電氣自動(dòng)化中電氣接地及電氣保護(hù)技術(shù)

候姝斌

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司常州供電分公司，江蘇 常州 213000）

一、電氣接地系統(tǒng)的主要類型

（一）tn-s 系統(tǒng)

tn-s 在整個(gè)電氣接地系統(tǒng)中作為接零保護(hù)系統(tǒng)存在，在電氣系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行過程中起到非常重要的作用。當(dāng)諸如設(shè)備外殼漏電故障發(fā)生在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中時(shí)，漏電產(chǎn)生的電流就會(huì)經(jīng)tn-s系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為短路電流，單相短路對(duì)地故障就會(huì)在此情況下發(fā)生，故障設(shè)備斷電的情況就會(huì)在熔斷絲熔斷時(shí)發(fā)生，這樣對(duì)人員的傷害就會(huì)因?yàn)槁╇娫O(shè)備的漏電而得到有效的避免，進(jìn)而使得系統(tǒng)的整體安全得到保證。如果電子設(shè)備的接地系統(tǒng)并沒有另外的要求，tn-s 系統(tǒng)將作為一種常用的技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化設(shè)備接地技術(shù)中，tn-s 系統(tǒng)對(duì)于有效的實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)目的以及減少不必要的人員傷害發(fā)揮了重要的作用。

（二）tn-c-s 系統(tǒng)

相較而言，tn-s 系統(tǒng)比較特殊，當(dāng)該系統(tǒng)的中性線與接地線經(jīng)由接地處理以后，該系統(tǒng)就不需要再與其他的電氣設(shè)備相連接。此種情況下，tn-s 系統(tǒng)中的中線性基本上不帶電，有效保障了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行與使用過程中，需對(duì)特殊電氣設(shè)備的接地引線加以科學(xué)應(yīng)用，引出接地體以后來根據(jù)其具體情況，進(jìn)行接地電阻的選擇，使得電氣設(shè)備的基準(zhǔn)位相對(duì)正確。隨著未來電氣行業(yè)自動(dòng)化、智能化發(fā)展步伐的加快，tn-c-s 系統(tǒng)將具有更為廣闊的應(yīng)用空間。

二、接地系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析

我國的電氣接地技術(shù)規(guī)范中，僅僅指出了均勻土壤條件下接地網(wǎng)的接地電阻計(jì)算規(guī)則，但是從現(xiàn)實(shí)的情況來看，均勻土壤的要求很難達(dá)到。以我國廣大地區(qū)的土壤條件為例，土壤構(gòu)成都具有復(fù)雜性。因此，在設(shè)計(jì)電氣接地系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分分析接地層的土壤結(jié)構(gòu)構(gòu)成情況。當(dāng)前，很多電氣接地系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，在土壤接地特性的分析上都是將其作為雙層土壤結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分析的。在實(shí)際的電氣設(shè)備安裝與使用時(shí)，接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了形成雷電感應(yīng)、故障電流向大地傳輸?shù)膶Ｓ型ǖ?，保障電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行。如果在電氣系統(tǒng)的運(yùn)行過程中受到了雷電威脅，電氣接地就能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流的處理，保護(hù)電氣設(shè)備、系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在電氣接地系統(tǒng)安裝與使用中，相關(guān)的文件中有著明確的規(guī)定，有關(guān)人員只有嚴(yán)格按照規(guī)定來實(shí)施，才能夠保障接地連接的正確性。此外，接地保護(hù)時(shí)材料選擇也是重要的環(huán)節(jié)，不同的土壤條件下需使用不同的導(dǎo)體材料，以應(yīng)對(duì)土壤電阻率的變化。

三、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的電氣接地與保護(hù)技術(shù)

（一）直接接地

在防范電氣系統(tǒng)的接地保護(hù)時(shí)，需要根據(jù)不同的實(shí)際工作需要，然后科學(xué)的轉(zhuǎn)換電子設(shè)備的輸入和輸出數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)和邏輯信號(hào)需要適當(dāng)?shù)姆糯?，信息的輸入輸出以及?shí)現(xiàn)想要的邏輯動(dòng)作是以微電流和微電位為平臺(tái)的。在選擇直接接地的方式作為電氣系統(tǒng)的接地保護(hù)時(shí)，作為引線的絕緣狀態(tài)的銅芯應(yīng)該具有盡可能大的截面，在進(jìn)行連接時(shí)，需要將設(shè)備的一端與電位進(jìn)行連接，而另一端則進(jìn)行直接接地處理，這種連接方式，使得電源和基準(zhǔn)電位的穩(wěn)定性得到了有效的保證，能夠使電氣系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率下降。需要注意的是，接地故障會(huì)在引線確定后再與PE 線或E 線相連而發(fā)生，在實(shí)際操作過程中，必須避免這種情況的出現(xiàn)。

