電氣自動(dòng)化中電氣接地及電氣保護(hù)技術(shù)分析

李嘉錚+夏韻

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)電氣安裝工程質(zhì)量提出了更高的要求。目前，我國各種電氣設(shè)備和民用電器有了很大的發(fā)展，建筑電氣安裝工程技術(shù)也隨之提高。本文結(jié)合筆者多年的工作實(shí)踐， 對(duì)電氣自動(dòng)化中電氣接地及電氣保護(hù)技術(shù)分析。

關(guān)鍵詞：電子自動(dòng)化；電氣接地；電氣保護(hù)

引言

為了方便大家，給大家營(yíng)造一個(gè)安全舒適的電氣系統(tǒng)供應(yīng)環(huán)境，高層建筑設(shè)計(jì)者在電氣的安裝上采用了符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的接地設(shè)備，為提高電氣系統(tǒng)的安全概率，減少電氣的安全隱患，電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行就成為了高層建筑中的主要因素，因此電氣系統(tǒng)的安全性成為了最主要的施工標(biāo)準(zhǔn)之一，必須加強(qiáng)接地保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)研究。

1 電氣接地

在建筑物供配電設(shè)計(jì)中，接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位，因?yàn)樗P(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性，安全性。尤其近年來，大量的智能化樓宇的出現(xiàn)對(duì)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了許多新的內(nèi)容。目前的電氣接地主要有以下兩種方式：

1.1 TN-S系統(tǒng)

TN-S是一個(gè)三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨(dú)立變配電所時(shí)進(jìn)線采用該系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是，中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電位。只要象TN-C-S接地系統(tǒng)，采取同樣的技術(shù)措施，TN-S系統(tǒng)可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備沒有特殊的要求時(shí)，一般都采用這種接地系統(tǒng)。

在智能建筑里，單相用電設(shè)備較多，單相負(fù)荷比重較大，三相負(fù)荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機(jī)電流。另外，由于大量采用熒光燈照明，其所產(chǎn)生的三次諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設(shè)備外殼上，會(huì)造成電擊或火災(zāi)事故；如果在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線連在一起再接到設(shè)備外殼上，那么危險(xiǎn)更大，凡是接到PE線上的設(shè)備，外殼均帶電；會(huì)擴(kuò)大電擊事故的范圍；如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起除會(huì)發(fā)生上述的危險(xiǎn)外，電子設(shè)備將會(huì)受到干擾而無法工作。因此智能建筑應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流接地，交流工作接地，安全保護(hù)接地，及普通建筑也應(yīng)具備的防雷保護(hù)接地。此外，由于智能建筑內(nèi)多設(shè)有具有防靜電要求的程控交換機(jī)房，計(jì)算機(jī)房，消防及火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控室，以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設(shè)備，所以在智能樓宇的設(shè)計(jì)和施工中，還應(yīng)考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。

1.2 TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分是TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來的場(chǎng)所，進(jìn)戶之前采用TN-C系統(tǒng)，進(jìn)戶處做重復(fù)接地，進(jìn)戶后變成TN-S系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)前面已做分析。TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是：中性線N與保護(hù)接地PE在進(jìn)戶時(shí)共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統(tǒng)中，中性線N常會(huì)帶電，保護(hù)接地線PE沒有電的來源。

二、分析問題

土壤特性對(duì)電氣設(shè)備影響方面的問題：（1）在測(cè)得土壤的電阻率后，時(shí)常會(huì)發(fā)現(xiàn)土壤的電阻率不符合要求，這時(shí)，應(yīng)考慮如何降低其電阻率。（2）為了保證電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，裝置的接地電阻須盡量減低。

在三大系統(tǒng)的存在問題：（1）TT系統(tǒng)中的電源某一點(diǎn)和電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分都是直接接地，此接地點(diǎn)在電氣上是獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)，通常情況下這樣是不安全的。（2）每一個(gè)系統(tǒng)并不是普遍適用的，須根據(jù)具體設(shè)備選擇的系統(tǒng)。

對(duì)于弱電機(jī)房中而言，內(nèi)部的接地設(shè)備并不足以解決問題，弱電機(jī)房還需要外部安裝防雷設(shè)施。

三、電氣自動(dòng)化中電氣接地系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)分析

在實(shí)際管理機(jī)制建立和運(yùn)行過程中，要積極踐行更加系統(tǒng)化的處理機(jī)制，為后續(xù)接地系統(tǒng)的處理工作提供保障。傳統(tǒng)的處理機(jī)制中，有兩種方式應(yīng)用的較為廣泛，但是都存在自身的劣勢(shì)。一方面，土壤中添加無機(jī)鹽，盡管這種方式的成本較低，但是，由于鹽體并不穩(wěn)定，若是下雨，土壤會(huì)恢復(fù)到無機(jī)鹽狀態(tài)，對(duì)于接地系統(tǒng)的作用就會(huì)消失。另一方面，對(duì)土壤中的含水量進(jìn)行集中管控，但是，大面積灑水的方法會(huì)造成耗時(shí)耗力的弊端。

