石油化工工業(yè)電氣低壓配電中的接地系統(tǒng)的探索

彭廉中（茂名瑞派石化工程有限公司 廣東 茂名 525011）

電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)直接影響著人們的生產(chǎn)、生活，一些單位在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，特別是接地系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)，接地設(shè)計(jì)不規(guī)范、接地的方式雜亂，這給以后的電力運(yùn)行工作帶來(lái)很大的麻煩，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生諸多的安全隱患，特別是如石化企業(yè)這樣存在高危風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，一旦發(fā)生漏電、雷擊等事故，后果不堪設(shè)想。

一、石油化工工業(yè)低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的概述

低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)對(duì)電力運(yùn)行具有重要的意義，它工作狀態(tài)的好壞直接關(guān)系著電氣設(shè)備能否正常的運(yùn)行和使用人員的生命安全。在石油化工工業(yè)建設(shè)中，相應(yīng)的供電系統(tǒng)中接地系統(tǒng)也要根據(jù)不同設(shè)備的效用不同做出不同的設(shè)計(jì)調(diào)整。大體來(lái)講，石油化工工業(yè)低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分成系統(tǒng)接地與保護(hù)接地兩大類(lèi)。具體來(lái)講，系統(tǒng)接地是指將電源的某一點(diǎn)接地，這主要為了保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，比如在雷雨天氣時(shí)，地面的低壓線路感應(yīng)幅值會(huì)迅速提升，瞬間電壓變得很高，地面絕緣因此會(huì)承受很強(qiáng)的電壓沖擊，此時(shí)接地系統(tǒng)可以將這股沖擊電壓泄放到地面，減小瞬間過(guò)電對(duì)電線的壓力。大多建筑的配電系統(tǒng)都需要做系統(tǒng)接地，通過(guò)系統(tǒng)接地能夠大大降低故障電壓，使故障電壓僅為PE線與接地的電阻承受的電壓，有效提升電路安全性。

二、石油化工工業(yè)建設(shè)中幾種主要的接地系統(tǒng)

1.TN-C系統(tǒng)

中性線N和PE線在TN-C系統(tǒng)中是相連的，二者共同構(gòu)成保護(hù)接零。電流會(huì)以正常負(fù)荷流過(guò)PEN線，此外還會(huì)存在一定的諧波電流流過(guò)，這是在PEN線線上會(huì)發(fā)生相應(yīng)的電壓降，這個(gè)現(xiàn)象會(huì)在電氣設(shè)備的外殼和電線的金屬管路顯現(xiàn)。一般PEN線在同一供電范圍的變壓器下彼此是相通的，如果發(fā)生事故，PEN線會(huì)將故障電壓傳導(dǎo)到其他設(shè)備上，嚴(yán)重會(huì)引起災(zāi)害發(fā)生。所以TN-C系統(tǒng)比較適合于三相負(fù)荷能夠維持穩(wěn)定，并且其中的諧波電流量很小的電力運(yùn)行環(huán)境。但煤礦井下、石化工業(yè)等存在易燃易爆等危險(xiǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境則不適宜用這一系統(tǒng)。

2.TN-S系統(tǒng)

與TN-C系統(tǒng)不同，TN-S系統(tǒng)中的N線和PE線是彼此分開(kāi)的，通常負(fù)荷電流是不在PE線上流過(guò)的，除非是在發(fā)生事故的時(shí)候，才會(huì)有相應(yīng)的電位在PE線上產(chǎn)生，而一般情況下，用電設(shè)備的外殼和PE線之間是不存在電位的。TN-S系統(tǒng)比較適用于民用用電設(shè)備和比較高端的科學(xué)儀器。通常經(jīng)過(guò)TN-S系統(tǒng)的電流包含以下幾種：

(1)諧波電流

目前多數(shù)建筑的供電系統(tǒng)都是采用直流電路的電子設(shè)備，在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)在N線上產(chǎn)生一定的諧波電流，尤其是三次諧波電流，而在三相產(chǎn)生的三次諧波電流會(huì)在N線上逐次相疊，這樣產(chǎn)生的電流是非?？捎^的。這種疊加的諧波電流很容易造成電線短路。為防止這一現(xiàn)象發(fā)生一般都會(huì)在三相四線的線路上安放四根截面積相同的線路。

(2)單相工作電流

在低壓配電系統(tǒng)中N線上的電流強(qiáng)弱同相線是相同的，電線使用情況對(duì)單相工作電流影響很大，如果電流量過(guò)大，很可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果，所以一定要注意。

