电气接地的类型与作用|电气接地的作用

　　摘要：电气接地的种类与作用较多，简单的可分为安全保护接地；防雷接地；重复接地；放静电接地；屏蔽接地等几种。接地模式的不同，作用亦各有差异。本文将对电气接地的种类进行相应的分析，并对其作用进行讨论。
　　关键词：电气接地 作用 种类
　　基金项目：杭州电子科技大学党建与思想政治教育研究项目（201059）
　　
　　在电力系统中，我们将接地解释为：将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。接地通常是为了防止人为触电或者是对设备进行必要的保护，通常是把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线，利用大地作电流回路接地线，也有将设备无用电流或者噪声干扰传导到大地的作用。
　　一、接地的种类分析
　　1.基于安全原因的保护接地：其目的在于防止电力设施或电子电气设备绝缘损坏、危及人身安全而设置的保护接地；同时，也为消除生产过程中产生的静电积累，引起触电或爆炸而设的静电接地；还有为防止电磁感应而对设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮所进行的屏蔽接地。其中保护接地应用最为广泛，它将机(外)壳接地。
　　2.工作接地：是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信�回路接地、屏蔽接地，在石化和其他防爆系统中还有本安接地。工作接地是系统具有本质安全性质的接地措施之一。
　　3.防雷接地：其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器(包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置。当发生直击雷时，避雷器将雷电引向自身，雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。此外，由于雷电引起静电感应副效应，为了防止造成间接损害，如房屋起火或触电等，通常也要将建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等接地；雷电波会沿着低压架空线、电视天线侵入房屋，引起屋内电工设备的绝缘击穿，从而造成火灾或人身触电伤亡事故，所以还要将线路上和进屋前的绝缘瓷瓶铁脚接地。
　　4.重复接地。在低压配电系统的系统中，为防止因中性线故障而失去接地保护作用，造成电击危险和损坏设备，对中性线进行重复接地。系统中的重复接地点为：架空线路的终端及线路中适当点；四芯电缆的中性线；电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处。
　　5.屏蔽接地：是消除电磁场对人体危害的有效措施，也是防止电磁干扰的有效措施。高频技术在电热、医疗、无线电广播、通信、电视台和导航、雷达等方面得到了广泛应用。人体在电磁场作用下，吸收的辐射能量将发生生物学作用，对人体造成伤害，如手指轻微颤抖、皮肤划痕、视力减退等。对产生磁场的设备外壳设屏蔽装置，并将屏蔽体接地，不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度，达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的，也可以保护屏蔽接地体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。
　　二、接地的方法分析
　　1.分散接地法
　　分散接地是将建筑物的防雷接地，电源系统接地，通信系统接地，设备接地等等分别接入各自独立的接地系统中。这种接地方法是有一定弊端的：由于地线系统不断增多，地线间潜在的耦合影响往往难以避免，分散接地反而容易引起干扰。同时主体建筑物的高度不断增加，其接地方式所带的不安全因素也越来越大。当某一设施被雷击中，容易形成地下反击，损坏其他设备。
　　2.联合街敌法
　　联合接地方式也称单点接地方式，即所有接地系统共用一个共同的“地”。联合接地有以下一些特点：
　　 (1)整个建筑的接地系统组成一个笼式均压体，对于直击雷，楼内同一层各点位比较均匀；对于感应雷，笼式均压体和大楼的框架式结构对外来电磁场干扰也可提供10－40dB的屏蔽效果；
　　 (2)一般联合接地方式接地电阻非常小，不存在各种接地体之间的耦合影响，有利于减少干扰；
　　 (3)可以节省金属材料，占地少。
　　由上不难看出，采用联合接地方式可以有效抑制外部高压输电线路的干扰。
　　三、接地的作用分析
