電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)

孟延明

沈陽蘭星自動化工程有限公司

電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)

孟延明

沈陽蘭星自動化工程有限公司

雷電的破壞力主要在于其產(chǎn)生的毀壞性電位差，為了減小雷電造成的危害，應(yīng)對各個內(nèi)層的保護區(qū)界面做等電位連接，還要應(yīng)用電涌保護器或運用導(dǎo)線對信號線、電源線、金屬管道等各種金屬設(shè)備也進行等電位連接，將局部等電位連接棒相互連接后，再與主等電位棒連接在一起。本文主要闡述了接地系統(tǒng)的分類、作用和設(shè)計，并分析了現(xiàn)代防雷系統(tǒng)裝置的特點。

電氣系統(tǒng)；接地系統(tǒng)；防雷裝置

隨著科技的水平的不斷提高，在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中，對電氣設(shè)計的要求也越來越高，其中最重要的步驟就是防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計。我們要高度的重視，對防雷裝置的要求要更加的嚴格，要做好防范的準(zhǔn)備，最大程度的保護人員的安全。建筑能否正常使用與電力系統(tǒng)的使用安全密切相關(guān)，研究電氣系統(tǒng)的防雷接地，對保護人員的人身和財產(chǎn)安全都有著很重要的意義。

一、建筑接地系統(tǒng)的類別分析

（一）防雷接地系統(tǒng)。保護建筑最為普遍和重要的接地系統(tǒng)是防雷接地系統(tǒng)。其工作原理是當(dāng)雷擊到建筑物時，它可以有效地將電流導(dǎo)入大地，將建筑內(nèi)的設(shè)備進行等電位、多層屏蔽的保護，以此保護建筑物和人員的人身及財產(chǎn)安全。在雷落下的瞬間電流能達到幾十到幾百千安培，瞬時的電壓也將達到幾十到幾百千伏，嚴重的威脅著建筑物內(nèi)的電子設(shè)備和人員的安全。所以防雷接地系統(tǒng)的是一種重要的安全防雷結(jié)構(gòu)。

（二）工作接地系統(tǒng)。對建筑內(nèi)部的各種電器設(shè)備保護性最強的接地系統(tǒng)是工作接地系統(tǒng)，使其正常工作需要的接地系統(tǒng)主要有直流工作接地和交流工作接地。交流工作接地一般用于民用建筑，其工作原理是交流配電系統(tǒng)中的電源變壓器中性點或?qū)⒔ㄖ锸艿嚼讚魰r所產(chǎn)生的交流電源中性線直接接地，保證建筑受到雷擊時電器具能接收到維持正常工作的穩(wěn)定電壓。直流工作接地的原理是將放大建筑內(nèi)部的電子設(shè)備信號，使信號傳輸和在各個電路的信息傳遞的過程中，基準(zhǔn)電位穩(wěn)定在設(shè)備正常工作的水平，以此來保證建筑內(nèi)電力系統(tǒng)可以正常的工作。

（三）保護接地系統(tǒng)。主對建筑內(nèi)的人員安全保護性最強接地系統(tǒng)的是保護接地系統(tǒng)，它可以降低人員遭到間接電擊的可能性，在出現(xiàn)接地故障的狀況下，還能降低金屬殼體之間存在的電位差造成的打火引發(fā)的火災(zāi)的可能性。當(dāng)配電回路中出現(xiàn)接地故障時，瞬間會產(chǎn)生非常強大的電流，致使配電回路保護開關(guān)會迅速閉合，可以及時的起到保護的作用。當(dāng)故障回路電源無法被切斷時，用來保護人員的安全主要靠保護接地使用等電位的措施。

二、建筑接地系統(tǒng)的設(shè)計

（一）設(shè)計防雷接地系統(tǒng)。在建筑接地系統(tǒng)設(shè)計中是非常重要的就是防雷接地，建筑物的防雷保護可分為一類、二類和三類三級保護，二類防雷保護設(shè)計主要應(yīng)用于民用建筑，一類防雷保護設(shè)計主要應(yīng)用于建筑內(nèi)存在爆炸危險環(huán)境。建筑的防雷接地系統(tǒng)一般四部分組成，分別是接閃器、引下線、均壓環(huán)和接地體。其中避雷帶主要鋪設(shè)在房角、房檐等易受到雷擊的地方。其中接閃器一般有三種，分別是避雷帶、避雷針以及避雷針帶組合的接閃器。與避雷帶相連接的地方一般是建筑表面外露的金屬構(gòu)件和管道等。的接閃器一般要同下線焊接連在一起。高層建筑物的引下線一般使用鋼筋混凝柱的鋼筋。

