天津市塘沽永利工程有限公司 300452
摘要：浅谈煤气化装置区和变电所保护接地，工作接地，屏蔽接地以及避雷接地的作用，以及保持接地系统正常运行的一些建议。
关键词：保护接地；工作接地；屏蔽接地
引言
接地网作为防间接触电，防静电及中和感应电压，雷电冲击电压等功能的组成部分，对安全生产有着举足轻重的地位，但其由于隐蔽性的特点，容易为人所忽视，在装置运行多年后，针对目前存在的主要矛盾提出以后的工作重点。
一．保护接地和工作接地
大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此适合作为电气系统中的参考电位体。这种“地”是“电气地”，并不等于“地理地”，但却包含在“地理地”之中。“电气地”的范围随着大地结构的组成和大地与带电体接触的情况而定。
在很多人的认识中，零线和地线是混为一谈的，这是因为以前在我国大部分低压系统使用的是TN-C系统即三相四线制，据我所知老厂区以前也是采取的这种系统，其中的零线和地线是一根线即PEN线，所以造成很多人经常说“保护接零”这样的错误用词。而目前低压系统采用的是TN-S系统，即三相五线制，这五线分别是三根相线，1根零线和1根地线。
零线-工作接地：其电气符号为N，是从中性点接地的变压器中性点引出的线，我们叫它工作接零。它的作用是使单相用电设备获取相电压（220V），并且在负载不平衡时成为不平衡电流的载体使系统保持三相平衡。
对于工作零线，在目前的工作阶段中，我们应平衡单相负荷，减少不平衡电流，以防零线断线时发生的中性点漂移，在现场中则应对腐蚀及露天设备进行大规模排查，以防零线螺栓锈蚀造成零线变火线，发生人身伤害事故。
地线-保护接地：其电气符号为PE，在我们电气中，保护接地一般是接在开关外壳或电机外壳上的，目的据我理解有2个：
1）利用大地可以吸收无限电荷的能力，将设备外壳由于静电感应或电磁感应甚至雷电波而带的电荷中和掉，以免设备外壳带电，对操作或检修人员带来安全保障。
2）在中性点接地运行的系统，为短路电流提供回路，视暂态短路电流非常大，方便保护可靠动作，等于增大继电保护的灵敏度；而在中性点不接地运行的系统，利用地线极小的电压降使在发生碰壳短路时人接触设备造成的接触电压以及在大地上行走造成的跨步电压尽可能的小，达到安全范围。
我们不难发现TN-S的优点以及作为电力人员对接地工程的检查工作重点：
由上述提到保护接地的作用，不难发现接地工程的重点在于接地电阻和接地干线及地级的连接点的可靠问题，其中接地电阻包括接地引下线电阻，地极电阻以及流散电阻，而流散电阻指的是地级20M范围内的土壤电阻，相对前2者来说，流散电阻很大，所以流散电阻是造成接地电阻不合格的主要矛盾。
具体问题具体分析，厂区以前还是一片海，也就是说我们的土壤结构属于盐碱地范畴，这种土壤结构比起一般的土壤特点是导电性能良好（电阻小），但腐蚀性强。因此我们在选取地网的地极以及连接线时都选择了比较耐腐蚀的材料如镀铜地极和镀铜钢绞线，在连接点的连接接上也采用了可靠性较高的热熔，首先在根本上巩固了我们地网的稳定性，而又由于我们是盐碱地，所以土壤电阻率不是问题的主要矛盾。所以我们前期的工作重点应该是检查外部电机外壳与接地干线连接点（因为这是可视的）的可靠性和保证每条接地干线至少连接着2根地极，由于盐碱地对于接地干线和地级的腐蚀是随着时间增长的，所以目前这个阶段，我们应该把重点放在接地装置因腐蚀问题而造成的电阻变大和导体断裂上，将检测范围放大，尤其是磨煤框架，结晶厂区等，有的温度较高将会使土壤中的腐蚀反应加剧，其比较干燥将会使土壤电阻率下降，有的则有腐蚀性产品导致腐蚀加剧。
并且，不光是接地网，对于桥架与框架，可燃性介质管道及阀门的等电位连接等等，在长期运行后，均存在不同程度的锈蚀，断裂情况。这种情况，在雷电波入侵或设备故障造成外壳带电时，局部电位过高引起的电火花，放电，均可能引起火灾爆炸或是人身触电危险，面对雷雨季的到来，我们电力人员应组织大型排查和消缺，保证等电位连接的可靠。
二．屏蔽接地
屏蔽接地是为了防止强电场的电容耦合或电磁感应对信号产生的干扰，这一原理在仪表电缆中应用极广。在多年运行中，我发现部分线路由于在设计初始未采用仪表电缆，如变压器的非电量保护，发生了多次误动，有些DCS线路则由于施工阶段时遗留问题，与动力电缆距离过近，因大型设备的启停造成较大的感应电压同样造成设备误动。据观察，除了变频以外DCS给的大多是启停信号，其采用双绞线屏蔽电缆，在电气侧的屏蔽层进行接地，在DCS侧接地，即双端接地，而变压器非电量保护采用的并非双绞线屏蔽电缆，并没有接地。
根据这些情况，我认为对于信号电缆的屏蔽层接地方式应该根据实际情况考虑：在正常情况下，对于DCS信号电缆或变压器非电量保护的干扰主要有电容耦合和电感耦合，必须分情况综合3点进行考虑：
第一：电感耦合对于弱电控制回路的干扰较大，有些厂区，如煤气化的大型设备比较多，其干扰比较强烈，出于这种考虑应该在信号两端接地，这样干扰电流产生的磁场才能在屏蔽层中感应产生一个与外部干扰电流方向相反的电流，这个电流起到抵销降低干扰电流的作用。
第二：无论是电感耦合还是电容耦合，其干扰程度或者是感应电压大小均与线路的长短有关，因此对于线路较长的设备，增加隔离栅、改用双绞屏蔽电缆、增加继电器提高动作信号电压门槛值等措施，是必须必要的。
第三：装置区接地网主要用于防雷和保护，且与DCS有足够的安全距离，变电所的低压系统接地短路电流很大，与DCS也有足够的安全距离，因此没必要做等电位连接，那么在故障或雷击情况下甚至较多大设备启停，两者电位可能是不等的，两者地电位不等时会产生环流又产生一个干扰源。而变压器与保护装置都在变电所，为同一个接地网，不存在地电位不等的情况。
综上所述，我认为煤气化变电所的DCS信号电缆屏蔽层应该在DCS侧单点接地，并且对部分干扰严重，线路较长等设备增加隔离栅，而变压器的非电量保护接地则应同样采取双绞线屏蔽电缆，并进行双端接地，同时增加继电器增加门槛电压，保证设备不误动。
参考文献：
[1]GB/T 7251.1-2013. 低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则[S]. 2013
[2]关于电气设备接地装置的运行及维护[J]. 李夏宁. 科学之友. 2011（12）