電氣設(shè)備的接地作用與技術(shù)應(yīng)用

由坤

摘 要：接地是一種重要的保護(hù)措施，其主要作用是保證電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行，接電是指電氣設(shè)備的某一部位和大地之間的電氣連接，然而，它并不是簡(jiǎn)單的工程接電，在進(jìn)行接地時(shí)，必須了解并熟知接地的工作機(jī)理以及其構(gòu)造，并綜合考慮電氣設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，科學(xué)合理的接地在電氣設(shè)備運(yùn)行中發(fā)揮了極其重要的作用。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；接地；作用；接地技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.138

1 前言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大大促進(jìn)了電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，然而在應(yīng)用過(guò)程中，電氣設(shè)備存有一定的危險(xiǎn)性，若出現(xiàn)使用不當(dāng)?shù)那闆r，將損壞設(shè)備，甚至帶來(lái)人身傷害，因此，應(yīng)加強(qiáng)接地技術(shù)的應(yīng)用。接地既包括電氣設(shè)備或線路帶電部分的某一點(diǎn)和大地的連接，也包括電氣設(shè)備或其他設(shè)備不帶電部分的某一點(diǎn)和大地的人為連接，此外，還表現(xiàn)為桿塔、電氣設(shè)備或過(guò)電壓保護(hù)裝備經(jīng)過(guò)將接地線埋在大地里，同時(shí)直接和大地接觸的金屬導(dǎo)體和大地相連接。

2 接地類型

（1）防雷接地。防雷接地是一種過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的接地，主要作用是防止雷電過(guò)電壓損害電氣設(shè)備或人體。在應(yīng)用中常見(jiàn)的有避雷針和避雷器的接地等。

（2）工作接地。工作接地是電力系統(tǒng)的某部位與大地的連接，能夠確保電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，常見(jiàn)的電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地。

（3）保護(hù)接地。保護(hù)接地是指通過(guò)接地線將電氣設(shè)備的金屬外殼與大地進(jìn)行連接[1]。若電氣設(shè)備的絕緣發(fā)生損壞，保護(hù)接地能夠使金屬外殼對(duì)地電壓降低到安全電壓范圍里，從而防止人體電擊事故的發(fā)生。常見(jiàn)的保護(hù)接地有：電氣設(shè)備發(fā)的傳動(dòng)裝備；照明器具、電壓器、電擊、移動(dòng)或手持式用電器具以及其他電器的外殼和金屬底座；控制、配電與保護(hù)用的臺(tái)框架；室內(nèi)、外配電裝備的鋼筋混凝土構(gòu)架的鋼筋、金屬框架以及靠近帶電位置的金屬門與金屬遮攔；交直流電力電纜的框架、電纜的金屬保護(hù)層、終端盒與接線盒的金屬外殼以及穿線的鋼管等。

（4）重復(fù)接地。重復(fù)接地主要應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)的TN-C系統(tǒng)中，對(duì)中性線進(jìn)行重復(fù)接地，若中性線發(fā)生故障，無(wú)法進(jìn)行進(jìn)行接地保護(hù)時(shí)，重復(fù)接地能夠防止電擊，保護(hù)設(shè)備不受損壞[2]。TN-C系統(tǒng)中的重復(fù)接地包括：四芯電纜的中性線；架空線路中的適當(dāng)點(diǎn)與終端；對(duì)于大型車間中的中性線，可采用環(huán)形布置，同時(shí)展開(kāi)多點(diǎn)重復(fù)接地；架空線路或電纜在車間或建筑物的進(jìn)線位置。

（5）屏蔽接地。屏蔽接地的主要作用是保護(hù)電氣設(shè)備不受電磁的干擾。屏蔽接地將電氣電磁的干擾引至地下，防止外來(lái)電磁對(duì)電氣設(shè)備的進(jìn)行干擾。

（6）防靜電接地。防靜電接地是防止靜電對(duì)設(shè)備或人體的損害，常見(jiàn)的有把某些氣體或液體的車輛或金屬輸送管道進(jìn)行接地。

3 接地作用

眾所周知，接地能夠避免人體受到電擊的危害，這只是接地的其中一個(gè)作用，接地還有很多作用，它還可以防止雷擊、保護(hù)電氣設(shè)備及線路、防止靜電、預(yù)防火災(zāi)等，從而確保電力系統(tǒng)能夠運(yùn)行正常。

（1）防止電擊。人體具有一定的阻抗，然而這種阻抗極易受到所處環(huán)境的影響，若環(huán)境潮濕時(shí)，阻抗將會(huì)降低，從而人體就易受到電擊危害。接地能夠有效防止電擊，電氣設(shè)備運(yùn)用接地技術(shù)，可使自身的電位接近大地的電位。

（2）防止雷擊與靜電。在發(fā)生雷電時(shí)，不僅會(huì)出現(xiàn)直接雷，而且還將產(chǎn)生感應(yīng)雷，而感應(yīng)雷又包括電磁感應(yīng)雷與靜電感應(yīng)雷[3]。雷擊和靜電都將對(duì)電氣設(shè)備帶來(lái)非常大的損害，接地是所有防雷措施中最有效、最主要的手段。

（3）防止干擾。通常情況下，電氣設(shè)備的工作電源是交流供電系統(tǒng)，而該供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)存在對(duì)地分布電容，此電容會(huì)干擾電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，在電氣設(shè)備中運(yùn)用接地技術(shù)能夠最大限度地防止干擾。此外，電氣設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，還會(huì)受到頻率的干擾，頻率會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行干擾，經(jīng)由交直流電源線侵入，對(duì)低電平信號(hào)作業(yè)產(chǎn)生很大的影響，采用功率接地可以防止頻率的干擾，從而保障電氣設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

