淺析接地保護在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

陳昔柱　季秋麗　李瑞彬　彭淑?！私i　曹鳳雷

[摘 要]我國現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定：在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，為了保證人身和設(shè)備的安全，廣泛采用將電氣設(shè)備金屬外殼與系統(tǒng)零線直接相連的方式，即電氣設(shè)備的外殼采用接零保護在中性點不接地的低壓系統(tǒng)中，電氣裝置采用接地保護。本文主要討論電氣安全保護接地、接零技術(shù)、重復(fù)接地和共同接地的優(yōu)缺點和應(yīng)用選擇，設(shè)計施工注意事項。

[關(guān)鍵詞]系統(tǒng)；接地保護；安全

一、引言

電力系統(tǒng)不安裝相關(guān)的電力接地及漏電保護措施或者電力機械設(shè)備安裝施工現(xiàn)場操作管理失誤、部分施工現(xiàn)場對電氣接地保護系統(tǒng)及漏電保護器的選擇與安裝不盡合理等都可能造成電力系統(tǒng)觸電事故的發(fā)生，而這也成為了電力系統(tǒng)施工實踐過程所必須面對的一個安全難題，因此必須要在電力機械設(shè)備系統(tǒng)中安裝電氣接地保護系統(tǒng)和漏電保護器，盡可能的保護設(shè)備及人員的生命財產(chǎn)安全。

一般電氣接地按作用分類有兩大類，即保護性接地和功能性接地。電氣設(shè)備接地的目的主要是保護人身和設(shè)備的安全，所有電氣設(shè)備應(yīng)按規(guī)定進行可靠接地。

二、接地、共同接地和重復(fù)接地

一般在1kv以下的電力輸配線路及設(shè)備的接地制式主要有五種類：“IT”、“TT”、“TN-C”、“TN-S”、“TN-C-S”接地方式。

1.IT系統(tǒng)。所謂“IT”接地制式，就是變壓器（或電源）低壓側(cè)中性點（N）不直接接地或通過阻抗來接地保護，而設(shè)備的外殼導(dǎo)體部分與接地連接，但設(shè)備的外殼接地與電源中性點接地是不連接的。

2.TT系統(tǒng)。所謂“TT”接地制式，就是電源中性點（N）直接接地（即工作接零），但其設(shè)備外殼導(dǎo)體部分的接地保護（PE）線與電源中性點（N）線是不連接的。

3.TN系統(tǒng)。是指中性點直接接地系統(tǒng)中電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分用保護線或中性線與系統(tǒng)中性點相連。按照中性線N與保護線PE的組合情況，TN分為以下三種形式：

（1）TN-C系統(tǒng)。所謂“TN-C”是三相四線接零制式，就是電源中性點（N）與保護中性線（PEN）直接接地（即工作接零），其設(shè)備外殼導(dǎo)體部分的接地保護（PE）線與電源中性點（N）線是連接的。

（2）TN-S系統(tǒng)。所謂“TN-S”是三相五線接零制式，就是電源中性點（N）與保護中性線（PEN ）直接接地（即工作接零），但其設(shè)備外殼導(dǎo)體部分的接地保護（PE）線與電源中性點（N）線不連接的。 應(yīng)特別注意：在電源端應(yīng)是三相四線接零制，在電源負載端即為三相五線接零制時，只允許第一只低壓柜內(nèi)的電源中性點（N）線與地保護（PE）線連接，其它禁連接。

（3）TN-C-S系統(tǒng)。所謂“TN-C-S”是三相四線接零制和三相五線接零制結(jié)合的接地制式，即在變壓器（電源端）中性點與保護中性線（PEN）直接接地（即工作接零）。

應(yīng)特別注意：在其電源端為三相四線接零制“TN-C”系統(tǒng)時，其設(shè)備外殼導(dǎo)體部分的接地保護（PE）線與電源中性點（N）線是連接的。“而電源負載端為三相五線接零制“TN-S”系統(tǒng)，其設(shè)備外殼導(dǎo)體部分只允許第一只低壓柜內(nèi)的電源中性點（N）線與接地保護（PE）線連接，其它禁止連接。由于“TN” 接地制式，保護接零技術(shù)要求高可能由于保護接零系統(tǒng)的差錯，而造成危及人身安全。

4.共同接地。要想用簡單可靠的方法保證安全，就應(yīng)當(dāng)采取共同接地的方式。共同接地由于必須同時滿足電氣安全、 防雷、防靜電等多個不同系統(tǒng)對接地的要求，因此它的接地電阻應(yīng)≤1Ω。 設(shè)計中應(yīng)盡可能的利用建筑物或構(gòu)筑物地表以下的金屬結(jié)構(gòu)作為接地體，地表以下的金屬結(jié)構(gòu)連接越多，接地電阻就越小，金屬結(jié)構(gòu)件的分布面積越大、埋設(shè)深度越深，雷擊時產(chǎn)生的跨步電壓越小，對人體就越安全。

