化工企業(yè)的安全用電與接地保護(hù)

原 野

中海油石化工程有限公司，山東青島 266100

1 接地系統(tǒng)

1.1 TN-C系統(tǒng)

該系統(tǒng)是三相四線系統(tǒng)，將中性線N和保護(hù)接地PE集為一體，稱為PEN線。它具有鮮明優(yōu)勢(shì)，主要包括靈敏感知接地故障以及線路經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單。即使如此，仍舊只能在三相負(fù)荷相對(duì)平衡的場(chǎng)所對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用。從化工企業(yè)角度來(lái)講，它要使三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)有著較大難度。所以，在化工企業(yè)建筑之中，不可應(yīng)用TN-C接地系統(tǒng)[1]。

1.2 TN-C-S系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的構(gòu)成主要是2個(gè)接地系統(tǒng)，其一是TN-C系統(tǒng)，其二是TN-S系統(tǒng)，N線和PE線連接處是分界面所在位置。在建筑物中，部分供電場(chǎng)所從變電所引來(lái)，一般情況下，將該系統(tǒng)應(yīng)用于這部分供電場(chǎng)所中。TN-C系統(tǒng)有一定的應(yīng)用范圍，通常是進(jìn)戶之前，處于進(jìn)戶部位，做好重復(fù)接地工作，在進(jìn)戶后形成TN-S系統(tǒng)。針對(duì)TN-S系統(tǒng)而言，在進(jìn)戶時(shí)，中性線N和接地保護(hù)線PE同時(shí)接地，此后不可再將其他電氣與其相連。在人的安全性以及物的安全性方面TN-S接地系統(tǒng)發(fā)揮著不容小視的作用[2]。要將TN-C-S應(yīng)用于化工企業(yè)，使其成為其中一種接地系統(tǒng)，合理利用接地引線，從接地體兩端將其引出，同時(shí)還需選用最為合適的接地阻值，為多種電子設(shè)備提供重要保障，使其共同獲取同一等電位基準(zhǔn)點(diǎn)。

1.3 TN-S系統(tǒng)

針對(duì)該系統(tǒng)而言，它將三相四線與PE線連為一體。一般情況下，建筑工程施工時(shí)會(huì)將獨(dú)立變電所與配電所設(shè)置于建筑物中，此時(shí)可以應(yīng)用TN-S系統(tǒng)。在變壓器中性點(diǎn)，該系統(tǒng)中心線與保護(hù)接地線會(huì)共同接地，此外，其他電氣都不會(huì)與這兩條線相連。中性線與接地保護(hù)線有所區(qū)別，前者帶電，后者不帶電[3]?；鶞?zhǔn)電位存在于這一接地系統(tǒng)中，并且具有較強(qiáng)可靠性與安全性。在化工企業(yè)建筑物中，要使TN-S系統(tǒng)成為其接地系統(tǒng)，應(yīng)該效仿TN-C-S接地系統(tǒng)，應(yīng)用相同的技術(shù)措施。對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備而言，若是沒(méi)有相關(guān)特殊要求，往往在其中設(shè)置接地系統(tǒng)。

1.4 TT系統(tǒng)

該系統(tǒng)亦可稱之為三相四線接地系統(tǒng)。對(duì)于部分建筑物而言，公共電網(wǎng)是其供電來(lái)源，在這一類型的建筑物中TT系統(tǒng)應(yīng)用率較高。它的特征為：中性線N和保護(hù)接地線PE沒(méi)有任何電氣連接，即兩者獨(dú)立。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行正常的時(shí)候，如果中性線帶電，保護(hù)接地線必定不帶電。設(shè)備外殼帶電只有一種情況，即因?yàn)楸Ｗo(hù)接地靈密度不高，無(wú)法在第一時(shí)間切斷故障。在正常運(yùn)行過(guò)程中，TT系統(tǒng)的意義在于促進(jìn)安全性的提升，同時(shí)可獲得合格的基準(zhǔn)接地電位。不過(guò)，值得一提的是，由于公共電位電源的質(zhì)量往往不高，故而對(duì)于化工企業(yè)設(shè)備所提出的需求無(wú)法充分滿足，因此，化工企業(yè)通常不會(huì)應(yīng)用TT系統(tǒng)。

