工业工程中的电气接地技术案例分析

关孝明

摘 要：如今，工业工程的自动化水平越来越高，为避免自动化系统受雷电流的侵害，除了要做好功能性等方面的设计，还要做好自动化系统的接地与防雷设计，保证接地与防雷系统发挥应有的作用效果。

关键词：电气工程;电气接地;工作接地;保护接地;防雷接地

引言

现代工业对于电力需求量巨大，工业用电趋势不断增加，在生产中，保障安全运行，排除各种用电隐患是提高企业生产效率的前提。接地系统是工业生产供配电设计的重要一环，各行业电气接地系统设计均包含工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、阴极保护及等电位连接等，接地系统的设计与安装直接关系到工业厂房生产的安全性。但由于不同行业的生产特点有所区别，故对电气接地系统设计与安装要加以区分，应基于行业特点与厂房建设项目实际，根据用电设备的整体性、结构性、层次性和目的性，以及考虑厂房地理环境、设备性能，在相关技术规范的基础上选择最佳的电气接地系统设计方案，才能确保生产用电安全。

1接地系统

接地装置主要由接地极和接地线两个部分组成。其中，接地极是埋设到地下且和大地直接基础的一个金属导体;接地线是指接地端子和接地极与接地极之间相连所用的金属导体。对工业而言，需对下列几种系统进行接地处理：①建筑防雷系统接地;②6kV与以上的供配电安全系统接地;③低压供配电系统接地;④自动化系统接地。在实际工作中可采用将自然与人工两个接地体充分结合的方法。其中，人工接地体通常设于中央控制室的周围或电气室与变电站当中，而人工接地体则在建筑形成环网，利用接地线对各点进行连接，以此形成联合系统。应注意，如果人工接地体间有一个接地线断开，则并不会导致整个系统断开。如果用途所有不同的多个接地系统同时使用一个接地装置，则接地电阻必须达到最小值方面的要求，对干法工业而言，其工频电阻不超过1Ω。因以上各系统都采用等电位接地端子板和接地网之间相连，所以在正常运行情况中，对自动化系统而言，它要求接地端子板不能有电位偏移。考虑到对接地网进行的设计通常由强电专业负责完成，故对自动化专业相关设计人员而言，应充分考虑这样的要求，即在配电方面优先选择TN-S系统。在分开N线和PE线之后，在N线上传输的电流不会从总接地端子中通过，从母排经过后，返回变压器的中性点，这样能有效防止电位发生偏移对系统的正常运行造成不利影响。

2工业工程中的电气接地技术

2.1机房接地技术

工业工程系统的布置十分规整。一般情况下，机房接地会按照安全接地、电源地、信号地的顺序来进行布置。这样布置可以连接电源的主接线端子和子电路板，最终实现总终端与子板接地。此种接地方式对减小其他电场对该电路的干扰起到了十分重要的作用，也正是因为采用了此种接地方法，电路才能够顺利运行。如果安全接地、电源接地和信号地在高频电路中不能分开，就需要有高频信号，对干扰信号进行屏蔽。

2.2防雷接地

随着环保政策的实施，许多工业厂房迁入开阔空旷的郊区，这对于雷击的防治尤为重要。采用防雷接地措施可以有效避免雷电发生时对用电设备的损坏。防雷接地主要是通过避雷针、避雷线和避雷器的接地来消除过电压危险影响，在雷电冲击的作用下，会有持续时间很短、高达数10～102kA的雷电流幅值流过防雷接地电极。防雷接地有避雷针接地法和法拉第笼式接地法，这两种接地方法适用范围差异较大，避雷针接地法是将避雷针装设于用电设备的高空，适用于小区域的防雷区域;法拉第笼式接地法更加适用于现代工业厂房，法拉地笼是一种用于演示等电位、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备，通过将雷电流分流和均流入法拉第笼的金属屏蔽层入地，削弱或抵消了笼内电磁场，以此使电磁场干扰强度降低，具有较高安全性。

