电气设备接地保护技术浅析

电气设备接地保护技术浅析

陈小宁

广州思创电力勘测设计咨询有限公司海南分公司 海南三亚 572000

摘要：1705年，富兰克林第一次提出用实验来证明闪电就是电的科学理论，此后，又由特斯拉、法拉第、欧姆、伏特、安培等科学家的不断补充，将雷电从苍穹引入民间的生产生活中。电气带来便利的同时，也具有很强的危险性，比如，会因电气短路造成火灾威胁人身生命安全。电气接地保护技术可以有效保证电气的安全使用，不仅保护电气设备的工作人员，还保护着日常中运行的电气设备。

关键词：电气设备；接地保护；技术

1接地装置的分类

电气设备的接地装置主要分为以下几类：一是工作接地。此类形式就是为了确保供电系统以及电气设备的运行安全而对系统或设备中的某一点进行接地，比较常见的就是供电系统中性点直接接地的方式。二是防雷接地。此种接地方式就是为了避免由于雷击而产生过电压时对电气设备和人体造成危害的问题，通常就是在电气设备中进行过电压保护的设置，主要的方式就是避雷针以及避雷器等接地方式。三是保护接地。此种接地保护方式就是避免电气设备由于出现绝缘损坏而导致导电部分外露并出现漏电或触电危害，这就需要对此部位进行接地，确保金属外壳对地电压限制在安全电压范围之内，此种形式主要有电气设备的金属外壳接地、传动装置接地、接线盒以及终端盒的金属外壳接地等。四是重复接地。就是在对电气设备进行供电的低压配电系统TN-C系统中，容易出现中性线故障而导致接地保护作用失效的问题，其主要危害就是造成电击以及设备损坏，此时就需要进行对中性线的重复接地。通常需要在架空线路的终端以及线路中的适当点、四芯电缆的中心性、电缆或架空线路在建筑物或车间的进线位置等进行重复接地。

2接地技术的概念、作用、方式与基本原则

接地技术就是电气设备的接地设计和安装，是将带电设备的外壳与大地连接。举一个简单的例子，在冬天静电现象频繁手触碰到物品时，会有轻微的过电现象，这时，就可以将手放置在墙上静置几秒，以此起到一个导电作用。因此，接地技术就是为了防止电气内部绝缘破坏导致外壳带电而引起触电事故发生的工程技术。

目前来看，接地技术的作用实现途径有两种，一种是提高电路和电气设备自身的稳定安全性。很多的电气设备在正常运行的过程中，都会以一定的频率运行，通过接地技术，可以有效防止或避免因频率过载发生干扰电压现象的发生，保障低电平信号平台的安全正常运行。另一种是对干扰的抑制。电子设备是精密的仪器，在安装过程中必须认真对待，在设备运行的正常状态下，自身产生的电源通常是以交流电的方式运转，由此产生的电容对电气设备有非常大的干扰，接地技术就能够发挥出最大的干扰抑制作用，保护设备的正常运行。

3 电气接地的类别以及作用

3.1 电气接地的类别

从电气接地的性质来看可以将其类型分为两类，即正常接地与故障接地。第一，正常接地。它也主要涉及到安全接地与工作接地。其中，安全接地的主要作用是为使电气设备具备较强的可靠性和安全性。凭借这样的安全接地形式能够尽可能防止雷击安全事故的出现。工作接地主要是通过对电气设备进行安全防护。在工作接地这一方式中，能够有效防止电气设备被电流侵袭，从而为设备安全、稳定运行提供可靠保障。第二，故障接地。这种电气接地类别主要是在电气设备发生故障的过程中，同大地进行直接相连，在这个时候往往会破坏电气系统的稳定性。

3.2 电气接地的作用

第一，通过电气接地能对电击事故的出现进行有效防御。对电气装置进行科学运用，将其与用电设备之间作接地处理，主要就是为了保护免遭电击等而造成安全事故。第二，电气接地具备雷击防御的作用。雷电的发生时常会给电气设备造成不同程度的损坏，严重时甚至可能会带来人身伤亡。因此，电气接地十分重要，它是避免或者防止雷击事件出现的使用频率最高、效果最佳的防雷措施。第三，电气接地能够确保电力系统长期处于可靠运行状态。