1.5 IT系統(tǒng)

該系統(tǒng)屬于TT系統(tǒng)，不過(guò)性點(diǎn)可能不接地，或是經(jīng)過(guò)阻抗接地，也就不存在中性線N，僅有有線電壓以及無(wú)相電壓，用以保護(hù)接地線獨(dú)立接地。如果一相接地，外殼并不會(huì)產(chǎn)生較大故障電流，可以使系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。但是也存在一定缺陷，即中性線N無(wú)法配出。所以，這種特性也決定了該系統(tǒng)在有眾多單相設(shè)備的化工企業(yè)中難以廣泛應(yīng)用。

化工企業(yè)生產(chǎn)車間廠房對(duì)保護(hù)接地提出更高要求，大量增加強(qiáng)電設(shè)備與弱電設(shè)備數(shù)量，此外，還應(yīng)該充分應(yīng)用攪拌罐等多種正常狀態(tài)不帶電的導(dǎo)電設(shè)備和構(gòu)件。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，就必須對(duì)接地予以保護(hù)，同時(shí)在應(yīng)用TN-C系統(tǒng)時(shí)，可將中性線用作接地線，在應(yīng)用TN-C系統(tǒng)時(shí)，將其中的中性線用來(lái)作接地線。還可以在TN-S系統(tǒng)中，連接中性線與保護(hù)接地線，使其形成一體，然后將兩者與底板相連。此外，在電子設(shè)備保護(hù)接地線上直接連接直流接地。對(duì)于接地要求，上述做法均無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，在化工企業(yè)建筑中，就有必要加強(qiáng)電子設(shè)備直流接地設(shè)置工作，用以保護(hù)接地的安全性。

2 接地措施

2.1 防雷接地

防雷接地主要指的是以較快的速度將雷電導(dǎo)入大地進(jìn)而避免雷害的接地。

眾多電子設(shè)備以及布線系統(tǒng)存在于化工企業(yè)中，具有突出特征，主要包括耐壓等級(jí)低、最怕雷擊以及防干擾要求高。直擊、反擊與串擊中的任何一種雷擊方式都會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成程度不一的損害，乃至嚴(yán)重干擾。故而，有必要加強(qiáng)化工企業(yè)建筑物防雷接地的設(shè)計(jì)工作，提高其安全性與規(guī)范性。在化工企業(yè)中，對(duì)于全部取得成功的接地，都應(yīng)該重視防雷接地系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建與完善防雷結(jié)構(gòu)。

2.2 交流工作接地

針對(duì)電力系統(tǒng)某個(gè)點(diǎn)，可以直接與大地作金屬連接，也可以通過(guò)特殊設(shè)備實(shí)現(xiàn)這一操作。

針對(duì)工作接地而言，可能是變壓器中性點(diǎn)接地，也可能是中性線接地。所應(yīng)用的中性線必須是銅芯絕緣線。輔助等電位接線端子設(shè)置于配電之中，其具體位置往往是箱柜中。更重要的是，切忌接線端子露在外面，且不可使其連接氣體接地系統(tǒng)，同樣連接保護(hù)接地線也是不允許的。

將中性點(diǎn)接地方式應(yīng)用于高壓系統(tǒng)中，能夠確保繼電保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，并且將單相電弧接地過(guò)電壓消除。此外，對(duì)于零序電壓，中性點(diǎn)接地能夠避免其發(fā)生偏移，使三相電壓處于平衡狀態(tài)，便于應(yīng)用單相電源。

2.3 安全保護(hù)接地

在電氣設(shè)備中，有些金屬部位并不帶電，將其與接地體做金屬連接。也就是通過(guò)保護(hù)接地線連接建筑物中的用電設(shè)備及其周邊金屬構(gòu)件，使其形成一個(gè)整體。不過(guò)，切忌連接保護(hù)接地線與中性線。

化工企業(yè)內(nèi)部對(duì)安全保護(hù)接地提出更高要求，需要應(yīng)用大量設(shè)備與構(gòu)件，此時(shí)必須將安全保護(hù)接地措施應(yīng)用其中，可以為企業(yè)建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全性與有效性以及相關(guān)設(shè)備和人身安全提供重要保障。

2.4 直流接地

DCS控制系統(tǒng)、先進(jìn)儀表儀器以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)存在于化工企業(yè)中，所以計(jì)算機(jī)與通信設(shè)備數(shù)量較多。在信息輸入與信號(hào)放大等過(guò)程中，這部分電子設(shè)備科學(xué)合理應(yīng)用微電位或者是微電流，以較快速度進(jìn)行，各種設(shè)備之間的工作往往通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展。要加強(qiáng)穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，對(duì)設(shè)置其中的電源以及基準(zhǔn)電位提出更高要求，必須確保兩者的穩(wěn)定性。那么，能夠使用截面比較大的銅芯絕緣線，將其當(dāng)作引線，直接連接銅芯絕緣線一端和基準(zhǔn)電位，且電子設(shè)備通過(guò)另一端完成直流接地。需要注意，這條引線不適合連接保護(hù)接地線，切忌連接中性線。