2.3等电位连接技术

防雷接地技术中，等电位连接处理主要包括两方面，其一为总等电位，其二为局部等电位。总等电位施工操作，以建筑工程主结构为基础，提前预留的接地施工点安装总等电位端子箱，随后连接基础接地装置。建筑楼层中强、弱电间必须结合楼层距离，与避雷带的间隔等进行设置，随后安装等电位端子板，联结接地干线，处理好与主钢筋的连接。局部等电位设计主要涉及建筑结构中的金属管道、钢筋网等，这些都是施工操作的前提，尤其是建筑结构中的地面钢筋网，必须采取有效措施及时联通等电位联结线。如果建筑结构的墙体以混凝土为主，钢筋网同样需要联通等电位联结线。除此之外，卫生间中会应用到金属排水管或者各种金属设施等，等电位端子板与其联结期间，需要提前确定金属部件的位置，为后期检验维修等提供方便。

2.4保护接地

该接地措施是采用PE线将电器设备的外金属部分与埋在地下的接地极连接起来，以此形成保护区域，确保工作区域用电安全。因接地过程中会涉及强电、弱电设备及一些常用导电设备构件，由于电气设备绝缘破坏，设备金属外壳、架构和电缆的钢带上会有危险电压产生，如果人接触会发生触电。通过该接地方式，工作人员在非正常情况下与带电电器金属外壳触碰时，会实现自动断电，保护设备用电安全。

2.5防静电接地

防静电接地是厂房静电防护区的地线敷设较为常用的方法，是为了防止电器设备工作中产生的静电对易燃油品、天然气储蓄罐设备、电子厂等产生造成危险及危害。该接地有两种方式，一种为了用作静电泄漏，在生产线防静电作业岗位而单独敷设的地线接地体;另一种是采用供电系统中的三相五线制地线，在引出电源零线的同时，单独引出大地地线作防静电接地母线。通常静电接地要与防雷接地分开，并避开共用一个接地体的精密仪器的信号接地或微小参量仪器等。

2.6其他防雷措施

除了可以在电源系统中配置多级防雷举措以外，还可以 在中央控制室的地板以下进行格栅均压网的设置，主要采用 裸铜带进行， 以此提供等电位连接网。另外，在中央控制室中 还可设置等电位连接端子板，采用放射式的形式和室内所有 设备以最短的距离相连，包括设备金属外壳、机架、柜体、金属 管、管槽、屏蔽线、 接地、 保护器等[7]。

3工业工程中的电气接地技术的应用分析

围绕电子通信设备本身的导体性质进行详细分析能够得出，地线自身带有一定的阻抗能力。现阶段，地线阻抗主要分为两种类型，一种是电感类，另一种是电阻类，但两种类型在电子通信设备运行中所发挥的功能存在着较大的差异，其中电感主要在高频电路中发挥功效，而电阻则在低频电路中发挥功效。一般而言，电感值与地线的长度大小之间具有极强的关联性。目前，高频电路在构造中，比较常用的接地方式以多点接地为主。换言之，在接地线的中介连接下，系统中位置的接地点能够与地面之间相互连接，某种程度上，此种接地方式有效减缩了接地线的施工长度，达到能源资源节能目标。

结束语

综上所述，防雷接地施工技术作为保障建筑电气工程安全的重要技术，防雷接地施工处理中，所有施工关键点都必须处理得准确到位。尤其是避雷网、引下线等，结合电气工程具体情况，制定详细的施工方案，严格按照施工标准进行施工。选择适当的防雷接地材料，提高建筑电气工程安全性。施工人员必须端正防雷接地施工意识，认识到防雷接地施工技术的重要性，将雷电对建筑的威胁降到最低，为建筑电气工程防雷接地施工处理积累更多经验。

参考文献：

[1]罗超.接地技術在中压供电系统中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（21）：217-218.

[2]王慧颖.浅谈防雷接地技术在建筑电气安装中的应用[J].中外企业家，2019（32）：97-98.

[3]秦郁山.电力配电系统的防雷与接地技术[J].数字通信世界，2019（11）：55.

（新疆伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）