電氣接地系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)中，接地是用來保護人身及電力、電子設(shè)備安全的重要措施。接地能防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運行 。因此，了解接地的原理及應(yīng)用很有必要。

1、概念解釋

電氣上的“地”：我們把電位趨近于零的地方稱做電氣上的“地”或大地。在電氣行業(yè)中，通常所講的地都是電氣上的地。

對地電壓：電氣設(shè)備上的接地部分，如接地的外殼、接地體和接地線等，與零電位的“大地”之間的電位差，就叫做接地部分的對地電壓。

接地：接地是電力系統(tǒng)為了滿足系統(tǒng)運行的需要和保護設(shè)備或人身安全而常用的一種技術(shù)，是將電氣設(shè)備的某部分與“地”之間做良好的電氣連接。

2、接地裝置

接地裝置是指將電氣設(shè)備需要接地的部分與大地連接的裝置。為了防止電氣設(shè)備萬一因絕緣損壞而帶電危及安全，需要將電氣設(shè)備外殼通過金屬導(dǎo)線與接地裝置連接。接地裝置將電氣設(shè)備可能產(chǎn)生的短路電流、漏電流、靜電荷以及雷電流引入大地，從而避免人身觸電等事故的發(fā)生。

接地裝置包括接地體和接地線，其電阻由接地體電阻、接地線電阻及土壤電阻構(gòu)成。由于土壤電阻系數(shù)比較固定，接地線的電阻較小，所以選用良好的接地體是決定接地裝置電阻的關(guān)鍵。

3、人工接地體

當(dāng)自然接地體的接地電阻不能滿足規(guī)程規(guī)定的接地電阻時，人為地埋入地下的專用接地體稱為人工接地體。目前，常用的人工接地體有離子接地極、垂直埋入地下的鋼管、角鋼、水平放置的圓鋼、扁鋼等。由于鋼管機械強度高，容易垂直打入地下，一般情況下可選用直徑50mm、長度2.5m的鋼管。接地體頂部距地面500～700mm，以減少外界溫度、濕度變化對其阻值的影響。

單根接地體的接地電阻與型鋼品種、接地體總長、埋深、尺寸、埋置方法等有關(guān)。為了實現(xiàn)規(guī)程規(guī)定的預(yù)期電阻值，需采取多根接地體并聯(lián)。這時，單根接地體間可以用扁鋼連接。垂直接地體間的距離，一般取單根接地體的長度的2倍，以減少電磁屏蔽作用。

接地體可以集中敷設(shè)在戶外，然后從接地干線引入室內(nèi)，再從接地支線引至各電氣設(shè)備，也可以將接地體沿電氣設(shè)備環(huán)形敷設(shè)。

4、接地線

電氣設(shè)備的金屬外殼與接地體間相連接的導(dǎo)體稱為接地線。接地線分為接地干線和接地支線。其中接地干線系指沿建筑物表面敷設(shè)的共用接地線；接地支線系指由接地干線引至電氣設(shè)備上的導(dǎo)線。

5、工作接地

電力系統(tǒng)中為了工作的需要，常將變壓器或發(fā)電機的中性點直接或經(jīng)過特殊的設(shè)備接地，這種接地方式稱為工作接地。其接地電阻不應(yīng)超過10ω。

作用：

①降低人體的觸電電壓。

②能迅速切斷故障設(shè)備。在中性點不接地的系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地時，由于接地電流很小，系統(tǒng)中的繼電保護不能迅速動作切斷電源，很不安全。而在中性點接地的系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地時，因單相接地短路電流很大，將使繼電保護迅速動作，并以最短的時間切除故障設(shè)備。

③可以降低電氣設(shè)備和線路的絕緣要求。當(dāng)工作接地由配電變壓器二次側(cè)星形接線的中性點直接引出時，則還有固定中性點對地電位和解決單相用電設(shè)備的電源的作用，以及當(dāng)變壓器高、低壓繞組間發(fā)生匝間短路時，可以由監(jiān)測裝置給出信號或用保護裝置進行保護等作用。

6、保護接地

為了防止因電氣設(shè)備的絕緣損壞而使人身遭受觸電的危險，將電氣設(shè)備的金屬外殼與接地體做良好的金屬連接，叫保護接地，又稱安全接地。 其接地電阻不應(yīng)超過4ω。

6.1 電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的下列金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地或接零（與零線相連接）：

電機、變壓器、電器和照明器具等的金屬底座及外殼；

電氣設(shè)備的金屬傳動裝置；

互感器的二次繞組；

配電盤與控制臺的框架；

屋、內(nèi)外配電裝置的金屬架構(gòu)和鋼筋混凝土以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門；