2.5 屏蔽接地與防靜電接地

電磁兼容設(shè)計(jì)工作對(duì)于化工企業(yè)而言至關(guān)重要，為防止應(yīng)用設(shè)備機(jī)能出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)布線系統(tǒng)設(shè)備提出更高要求，盡可能避免內(nèi)部自身傳導(dǎo)以及外來(lái)干擾。之所以出現(xiàn)干擾，可能是由于不同導(dǎo)線出現(xiàn)耦合現(xiàn)象，也可能是由于電容效應(yīng)或者是電感效應(yīng)。自然雷擊以及超高電壓等是其主要來(lái)源。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)發(fā)送或者接收高傳輸頻率設(shè)備，以上現(xiàn)象極易對(duì)其造成嚴(yán)重干擾。要有效避免電磁干擾，必須采取屏蔽、正確接地這一方法，將得到最佳效果?？梢赃B接設(shè)備外殼與保護(hù)接地線。在屏蔽接地方面，導(dǎo)線有其要求，需要用屏蔽管路兩端連接保護(hù)接地線。對(duì)于室內(nèi)屏蔽，應(yīng)該從多點(diǎn)出發(fā)連接保護(hù)接地線。此外，必須做好防靜電干擾工作。

接地裝置設(shè)置于化工企業(yè)建筑物中，盡可能減小其接地電阻，可以取得更高效果，嚴(yán)格控制各項(xiàng)接地電阻。一是獨(dú)立防雷保護(hù)接地電阻，應(yīng)小于等于10Ω；二是獨(dú)立安全保護(hù)接地電阻，最大值為4Ω；三是獨(dú)立交流工作接地電阻，應(yīng)小于等于4Ω；四是獨(dú)立直流工作接地電阻，需不大于4Ω；五是防靜電接地電阻，通常最大為100Ω。

最好將TN-C-S系統(tǒng)應(yīng)用于化工企業(yè)供電接地系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)要求應(yīng)該應(yīng)用統(tǒng)一接地體，在接地電位中進(jìn)行合理設(shè)定，當(dāng)作基準(zhǔn)點(diǎn)，由此出發(fā)引出多條接地引線，其功能有所差異，科學(xué)、合理使用總等電位及相關(guān)輔助等電位，進(jìn)而使其成為統(tǒng)一接地系統(tǒng)。一般該系統(tǒng)可應(yīng)用兩種材料，一是樁基鋼筋，二是鍍鋅扁鋼，將兩者集為一體，即自然接地體。以相關(guān)要求為依據(jù)，共用該體系以及防雷接地系統(tǒng)，將接地電阻控制于合理范圍中，不可超過(guò)1Ω。如果接地電阻沒(méi)有滿足要求，可以應(yīng)用2種方式，一種為增加人工接地體，另一種是化學(xué)降阻法，將其控制在合理范圍中。由于系統(tǒng)在化工企業(yè)中參與管理時(shí)所應(yīng)用的設(shè)備為計(jì)算機(jī)，因此，最好應(yīng)用單點(diǎn)接地。這一接地方式所指的是在設(shè)備上保護(hù)接地、直流接地以及工作接地各自獨(dú)立。

對(duì)于化工企業(yè)而言，安全用電至關(guān)重要，可以為其生產(chǎn)安全性提供重要保障，安全用電的基本要求是各接地系統(tǒng)正常運(yùn)行。在電氣專業(yè)系統(tǒng)中，對(duì)接地系統(tǒng)提出更高要求，定期檢查系統(tǒng)，次數(shù)為每年1次。在檢測(cè)耐壓性時(shí)，所應(yīng)用的電壓應(yīng)該達(dá)到正常運(yùn)行電壓2.5倍，同時(shí)放電曲線的檢查也十分必要，只要出現(xiàn)偏差，必須及時(shí)更換。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，化工企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分。因此，必須確保其生產(chǎn)安全，其前提為安全用電與接地保護(hù)，必須保證接地系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，不斷加強(qiáng)工作人員培訓(xùn)，使其更為全面地掌握安全用電知識(shí)，提高他們的專業(yè)素質(zhì)與技能，由此強(qiáng)化化工企業(yè)生產(chǎn)安全性與可靠性，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)做出更大貢獻(xiàn)。