低壓電氣設(shè)備接地技術(shù)措施的探討

呂平

【摘 要】低壓電氣設(shè)備在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，特別是隨著現(xiàn)代微電子本文以低壓電氣設(shè)備接地技術(shù)措施的基本原理為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)不同種類(lèi)的低壓配電系統(tǒng)接地方式進(jìn)行細(xì)致分析，最大程度上保障低壓電氣設(shè)備維修人員的人身安全以及電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】低壓電器設(shè)備；接地技術(shù)措施；接零接地裝置

引言

電力作為生產(chǎn)、生活中不可或缺的一種資源，在經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的發(fā)展之后早已經(jīng)取得了舉世矚目的進(jìn)步。作為生產(chǎn)、生活的最主要能源供應(yīng)來(lái)源，電力技術(shù)的發(fā)展對(duì)供電的安全性有著越來(lái)越高的要求，特別是微電子技術(shù)的產(chǎn)生，增加了人身直接接觸低壓電氣設(shè)備的可能性，如何保障保障低壓電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)確保人身在接觸低壓電氣設(shè)備時(shí)不致遭受電擊的危險(xiǎn)，成為低壓電氣設(shè)備運(yùn)行者面臨的主要問(wèn)題。

一、低壓電氣設(shè)備接地的基本原理與分類(lèi)

生產(chǎn)生活中，我們經(jīng)常用到的接地方式有工作接地、保護(hù)接地、防雷接地三種類(lèi)型，而在低壓電氣設(shè)備接地中，常用的接地措施主要有保護(hù)接地和保護(hù)中性線(xiàn)的重復(fù)接地以及保護(hù)接零方式三種接地方案。

通過(guò)連接電氣設(shè)備的不帶電的金屬部分的接地體就是生產(chǎn)、生活中最常用的保護(hù)接地方法。在低壓電氣設(shè)備供電系統(tǒng)中，如果要減弱電氣設(shè)備導(dǎo)電部分的電壓，并且在中性點(diǎn)無(wú)法接地的情形下，就需要利用與中性點(diǎn)不同材質(zhì)的用電設(shè)備作為導(dǎo)體，單獨(dú)作為一個(gè)外殼由保護(hù)線(xiàn)做牽引與大地相連，電流對(duì)人體的影響被控制在安全的閾值之內(nèi)，甚至其電流比安全電流還要小得多，即當(dāng)經(jīng)過(guò)保護(hù)接地方法的電流流過(guò)人體時(shí)，其電壓也是微乎其微，不會(huì)產(chǎn)生危害。

如上所述，當(dāng)中性線(xiàn)突發(fā)意外與電源接地處斷開(kāi)連接時(shí)，電氣設(shè)備因?yàn)槿狈拥乇Ｗo(hù)而使電流暴露于外部，供電系統(tǒng)危險(xiǎn)性顯著增加，此時(shí)就需要利用保護(hù)中性線(xiàn)的重復(fù)接地措施，避免一處斷線(xiàn)整處保護(hù)癱瘓的情形出現(xiàn)，其基本原理就是在保護(hù)線(xiàn)的一處或者多個(gè)地方設(shè)置接地體，與保護(hù)中性線(xiàn)一起連接大地，即使一處斷開(kāi)連接，其他各處仍能分解電流，從而減小設(shè)備對(duì)地電壓，經(jīng)過(guò)分解后的電壓值仍然不會(huì)超過(guò)人身安全的承受范圍。此外，重復(fù)接地措施還可以起到對(duì)雷電流的分流作用，分解較強(qiáng)的雷擊電壓，增強(qiáng)了電氣設(shè)備的抗雷、防雷性能。

二、我國(guó)低壓電氣設(shè)備接地保護(hù)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

低壓電氣設(shè)備使用范圍、領(lǐng)域廣泛、用量大是我國(guó)低壓電氣設(shè)備應(yīng)用的主要特點(diǎn)，接地保護(hù)系統(tǒng)必須配備在低壓電氣設(shè)備中，并且要與相線(xiàn)保持同樣的絕緣水平，這一要求也已經(jīng)在我國(guó)電力法規(guī)中明文列出。然而，考慮到經(jīng)濟(jì)利益原則，低壓電氣設(shè)備運(yùn)營(yíng)者并不會(huì)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作，使得接地保護(hù)系統(tǒng)的性能并不能達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)，從而引發(fā)觸電事故，這是當(dāng)前低壓電氣設(shè)備接地保護(hù)面臨的主要問(wèn)題。

三、低壓電氣設(shè)備接地系統(tǒng)分類(lèi)及特點(diǎn)

以字母組合的方式來(lái)表示低壓配電系統(tǒng)接地方式屬于國(guó)際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電工委員會(huì)IEC一般用兩個(gè)字母組合來(lái)表示低壓配電系統(tǒng)接地方式，而當(dāng)兩個(gè)字母的組合不能完整表示其含義時(shí)，也可相應(yīng)增加字母來(lái)完整表示其含義。按照傳統(tǒng)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，低壓配電系統(tǒng)通常存在TT、TN、IT三種組合形式的接地方式。