5.重復(fù)接地。在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點或多點再次與大地作金屬性連接，稱為重復(fù)接地。

重復(fù)接地可在系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時降低零線的對地電壓，減輕觸電的危險。當(dāng)采用保護接零而零線斷裂時，如果在斷線后的電力設(shè)備有一相碰殼，則后面的零線會帶上相電壓，造成危險。采用了重復(fù)接地后，接在斷裂處后面的所有電氣設(shè)備外殼上的對地電壓UE重復(fù)接地。

三、接地保護的設(shè)計

1.接地電阻。接地保護系統(tǒng)的接地電阻大小的選擇是由保護系統(tǒng)的保護功能和系統(tǒng)所通過的電流以及電流的性質(zhì)決定的。一般情況下用于小接地電流的電氣系統(tǒng)的接地其接地電阻只要≤4Ω就可以了。對于較大接地電流的電氣系統(tǒng)其接地電阻通常應(yīng)≤1Ω。對于電氣系統(tǒng)并不大，用電設(shè)備并不多，可采用直接接地保護作為用電設(shè)備的防漏電安全保護。在可能的條件下應(yīng)盡量采用重復(fù)接地作為防漏電安全保護。對于單純用于防靜電、防雷電的接地其接地電阻一般≤30Ω就可以了。

2.裝設(shè)接地裝置的要求。（1）接地線一般用40mm×40mm的鍍鋅扁鋼； （2）接地體用鍍鋅鋼管或角鋼。鋼管直徑為50mm，管壁厚不小于3.5mm，長度2-3m，角鋼以50mm×50mm×5mm為宜； （3）接地體頂端距地面0.5-0.8m，以避開凍土層，鋼管或角鋼的根數(shù)視接地體周圍的土壤電阻率而定， 一般不少兩根，每根的間距為3-5m； （4）接地體距建筑物的跟離在1.5m以上，與獨立的避雷針接地體的距離大于3m； （5）接地線與接地體的聯(lián)接應(yīng)使用搭接焊。

3.土壤電阻的判斷和降低土壤電阻率的方法。接地系統(tǒng)的好壞不僅和接地體的大小形狀有關(guān)，接地體埋設(shè)地帶的土壤電阻的大小更直接影響到接地系統(tǒng)接地電阻的大小。具體措施如下： （1）改變接地體周圍的土壤結(jié)構(gòu)在接地體周圍的土壤2-3m范圍內(nèi)，摻入不容于水的、有良好吸水性的物質(zhì)，如木炭、焦碳煤渣或礦液等； （2）用食鹽、木炭降低土壤電阻率用食鹽、 木炭分層夯實。木炭和細摻勻為一層，約10-15cm厚，再鋪2-3cm的食鹽，共5-8層。鋪好后打入接地體。但食鹽日久會隨流水流失，一般超過兩年就要補充一次。 （3）用長效化學(xué)降阻劑。

四、結(jié)論

通過對接地、接零、重復(fù)接地及共同接地的討論，目的是探討在實際工作中應(yīng)采取何種保護方式，從而最大限度地保證人員的安全。目前，在接地和接零技術(shù)的應(yīng)用中普遍存在著一些誤區(qū)，特別在工程應(yīng)用中普遍采用不分接地目的，不根據(jù)接地體的尺寸， 不考慮接地點的土壤情況，隨便打一根角鋼，就叫做完成了電氣系統(tǒng)的接地保護。這種根本不合格的做法，其危害性是極其巨大的，它容易使人誤以為系統(tǒng)已有可靠的接地保護，從而放松了對電器安全的警惕性，當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣被破壞后，它極有可能給操作者帶來觸電傷害，嚴重時會造成電氣火災(zāi)、甚至造成人身傷亡等重大事故。因此有必要再三強調(diào)接地保護的重要性及其正確設(shè)置。

接地從字面來看是十分簡單的事情，但是對于經(jīng)歷過電磁干擾和雷電挫折的人來說可能是一個最難掌握的技術(shù)。實際上在電磁兼容設(shè)計中，接地是最難的技術(shù)。面對一個系統(tǒng)，沒有一個人能夠提出一個絕對正確的接地方案，多少會遺留一些問題。防雷與接地是統(tǒng)一的，二者缺一不可。只有防雷措施而無接地，無法迅速泄流放電，反之，設(shè)備將直接遭受強大電流的沖擊，無論哪種情況系統(tǒng)都將受到破壞甚至癱瘓。只要通過合理配置，使之融為 一體，就能有效確保系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，從而發(fā)揮出系統(tǒng)防護工作的最佳效果。

參考文獻：

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