电气设备的接地作用与技术应用

由坤

摘 要：接地是一种重要的保护措施，其主要作用是保证电气设备能够正常运行，接电是指电气设备的某一部位和大地之间的电气连接，然而，它并不是简单的工程接电，在进行接地时，必须了解并熟知接地的工作机理以及其构造，并综合考虑电气设备运行现场的实际状况，科学合理的接地在电气设备运行中发挥了极其重要的作用。

关键词：电气设备；接地；作用；接地技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.138

1 前言

社会经济的迅猛发展，大大促进了电气设备的广泛应用，然而在应用过程中，电气设备存有一定的危险性，若出现使用不当的情况，将损坏设备，甚至带来人身伤害，因此，应加强接地技术的应用。接地既包括电气设备或线路带电部分的某一点和大地的连接，也包括电气设备或其他设备不带电部分的某一点和大地的人为连接，此外，还表现为杆塔、电气设备或过电压保护装备经过将接地线埋在大地里，同时直接和大地接触的金属导体和大地相连接。

2 接地类型

（1）防雷接地。防雷接地是一种过电压保护设备的接地，主要作用是防止雷电过电压损害电气设备或人体。在应用中常见的有避雷针和避雷器的接地等。

（2）工作接地。工作接地是电力系统的某部位与大地的连接，能够确保电气设备或电力系统正常运行，常见的电力系统的中性点接地。

（3）保护接地。保护接地是指通过接地线将电气设备的金属外壳与大地进行连接[1]。若电气设备的绝缘发生损坏，保护接地能够使金属外壳对地电压降低到安全电压范围里，从而防止人体电击事故的发生。常见的保护接地有：电气设备发的传动装备；照明器具、电压器、电击、移动或手持式用电器具以及其他电器的外壳和金属底座；控制、配电与保护用的台框架；室内、外配电装备的钢筋混凝土构架的钢筋、金属框架以及靠近带电位置的金属门与金属遮拦；交直流电力电缆的框架、电缆的金属保护层、终端盒与接线盒的金属外壳以及穿线的钢管等。

（4）重复接地。重复接地主要应用于低压配电系统的TN-C系统中，对中性线进行重复接地，若中性线发生故障，无法进行进行接地保护时，重复接地能够防止电击，保护设备不受损坏[2]。TN-C系统中的重复接地包括：四芯电缆的中性线；架空线路中的适当点与终端；对于大型车间中的中性线，可采用环形布置，同时展开多点重复接地；架空线路或电缆在车间或建筑物的进线位置。

（5）屏蔽接地。屏蔽接地的主要作用是保护电气设备不受电磁的干扰。屏蔽接地将电气电磁的干扰引至地下，防止外来电磁对电气设备的进行干扰。

（6）防静电接地。防静电接地是防止静电对设备或人体的损害，常见的有把某些气体或液体的车辆或金属输送管道进行接地。

3 接地作用

众所周知，接地能夠避免人体受到电击的危害，这只是接地的其中一个作用，接地还有很多作用，它还可以防止雷击、保护电气设备及线路、防止静电、预防火灾等，从而确保电力系统能够运行正常。

（1）防止电击。人体具有一定的阻抗，然而这种阻抗极易受到所处环境的影响，若环境潮湿时，阻抗将会降低，从而人体就易受到电击危害。接地能够有效防止电击，电气设备运用接地技术，可使自身的电位接近大地的电位。

（2）防止雷击与静电。在发生雷电时，不仅会出现直接雷，而且还将产生感应雷，而感应雷又包括电磁感应雷与静电感应雷[3]。雷击和静电都将对电气设备带来非常大的损害，接地是所有防雷措施中最有效、最主要的手段。

（3）防止干扰。通常情况下，电气设备的工作电源是交流供电系统，而该供电系统运行时会存在对地分布电容，此电容会干扰电气设备的稳定运行，在电气设备中运用接地技术能够最大限度地防止干扰。此外，电气设备应用过程中，还会受到频率的干扰，频率会对电压进行干扰，经由交直流电源线侵入，对低电平信号作业产生很大的影响，采用功率接地可以防止频率的干扰，从而保障电气设备的稳定、安全运行。

