淺談接地目的及應用

1、淺談接地目的及應用 接地是一項很復雜的龐大的系統(tǒng)工程，由于文章的篇幅，本文也只能介紹其中的鳳毛麟角，起到一個拋磚引玉的作用。接地就是把設備的某一部分通過接地裝置同大地緊密連接起來。接地是最古老的電氣安全措施。到目前為止，接地仍然是應用最廣泛的電氣安全措施之一。不論是強電設備還是弱電設備，不論是交流設備還是直流設備，不論是高壓設備還是低壓設備，不論是固定式設備還是移動式設備，不論是生產(chǎn)用設備還是生活用設備，不論是發(fā)電廠還是用戶，都采用不同方式、不同用途的接地措施。 一、電氣接地的作用 接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設備和線路遭受損壞、預防火災和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運行，現(xiàn)

2、分別說明如下。 (一)防止人身遭受電擊 正常情況下，將電氣設備不帶電的金屬部分與接地極之間作良好的金屬連接，以保護人體的安全，防止人身遭受電擊。當電氣設備某處的絕緣體損壞時，外殼就帶電，由于電源中性點接地，即使設備不接地，因線路與大地間存在電容，或者線路上某處絕緣不好，如果人體觸及此絕緣損壞的電氣設備外殼，電流就會流經(jīng)人體而成通路，從而遭受電擊的危害。有接地裝置的電氣設備，當絕緣損壞、外殼帶電時，接地電流將同時沿著接地極和人體兩條通路流過，流過每一條通路的電流值將與其電阻的大小成反比。 (二)保障電氣系統(tǒng)正常運行 電力系統(tǒng)接地一般為中性點接地，中性點的接地電阻很小，因此中性點與地之間的電位差接

3、近于零。當相線碰殼或接地時，其他兩相對地電壓，在中性點絕緣系統(tǒng)中將升高為相電壓的萬倍;而在中性點接地的系統(tǒng)中則接近于相電壓，因此中性點接地有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行，防止系統(tǒng)振蕩，而且系統(tǒng)中的電氣設備和線路只要按相電壓考慮其絕緣水平，降低了電氣設備的制造成本和線路的建設費用。系統(tǒng)由于有了中性點的接地線，也可保證繼電保護的可靠性。 通信系統(tǒng)一般采用正極接地，可防止雜音竄人和保證通信設備正常運行。電子線路需要穩(wěn)定的參考點才能正常運行，因此也要接地。 (三)防止雷擊和靜電的危害 雷擊時產(chǎn)生的靜電感應和電磁感應以及物料在生產(chǎn)和運輸中因摩擦而引起的靜電，都可能造成電擊或火災危險 直擊雷造成的危害比感應雷造成的危

4、害更大，而且發(fā)生的機會更多，所以，為了防止直擊雷，必須裝設防雷裝置。所有防雷裝置和防止靜電危險的措施，最主要的方法都是設置接地裝置。2、 接地的目的 按照接地的形成情況，可將接地的目的分為正常接地和故障接地兩大類。正常接地是為了某種需要而人為地造就的，故障接地則是由各種外界或自身因素自然地造成的。圖1 ：接地的目的 (1） 正常接地正常接地就是設備在正常工作時必須接地，按照接地的不同作用，又可將正常接地分為工作接地和安全接地兩大類。1) 工作接地 工作接地通常有以下三種情況: (1)利用大地作回路的接地。此時，正常情況下也有電流通過大地。如直流工作接地、弱電工作接地、“兩線一地”（上世紀七八十

5、年代，為了節(jié)省材料，ABC三相供電時，BC兩相采用架空線傳輸，而將A相通過大地傳輸）制供電方式中的一相接地等。這種接地的方式主要的優(yōu)點就是節(jié)約布線資源，節(jié)省成本，但是弊端也很明顯，當電流超過一定限度時，接地點可能出現(xiàn)危險的高電位；地中電流可能對鄰近通訊線路產(chǎn)生感應電勢而造成干擾。對通訊有一定影響，有些故障保護不動作。目前這種方式已經(jīng)很少使用。圖2：以大地作為回路的工作接地方式(2)維持系統(tǒng)安全運行的接地。正常情況下沒有電流或只有很小的不平衡電流通過大地。如110kV以上系統(tǒng)的中性點接地、低壓三相四線制系統(tǒng)的變壓器中性點接地等。 圖3：中性點接地（維持安全運行接地）(3)防雷接地：為了防止雷擊和