交、直流電力電纜接線盒、終端盒的外殼和電纜的金屬外皮、穿線的鋼管等；

裝有避雷線的電力線路金屬桿塔；

裝在配電線路電桿上的開關(guān)設(shè)備、電容器等電氣設(shè)備；

鎧裝控制電纜的外皮、非鎧裝或金屬護套電纜的1～2根屏蔽芯線。

6.2 電力設(shè)備的下列金屬部分，除另有規(guī)定外，不需接地或接零：

在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)體地面的干燥房間內(nèi)，交流額定電壓380v及以下、直流額定電壓440v及以下的電力設(shè)備外殼。但當(dāng)維護人員可能同時觸及電力設(shè)備外殼和其它接地物體時除外；

在干燥場所，交流額定電壓127v及以下、直流額定電壓110v及以下的電力設(shè)備外殼，但有爆炸危險的場所除外；

安裝在配電盤、控制臺和配電裝置間隔墻壁上的電氣測量儀表、繼電器和其它低壓電器的外殼，以及當(dāng)發(fā)生絕緣損壞時，在支持物上不會引起危險電壓的絕緣子金屬底座等；

安裝在已接地的金屬架構(gòu)上的設(shè)備（應(yīng)保證電氣接觸良好），但有爆炸危險的場所除外；

額定電壓220v及以下的蓄電池室內(nèi)金屬支架；

與已接地的機床底座之間有可靠電氣連接的電動機和電器的外殼，但有爆炸危險的場所除外；

由發(fā)電廠、變電所、工業(yè)企業(yè)區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道，但運送易燃、易爆物者除外。

在中性點直接接地的低壓電網(wǎng)中，電力設(shè)備的外殼宜采用接零保護、即把外殼與零線相連接。在用電設(shè)備較少、分散，采用接零保護確有困難，而且土壤電阻率較低，很容易作接地時，可采用接地保護。但此時如用電設(shè)備漏電，設(shè)備外殼和與其有電氣連接的金屬部分、變壓器外殼及其接地線都可能帶電，會危及人身安全，應(yīng)采取必要的安全措施：如裝設(shè)能自動斷開接地故障的繼電保護裝置、使用絕緣墊、安裝保護圍欄等安全措施。在潮濕場所、條件特別惡

劣場所的低壓電網(wǎng)中，電力設(shè)備的外殼應(yīng)采取接零保護。

攜帶式和移動式用電設(shè)備接地應(yīng)當(dāng)使用專用的芯線接零或接地。此芯線嚴禁同時用來通過工作電流，嚴禁利用其它用電設(shè)備的零線接地。接地芯線應(yīng)采用多股軟銅線，其截面不應(yīng)小于1.5mm2。攜帶式和移動式用電設(shè)備的插座上應(yīng)備有專用的接地觸頭。該觸頭應(yīng)同時與接地線和零線相連，而且所用插頭的結(jié)構(gòu)應(yīng)能避免將導(dǎo)電觸頭誤作接地觸頭使用。插座與插頭的接地觸頭應(yīng)在導(dǎo)電的觸頭接觸之前連通，并應(yīng)在帶電的觸頭脫離之后才斷開。金屬外殼的插座，其接地觸頭和金屬外殼應(yīng)有可靠的電氣連接。

7、重復(fù)接地

重復(fù)接地系指在零線的一處或多處通過接地體再次與大地做良好的金屬連接。 在低壓供電系統(tǒng)中，采用接零保護方式時，除電源變壓器的中性點必須采用工作接地外，還必須采用重復(fù)接地。

重復(fù)接地的作用是：

（1）降低漏電設(shè)備外殼的對地電壓。

（2）減輕零線斷線時的觸電危險。

（3）減輕或消除三相負荷嚴重不平衡時，零線上可能出現(xiàn)的危險的對地電壓。

我國規(guī)定，重復(fù)接地的接地電阻應(yīng)小于10ω。

早期的天然氣站場中，接地體大部分采用的是鍍鋅角鋼和鍍鋅圓鋼，中間用鍍鋅扁鋼連接。目前，站場的接地體廣泛采用離子接地極，中間采用30×5鍍鋅扁鋼連接，周邊框架采用50×5鍍鋅扁鋼連接。天然氣站場多采用聯(lián)合接地方式,即所有接地系統(tǒng)共用一個“地”。 聯(lián)合接地方式具有接地電阻小、節(jié)省金屬材料、占地少等優(yōu)點。

站場內(nèi)接地裝置的接地電阻值要求如下：

放空管和燈塔接地電阻小于10ω；

通訊、自控設(shè)備接地電阻小于2ω；

站場防靜電接地電阻小于10ω；

配電室變壓器接地電阻小于4ω；

聯(lián)合接地時接地電阻小于1ω。