TT系統(tǒng)是靠與大地直接相連的接地線(xiàn)進(jìn)行接地保護(hù)的，通常情況下是由變壓器或者發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)構(gòu)成，如果低壓電氣設(shè)備的外露部分具備導(dǎo)電的性能，則必須對(duì)其進(jìn)行接地。 低壓系統(tǒng)電源接地點(diǎn)與外露導(dǎo)電部分相分離，獨(dú)立為一支接地線(xiàn)，而外露導(dǎo)電部分則直接與大地相連接，這種電源接地點(diǎn)與外露導(dǎo)電接地點(diǎn)相分離的模式多應(yīng)用于對(duì)操作要求較高的精密儀器設(shè)備之中。

TN系統(tǒng)中以保護(hù)線(xiàn)和中性線(xiàn)不同的組合方式為標(biāo)準(zhǔn)，可分為T(mén)N—S、TN—C、TN—C—S三種不同的組合模式。

TN—S系統(tǒng)接地保護(hù)中，由于PE線(xiàn)阻斷了電流的流通，因此電氣設(shè)備的金屬外殼在電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)并不產(chǎn)生電流。由于保護(hù)線(xiàn)和中性線(xiàn)相分離，所以當(dāng)相線(xiàn)對(duì)地短路時(shí)，該系統(tǒng)并不能減弱因此引起的電壓升高，對(duì)于對(duì)地故障的電壓蔓延問(wèn)題也無(wú)法及時(shí)解決。

保護(hù)線(xiàn)與中性線(xiàn)相交部分合為PEN線(xiàn)，這種接地保護(hù)大大節(jié)省了線(xiàn)路的長(zhǎng)度，方便了排線(xiàn)，PEN線(xiàn)分解了三相電流流經(jīng)時(shí)的電壓，與此相對(duì)應(yīng)，一旦PEN線(xiàn)斷裂，此系統(tǒng)即失去接地保護(hù)。

如圖1所示，中性線(xiàn)和保護(hù)線(xiàn)以A點(diǎn)為分界線(xiàn)，前后分為兩段，在A點(diǎn)之前，兩線(xiàn)合為一股PEN線(xiàn)，在A點(diǎn)之后，中性線(xiàn)和保護(hù)線(xiàn)各自保持獨(dú)立，并不相交，這也是TN—S系統(tǒng)在其中的明顯表現(xiàn)，即在A點(diǎn)過(guò)后，N線(xiàn)經(jīng)外露導(dǎo)電部分設(shè)置，形成對(duì)地絕緣體，與PE線(xiàn)分離。TN—C—S配電系統(tǒng)在實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，特別是在居民房屋建設(shè)中，考慮到經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，位于屋外的電源線(xiàn)多用TN—C系統(tǒng)，而在房屋內(nèi)部則改為T(mén)N-S系統(tǒng)。

四、保護(hù)接零

按照我國(guó)目前普遍采用的保護(hù)接地方法，在中性點(diǎn)設(shè)置的保護(hù)接地措施并不能從根本上保證接觸電氣設(shè)備人員的人身安全，一旦電氣設(shè)備的導(dǎo)電性金屬外殼互相發(fā)生接觸的時(shí)候，我們無(wú)法保證流過(guò)人體的電流達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，就需要將中性點(diǎn)接地線(xiàn)與電氣設(shè)備中不導(dǎo)電的金屬外殼相連接，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生絕緣損壞時(shí)，供電系統(tǒng)能迅速感知并切斷電源，此時(shí)就從根本上保證了電氣設(shè)備維護(hù)人員的人身安全。

五、接地裝置

接地裝置，顧名思義是用于連接電氣設(shè)備和大地的裝置，是低壓電氣設(shè)備接地的重要組成部分。傳統(tǒng)地，接地裝置由接地體或接地線(xiàn)組成。

接地體是利用物體本身與大地直接接觸的便利條件達(dá)到引導(dǎo)電流的目的。按其發(fā)揮作用的方式分為自然接地體和人工接地體，通過(guò)與大地直接接觸，接地體將暴露在外部的電流直接引入大地。接地線(xiàn)，即將連接大地的線(xiàn)與電氣設(shè)備導(dǎo)電金屬外殼相連接，接地線(xiàn)按其生成方式和作用方式的不同，同樣有自然接地線(xiàn)和人工接地線(xiàn)之分，它可以分解過(guò)強(qiáng)的電壓，降低強(qiáng)電擊的風(fēng)險(xiǎn)。

六、結(jié)語(yǔ)

低壓電氣設(shè)備在生產(chǎn)、生活中的普遍性應(yīng)用，使得人們直接接觸低壓電氣設(shè)備的機(jī)率大大增加，特別是微電子技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，如何在保證低壓電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)又能最大程度避免人身遭受電擊傷害，這是我們應(yīng)該努力的方向。做好低壓電氣設(shè)備接地保護(hù)關(guān)乎著低壓電氣設(shè)備維護(hù)人員的人身安全，同時(shí)也關(guān)乎著企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的正常運(yùn)營(yíng)。嚴(yán)格遵循我國(guó)已經(jīng)制定的低壓電氣設(shè)備接地保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)、生活中做好事前防范、事中應(yīng)對(duì)、事后及時(shí)補(bǔ)救的應(yīng)急預(yù)案，為用電安全提供更有力的保障。

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