6、過電壓對設備及人身造成危害而設置的接地，即為過電壓保護接地，也叫防雷接地。為了防止人畜和建筑物遭受雷擊，常常在建筑物頂部裝設防雷裝置。防雷裝置分接閃器、引下線和接地裝置三部分。接閃器又稱受雷裝置，即通?？匆姷谋芾揍槨⒈芾讕Щ虮芾拙W(wǎng)。 防雷裝置受到雷擊時，在接閃器、引下線和接地體上都會產(chǎn)生很高的電位。如果防雷裝置與建筑物內(nèi)外的電氣設備、電線和其他金屬管道間絕緣距離不夠，它們之間就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為反擊。 當架空線路直接受到雷擊或在它的附近發(fā)生雷擊時，在線路上就會形成高達幾百千伏的感應過電壓，沿線路兩端傳人建筑物內(nèi)，這稱為高電位引入。防止高電位引人的保護措施，也是需要有接地裝置的。 圖4

7、：防雷接地示意圖2) 安全接地 安全接地，顧名思義，就是為了安全而設置的接地，安全接地主要包括以下四種: (1)為防止電力設施或電氣設備絕緣損壞危及人身安全而設置的保護接地。 (2)為消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電積累，引起觸電或爆炸而設的靜電接地。 (3)為防止電磁作用而對設備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線外皮所進行的屏蔽接地。 (4)為了防止管道受電化腐蝕，采用陰極保護或犧牲陽極的電法保護接地等。圖5：安全接地示意圖3) 屏蔽接地 為了防止外來電磁波的干擾和侵人，造成電子設備誤動作或通信質(zhì)量下降，以及為了防止電子設備產(chǎn)生的高頻能向外部泄放，需將線路的濾波器、變壓器的靜電屏蔽層、電纜的屏蔽網(wǎng)等進行接地

8、，這種接地稱為屏蔽接地。高層建筑為減少豎井內(nèi)垂直管道受雷電流感應產(chǎn)生的感應電勢，將豎井混凝土壁內(nèi)的鋼筋予以接地，這也屬于屏蔽接地。圖6：屏蔽接地示意圖4) 防靜電接地 靜電是由于摩擦等原因而產(chǎn)生的積蓄電荷，要防止靜電產(chǎn)生事故或影響電子設備的工作，就需要有使靜電荷迅速向大地泄放的接地，這種接地稱為防靜電接地。圖7：防靜電接地示意圖5) 等電位接地 醫(yī)院某些特殊的檢查和治療室、手術(shù)室和病房中，病人所能接觸到的金屬部分(如床架、床燈、醫(yī)療電器等)不應發(fā)生有危險的電位差，因此要把這些金屬部分相互連接起來成為等電位體并予以接地，這種接地稱為等電位接地。高層建筑中為了減少雷電流造成的電位差，將每層的鋼筋網(wǎng)

9、及大型金屬物體連接成一體并接地，這也是等電位接地。圖8：建筑行業(yè)的等電位接地示意圖6) 電子設備的信號接地和功率接地 電子設備的信號接地(或稱邏輯接地)是信號回路中放大器、混頻器、掃描電路、邏輯電路等的統(tǒng)一基準電位接地，目的是不致引起信號量的誤差，該參考電平不一定是0V。功率接地是所有繼電器、電動機、電源裝置、大電流裝置、指示燈等電路的統(tǒng)一接地，以保證在這些電路中的干擾信號泄漏到地中，不致干擾靈敏的信號電路。2、 各種接地的作用(一) 工作接地的作用1) 降低人體的接觸電壓 如果中性點沒有進行工作接地，一旦發(fā)生一相接地故障，則中性線對地電壓變?yōu)榻咏嚯妷旱臄?shù)值，使所有接零設備的對地電壓均接近相電壓，觸電危險性大。同時其他非接地兩相的對地電壓也可能接近線電壓，使單相觸電的危險程度加大。采用工作接地后，當發(fā)生一相導線接地故障時，接零設備對地電壓即為零線對地電壓。2) 迅速切斷故障設備 在中性點絕緣系統(tǒng)中，當一相碰地時，由于接地電流很小，保護設備不能迅速動作切斷電源，接地故障將長時間地持續(xù)下去，這對人體是極不安全的。在中性點接地系統(tǒng)中情況就不同了。當一相碰地時，接地電流成為很大的單相短路電流，保護設備能準確而迅速的動作，切斷申源，從而保證人體負于觸申。(二) 保護接地的作用保護接地是一種重要的安全技術(shù)措施，無論在高壓或低壓系統(tǒng)、交流或直流系統(tǒng)以及在防止靜電