淺析電氣設(shè)備接地電阻選擇和故障電流監(jiān)測

趙寶林

中國二冶機電公司第五分分公司，內(nèi)蒙古包頭 014010

電氣設(shè)備（Electrical Equipment）是在電力系統(tǒng)中對發(fā)電機、變壓器、電力線路、斷路器等設(shè)備的統(tǒng)稱。接地是電流返回其源的低阻抗通道。接地為防止觸電或保護設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地。

1 電氣設(shè)備接地方式

電氣設(shè)備究竟應采用保護接零，還是采用保護接地方式，主要取決于配電系統(tǒng)的中性點是否接地、低壓電網(wǎng)的性質(zhì)以及電氣設(shè)備的暫定電壓等級。在實際運用中，接地的作用總的步說可以分為有兩個：保護人員和設(shè)備不受損害叫保護接地；保障設(shè)備的正常運行的叫工作接地。這里的分類是指接地工程設(shè)計施工中考慮的各種要求，并不表示每種“地”都需要獨立開來。相反，除了有地電信號抗干擾、設(shè)備本身專門要求等特殊原因之外，我們提倡盡量采用聯(lián)合接地的方案。

1.1 保護接地

保護接地主要功能是防雷擊、防止設(shè)備漏電。防雷接地是受到雷電襲擊（直擊、感應或線路引入）時，為防止造成損害的接地系統(tǒng)。常有信號（弱電）防雷地和電源（強電）防雷地之分，區(qū)分的原因不僅僅是因為要求接地電阻不同，而且在工程實踐中信號防雷地常附在信號獨立地上和電源防雷地分開建設(shè)。機殼安全接地是將系統(tǒng)中平時不帶電的金屬部分（機柜外殼，操作臺外殼等)與地之間形成良好的導電連接，以保護設(shè)備和人身安全。此外，保護接地還可以防止靜電的積聚。

1.2 工作接地

工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設(shè)的接地。它分為機器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統(tǒng)中還有本安接地。

除了上述幾種接地外，在很多場合下容易引起混亂的還有一個供電系統(tǒng)地，也叫交流電源工作地，它是電力系統(tǒng)中為了運行需要設(shè)的接地（如中性點接地）。

2 接地電阻的選擇

接地電阻，除具有傳統(tǒng)打輔助地極測接地電阻的功能外，還具備無輔助地極測量的獨特功能。接地電阻是否符合要求是電氣接地系統(tǒng)的安裝驗收的主要依據(jù)。因此，在實際工作中，接地電阻選是一項十分重要的工作。主要技術(shù)有以下技術(shù)要點：一是選用合適的測量儀器。接地電阻測量，不能選用萬用表，因為萬用表不能消除瞬間電流引起的測量誤差；二是選擇正確的測量方法。在現(xiàn)實應用中，多選擇雙鉗法、地樁法雙重測量方式，用測得的數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律可以很容易計算出接地電阻值；三是考慮測量外部環(huán)境。大地本身就是一個電阻，且受多種外部環(huán)境因素影響，因此在測量時就考慮土壤引起的影響；四是正確布置輔助接地極。輔助接地極的設(shè)置，目的就是選擇其代表性，故要注意其與被測地極的距離等，確?？陀^反映電阻值。

3 接地故障電流的監(jiān)測

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，儀器儀表精密性和靈敏度越來越高，極大地增強了工業(yè)設(shè)備性能。與此同時，對設(shè)備安裝工程中對接地可靠性也提出了更高的要求。

故障電流是指中性線電流經(jīng)用作接地線的穿線金屬管和建筑物的導電部分返回電源用戶處。接地故障電流 （earth fault current ）是指流向大地的故障電流。

故障電流出現(xiàn)，就可能會使電氣系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生噪音使設(shè)備無法正常工作，也可能會產(chǎn)生強大雜亂的磁場，并對臨近電氣設(shè)備造成影響，使不同接地點的產(chǎn)生電位差，即不同接地點之間產(chǎn)生電壓，引起危險。

故障電流的監(jiān)測方法，通常是置放一個電流互感器在相線和中性線之間，通過電流互感器檢測相線和中性線電流的瞬時向量和。如果檢測電流和近似為零，則表示沒有故障電流，如果三相負荷不平衡，則會有電流差通過中性線。

在監(jiān)測故障電流的方法時，根據(jù)電流互感器的安裝位置，一般分以下幾種監(jiān)測方法。

一是監(jiān)測含有中性線的主干回路。對于設(shè)備很少的小型電氣系統(tǒng)，這種方法簡便易行，但是適用于大型電氣系統(tǒng)。一旦安裝的多個電流互感器，發(fā)現(xiàn)電流后，也很難查找和排除。

二是監(jiān)測變壓器中性點到總接地端子板間的電流。這種方法可很好地利用在直接監(jiān)測泄漏電流上，但不能監(jiān)測相線和中性線的向量和，故有一定的局限性。

三是監(jiān)測參考接地線上的電流。對于有專門參考接地線的電氣系統(tǒng)，這種方法不僅可以直觀地監(jiān)測泄漏電流，還能針對性地查長到檢驗接線錯誤、導線和與參考接地線連接的設(shè)備的絕緣等問題。

四是隔離變壓器或噪音抑制變壓器二次回路的監(jiān)測。對于監(jiān)測可編程控制器和其它敏感電子設(shè)備的絕緣水平、接線有無錯誤以及二次回路上是否存在故障等，這種辦法是行之有效地。

4 電氣接地技術(shù)實證分析

電氣接地是必不可少的。正確的接地系統(tǒng)安裝看上去簡單，但在實際應用上是一個比較復雜的問題，需要考慮的因素很多。一旦處理不好，就會埋下事故隱患，甚至引發(fā)不良后果。下面，結(jié)合某機房的接地保護方案進行分析。

某機房有4種接地形式：計算機專用直流邏輯地、交流工作地、安全保護地、防雷保護地。采用原接地極，并采用聯(lián)合接地方式；接地電阻小于1Ω；邏輯接地網(wǎng)用銅排安放在活動地板下，配專用接地端子，直流地需用接地干線引下至接地端子。為了消除雷擊和過電壓的危險影響，保護機房設(shè)備的安全，在防雷擊保護上，配電柜內(nèi)專門單獨安裝了電源二級防過電壓防雷保護系統(tǒng)。在導線選擇上，根據(jù)負荷大小，結(jié)合電壓損失、允許升溫、機械強度等，合理選用難燃銅芯塑料絕緣導線導線。

5 結(jié)論

電氣接地在安裝實際中，不僅要理論線路上進行分析和論證，更重要的是要考慮實際情況，并選擇合適的安裝工藝，才能實現(xiàn)可靠接地，保證大型設(shè)備的安全運行。

[1]魏林，李楊.工業(yè)廠房配電系統(tǒng)幾種接地方式的探討[J].電工技術(shù)，2010(1)：13-14.

[2]武英健.綜合布線系統(tǒng)的電氣保護[J].酒鋼科技，2005(4)：17-18.

[3]陳德鑫.論智能建筑的電氣保護與接地[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(5)：172.