分析電氣接地系統(tǒng)和電氣安全的問題

金亮

【摘 要】隨著當(dāng)前現(xiàn)代化城防電子設(shè)備的逐步增多，用電量也在逐漸的加大。因此在廠方的用電系統(tǒng)中，供電安全已成為當(dāng)前最為關(guān)注的供電要求。在安全保護(hù)的措施之中，接地是無可避免的安全保障措施之一。在管理好接地安全的同時，廠方配供電系統(tǒng)中更要做好避雷措施。

【關(guān)鍵詞】電氣接地；保護(hù)技術(shù)；安全問題

一 保護(hù)接零和重復(fù)接地

首先，重復(fù)接地的概念，在電氣接地保護(hù)安全技術(shù)規(guī)范中是指采用保護(hù)接零技術(shù)，為防止零線斷線失去保護(hù)功能而需要零線多點(diǎn)接地來保障，保護(hù)零線這種多點(diǎn)接地方式為重復(fù)接地。其次，在電氣接地保護(hù)安全技術(shù)規(guī)范中，保護(hù)方式有兩種：即保護(hù)接地和保護(hù)接零。然而，供電系統(tǒng)也有中性點(diǎn)接地與不接地系統(tǒng)之分。其保護(hù)接地方式多適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)；保護(hù)接零方式多適用于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。由此可見，不同的保護(hù)方式適用不同的系統(tǒng)，它們的保護(hù)原理和技術(shù)規(guī)范也不相同。

（1）中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)中的用電設(shè)備發(fā)生單相漏電現(xiàn)象，人體與故障設(shè)備接觸就會承受接觸電壓危害。如果用電設(shè)備安裝有保護(hù)接地裝置，那么人體與接地裝置就構(gòu)成了并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，接地裝置的接地電阻規(guī)范是4歐，人體最低電阻也有幾百歐，依據(jù)電路分流原理，在電壓一定的條件下，電流分流的大小與電阻高低是成反比的。由此可見人體電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻，人體分流是很小的。再有，由于供電系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，用電設(shè)備漏電接地不能構(gòu)成故障電流回路，只有系統(tǒng)對地電容的釋放電流，在供電系統(tǒng)中這個對地電容釋放電流是有限的，保護(hù)接地裝置的并聯(lián)分流，使人體接觸漏電是安全的。但是，在中性點(diǎn)接地供電系統(tǒng)中，這種保護(hù)方式就難以實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)的效果，其一，用電設(shè)備發(fā)生單相漏電，故障設(shè)備就會通過大地與系統(tǒng)中性點(diǎn)構(gòu)成故障電流回路，故障電流就不僅僅是對地電容釋放電流，還有故障相送出的電源電流。其二，并聯(lián)分流結(jié)構(gòu)，也因電流的增大，人體分流也會有難以承受的致命電流。

（2）中性點(diǎn)接地供電系統(tǒng)中的用電設(shè)備發(fā)生單相漏電現(xiàn)象，用電設(shè)備安裝有保護(hù)接零裝置，就能構(gòu)成故障電流回路。由于金屬導(dǎo)體的電阻率小，故障電流就會起動供電系統(tǒng)故障相的保護(hù)設(shè)備斷路，切斷電源電流的傳送。由于故障保護(hù)設(shè)備斷路快，所以，人體觸及故障漏電設(shè)備是安全的。這種保護(hù)方式安全性高，卻不能在中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)中使用，因為供電系統(tǒng)中性點(diǎn)沒接地是不能引出零線的，引出零線就會帶來非故障危害。供電系統(tǒng)運(yùn)行有對稱狀態(tài)和不對稱狀態(tài)之分，對稱狀態(tài)運(yùn)行，中性點(diǎn)電位為零，不存在危害現(xiàn)象；不對稱狀態(tài)運(yùn)行，中性點(diǎn)電位不為零，零線就帶有對地電壓，與之相連的用電設(shè)備金屬外殼或金屬支架，就會出現(xiàn)非故障帶電現(xiàn)象。雖然供電系統(tǒng)不對稱運(yùn)行有技術(shù)規(guī)定限制，但非故障帶電現(xiàn)象的存在是不安全的，是有危害作用的。

二 大地就是電氣地，只要與大地連接，就能實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)功能

首先，電氣地的概念，在電氣接地保護(hù)安全技術(shù)規(guī)范中，是指電氣裝置或設(shè)備因故障向大地泄放危害能量時，能保障工作人員安全的無電位差的零電位地。也就是說大地與電氣地在物質(zhì)形態(tài)上是相同的，但安全防護(hù)功能條件是不相同的。其次，接地保護(hù)功能，在電氣接地保護(hù)安全技術(shù)規(guī)范中，是指通過具有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的接地裝置來實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能。不是隨意與地相連就能實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能。為此，電氣接地保護(hù)安全技術(shù)的接地是有條件、有標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。

（1）大地在無電場激勵和電流泄放時，是無電性化的

當(dāng)大自然雷云與大地構(gòu)成電場時，雷云電荷的感應(yīng)激勵，使大地呈現(xiàn)電性化。由于感應(yīng)電荷的同一，大地的電性化是等位的，沒有電位的差異；但當(dāng)雷電場通過防雷裝置或其他物體泄放電場能量時，大地就會以泄放點(diǎn)為中心，形成一個半球形的電能量散流區(qū)，在這個散流區(qū)內(nèi)就有電位差存在。人在散流區(qū)行走，兩腳之間就有跨步電位差危害；站在散流區(qū)內(nèi)接觸金屬物體，手腳之間就會構(gòu)成接觸電位差危害。在散流電能量消失的邊緣點(diǎn)，就是電氣零電位地。零電位地以外才是電氣安全區(qū)。電氣裝置或設(shè)備因故障向大地泄放危害能量與之同理，也就是說通過大地泄放電氣裝置或設(shè)備的故障能量，地面就會有電能量散流區(qū)形成，所以說電氣裝置或設(shè)備與地連接泄放故障電流并非是安全的。