4 接地技术原则

在应用接地技术时应该遵守以下原则：

（1）根据国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》，所有电气设备都需要展开保护接地，并且保护接地不能用以其他用途，必须达到规定的保护接地或工作接地的要求[4]。

（2）根据等电位连接要求进行接地。通常情况下，除了特殊要求外，各类电气设备需要运用一个总的接地体，以等电位连接要求为依据，使建筑物的金属构件以及金属管道连接总接地体，而输送易燃易爆物的金属管道则不需要连接总接地体。

（3）在建筑物中不适合设置人工总接地体，总接地体的接地电阻应该小于其他所有接地电阻。

（4）对于具有特殊要求的接地，以中压系统、计算机系统以及弱电系统为例，其接地是经小电阻接地或中性点直接接地，需要根据相关专项规定展开接地。

5 接地装置的技术要求

5.1 直流设备的接地

直流电流对金属具有非常大的腐蚀作用，从而将增大接触电阻，故对直流线路进行接地时，需要对接地装置进行充分考虑：一方面，对直流系统进行人工接地体时，厚度应该大于5毫米，与此同时，必须对人工接地体进行定期检查，观测腐蚀状况[5]；另一方面，对直流设备进行接地时，不可以采用自然接地体，自然接地体不能作为重复接地的接地体和接地线或PE线，并且不能连接自然接地体。

5.2 易燃易爆场所的电气设备的保护接地

首先，易燃易爆场所内的电气设备、金属管道、机械设备以及建筑物的金属构件都应该接地，并且将跨接线敷设与管道接头的位置。

然后，在低于1kV的中性点接电线路内，若线路过电流保护为熔断器，则保护装备的动作安全系统应该大于4；若为断路器，则动作安全系数应该大于2。

最后，接地干线和接地体的连接点应该大于2个，且在建筑物的两边分别连接接地体。

5.3 变电所的接地装置

变电所的接地装置应满足以下要求：首先，接地体必须水平敷设。此外，接地体宜使用直径大于12毫米、2.5米长的圆钢，或厚度大于4毫米的钢管，或厚度大于4毫米的角钢，同时还需连接截面大于25mm*4mm的扁钢形成闭合环形，并且各角应为弧形。

其次，接地体敷设的位置应处于变电所的墙外，且距离应大于3米；接电网的埋设深度不能小于当地冻土层厚度，最小敷设深度应大于0.6米。

然后，主变压器的保护接地与工作接地应分别连接人工接地网。

最后，避雷针或避雷线最好有单独敷设接地装置。

6 接地装置的运行

接地装置在运行时，接地体与接地线将会受到外力的腐蚀或破坏，从而出现断裂或损伤，同时土壤变化会影响接地电阻，因而，必须定期试验与检查接地装置。

（1）接地装置的检查周期。通常情况下，变电所的接地装置需每年检查一次；依据建筑物或车间的实际状况，每年对接电线进行1至2次的检查；对于各类防雷装置的接线，需每年在雷雨季前进行一次检查；若接地装置处于具有腐蚀性土壤，则需依据运行具体状况每3至5年检查一次地面下的接地体；对于移动式、手持式电气设备的接地线，需每次使用前都检查一次；每1至3年对接地装置的接地电阻进行一次检测。

（2）检查项目。首先，检查接地装置各连接点的接触情况；其次，对于腐蚀性较强的土壤地带，需要对处于地面下500毫米以上的接地体进行检查，观察其腐蚀程度；再者，检查接地装置的接地电阻，检查时间通常为雨季前，土壤电阻率最大時，并且对比分析测量结果；然后，在电气设备检修后，对接地线的连接状况进行检查；最后，对电气设备和接电线、接地线和接地干线、接地网的连接情况进行检查。

参考文献：

[1]杜婕.电气设备接地在电力系统中的应用[J].中外企业家，2014（24）：84-85.

[2]王俊平.接地技术在电子电气设备运行中的应用[J].湖北职业技术学院学报，2015（03）：103-105.

[3]李政芮.电气接地和电气安全问题探析[J].山东工业技术，2016（01）：172+181.

[4]陈建贵，郭冬雪.电力系统中电气设备接地技术分析[J].电子技术与软件工程，2016（07）：236.

[5]王柯盛.接地技术在电子电气设备运行中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（13）：235.