　　1.防止电击。人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系，环境越潮湿，人体的阻抗越低，也越容易遭受电击。例如，自装过交流收音机的人几乎都受到过电击，但几乎都能摆脱电源，因为此时人所处的环境干燥，皮肤也较干燥。接地是防止电击的一种有效的方法。电气设备通过接地装置接地后，使电气设备的电位接近地电位。由于接地电阻的存在，电气设备对地电位总是存在的，电气设备的接地电阻越大，发生故障时，电气设备的对地电位也越大，人触及时的危险性也越大。但是，如果不设置接地装置，故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同，比起接地电压还是高出很多的，因此危险性也相应增加。
　　2.保证电力系统的正常运行。电力系统的接地，又称工作接地，一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小，对大型的变电站要求有一个接地网，保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地，如果中性点对地绝缘，就会使其他两相的对地电压升高到3倍的相电压，其结果可能把工作电压为220的电气设备烧坏。对中性点接地的系统，即使一相与地短路，另外二相仍可接近相电压，因此接于其他二相的电气设备不会损坏。此外可防止系统振荡，电气设备和线路只要按相电压考虑其绝缘水平。
　　3.防止雷击和静电的危害。雷电发生时，除了直接雷外，还会生产感应雷，感应雷又分为静电感应雷和电磁感应雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。
　　四、接地的几个重点注意事项
　　1.供电系统防雷注意事项
　　（1）机房内的供电电路必须安装三级及三级以上电源防雷器件。
　　（2）电源第一级SPD（低压浪涌保护器）与第二级SPD之间的距离应大于10m，第二级与第三级之间的距离应该大于5m。否则应加装协调电感。
　　（3）防雷模块前必须串接空开或熔断丝作保护，以防防雷器失效时将主电路对地短路，空开及熔断丝整定电流选配：一级（63A）、二级（32A）、三级（16A），但是一般不超过前级熔断装置。
　　（4）电源防雷器必须连接在主电路断路装置的输出端，并采用对地并联。
　　（5）电源防雷器的连接引线应小于0.5m，并要短而平直。
　　（6）电源防雷输入端引线线径为：一级（16mm2）、二级（10 mm2）、三级（6mm2），电源输出对地引线线径：一级（25mm2）、二级（16mm2）、三级（10mm2）。
　　（7）电源防雷器的连接线不应成直角或锐角弯曲，应尽量成钝角弯曲。
　　（8）电源防雷器的引线应尽量以线色加以区分，并应机械式连接。
　　（9）电源PE的阻值不应大于4Ω，共用接地，应小于1Ω。
　　2.接地系统注意事项
　　（1）防雷接地必须小于4欧姆，当采取共用接地时应小于1Ω。
　　（2）两个独立地之间距离必须大于20m，否则在两地之间加装等地位均衡器。
　　（3）信�防雷器地尽量与直击雷地分开，目的是防止直击雷从地线反击信�设备。
　　室外接地装置方式：
　　A 镀锌扁铁埋地水平组成地网，埋地不小于1m。
　　B 人工接地模块埋地，埋地不小于0.5m。
　　C 2.5m镀锌钢钎垂直打入地下，多根时，相互间距必须大于5m。
　　D 2.5m镀锌钢钎加镀锌扁铁网。
　　E 以上方式基础上再加降阻剂或换土。
　　（4）室外接地引线必须与埋地接地装置采用焊接，并作防腐处理（刷沥青等）
　　（5）室内接地、等电位必须采用焊接或机械式连接，连接前必须将连接处的油漆或氧化层去除。
　　（6）接地引线线径：机房到室外接地装置引线（圆钢直径要大于10mm，扁钢截面大于80mm2）。
　　（7）铜线与扁铁必须采用焊接或机械式连接，并作防腐处理。
　　3.监控系统防雷注意事项
　　（1）室外信�设备尽量不要安装避雷针，以避免引雷。
　　（2）室外信�设备尽量不要安装在室外避雷针及避雷塔上，以防直击雷泄放时在信�线及设备内部电路上产生强烈的感应雷。
　　（3）当信�设备必须安装在最高建筑物顶时，必须采用独立的防直击雷措施，但直击雷地线必须与防感应雷的信�防雷器的地分开，绝对不能直接将信�防雷器的地线与避雷带连接。
　　参考文献：
　　[1]孙景梅.浅谈电气装置的接地和漏电保护器的应用[J].电气开关，1998年3期
　　[2]朱政国,季爱晖,胡治平.钢铁企业配电系统中性点小电阻接地方式[J].电气应用，2010年4期
　　作者简介：
　　马敏(1983- ),女,山西大同人,毕业于中北大学通信工程专业，现就职于大同电力高级技工学校，研究方向：电工基础、低压电器。

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