4接地系统安装实例阐述

目前市场上最常用的接地系统类型有以下三种：第一种是TN系统，俗称三相五线系统。当系统发生故障而导致电气设备金属外壳带电时，会形成相线和零线短路，把回路电阻变小，增大电流，这样能够使电气设备中的熔丝迅速熔断，以此切断电源，保护电气设备与维修工作人员的人身安全。其实TN系统还可以分三个种类，一个是TN-C系统，一个是TN-S，还有一个是TN-C-S系统，安全系数最高、最常用的系统是TN-S（图1），TN-S系统适用于内部设有变电所的建筑物。TN-S系统在安装时应注意引出变压器后中性线，即N线与保护零线，即PE线是完全分开的，PE线在正常运行时不通过电流没有电位，只有在发生接地故障时通过故障电流。N线上会有三相不平衡电流，因此，在系统低压配电设计中，应平衡分配电力负载，尽量使三相平衡。PE线应在规定距离内接地，入户端应重复接地。

图1TN-S系统（保护接零）

第二种是TT系统（图二），第一个T是系统的中性点，代表直接接地，第二个T则标示设备的金属导体部分与大地相连，由图（二）可以看出，中心线（N线）除在电源端进行了一点接地外，不得在其他处再行接地。该系统内的各个电气设备或各组电气设备可各有自己的接地极和PE线。各PE线之间在电气上没有联系。该系统可以避免供电范围内在PE线上通过接地故障电压。TT系统适用于无等电位联结的户外场所，如施工现场、户外照明系统等。

图2TT系统（保护接地）

第三种是IT（ITSystem）系统，电气系统直接经过高阻抗不与地面相接，外面裸露的导线部分可以通过保护地线的方法与大地相接。该系统不引出中性线，无法提供220V的电源电压，这种系统适用于对安全性有特殊要求的地方，如医院手术室、矿井下、钢铁厂等场所。

5智能建筑中设备安装与接地保护措施

（1）电梯竖井内电线设备安装。现在高楼越来越高，作为重要的出行工具，电梯就显得尤为重要，在竖井内的电线设备安装通常采用母线槽技术，在安装中，要将母线槽中相线与相线、相线与零线、零线与地线要良好绝缘，绝缘值的最低值要保证能够超过20MΩ。

（2）楼层板面中电气设备安装。楼层板面中的电气安装，首先，要进行预埋处理，电气设备尤其是电线暴露在楼层中不仅不美观，还会产生很多的安全隐患。在做预埋处理时，需要考虑的因素有很多，施工材料的材质、空气温度等。还要保证各项管路之间的有序连接，不仅要铺设得整齐划一，连接质量也要处理好。

（3）控制系统中电气设备安装。在智能化建筑中，铺设设备以后就得安装控制系统。智能建筑的控制系统包括安防、报警、消防控制、照明控制等系统的机电设备的管理和监控，涉及通信自动化和网络通信技术，确保通信自动化和网络通信设备的安全稳定运行，就要建立一个完善的保护系统，电气接地保护作为控制系统电气设备的重要部分，必须引起足够的重视。

结束语

在社会化生产中，电气技术在各行各业发挥着不可替代的作用，电气设备成了人们生产生活中不可或缺的常用设施。设计出一个电气保护设备需要考虑到非常多的因素，特别是接地保护方法和措施，是从事电气工程的技术人员都在深入研究的课题。本文就通过介绍电气设备的安装实例、智能建筑的地线保护应用等方面具体探讨了接地保护技术的应用。

参考文献

[1]王义峰.升压站电气设备接地技术要点探究[J].工程技术研究,2018(08):152-153.

[2]黄得明.建筑物电气设备安装中避雷接地装置安装安全技术[J].科技经济导刊,2018,26(20):77.

[3]才洪亮,刘云泞,赵志辉.电气设备及其接地装置的运行维护探讨[J].建材与装饰,2018(16):232-233.

[4]侯大鹏.电子电气设备的接地分析与处理[J].中国战略新兴产业,2018(08):179.