(3)三相不均衡電流

在單相負(fù)荷供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)三相不均衡的現(xiàn)象是比較常見(jiàn)的。并且隨著電路運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，這種問(wèn)題還會(huì)加劇，采用TN-S系統(tǒng)能夠有效的克服三相不均衡問(wèn)題，防止用電事故發(fā)生。

3.等電位聯(lián)結(jié)和重復(fù)接地

進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)就是將導(dǎo)電部分和配電箱一側(cè)總接地母排上的總的接地端子板相連。其中導(dǎo)電部分包括:進(jìn)線的配電箱、PEN線以及PEN線總母線排；電路通過(guò)的建筑公用設(shè)施管道；建筑內(nèi)金屬構(gòu)件。

重復(fù)接地就是將變壓器中性點(diǎn)接地，在建筑的進(jìn)戶處，實(shí)現(xiàn)電源中性線和地面的二次連接。采用這種連接方式主要就是為了降低人體與電壓直接接觸的危險(xiǎn)，提高安全標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)在TN系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，能夠使PE線、PEN線和建筑物的接地金屬構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了自然的連接，從而起到的重復(fù)接地的目的，這種設(shè)計(jì)所受到的電阻要比一般重復(fù)接地小得多。

三、石油化工工業(yè)電氣低壓配電系統(tǒng)接地方式

目前很多大型的石化企業(yè)采用的大都是TN-S系統(tǒng)，但是具體實(shí)施中所使用的接地方式也并不統(tǒng)一。電氣低壓配電系統(tǒng)中接地系統(tǒng)的連接方式有很多種，包括單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、浮地式等等，根據(jù)電能的用途、安全指標(biāo)的不同，要采取不同的接地系統(tǒng)，就石化行業(yè)而言，目前主要采用的是多點(diǎn)接地和浮動(dòng)式的接地措施。

多點(diǎn)接地就是將電子設(shè)備的每個(gè)接地點(diǎn)都連接到與之最近的設(shè)備金屬底層上，要盡量減少接地線的長(zhǎng)度，以減小電感。多點(diǎn)接地會(huì)發(fā)生公共抗阻耦合的問(wèn)題，此時(shí)需要通過(guò)減小地線阻抗來(lái)克服，一般頻率在10MHz以上的電路，多采用這種接地方式。

浮地式就是電路的地和大地沒(méi)有直接的導(dǎo)體相連。這樣電路能夠避免大地電性的影響，通過(guò)浮地式可以增加強(qiáng)電地和弱電地之間的電阻，這樣就能有效的防止電路耦合性產(chǎn)生的電磁干擾。但是采用這種形式的電路很容易受到寄生電路的干擾，從而使電路的地電位發(fā)生變化，對(duì)此應(yīng)該在浮地和公共地之間設(shè)置相應(yīng)的阻值較大的泄放電阻，將電路上疊堆的電荷釋放掉。使用浮地式可以保障接地系統(tǒng)中產(chǎn)生的電磁干擾不至于影響到整個(gè)配電系統(tǒng)，地電位的變更也不會(huì)干擾配電系統(tǒng)。但要注意電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)當(dāng)做保護(hù)接地處理，以防遭到雷擊時(shí)設(shè)備的外殼和內(nèi)部電路之間產(chǎn)生非常高的電壓，擊穿絕緣間隙，破壞電路。

石化行業(yè)產(chǎn)品大多是易燃易爆物，其配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)應(yīng)該謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)，選擇適宜的接地系統(tǒng)連接，嚴(yán)防雷擊、電磁感應(yīng)、短路等電路問(wèn)題發(fā)生，盡量避免人與帶電體的直接接觸，確保生產(chǎn)和人員的安全。

結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，現(xiàn)代建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，相應(yīng)的內(nèi)部電路構(gòu)成也日益精密，低壓配電中的接地系統(tǒng)是電路的重要保護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要正確選擇低壓配電接地系統(tǒng)，同時(shí)在設(shè)備和線路的選擇與連接上也應(yīng)嚴(yán)格要求，保障電路的安全。

[1]王瑛.低壓配電接地系統(tǒng)中幾個(gè)問(wèn)題的討論[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（6）.

[2]李偉.低壓配電設(shè)計(jì)中如何合理選擇接地系統(tǒng)[J].科技傳播，2011，（14）.