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电气自动化中电气接地及保护技术要点分析

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：何海团

[导读] 摘要：电气自动化技术在为当前的社会生产和人们的生活带来了极大的便利的同时，在电气自动化中电气接地及保护技术是必不可少的，是电气自动化系统中的关键环节。

        （广西南宁科宏信息技术有限公司广西南宁 530000）
        摘要：电气自动化技术在为当前的社会生产和人们的生活带来了极大的便利的同时，在电气自动化中电气接地及保护技术是必不可少的，是电气自动化系统中的关键环节。因此，在电气自动化系统中，必须要做好电气保护工作，科学合理地运用电气接地保护技术，并且掌握电气接地保护技术的要点，消除安全隐患，保证电气自动化系统的安全稳定运行，保证人们的生命财产安全。本文将重点分析电气自动化中的电气接地及其保护。
        关键词：电气自动化；接地系统；保护
        1引言
        在电气行业迅猛发展的今天，很多现代建筑中都应用到了电气自动化技术。尤其是在楼宇的自控系统中，电气自动化系统的研发和设计有及其重要的地位。若能将电气自动化合理地应用到建筑设备中，不仅能节省物力财力，更能减少潜在的安全隐患，避免因操作不当等引发的安全事故。
        2常见的接地系统
        在电力系统中，接地系统是用来保护人身及电力、电子设备安全的重要措施，过接地导体将过电压产生的过电流通过接地装置导入大地，从而实现保护。一般在1kv以下的电力输配线路及设备的接地制式主要有三个种类：IT、TT、TN三种，其中TN系统又分为TN-S、TN-C-S、TN-C。
        2.1IT系统
        IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上。IT方式供电系统受制于供电距离，当供电距离不是很长时，其具有可靠性高安全性好的特点。大多时候会将IT系统用在严格要求连续供电或不允许停电的场所，例如大医院的手术室，地下矿井等。
        2.2TT系统。
        也称为接零保护系统。这种供电系统时将电电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，但是它设备外壳的导体部分的接地保护线是不与电源中性线相连的。这种系统在设备出现外壳带电时，由于接地保护，可大大减少触电危险。该系统对低压电网的雷击过电压有一定的泄露能力。并且与低压电气的外壳不解地相比，在电器发生碰壳事故时，可以降低外壳的对地电压，从而减少人员伤亡。但是它也存在着一定的缺点。当发生事故时自动开关不一定能跳闸，从而导致出现危险电压。而当漏电电流较小时，熔断器不一定能熔断，就还需漏电保护器的保护。并且真正使用IT系统时需消耗大量刚才，用后难回收，无法实现循环使用，财力物力消耗大。
        2.3TN系统。
        电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。它的回路电阻小，电流大，能够快速熔断熔丝，进而保护动作装置切断电源。按照中性线和保护线的组合情况可分三类：即TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。
        （1）TN-C系统，用工作零线兼做保护线。它的设备外壳的导体
        部分的接地保护线和电源中性线N是相连的。但是这个供电系统只适用于三相负载基本平衡的情况。多应用于电路简单，安全性好的地方。同时TN-C系统相比TT系统会更简单更经济。
        （2）TN-S系统，基本是将三相四线相加。中性线N和接地线PE
        进行接地，中性线带电，PE不带电。而这两线是无法与电气连接的。这种方式的供电系统比较安全可靠，在接地系统中最为常见，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。
        （3）TN-C-S系统。这个系统可划分为TN-C系统和TN-S系统。
        而这个交界面正处于PE线和N线的交汇处。PE线除了在总箱处必须和N线相接以外，其他各分箱处均不许把N线和PE线相联，PE线上不许安装开关和熔断器。TN-C-S系统在我国的楼宇建设中，已经得到了比较广泛地应用。

