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电气自动化中电气接地及电气保护技术概述姚烈

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：姚烈

[导读] 摘要：近年来，随着经济和科学技术的快速发展，在电力系统运行安全方面，电气接地保护安全技术日趋完善。

        杭州临江环境能源有限公司浙江杭州 310000
        摘要：近年来，随着经济和科学技术的快速发展，在电力系统运行安全方面，电气接地保护安全技术日趋完善。该技术综合了多门学科知识，而接地故障是电气自动化中的典型问题，很容易造成短路故障。这些故障不仅有可能对有关人员造成一定的伤害，还很有可能引起设备故障，最终对电力行业的发展造成一定的影响，所以在电气接地方面的保护技术就显得尤为重要。作者为营造安全舒适的电气系统供应环境,保证电气系统的安全运行,降低电气安全隐患,本文就电气自动化中电气接地及电气保护技术进行简要分析, 对相应的保护技术也进行了一定的探讨，仅供相关人员参考，也希望对我国电气自动化中电气接地及电气保护技术的全面发展起到促进作用。
        关键词：电气自动化；接地；电器保护
        引言
        在经济不断发展的背景下，城市化建设速度日益加快，各种安全问题也越来越被重视。随着各种电气设备走进千家万户，与此同时关于电气设备的安全使用问题也是逐渐的被人们所重视，其中比较重要的就是电气设备的接地技术。对于这种技术而言，接地技术主要是为了能够保证系统运行中的安全，包括设备的安全运行，相关操作人员的安全等几个部分。在对接地设备进行设计安装的过程中必须对相关的影响因素进行探讨。本文主要是对于当下的接地保护技术进行研究。
        一、电气自动化中的电气接地
        电气接地是电气自动化应用中的重要系统，也是保障配供电系统安全稳定的基础。主要的接地系统有三种。第一，TN-C接地系统。这种接地系统是所有接地系统中使用比较普遍的。它是由一根保护中性接地线和三根火线组成的三相四线接地系统。由于中性线和接地线合二为一，当单项负荷增加至过大时，产生三相负荷不均衡现象，导致外壳电压较低，增加的火灾及电击事件的发生率。此外，由于这种系统不具备剩余电流保护器，对于电流事故的预防措施无法开展，故这种系统在低压配电系统中较为多见。第二，TN-S接地系统。TN-S系统是将TN-C系统中的PE线进行强化，形成三根火线、一根中性线、一根接地保护线的三相五线制接地系统，其中中性线与接地线同时接地且相互之间无干扰。PE线零线正常情况下不带电，当发生故障时故障电流从PE线流过，此时PE线与设备外壳形成一个小的短路电流继而及时切断电源，实现保护作用。因此，TN-S系统具有安全性高的优点，可有效减小由三相系统带来的麻烦。第三，TN-C-S接地系统。将TN-C系统与TN-S同时用在电气接地系统中，TN-C用于进户前TN-S用在进户后，为避免中性线与接地线发生电气连接情况，以中性线与接地线为分界。这样就能够有效降低设备的对地电压，最大程度的降低楼宇电气设备的电压风险。通过TN-C系统与TN-S系统的完美组合实现电气设备稳定性的保障及人员安全性的控制。
        二、电气自动化中的电气保护技术
        1、屏蔽与防静电保护
        在变电站建设过程中，屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接。导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接；室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电、干扰也很重要。在洁净、干燥的房间内，人的走步、移动设备，各自磨擦均会产生大量静电。例如在相对湿度10-20%的环境中人的走步可以积聚3.5万伏的静电电压、如果没有良好的接地，不仅仅会产生对电子设备的干扰，甚至会将设备芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体）通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳及室内（包括地坪）设施必须均与PE线多点可靠连接。

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智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好，独立的防雷保护接地电阻应≤10Ω；独立的安全保护接地电阻应延≤4Ω；独立的交流工作接地电阻应≤4Ω；独立的直流工作接地电阻应≤4Ω；防静电接地电阻一般要求≤100Ω。
        2、防雷保护
        在对基建的设计中，存在着很多诸如保安系统、通信系统以及消防报警系统在内的很多布线系统，一般来看，这一类的系统最为主要特征就是耐压能力比较低，对于有关的干扰因素也是比较的敏感，对于这一类的系统进行保护最为重要的是防护雷击。如果发生雷击就会严重的损坏。对于小型基建来讲通常是属于一级负荷，所以在进行设计的过程中应该根据国家有关一级负荷的相关规定进行设计，在进行闪光器的设计中将针带组合进行应用，而且对于屋面相应的金属设备应该是与网格进行相应的连接。此外，在进行设计的过程中应该注意与有关的防雷系统进行连接，并且，墙面中的所有金属设备都应该与防雷设施进行连接，将有关的钢筋与接地系统进行连接，这样不仅能够加强防雷系统，还能够有效的确保防雷的屏蔽性。对于这种设计来讲，不仅能够有效的避免雷击还能够避免电磁干扰。
        3、安全保护接地
        在一座建筑工程中，具备很多的安全保护接地的设备，包括弱电设备和强电设备，还有就是一些个具有带电和导电功能的设备和构件，对于这些设备和构件需要进行安全保护接地措施，从而保证建筑工程的用电安全。如果建筑电气设备的接地系统没有进在中性点对接地进行直接的电力系统中，接地短路的电流会经过人的身体和大地媒介回流到中中性点；但如果中性点的接地电力系统采用的是非直接的防方式，那么接地短路中的电流会经过人的身体流入到大地中，并经线路对地电容构成通路，但是这两种情况都会很容易引发触电身亡的安全事故。
        4、保护接零
        常用的低压电网是中性点直接接地的，低压电气设备又与人们接触最多，使用不当，往往造成严重的触电事故。触电事故的统计资料表明，多数发生在低压设备和电路上，所以对低压系统的安全保护应有较多的要求：一旦发生设备漏电、碰壳故障，最好能迅速切断电源。由上面对保护接地的分析可知，在中性点接地的低电压网中，保护接地一般是达不到这一点的。如果采用降低保护接地电阻Rb和中性点接地电阻R0来提高故障电流达到保护切断，从理论上来说虽然可以，但不经济。为了达到保护切断，简单有效的方法是将电气设备的金属外壳、构架与电路的零线作良好的连接——即保护接零。
        设备一旦发生漏电碰壳故障，即形成单相金属性短路，一般都有足够大的短路电路，能使保护装置达到自动切断。根据保护装置的特性，要使自动开关迅速动作，短路电流应达其整定值的1.25倍；要使熔丝（保险或自动开关），短路电流应达熔丝（保险）额定值的3倍。当电路中零线的容量不小于相线容量的一半时，通常能达到上述要求。
        保护接零是中性点直接接地的低压电网中较为可靠的保护方式，但采取这种方式必须具备两个条件。一是电源中性点必须是直接接地的。即保护接零方式不能用在中点不接地的低压系统中。二是采取保护接零方式时，零线一定要牢固可靠，有足够的机械强度，不能断线，一旦零线因故断线便失去了作用。
        结语
        科学技术在不断地更新发展，由于电气自动化的众多优势，其在未来的作用也越来越明显。众所周知，电气接地及电气保护技术确实有其复杂性和特殊性，需要我们电气工作者认识到肩负的责任。在保证其安全性的基础上，要尽可能完善接地及电气保护技术，以便在以后大量的用在实际生产当中，这是我们最终追求的目标。
        参考文献
        [1]符明.电气自动化在楼宇智能化方面的应用[J].价值工程,2015,34(35):87-88.