4 接地技術(shù)原則

在應(yīng)用接地技術(shù)時(shí)應(yīng)該遵守以下原則：

（1）根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14050《系統(tǒng)接地的形式及安全技術(shù)要求》，所有電氣設(shè)備都需要展開(kāi)保護(hù)接地，并且保護(hù)接地不能用以其他用途，必須達(dá)到規(guī)定的保護(hù)接地或工作接地的要求[4]。

（2）根據(jù)等電位連接要求進(jìn)行接地。通常情況下，除了特殊要求外，各類電氣設(shè)備需要運(yùn)用一個(gè)總的接地體，以等電位連接要求為依據(jù)，使建筑物的金屬構(gòu)件以及金屬管道連接總接地體，而輸送易燃易爆物的金屬管道則不需要連接總接地體。

（3）在建筑物中不適合設(shè)置人工總接地體，總接地體的接地電阻應(yīng)該小于其他所有接地電阻。

（4）對(duì)于具有特殊要求的接地，以中壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及弱電系統(tǒng)為例，其接地是經(jīng)小電阻接地或中性點(diǎn)直接接地，需要根據(jù)相關(guān)專項(xiàng)規(guī)定展開(kāi)接地。

5 接地裝置的技術(shù)要求

5.1 直流設(shè)備的接地

直流電流對(duì)金屬具有非常大的腐蝕作用，從而將增大接觸電阻，故對(duì)直流線路進(jìn)行接地時(shí)，需要對(duì)接地裝置進(jìn)行充分考慮：一方面，對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行人工接地體時(shí)，厚度應(yīng)該大于5毫米，與此同時(shí)，必須對(duì)人工接地體進(jìn)行定期檢查，觀測(cè)腐蝕狀況[5]；另一方面，對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行接地時(shí)，不可以采用自然接地體，自然接地體不能作為重復(fù)接地的接地體和接地線或PE線，并且不能連接自然接地體。

5.2 易燃易爆場(chǎng)所的電氣設(shè)備的保護(hù)接地

首先，易燃易爆場(chǎng)所內(nèi)的電氣設(shè)備、金屬管道、機(jī)械設(shè)備以及建筑物的金屬構(gòu)件都應(yīng)該接地，并且將跨接線敷設(shè)與管道接頭的位置。

然后，在低于1kV的中性點(diǎn)接電線路內(nèi)，若線路過(guò)電流保護(hù)為熔斷器，則保護(hù)裝備的動(dòng)作安全系統(tǒng)應(yīng)該大于4；若為斷路器，則動(dòng)作安全系數(shù)應(yīng)該大于2。

最后，接地干線和接地體的連接點(diǎn)應(yīng)該大于2個(gè)，且在建筑物的兩邊分別連接接地體。

5.3 變電所的接地裝置

變電所的接地裝置應(yīng)滿足以下要求：首先，接地體必須水平敷設(shè)。此外，接地體宜使用直徑大于12毫米、2.5米長(zhǎng)的圓鋼，或厚度大于4毫米的鋼管，或厚度大于4毫米的角鋼，同時(shí)還需連接截面大于25mm*4mm的扁鋼形成閉合環(huán)形，并且各角應(yīng)為弧形。

其次，接地體敷設(shè)的位置應(yīng)處于變電所的墻外，且距離應(yīng)大于3米；接電網(wǎng)的埋設(shè)深度不能小于當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸龋钚》笤O(shè)深度應(yīng)大于0.6米。

然后，主變壓器的保護(hù)接地與工作接地應(yīng)分別連接人工接地網(wǎng)。

最后，避雷針或避雷線最好有單獨(dú)敷設(shè)接地裝置。

6 接地裝置的運(yùn)行

接地裝置在運(yùn)行時(shí)，接地體與接地線將會(huì)受到外力的腐蝕或破壞，從而出現(xiàn)斷裂或損傷，同時(shí)土壤變化會(huì)影響接地電阻，因而，必須定期試驗(yàn)與檢查接地裝置。

（1）接地裝置的檢查周期。通常情況下，變電所的接地裝置需每年檢查一次；依據(jù)建筑物或車間的實(shí)際狀況，每年對(duì)接電線進(jìn)行1至2次的檢查；對(duì)于各類防雷裝置的接線，需每年在雷雨季前進(jìn)行一次檢查；若接地裝置處于具有腐蝕性土壤，則需依據(jù)運(yùn)行具體狀況每3至5年檢查一次地面下的接地體；對(duì)于移動(dòng)式、手持式電氣設(shè)備的接地線，需每次使用前都檢查一次；每1至3年對(duì)接地裝置的接地電阻進(jìn)行一次檢測(cè)。

（2）檢查項(xiàng)目。首先，檢查接地裝置各連接點(diǎn)的接觸情況；其次，對(duì)于腐蝕性較強(qiáng)的土壤地帶，需要對(duì)處于地面下500毫米以上的接地體進(jìn)行檢查，觀察其腐蝕程度；再者，檢查接地裝置的接地電阻，檢查時(shí)間通常為雨季前，土壤電阻率最大時(shí)，并且對(duì)比分析測(cè)量結(jié)果；然后，在電氣設(shè)備檢修后，對(duì)接地線的連接狀況進(jìn)行檢查；最后，對(duì)電氣設(shè)備和接電線、接地線和接地干線、接地網(wǎng)的連接情況進(jìn)行檢查。

參考文獻(xiàn)：

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[4]陳建貴，郭冬雪.電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備接地技術(shù)分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（07）：236.

[5]王柯盛.接地技術(shù)在電子電氣設(shè)備運(yùn)行中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（13）：235.