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        3接地保护措施
        3.1工作接地
        在380/220V地低压电力系统中，考虑不论是正常还是故障的情况下，都能使设备安全运行，并且能保护人身和设备地安全，一般把变压器的中性点直接接地，即为工作接地。在配电的过程中必须存在相应的接线端子，其大多数储存在固定的柜中，如屏蔽及防静电，以此来减少干扰。但是它却没有办法连接PE线。为了让在工作中产生的余电不击伤人，并将它排入到大地中，称作工作接地凡因设备运行而不得不进行的接地，也叫做工作接地。因此工作接地可以相对减轻接地的危险性，通过限制电压不超过某一范围来稳定系统的电压从而减轻高压窜入低压的危险尤其适用于单向电源电气系统和低压系统的接地工作。
        3.2保护接地
        该接地保护措施是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置部分连接起来并对PE线的装置进行合理规划，科学设计金属配件和电气设备的链接方案，以防止该部分在故障发生时突然带电而对人体造成伤害。或在没有做好电气设备保护接地工作的状态下，如若人体碰到被破坏的绝缘，很可能会因为绝缘破坏导致的设备外壳带电而引发触电的人身安全事故。在正常情况下，所有的单相，三相带金属外壳的电器设备都必须进行保护接地。实际生活中，我们必须要根据实际情况来决定如何合理设置安装保护接地。同时也可利用外引接地，扩大接地面积，加深接地网掩埋深度等方法来减小接地电阻，从而提高电力系统的安全性。
        3.3防雷接地
        防雷接地分为防雷，即防止因雷电而造成损害和静电接地，即防止静电产生危害。在智能化楼宇中，存在很多电子设备和布线系统。比如安保监控，闭路电视，消防报警系统和通信自动化等等。在这些电力系统中，无论是电气设备还是布线系统，其耐压力都处于比较低的水平。这就对防干扰有了比较高的要求。无论是串击反击还是直击，特别是容易因为雷击而对整个电气设备造成损坏的部分，都容易使整体设备遭受干扰破坏瘫痪致无法正常工作。在智能楼宇的建设过程中，防雷接地系统的装置安放应当在所有功能接地中扮演着最为基础和重要的角色。为了电气设备的安全和其他系统能正常发挥作用，防雷接地工作必须要做好，并且在不同的情形下，应根据实际情况做合理的安排。而在工厂防雷中主要分为整体结构防雷，即主厂房防雷，基础要求是打接地极，接地带，使之形成一个接地网，并且要求接地电阻要小于10欧。然后再将基础的防雷系统与主厂房外墙的钢筋或钢构的主体连接。从而加强防雷系统整体的掩蔽性。将避雷针或避雷带连接在水泥混凝土屋顶，墙外也要留有接地测试点。这种装置不仅能有效进行防雷，避免雷击伤害，还能预防外来电磁对厂房内电气设备引起干扰。防雷接地系统在一些特定环境和场所的应用中尤为重要。比如国家重点文物单位，国家建筑或者大型建筑，国家级大型特级和甲级体育馆还有制造存储火工化学品，如烟花炸药的危险场所。除此之外，机房的接地保护系统也要用到防雷接地机房防雷接地要求在电源处和配电系统处都要加安防雷装置。现在也有使用新型材料及焊接方式实现镀铜圆在建筑防雷系统中的应用，延长建筑防雷系统的寿命。
        3.4直接接地
        直接接地系统现在主要应用在计算机，自动化设备和通讯设备中。在电气设备接受和传送相关信息时，相应的能量会在不同系统中的来回实现转换，最终转化为控制信号。这些控制信号和所输出的信息大多是食在微电流和微电位中进行的。并且在计算机电气等设备的运行必须要介入互联网。因此为了保障整个系统的平稳和准确运行，就需要确保电源供电的平稳和准确性。另外引线必须尽量选用大介面的铜芯绝缘线。并要将电子设备的两端分别连接接地和电位。
        4结语
        在工作生活以及智能楼宇的建设中，电气设备系统的接地防护都是十分重要的。电力系统若没有安装合理的接地漏电保护措施或者在安装防护系统的过程中出现操作和管理错误，不仅会造成电气设备的损坏，更严重的是可能会引起重大的触电事故，威胁到人民的财产和人身安全。所以电气工作者必须要正视自己身上所肩负的责任和使命。一要熟悉接地保护技术的各项安装配置操作和流程，二要学会灵活多变，在保证安全的前提下，尽可能使接地保护系统安装更多样化，寿命更长久，防护功能更完善。接地防护工作任重道远。但是通过合理的配置，定能发挥系统防护的最大功效。
        参考文献：
        [1]陈昔柱，季秋丽等.浅析接地保护在电气设备中的应用[J]世纪之星、2015（11）：79-80.
        [2]余键明，同向前，苏文成供电技术北京：机械工业出版社.