工業(yè)工程中的電氣接地技術(shù)案例分析

關(guān)孝明

摘 要：如今，工業(yè)工程的自動化水平越來越高，為避免自動化系統(tǒng)受雷電流的侵害，除了要做好功能性等方面的設(shè)計，還要做好自動化系統(tǒng)的接地與防雷設(shè)計，保證接地與防雷系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有的作用效果。

關(guān)鍵詞：電氣工程;電氣接地;工作接地;保護接地;防雷接地

引言

現(xiàn)代工業(yè)對于電力需求量巨大，工業(yè)用電趨勢不斷增加，在生產(chǎn)中，保障安全運行，排除各種用電隱患是提高企業(yè)生產(chǎn)效率的前提。接地系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)供配電設(shè)計的重要一環(huán)，各行業(yè)電氣接地系統(tǒng)設(shè)計均包含工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地、陰極保護及等電位連接等，接地系統(tǒng)的設(shè)計與安裝直接關(guān)系到工業(yè)廠房生產(chǎn)的安全性。但由于不同行業(yè)的生產(chǎn)特點有所區(qū)別，故對電氣接地系統(tǒng)設(shè)計與安裝要加以區(qū)分，應(yīng)基于行業(yè)特點與廠房建設(shè)項目實際，根據(jù)用電設(shè)備的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性和目的性，以及考慮廠房地理環(huán)境、設(shè)備性能，在相關(guān)技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上選擇最佳的電氣接地系統(tǒng)設(shè)計方案，才能確保生產(chǎn)用電安全。

1接地系統(tǒng)

接地裝置主要由接地極和接地線兩個部分組成。其中，接地極是埋設(shè)到地下且和大地直接基礎(chǔ)的一個金屬導體;接地線是指接地端子和接地極與接地極之間相連所用的金屬導體。對工業(yè)而言，需對下列幾種系統(tǒng)進行接地處理：①建筑防雷系統(tǒng)接地;②6kV與以上的供配電安全系統(tǒng)接地;③低壓供配電系統(tǒng)接地;④自動化系統(tǒng)接地。在實際工作中可采用將自然與人工兩個接地體充分結(jié)合的方法。其中，人工接地體通常設(shè)于中央控制室的周圍或電氣室與變電站當中，而人工接地體則在建筑形成環(huán)網(wǎng)，利用接地線對各點進行連接，以此形成聯(lián)合系統(tǒng)。應(yīng)注意，如果人工接地體間有一個接地線斷開，則并不會導致整個系統(tǒng)斷開。如果用途所有不同的多個接地系統(tǒng)同時使用一個接地裝置，則接地電阻必須達到最小值方面的要求，對干法工業(yè)而言，其工頻電阻不超過1Ω。因以上各系統(tǒng)都采用等電位接地端子板和接地網(wǎng)之間相連，所以在正常運行情況中，對自動化系統(tǒng)而言，它要求接地端子板不能有電位偏移?？紤]到對接地網(wǎng)進行的設(shè)計通常由強電專業(yè)負責完成，故對自動化專業(yè)相關(guān)設(shè)計人員而言，應(yīng)充分考慮這樣的要求，即在配電方面優(yōu)先選擇TN-S系統(tǒng)。在分開N線和PE線之后，在N線上傳輸?shù)碾娏鞑粫目偨拥囟俗又型ㄟ^，從母排經(jīng)過后，返回變壓器的中性點，這樣能有效防止電位發(fā)生偏移對系統(tǒng)的正常運行造成不利影響。

2工業(yè)工程中的電氣接地技術(shù)

2.1機房接地技術(shù)

工業(yè)工程系統(tǒng)的布置十分規(guī)整。一般情況下，機房接地會按照安全接地、電源地、信號地的順序來進行布置。這樣布置可以連接電源的主接線端子和子電路板，最終實現(xiàn)總終端與子板接地。此種接地方式對減小其他電場對該電路的干擾起到了十分重要的作用，也正是因為采用了此種接地方法，電路才能夠順利運行。如果安全接地、電源接地和信號地在高頻電路中不能分開，就需要有高頻信號，對干擾信號進行屏蔽。

2.2防雷接地

隨著環(huán)保政策的實施，許多工業(yè)廠房遷入開闊空曠的郊區(qū)，這對于雷擊的防治尤為重要。采用防雷接地措施可以有效避免雷電發(fā)生時對用電設(shè)備的損壞。防雷接地主要是通過避雷針、避雷線和避雷器的接地來消除過電壓危險影響，在雷電沖擊的作用下，會有持續(xù)時間很短、高達數(shù)10～102kA的雷電流幅值流過防雷接地電極。防雷接地有避雷針接地法和法拉第籠式接地法，這兩種接地方法適用范圍差異較大，避雷針接地法是將避雷針裝設(shè)于用電設(shè)備的高空，適用于小區(qū)域的防雷區(qū)域;法拉第籠式接地法更加適用于現(xiàn)代工業(yè)廠房，法拉地籠是一種用于演示等電位、靜電屏蔽和高壓帶電作業(yè)原理的設(shè)備，通過將雷電流分流和均流入法拉第籠的金屬屏蔽層入地，削弱或抵消了籠內(nèi)電磁場，以此使電磁場干擾強度降低，具有較高安全性。