基于此，要對(duì)土壤進(jìn)行有效的處理，主要是向土壤中添加接地增效劑，整體性能較為穩(wěn)定且安全，并不需要非常嚴(yán)格的維護(hù)機(jī)制，能有效改善土壤的接地性能。在實(shí)際應(yīng)用過程中，較為常見的接地增效劑包括膨潤(rùn)土、導(dǎo)電水泥以及碳粉，其導(dǎo)電性能較好，而導(dǎo)電水泥最為理想，既能在濕潤(rùn)的土壤環(huán)境中發(fā)揮作用，在干燥土壤中也能優(yōu)化土壤接地性能。

（一）合理化降低電阻

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行效果，確保接地處理符合標(biāo)準(zhǔn)，要對(duì)接地電阻數(shù)值進(jìn)行集中控制。第一，要利用外引接地的方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行處理，主接地網(wǎng)區(qū)域要將主變系統(tǒng)和電阻率低的接地裝置連接在一起，減少接地電阻阻值的同時(shí)，優(yōu)化接地效果，這種處理機(jī)制的限制條件較多，需要技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行綜合性分析。第二，有效擴(kuò)大接地網(wǎng)面積，在條件允許下，要保證有效增加接地網(wǎng)面積，降低電阻值。第三，提高接地網(wǎng)的埋深。

（二）合理化整合接地系統(tǒng)

在接地系統(tǒng)管理的過程中，要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)和控制體系予以全面重視，尤其要整合三大接地系統(tǒng)。其中，IT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)不能同時(shí)安裝。TN系統(tǒng)運(yùn)行過程存在三種基礎(chǔ)性方式，且相關(guān)適用范圍并不一致，要對(duì)不同情況進(jìn)行集中處理。第一，TN-C-S系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，對(duì)于這個(gè)電力系統(tǒng)的供電水平和質(zhì)量要求較高，要確保安全性能穩(wěn)定，才能適用該系統(tǒng)，從而有效發(fā)揮接地系統(tǒng)的實(shí)際價(jià)值。第二，TN-C系統(tǒng)，在實(shí)際線路運(yùn)行和管理的過程中，要系統(tǒng)對(duì)于線路沒有較為繁瑣的要求，能簡(jiǎn)化線路并且提高安全性，爆炸問題非常少，因此，在工作環(huán)境較為簡(jiǎn)單的區(qū)域應(yīng)用該系統(tǒng)較為常見。

（三）合理化控制電涌防護(hù)器

在實(shí)際設(shè)備處理和管控過程中，要對(duì)電涌防護(hù)器進(jìn)行整合，將接地線長(zhǎng)度布置設(shè)置為最短最直，延長(zhǎng)接地線長(zhǎng)度，就能有效增大阻抗數(shù)值。確保高頻瞬時(shí)電壓和諧振總阻抗能形成有效的開路結(jié)構(gòu)，保證設(shè)備和運(yùn)行系統(tǒng)的整體效果。另外，在電涌防護(hù)器應(yīng)用的過程中，也要借助屏蔽防護(hù)裝置對(duì)電纜進(jìn)行綜合性隔離，確保處理效果符合預(yù)期。除此之外，技術(shù)熱源要對(duì)接地線質(zhì)量展開深度處理，利用雙股絞線，設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)要求都要符合材料的基本標(biāo)準(zhǔn)，并且有效避免使用單股銅線，提高質(zhì)量的同時(shí)，完善設(shè)計(jì)效果和應(yīng)用水平，促進(jìn)整個(gè)接地系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。

四、結(jié)束語

在電氣自動(dòng)化電氣接地保護(hù)技術(shù)運(yùn)行過程中，要結(jié)合設(shè)備和具體要求，充分考量土壤的特殊性，有效應(yīng)對(duì)施工問題，重視接地系統(tǒng)的應(yīng)用效果，在保證安全的基礎(chǔ)上，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也要實(shí)現(xiàn)多元化管理機(jī)制，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)用性，為電力管理工作的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王新宇.電氣接地保護(hù)安全技術(shù)下的安全管理問題探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì).2014（12）

作者簡(jiǎn)介：

李嘉錚（1995.11.07）男，漢，身份證號(hào)：140303199511070017，本科生，山西省陽泉市，研究方向：金融類

夏韻（1997.01.04-）女，漢族，身份證號(hào)：330602199701040527，本科生，浙江省紹興市，研究方向：國際金融類