浅谈电气设备接地

浅谈电气设备接地

程立民

国能（连江）港电有限公司，福建省福州市350000

摘要：随着电气设备的应用越来越广泛，为了提高电气设备运行的可靠性，需要将电气装置或电气线路的正常时不带电部分某点与大地进行人为的连接，电气设备接地是防止用电事故发生的重要措施。

关键词：电气设备；接地装置；接地

一、接地种类

电气设备接地分为保护接地、保护接零、重复接地、工作接地等。电气设备的某个部分与大地之间作良好的电气联接称为接地，与大地土壤直接接触的金属导体或金属导体组称为接地体，连接电气设备应接地部分与接地体的金属导体称为接地线，接地体和接地线统称为接地装置。防雷接地是为把雷电迅速引入大地，以防止雷害为目的的接地；交流工作接地是将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备与大地作金属连接；安全保护接地是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接；直流接地是为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位；防静电接地是为防止智能化设备、电子计算机机房干燥环境产生的静电对电子设备的干扰而进行的接地称为防静电接地；屏蔽接地是为了防止外来的电磁场干扰，将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或所穿金属管进行的接地；功率接地系统是电子设备中，为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入，影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器。

二、接地作用

电气设备的金属外壳由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种情况危及人身安全，避免发生人体触电事故，将电气设备的金属外壳与接地装置联接的方式进行保护接地，当人体触及到外壳已带电的电气设备时，由于接地体的接触电阻远小于人体电阻，绝大部分电流经接地体进入大地，只有很小部分流过人体，不致对人的生命造成危害。为了保证电气设备在正常和事故情况下可靠的工作而进行的接地称为工作接地，如中性点直接接地和间接接地以及零线的重复接地、防雷接地等都是工作接地。为了将雷电引入地下，将防雷设备（避雷针等）的接地端与大地相连，以消除雷电过电压对电气设备、人身财产的危害的接地，也称过电压保护接地。防止静电危险影响而将易燃油、天然气贮藏罐和管道、电子设备等的接地称为防静电接地。

三、接地要求

电气设备通过接地装置和大地之间的电阻称为接地电阻，例如大接地短路电流系统R≤0.5欧、容量在100kVA以上的变压器或发电机R≤4欧、阀型避雷器R≤5欧、独立避雷针及容量在100kVA及以下的高低压设备共用的接地均R≤10欧、低压线路金属杆和水泥杆及烟囱的接地R≤30欧 。

接地线一般用40mm×4mm的镀锌扁钢，接地体用镀锌钢管或角钢，钢管直径为50mm，管壁厚不小于3.5mm，长度2～3m，角钢以50mm×50mm×5mm为宜。接地体的顶端距地面0.5～0.8m，以避开冻土层，钢管或角钢的根数视接地体周围的土壤电阻率而定，一般不少于两根，每根的间距为3～5m。接地体距建筑物的距离在1.5m以上，与独立的雷针接地体的距离大于3m，接地线与接地体的联接应使用搭接焊。

四、接地探讨

以前工作的发电厂有一台大功率电气设备，因为其它设备和数字地的原因导致其电子设备几次烧毁，解决问题的时候想了很多办法，加电磁环、更换地线等等都不起作用，最后敷设接地体进行单独接地，之后再也没有出现过类似故障。近年来，很多国内外的标准不主张信息设备采用独立的接地装置，推荐采用共用接地系统。例如《建筑物防雷设计规范》中明确指出：“每幢建筑物本身应采用共用接地系统”即将建筑物内的各种接地都统一接到建筑物的基础上，或室外的接地装置上。当该建筑物遭受雷击时，电力系统的电压和电子设备工作接地的电压同时上升，保持了设备的工作电压不变，使电子设备在雷击时可正常工作。共用接地系统通常利用建筑物的基础做接地极，其接地电阻一般在1欧姆以下，如有设备对接地电阻的要求更低，应取其最小值。

接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。以前以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法，现在防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出:不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节，如接地不好，所有防雷措施和防雷效果都不能发挥出来，防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。

低压电器设备的单点接地方式可分为串联式单点接地、并联式单点接地、多分支单点接地。串联式单点接地将多个低压电气设备的接地端子在设备的就近处与同一根接地线连接上，然后通过这根接地线与接地装置连接。这种接地方式的好处在于节省人力、物力，而坏处在于当公用的接地线出现断路时，如果接地系统中有一台设备漏电，就会引起其它设备的外壳上均出现电压，对人员安全造成威胁。并联式单点接地将多个低压电器设备的接地端子都引出一根接地线，然后将这若干条线同时接到接地装置上。这种接地方式的好处在于当接地系统中的其中一台设备接地线出现断路时，不会造成其它设备外壳出现电压，对保障人身安全有好处。而这种接地方式的不完美之处在于如果是电子设备或其它对高频干扰高度敏感的电气设备，来自于其它设备的高频干扰（例如变频器、中频炉等晶闸管变流器件）将会从共地点串入，造成设备工作不正常。多分支单点接地将每个设备的接地端子单独接到接地装置上。接地方法和第2种接地的区别在于设备具有单独的接地体（或者变通一下：直接接到离接地体最近的接地装置上（或者接地源处），每个设备在电气接地回路上的距离是比较远的（例如超过50米））。这有效的避免了设备之间的相互电磁干扰，但这种接地方式费时、费力而且单独接地源不一定好取。

PLC的接地属于低压电器设备的单点接地方式。在平常施工中PLC的接地方式一般采用并联式单点接地方式，至于电磁干扰方面如果柜内有多个大功率的变频器，可以在PLC电源的前端加装一个单相电源滤波器。一般设计时在变频器附近的PLC前端都加装了电源滤波器，这样处理以后和防雷方面也就没有冲突。对于受干扰影响不大的直流和交流设备，可以接在一起，即使直流和交流电路因为某种原因连通了，因为他们不是同一个回路（接地可不是回路中的一部分），也不会造成设备损坏。数字地和模拟地建议分开（除非低压电气设备电源电压只有几十伏），因为数字电路属于正负5V、12V、24V级别的，很容易受干扰，而且一旦外部异常电压一旦串入将很大可能性的造成设备损坏。

五、接地检查

电气接地是保证设备安全运行、防止触电的非常重要措施，日常要定期进行检查维护测试，主要检查接地线和接地体是否松动锈蚀、腐蚀脱焊、有无损伤断裂。为便于识别各种导线的不同用途, 相线、工作零线与保护线均应以不同颜色加以区别, 以防止相线与零线混用或工作零线与保护零线混用, 为保证各种插座的正确接线提供有利条件，每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接，不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置。工作接地用黄绿相间的条纹涂在表面，保护接地应用黑色涂在表面上，设备中性线宜涂淡蓝色标志，不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆金属护层作接地线。铜、铝线与地排连接必须用固定螺丝压接，不得缠绕连接，采用扁铜软线作接地线时,要求长短适宜，并压接线鼻子与接地螺丝连接。例如发电厂设备运行期间检查电气设备接地线与地网、电气设备连接良好，无断裂等使接地线截面减小的情况；设备检修进行验收时必须检查电气设备接地线状况良好，同时按电气设备预防试验规程进行接地电阻检查测试,发现问题及时整改。

作者简介：程立民  1970年生  大学学历  高级工程师  长期从事发电设备检修与管理

参考文献：1.《电气装置安装工程接地装置施工与验收规范》

2.《低压配电设计规范》