2.3等電位連接技術(shù)

防雷接地技術(shù)中，等電位連接處理主要包括兩方面，其一為總等電位，其二為局部等電位?？偟入娢皇┕げ僮?，以建筑工程主結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，提前預(yù)留的接地施工點安裝總等電位端子箱，隨后連接基礎(chǔ)接地裝置。建筑樓層中強、弱電間必須結(jié)合樓層距離，與避雷帶的間隔等進行設(shè)置，隨后安裝等電位端子板，聯(lián)結(jié)接地干線，處理好與主鋼筋的連接。局部等電位設(shè)計主要涉及建筑結(jié)構(gòu)中的金屬管道、鋼筋網(wǎng)等，這些都是施工操作的前提，尤其是建筑結(jié)構(gòu)中的地面鋼筋網(wǎng)，必須采取有效措施及時聯(lián)通等電位聯(lián)結(jié)線。如果建筑結(jié)構(gòu)的墻體以混凝土為主，鋼筋網(wǎng)同樣需要聯(lián)通等電位聯(lián)結(jié)線。除此之外，衛(wèi)生間中會應(yīng)用到金屬排水管或者各種金屬設(shè)施等，等電位端子板與其聯(lián)結(jié)期間，需要提前確定金屬部件的位置，為后期檢驗維修等提供方便。

2.4保護接地

該接地措施是采用PE線將電器設(shè)備的外金屬部分與埋在地下的接地極連接起來，以此形成保護區(qū)域，確保工作區(qū)域用電安全。因接地過程中會涉及強電、弱電設(shè)備及一些常用導電設(shè)備構(gòu)件，由于電氣設(shè)備絕緣破壞，設(shè)備金屬外殼、架構(gòu)和電纜的鋼帶上會有危險電壓產(chǎn)生，如果人接觸會發(fā)生觸電。通過該接地方式，工作人員在非正常情況下與帶電電器金屬外殼觸碰時，會實現(xiàn)自動斷電，保護設(shè)備用電安全。

2.5防靜電接地

防靜電接地是廠房靜電防護區(qū)的地線敷設(shè)較為常用的方法，是為了防止電器設(shè)備工作中產(chǎn)生的靜電對易燃油品、天然氣儲蓄罐設(shè)備、電子廠等產(chǎn)生造成危險及危害。該接地有兩種方式，一種為了用作靜電泄漏，在生產(chǎn)線防靜電作業(yè)崗位而單獨敷設(shè)的地線接地體;另一種是采用供電系統(tǒng)中的三相五線制地線，在引出電源零線的同時，單獨引出大地地線作防靜電接地母線。通常靜電接地要與防雷接地分開，并避開共用一個接地體的精密儀器的信號接地或微小參量儀器等。

2.6其他防雷措施

除了可以在電源系統(tǒng)中配置多級防雷舉措以外，還可以 在中央控制室的地板以下進行格柵均壓網(wǎng)的設(shè)置，主要采用 裸銅帶進行， 以此提供等電位連接網(wǎng)。另外，在中央控制室中 還可設(shè)置等電位連接端子板，采用放射式的形式和室內(nèi)所有 設(shè)備以最短的距離相連，包括設(shè)備金屬外殼、機架、柜體、金屬 管、管槽、屏蔽線、 接地、 保護器等[7]。

3工業(yè)工程中的電氣接地技術(shù)的應(yīng)用分析

圍繞電子通信設(shè)備本身的導體性質(zhì)進行詳細分析能夠得出，地線自身帶有一定的阻抗能力?，F(xiàn)階段，地線阻抗主要分為兩種類型，一種是電感類，另一種是電阻類，但兩種類型在電子通信設(shè)備運行中所發(fā)揮的功能存在著較大的差異，其中電感主要在高頻電路中發(fā)揮功效，而電阻則在低頻電路中發(fā)揮功效。一般而言，電感值與地線的長度大小之間具有極強的關(guān)聯(lián)性。目前，高頻電路在構(gòu)造中，比較常用的接地方式以多點接地為主。換言之，在接地線的中介連接下，系統(tǒng)中位置的接地點能夠與地面之間相互連接，某種程度上，此種接地方式有效減縮了接地線的施工長度，達到能源資源節(jié)能目標。

結(jié)束語

綜上所述，防雷接地施工技術(shù)作為保障建筑電氣工程安全的重要技術(shù)，防雷接地施工處理中，所有施工關(guān)鍵點都必須處理得準確到位。尤其是避雷網(wǎng)、引下線等，結(jié)合電氣工程具體情況，制定詳細的施工方案，嚴格按照施工標準進行施工。選擇適當?shù)姆览捉拥夭牧?，提高建筑電氣工程安全性。施工人員必須端正防雷接地施工意識，認識到防雷接地施工技術(shù)的重要性，將雷電對建筑的威脅降到最低，為建筑電氣工程防雷接地施工處理積累更多經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]羅超.接地技術(shù)在中壓供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（21）：217-218.

[2]王慧穎.淺談防雷接地技術(shù)在建筑電氣安裝中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家，2019（32）：97-98.

[3]秦郁山.電力配電系統(tǒng)的防雷與接地技術(shù)[J].數(shù)字通信世界，2019（11）：55.

（新疆伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊寧835000）