（2）電氣裝置或設(shè)備接地保護(hù)功能是通過接地裝置來實(shí)現(xiàn)的

首先，接地裝置的技術(shù)條件有大地土壤電阻率、接地體的配置與裝置結(jié)構(gòu)質(zhì)量。低電阻的土壤，散流效應(yīng)好，可以降低電位差的陡度和強(qiáng)度；反之，高電阻的土壤，散流效應(yīng)差，會增大電位差的陡度和強(qiáng)度；要實(shí)現(xiàn)保護(hù)接地功能必須對高電阻的土壤進(jìn)行降阻處理，才能得以利用。否則，利用無效反為害。接地體配置有兩種方式，一是自然接地體（建筑物體的地基鋼筋網(wǎng)、泄水管網(wǎng)等），二是人工接地體（人為埋設(shè)的電氣專用金屬導(dǎo)體）。自然接地體利用必須流暢，金屬體之間連接牢固，無隔離中斷的現(xiàn)象；人工接地體利用必須間隔適當(dāng)，連接成網(wǎng)，避免密集造成接地體之間產(chǎn)生磁場干擾，泄流不暢和金屬材料的投資浪費(fèi)。裝置結(jié)構(gòu)除沖擊接地裝置外，凡作用于接地保護(hù)功能的接地體均應(yīng)連接成網(wǎng)絡(luò)，以利快速泄流和均衡地電場的位差。同時還應(yīng)保障接地網(wǎng)絡(luò)的埋設(shè)深度，減小散流在地表的電位差作用。具備了這些條件，就具備了安全保護(hù)裝置的工作體，但還不能說就有了安全保護(hù)的功能。其次，接地裝置的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就是電氣接地電阻值的滿足，接地電阻包括接地體電阻、土壤電阻和兩者之間的接觸電阻。接地裝置能否實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能就決定于接地電阻是否滿足電氣安全技術(shù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。滿足則安全可保障，不滿足則勞而無功，反成安全隱患。由此可知電氣接地保護(hù)安全技術(shù)是有嚴(yán)格的技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的，隨意與地連接，不僅得不到安全保護(hù)，反而是有危害的。

三 用電設(shè)備串聯(lián)接地，既可以實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)，還能減少金屬材料的經(jīng)濟(jì)消耗

首先，要保障每個用電設(shè)備的工作可靠性，就要減少用電設(shè)備的接線的復(fù)雜性，避免干擾因素的復(fù)雜化。其次，用電設(shè)備與接地裝置相連，是為了準(zhǔn)確可靠的實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，同時也反映接地裝置的功能有效性。因此，用電設(shè)備的使用安全，預(yù)防觸電事故是第一位的。

第一，用電設(shè)備在長期的使用過程中，出現(xiàn)漏電故障的幾率是不相同的，簡單的接線聯(lián)系，易于發(fā)現(xiàn)問題和維修處理；復(fù)雜的接線關(guān)系，會導(dǎo)致干擾因素影響，增大解決的難度和時間。所以，用電設(shè)備之間的工作接線與保護(hù)接線分開，能準(zhǔn)確判別和處理故障問題。

第二，用電設(shè)備直接與接地裝置相連，可以快速地排除故障，避免事故隱患；如果為節(jié)約金屬材料的經(jīng)濟(jì)消耗，或簡化接線的麻煩性，采用用電設(shè)備串聯(lián)接地，就會造成未故障用電設(shè)備出現(xiàn)非故障帶電現(xiàn)象和故障用電設(shè)備判別的復(fù)雜性。

四 結(jié)束語

綜上可知，一個比較成熟和完整的電氣接地保護(hù)安全技術(shù)，在錯誤的認(rèn)識理解和錯誤的設(shè)置運(yùn)用下，不僅不能有效地起到安全保護(hù)作用，反而會帶來危害的后果。論述分析時就是要注重電氣安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)肅性，要強(qiáng)化堅持“安全第一、預(yù)防為主”的職業(yè)意識。同時，還要借助現(xiàn)代先進(jìn)的微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步提高和嚴(yán)密電氣安全技術(shù)的手段，既要保障電氣接地保護(hù)安全技術(shù)的正確應(yīng)用，還要能有效地檢測電氣接地保護(hù)裝置的隱患并預(yù)警信號。特別是在人們集中的生產(chǎn)場所和公共場所，更要保障使用電能的安全性。因為，在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活過程中，不論是電氣職業(yè)人員，還是非專業(yè)人員，在電氣安全技術(shù)的保護(hù)下，享用電能養(yǎng)成的工作習(xí)慣和生活規(guī)律，使他們相信電氣安全技術(shù)是可靠的，是一勞永逸的。由此，不可能長時間保持對電能危害的防護(hù)警惕性，對間接觸電的危害更不可能常掛于心去預(yù)防。所以，電力利用安全需要技術(shù)保障，安全技術(shù)更需要職業(yè)工作者的正確執(zhí)行和追求提高。

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（作者單位：天能化工有限公司電廠）