（二）工作接地

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，工作接地同樣是一種重要的接地保護(hù)技術(shù)。在具體的應(yīng)用中，此種接地方式主要是要在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝過程中將變壓器中線作為直接的接地對(duì)象。在此種接地方式下，接線端子是保障工作接地成功率的重要因素，在實(shí)際的工作接地設(shè)計(jì)時(shí)，需在配電過程中將接線端子存儲(chǔ)于柜中，使工作接地更為可靠與安全。在這種情況下，接線端子不可與PE 線連接，否則，極易出現(xiàn)接地故障。如果是高壓電氣系統(tǒng)，中線點(diǎn)接地能夠維持接地電壓更為安全、穩(wěn)定的狀態(tài)，且在這種接地設(shè)計(jì)時(shí)零序電壓偏移情況更容易控制，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電氣系統(tǒng)中的電壓平衡調(diào)節(jié)。

（三）防雷接地

在智能建筑中，一般在內(nèi)部會(huì)布置各種配電系統(tǒng)的設(shè)施和對(duì)應(yīng)設(shè)備，這就要求在電氣系統(tǒng)設(shè)施中做好防雷接地工作。智能建筑內(nèi)部具有復(fù)雜的電氣設(shè)備以及布線系統(tǒng)，比如說火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)化管理系統(tǒng)、自動(dòng)化通信系統(tǒng)、消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等，在實(shí)際的運(yùn)行中，這些系統(tǒng)都有可能受到雷擊，從而損害了建筑結(jié)構(gòu)，所以技術(shù)人員在進(jìn)行防雷接地工作時(shí)需要更加謹(jǐn)慎、嚴(yán)密。防雷接地主要是在屋頂選擇一定面積的熱鍍鋅扁鋼作為避雷帶組成網(wǎng)格，然后將網(wǎng)格與屋面的金屬構(gòu)件、建筑結(jié)構(gòu)的樁基柱頭鋼筋進(jìn)行電氣連接，并與其他設(shè)施進(jìn)行結(jié)合形成防雷系統(tǒng)。這樣的防雷結(jié)構(gòu)不僅能夠降低累計(jì)造成的損壞，同時(shí)也能夠有效地預(yù)防外部因素干擾智能建筑內(nèi)部，此外，高層的智能建筑還應(yīng)該要做好防側(cè)擊雷的工作。

（四）屏蔽接地

在設(shè)計(jì)智能建筑的接地系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)的技術(shù)人員一般會(huì)考慮將電纜屏蔽層、靜電屏蔽變壓器、線路濾波器、屏蔽網(wǎng)等進(jìn)行接地，這種接地設(shè)計(jì)就是屏蔽接地。設(shè)計(jì)屏蔽接地不僅能夠降低不同外界電磁波對(duì)智能建筑的干擾和侵襲，同時(shí)也能夠確保電氣設(shè)備在日常運(yùn)行中避免釋放的高頻能量影響電氣設(shè)備的運(yùn)行，保證電氣設(shè)備運(yùn)行中的通信質(zhì)量。此外，在智能建筑中設(shè)計(jì)電磁兼容系統(tǒng)也是非常重要的，電磁兼容系統(tǒng)要求電氣設(shè)備與建筑內(nèi)部的布線能夠免于不同干擾，所以在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的過程中做好屏蔽接地工作能夠有效地保護(hù)各種電氣設(shè)備，同時(shí)能夠有效地防止或者是降低電磁波對(duì)正常運(yùn)行的電氣設(shè)備的干擾。

結(jié)束語

綜上所述，為保障電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，相關(guān)人員需做好電氣接地保護(hù)設(shè)計(jì)，最大程度上實(shí)現(xiàn)雷電威脅控制，發(fā)揮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與性能優(yōu)勢。