前端设置抗地电位反击装置
七、天盾雷电地闪回击保护技术应用
在复杂电磁环境及高雷暴区域,传统SPD难以完全解决地电位反击问题。为此,天盾雷电结合多年工程实践,研发了地闪回击保护器,专门针对地电位反向冲击场景进行防护设计。
其技术特点包括:
高通流容量设计
快速响应结构
多级限压技术
抗反向冲击能力强
专用于抑制地电位突升引发的回击电压
在电力系统、石油化工、轨道交通等重点项目中,该产品已成功应用于复杂接地系统环境,有效降低雷电暂态地电位升高带来的二次损害风险。
地电位升高是防雷与接地工程中的核心问题之一。其产生机制源于“大电流入地 + 接地阻抗存在”,在雷电与故障工况下均可能发生。只有通过科学接地设计与针对性防护装置配置,才能实现系统真正的安全稳定运行。
在高标准防雷需求场景下,引入专业的地闪回击防护技术,是现代防雷体系升级的重要方向。返回搜狐,查看更多