电气自动化中电气接地及电气保护技术

2021-11-26候姝斌

魅力中国 2021年17期

候姝斌

（国网江苏省电力有限公司常州供电分公司，江苏常州 213000）

一、电气接地系统的主要类型

（一）tn-s 系统

tn-s 在整个电气接地系统中作为接零保护系统存在，在电气系统能够安全稳定运行过程中起到非常重要的作用。当诸如设备外壳漏电故障发生在电气自动化系统中时，漏电产生的电流就会经tn-s系统转化为短路电流，单相短路对地故障就会在此情况下发生，故障设备断电的情况就会在熔断丝熔断时发生，这样对人员的伤害就会因为漏电设备的漏电而得到有效的避免，进而使得系统的整体安全得到保证。如果电子设备的接地系统并没有另外的要求，tn-s 系统将作为一种常用的技术应用于电气自动化设备接地技术中，tn-s 系统对于有效的实现安全生产目的以及减少不必要的人员伤害发挥了重要的作用。

（二）tn-c-s 系统

相较而言，tn-s 系统比较特殊，当该系统的中性线与接地线经由接地处理以后，该系统就不需要再与其他的电气设备相连接。此种情况下，tn-s 系统中的中线性基本上不带电，有效保障了系统运行的安全性与稳定性。在电气自动化系统的运行与使用过程中，需对特殊电气设备的接地引线加以科学应用，引出接地体以后来根据其具体情况，进行接地电阻的选择，使得电气设备的基准位相对正确。随着未来电气行业自动化、智能化发展步伐的加快，tn-c-s 系统将具有更为广阔的应用空间。

二、接地系统应用实例分析

我国的电气接地技术规范中，仅仅指出了均匀土壤条件下接地网的接地电阻计算规则，但是从现实的情况来看，均匀土壤的要求很难达到。以我国广大地区的土壤条件为例，土壤构成都具有复杂性。因此，在设计电气接地系统时，设计人员需要充分分析接地层的土壤结构构成情况。当前，很多电气接地系统在设计时，在土壤接地特性的分析上都是将其作为双层土壤结构来进行分析的。在实际的电气设备安装与使用时，接地系统的设计主要是为了形成雷电感应、故障电流向大地传输的专有通道，保障电气设备的可靠运行。如果在电气系统的运行过程中受到了雷电威胁，电气接地就能够最大程度上实现对雷电流的处理，保护电气设备、系统的可靠运行。在电气接地系统安装与使用中，相关的文件中有着明确的规定，有关人员只有严格按照规定来实施，才能够保障接地连接的正确性。此外，接地保护时材料选择也是重要的环节，不同的土壤条件下需使用不同的导体材料，以应对土壤电阻率的变化。

三、电气自动化系统中的电气接地与保护技术

（一）直接接地

在防范电气系统的接地保护时，需要根据不同的实际工作需要，然后科学的转换电子设备的输入和输出数据，模拟信号和逻辑信号需要适当的放大，信息的输入输出以及实现想要的逻辑动作是以微电流和微电位为平台的。在选择直接接地的方式作为电气系统的接地保护时，作为引线的绝缘状态的铜芯应该具有尽可能大的截面，在进行连接时，需要将设备的一端与电位进行连接，而另一端则进行直接接地处理，这种连接方式，使得电源和基准电位的稳定性得到了有效的保证，能够使电气系统发生故障的几率下降。需要注意的是，接地故障会在引线确定后再与PE 线或E 线相连而发生，在实际操作过程中，必须避免这种情况的出现。

（二）工作接地

在电气自动化系统中，工作接地同样是一种重要的接地保护技术。在具体的应用中，此种接地方式主要是要在电气系统设计、安装过程中将变压器中线作为直接的接地对象。在此种接地方式下，接线端子是保障工作接地成功率的重要因素，在实际的工作接地设计时，需在配电过程中将接线端子存储于柜中，使工作接地更为可靠与安全。在这种情况下，接线端子不可与PE 线连接，否则，极易出现接地故障。如果是高压电气系统，中线点接地能够维持接地电压更为安全、稳定的状态，且在这种接地设计时零序电压偏移情况更容易控制，能够实现整个电气系统中的电压平衡调节。

（三）防雷接地

在智能建筑中，一般在内部会布置各种配电系统的设施和对应设备，这就要求在电气系统设施中做好防雷接地工作。智能建筑内部具有复杂的电气设备以及布线系统，比如说火灾报警系统、自动化管理系统、自动化通信系统、消防联动系统等，在实际的运行中，这些系统都有可能受到雷击，从而损害了建筑结构，所以技术人员在进行防雷接地工作时需要更加谨慎、严密。防雷接地主要是在屋顶选择一定面积的热镀锌扁钢作为避雷带组成网格，然后将网格与屋面的金属构件、建筑结构的桩基柱头钢筋进行电气连接，并与其他设施进行结合形成防雷系统。这样的防雷结构不仅能够降低累计造成的损坏，同时也能够有效地预防外部因素干扰智能建筑内部，此外，高层的智能建筑还应该要做好防侧击雷的工作。

（四）屏蔽接地

在设计智能建筑的接地系统时，相关的技术人员一般会考虑将电缆屏蔽层、静电屏蔽变压器、线路滤波器、屏蔽网等进行接地，这种接地设计就是屏蔽接地。设计屏蔽接地不仅能够降低不同外界电磁波对智能建筑的干扰和侵袭，同时也能够确保电气设备在日常运行中避免释放的高频能量影响电气设备的运行，保证电气设备运行中的通信质量。此外，在智能建筑中设计电磁兼容系统也是非常重要的，电磁兼容系统要求电气设备与建筑内部的布线能够免于不同干扰，所以在设计该系统的过程中做好屏蔽接地工作能够有效地保护各种电气设备，同时能够有效地防止或者是降低电磁波对正常运行的电气设备的干扰。