淺談接地目的及應(yīng)用

1、淺談接地目的及應(yīng)用 接地是一項(xiàng)很復(fù)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(gè)拋磚引玉的作用。接地就是把設(shè)備的某一部分通過(guò)接地裝置同大地緊密連接起來(lái)。接地是最古老的電氣安全措施。到目前為止，接地仍然是應(yīng)用最廣泛的電氣安全措施之一。不論是強(qiáng)電設(shè)備還是弱電設(shè)備，不論是交流設(shè)備還是直流設(shè)備，不論是高壓設(shè)備還是低壓設(shè)備，不論是固定式設(shè)備還是移動(dòng)式設(shè)備，不論是生產(chǎn)用設(shè)備還是生活用設(shè)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(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(yùn)行，現(xiàn)

2、分別說(shuō)明如下。 (一)防止人身遭受電擊 正常情況下，將電氣設(shè)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(hù)人體的安全，防止人身遭受電擊。當(dāng)電氣設(shè)備某處的絕緣體損壞時(shí)，外殼就帶電，由于電源中性點(diǎn)接地，即使設(shè)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(shè)備外殼，電流就會(huì)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(shè)備，當(dāng)絕緣損壞、外殼帶電時(shí)，接地電流將同時(shí)沿著接地極和人體兩條通路流過(guò)，流過(guò)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(yùn)行 電力系統(tǒng)接地一般為中性點(diǎn)接地，中性點(diǎn)的接地電阻很小，因此中性點(diǎn)與地之間的電位差接

3、近于零。當(dāng)相線碰殼或接地時(shí)，其他兩相對(duì)地電壓，在中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中將升高為相電壓的萬(wàn)倍;而在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中則接近于相電壓，因此中性點(diǎn)接地有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)振蕩，而且系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路只要按相電壓考慮其絕緣水平，降低了電氣設(shè)備的制造成本和線路的建設(shè)費(fèi)用。系統(tǒng)由于有了中性點(diǎn)的接地線，也可保證繼電保護(hù)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(shè)備正常運(yùn)行。電子線路需要穩(wěn)定的參考點(diǎn)才能正常運(yùn)行，因此也要接地。 (三)防止雷擊和靜電的危害 雷擊時(shí)產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)以及物料在生產(chǎn)和運(yùn)輸中因摩擦而引起的靜電，都可能造成電擊或火災(zāi)危險(xiǎn) 直擊雷造成的危害比感應(yīng)雷造成的危

4、害更大，而且發(fā)生的機(jī)會(huì)更多，所以，為了防止直擊雷，必須裝設(shè)防雷裝置。所有防雷裝置和防止靜電危險(xiǎn)的措施，最主要的方法都是設(shè)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(shè)備在正常工作時(shí)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(shí)，正常情況下也有電流通過(guò)大地。如直流工作接地、弱電工作接地、“兩線一地”（上世紀(jì)七八十

5、年代，為了節(jié)省材料，ABC三相供電時(shí)，BC兩相采用架空線傳輸，而將A相通過(guò)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(diǎn)就是節(jié)約布線資源，節(jié)省成本，但是弊端也很明顯，當(dāng)電流超過(guò)一定限度時(shí)，接地點(diǎn)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電位；地中電流可能對(duì)鄰近通訊線路產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)而造成干擾。對(duì)通訊有一定影響，有些故障保護(hù)不動(dòng)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(yùn)行的接地。正常情況下沒(méi)有電流或只有很小的不平衡電流通過(guò)大地。如110kV以上系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地、低壓三相四線制系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)接地等。 圖3：中性點(diǎn)接地（維持安全運(yùn)行接地）(3)防雷接地：為了防止雷擊和

6、過(guò)電壓對(duì)設(shè)備及人身造成危害而設(shè)置的接地，即為過(guò)電壓保護(hù)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(shè)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?jiàn)的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。 防雷裝置受到雷擊時(shí)，在接閃器、引下線和接地體上都會(huì)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(shè)備、電線和其他金屬管道間絕緣距離不夠，它們之間就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為反擊。 當(dāng)架空線路直接受到雷擊或在它的附近發(fā)生雷擊時(shí)，在線路上就會(huì)形成高達(dá)幾百千伏的感應(yīng)過(guò)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(hù)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(shè)置的接地，安全接地主要包括以下四種: (1)為防止電力設(shè)施或電氣設(shè)備絕緣損壞危及人身安全而設(shè)置的保護(hù)接地。 (2)為消除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的靜電積累，引起觸電或爆炸而設(shè)的靜電接地。 (3)為防止電磁作用而對(duì)設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線外皮所進(jìn)行的屏蔽接地。 (4)為了防止管道受電化腐蝕，采用陰極保護(hù)或犧牲陽(yáng)極的電法保護(hù)接地等。圖5：安全接地示意圖3) 屏蔽接地 為了防止外來(lái)電磁波的干擾和侵人，造成電子設(shè)備誤動(dòng)作或通信質(zhì)量下降，以及為了防止電子設(shè)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(jìn)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(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，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(shè)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(yīng)發(fā)生有危險(xiǎn)的電位差，因此要把這些金屬部分相互連接起來(lái)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(shè)備的信號(hào)接地和功率接地 電子設(shè)備的信號(hào)接地(或稱邏輯接地)是信號(hào)回路中放大器、混頻器、掃描電路、邏輯電路等的統(tǒng)一基準(zhǔn)電位接地，目的是不致引起信號(hào)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(dòng)機(jī)、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(hào)泄漏到地中，不致干擾靈敏的信號(hào)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(diǎn)沒(méi)有進(jìn)行工作接地，一旦發(fā)生一相接地故障，則中性線對(duì)地電壓變?yōu)榻咏嚯妷旱臄?shù)值，使所有接零設(shè)備的對(duì)地電壓均接近相電壓，觸電危險(xiǎn)性大。同時(shí)其他非接地兩相的對(duì)地電壓也可能接近線電壓，使單相觸電的危險(xiǎn)程度加大。采用工作接地后，當(dāng)發(fā)生一相導(dǎo)線接地故障時(shí)，接零設(shè)備對(duì)地電壓即為零線對(duì)地電壓。2) 迅速切斷故障設(shè)備 在中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中，當(dāng)一相碰地時(shí)，由于接地電流很小，保護(hù)設(shè)備不能迅速動(dòng)作切斷電源，接地故障將長(zhǎng)時(shí)間地持續(xù)下去，這對(duì)人體是極不安全的。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中情況就不同了。當(dāng)一相碰地時(shí)，接地電流成為很大的單相短路電流，保護(hù)設(shè)備能準(zhǔn)確而迅速的動(dòng)作，切斷申源，從而保證人體負(fù)于觸申。(二) 保護(hù)接地的作用保護(hù)接地是一種重要的安全技術(shù)措施，無(wú)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