電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)接地問題分析與研究

張恒星

上海電氣研砼（徐州）重工科技有限公司 江蘇徐州 221100

在整個電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)行中，需要許多的電能裝置進(jìn)行驅(qū)動，還需要一些高壓設(shè)備，提高了電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行性。接地系統(tǒng)是保證用電設(shè)備機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段之一。作為一個龐大的自動化設(shè)備，發(fā)生短路等相關(guān)故障時系統(tǒng)會自動斷開電源，但仍會造成設(shè)備的燒毀和觸電等事故[1]。

1 電氣接地設(shè)備綜述

接地保護(hù)是通過接地裝置將電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)與地面連接起來。它是保護(hù)用電設(shè)備的一種辦法，也是保證用電設(shè)備正常運(yùn)行的重要措施。接地防護(hù)系統(tǒng)主要分為兩類：功能接地系統(tǒng)和保護(hù)接地系統(tǒng)。功能接地系統(tǒng)主要用于滿足用電設(shè)備正常運(yùn)行時的實(shí)際功能要求，常用的是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。在220V/380V三相四線制的電網(wǎng)系統(tǒng)中，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)采用不接地方式運(yùn)行時，單相輸出接地故障時，不接地相的電壓升高，過高的電壓可能引起用電設(shè)備發(fā)生火災(zāi)等安全問題。因此，220V/380V配電系統(tǒng)一般都采用TN-S、TN-C、TN-C-S、與TT中性點(diǎn)直接接地安裝方式。

2 電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)接地的問題

2.1 電阻單點(diǎn)接地

目前，電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)接地中最常見的問題是電阻的單點(diǎn)接地，其中存在著接地的間接處理和接地電阻的降低，將給系統(tǒng)的自動化運(yùn)行帶來很大的安全問題。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)電阻值小于直流電壓時，裝有電源絕緣監(jiān)測設(shè)備的系統(tǒng)會發(fā)出報警。然后，技術(shù)人員可以通過絕緣檢查儀檢查電阻接地問題的位置，及時的解決相關(guān)問題，從而避免進(jìn)一步的電器損壞。值得注意的是，雖然單點(diǎn)式接地電阻的處理不會影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，但隨著用電設(shè)備的長期運(yùn)行，其安全風(fēng)險因素會逐漸提高，進(jìn)而出現(xiàn)兩點(diǎn)接地問題[2]。

2.2 多分支點(diǎn)接地

多分支點(diǎn)接地是因?yàn)槠潆娫催B接形成的正極與負(fù)極電源接地產(chǎn)生了多分支點(diǎn)接地的情況。因?yàn)殡姎庾詣踊夹g(shù)系統(tǒng)中各故障支路共用一個終端系統(tǒng)，很難找到接地支路的接地問題。如果產(chǎn)生了一條接地的線路，其他的支路接點(diǎn)就會繼續(xù)存在。這時，我們需要檢查一下供電系統(tǒng)，但處理起來會是相當(dāng)?shù)姆爆崱?/p>

2.3 多點(diǎn)高電阻接地

當(dāng)多點(diǎn)高電阻接地問題發(fā)生時，自動化運(yùn)行系統(tǒng)的總接地電阻將下降。如果其電阻值到達(dá)了自動化運(yùn)行系統(tǒng)的工作閾值，將發(fā)生報警。在多點(diǎn)高電阻接地產(chǎn)生的故障中，自動化運(yùn)行系統(tǒng)中各支路的電阻會相應(yīng)增大。如果采用拉電路的方法，將很難排除故障，這可能會導(dǎo)致分支錯過問題機(jī)器。此時需要對各條線路的線路進(jìn)行比較，找出接地支路的故障點(diǎn)，同時進(jìn)行集中的處理。

3 電器自動化運(yùn)行系統(tǒng)接地的優(yōu)化措施

3.1 控制接地系統(tǒng)電阻

針對獨(dú)立安全接地系統(tǒng)、交流接地系統(tǒng)、直流接地系統(tǒng)，其電阻值不得小于4Ω。共用接地系統(tǒng)，包括聯(lián)合接地系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)等，接地系統(tǒng)電阻不得大于1Ω。獨(dú)立防雷系統(tǒng)電阻不得大于10Ω，防靜電接地系統(tǒng)電阻不得大于100Ω。

3.2 共用接地系統(tǒng)與等電位接地系統(tǒng)

公共接地系統(tǒng)是將整棟建筑物的不同性質(zhì)的接地系統(tǒng)裝置連接起來，包括電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)接地、弱電系統(tǒng)接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、交直流接地等線路，形成等電位一體裝置。接上等電位體，用等電位接地方法將整個電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)與建筑內(nèi)的電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)線路、金屬、零線、電氣接地系統(tǒng)連接起來，使整個電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的空間成為等電位體，當(dāng)支線出現(xiàn)接地問題時，不會影響整個等電位體。本文推薦采用TN-S系統(tǒng)。

3.3 三級雷電防護(hù)

對于系統(tǒng)中的供電系統(tǒng)，通常需要三級防雷保護(hù)，其中，防雷保護(hù)主要是在系統(tǒng)運(yùn)行的各相總配電的高壓端安裝高通量防雷設(shè)備；二級防雷主要是在配電箱低壓進(jìn)線處安裝相應(yīng)的防雷裝置；三級防雷是在配電箱出線回路附近安裝浪涌保護(hù)裝置。電力企業(yè)需要考慮更高等級的防雷措施時，需要結(jié)合不同類型的保護(hù)手段，如在供電位置的輸出端安裝避雷器，在一些關(guān)鍵自動化用電設(shè)備的輸電端安裝避雷器等。

3.4 儀表盤、儀表柜、控制柜的接地

儀表盤、儀表柜、控制柜通過接地分線直接連接至連接板上，再由主接地干線接至接地體。母線和分支線的絕緣性能應(yīng)滿足系統(tǒng)要求。直線的連接、次干線的連接、干線與連接面板的連接，均應(yīng)加銅接線片，并用銅扣件固定。應(yīng)注意，保險絲和開關(guān)不應(yīng)連接在每條接地線上。此外，在進(jìn)行接地的過程中，應(yīng)盡量使用自然接地方式或采用人工接地同自然接地相結(jié)合的方式建設(shè)接地網(wǎng)絡(luò)。整個電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)在自然接地的基礎(chǔ)上，輔以人工接地，采用統(tǒng)一的接地網(wǎng)，使用一點(diǎn)接地方案，保證其接地電阻值達(dá)到最小接地電阻值。

3.5 電纜屏蔽層接地

相對于大多數(shù)電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的接地方式來說，信號屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)用的是單點(diǎn)接地方式，接地方式根據(jù)信號源和接地儀表的特點(diǎn)選擇。如果信號發(fā)生源是浮動的，屏蔽層需在計算機(jī)一側(cè)接地。如果信號源是接地的，屏蔽層需要在信號源一側(cè)接地。如果新的屏蔽層通過接地箱分段組合，則兩端電纜需與接地箱中的屏蔽層連接。另外，在通信系統(tǒng)中盡量采用無線或光纖，以減少金屬線的應(yīng)用，也可以減少通信系統(tǒng)的接地故障[3]。

4 結(jié)語

綜述，為了保證電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，做好接地系統(tǒng)的工作尤為重要。針對電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)中的接地方面的故障和易出現(xiàn)的問題，有側(cè)重方向的采取接地措施，明確電阻標(biāo)準(zhǔn)、接地方案和保護(hù)方式，使其可以提高電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行系數(shù)。