（二）設(shè)計工作接地系統(tǒng)。工作接地主要有兩種，一種是交流工作接地，建筑內(nèi)交流配電系統(tǒng)中性點的接地就是交流工作接地。當(dāng)附近地區(qū)變電所為建筑供電時，在從區(qū)域變電所引進配電線路到建筑之前，中性線需要重復(fù)接地，所以，在區(qū)域的變電所內(nèi)工作接地就內(nèi)已經(jīng)完成了。對于建筑設(shè)置有獨立變電所和在變電所內(nèi)若有發(fā)電機組的情況下，就可以在變電所內(nèi)將變壓器的中性線和中性點共同直接接地來完成交流接地。另一種是直流工作接地。一般在使用電子設(shè)備集中的場所會設(shè)置直流工作接地，例如：通信計算機機房、監(jiān)控消防中心、機房等，除有特殊的要求之外接地電阻值一般小于4歐姆。

（三）設(shè)計保護接地系統(tǒng)。通過配電系統(tǒng)的保護線和中性線之間的不同配置就是保護接地系統(tǒng)，選擇方式主要有五種情況，分別是TN-C、TN-CS、TN-S、TT、IT。三相五線制系統(tǒng)就是其中的TN-S系統(tǒng)，高層和智能建筑大多會選擇這個系統(tǒng)。這個系統(tǒng)最大的特點是保護線和中性線在其他地方分開沒有任何連接，只在電源變壓器的中性點外一處共同接地。采用此接地保護系統(tǒng)一般是建筑內(nèi)有變壓器。

三、電力系統(tǒng)接地和防雷故障及防護措施分析

（一）接地故障及防護。接地故障最主要是短路問題，是由于相線同電氣裝置的外露部分和地面間造成的，會致使外露導(dǎo)電部分帶有很強的電壓，由于這個電壓對接地金屬打火，有可能會引起起火。重復(fù)接地可以有效的解決這個問題，所以對配電室、總配電箱應(yīng)、配電線路的中間以及末端處保護地線都要做重復(fù)接地。要做到選擇合理的保護類型和多點保護。

（二）防雷故障及防護。如今，雷害問題主要是通過金屬導(dǎo)體傳播的雷電波對建筑、財產(chǎn)、人員造成傷害，與過去直擊雷形式對地面上的人和物進行擊毀的方式有很大的不同。防雷方法也由原來簡單的避雷針和避雷帶防護轉(zhuǎn)變?yōu)闉楝F(xiàn)在的ADBSGP方法。雷電波是指雷擊通過金屬引到建筑物內(nèi)發(fā)生的事故。這種事故的危害和發(fā)生率都非常高，要比從前的雷擊危害和發(fā)生率高很多。目前最先進的防雷裝置是電涌保護器，它的工作原理是通過抑制電流和電壓來保護設(shè)備安全。它轉(zhuǎn)入等電位系統(tǒng)的時間更快，降低各個端口電壓的時間也更短，從而達到保護設(shè)備的目的。電涌保護器應(yīng)用的方面可分為四種，分別是信息系統(tǒng)電涌保護器、電源系統(tǒng)電涌保護器、絕緣火化隙和等電位連接。要在設(shè)備的各個進出線纜上安裝電涌保護器，當(dāng)發(fā)生雷擊時，電涌保護器會將各個端口電壓維持在等電位水平，這樣就可以降低設(shè)備系統(tǒng)受到的損害。

四、小結(jié)

電氣設(shè)備的安全使用與建筑的安全息息相關(guān)，為了保護電氣設(shè)備的安全，讓電氣接地系統(tǒng)設(shè)計減小雷電以及浪涌電壓的破壞性是我們面臨的最大問題和挑戰(zhàn)。為了保證建筑的正常使用，就要促進電力系統(tǒng)的使用安全和安全可靠性，也是為了保證建筑內(nèi)的設(shè)備和人員的安全。必須要清楚建筑中接地系統(tǒng)的分類，接地系統(tǒng)之間的關(guān)系，這都是為了更好地設(shè)計接地系統(tǒng)，只有才能設(shè)計出安全可靠的接地系統(tǒng)。

[1]周平玲．水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)分析[J]．城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(22):4381-4382．