工业工程中的电气接地技术案例分析

发表时间:2021/8/6   来源:《中国电业》2021年四月10期   作者:杨威
[导读] 现代工业对于电力需求量巨大,工业用电趋势不断增加
        杨威
        国网沈阳供电公司 辽宁省沈阳市 110811
         
        
        摘要: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。
        关键词:电气工程;电气接地;工作接地;保护接地
        引言
        工业在我国发展十分迅速,并成为比较常见的工业结构之一。然而随着工业的发展,其电气工程的质量和功能需要不断升级,不仅要确保其具有工业功能,同时还需要将电气系统和设备的作用和应用效益进行发挥,从而确保工业朝着更加多样化、灵活化、综合化的方向发展。由此可见电气系统和设备在工业中的作用和影响十分重要。电气系统中的接地系统能够帮助工业起到防雷、电气保护的作用。
        1工业电气工程防雷接地技术介绍
        工业电气工程中,防雷接地技术是有效预防雷电等特殊天气的重要手段,防雷接地技术主要包括几个部分,接闪器、接地装置以及防雷接地系统不可少元件引下线。雷电天气中通过接闪器及时将雷电吸收,常见接闪器主要为避雷针,也是工业电气工程必备设备,同时,还有避雷带或者避雷网,结合工业工程情况去选择适当的接闪器。如果工业结构相对较矮,并且属于单独工业类型,避雷针是主要选择,帮助防雷导线、金属管线能够充分隔离。若工业结构屋顶面积相对较大,则选择避雷网。接闪器及时将雷电吸收,在引下线作用下将雷电从工业物引入地下,随后连接接地装置,有效规避雷电对工业物的影响。引下线安装主要包括两种形式,一种为明装,一种为暗装。接地装置主要包括接地极、基础接地网以及接地干线等组成。由接闪器、引下线与接地装置组成电气工程防雷接地系统。
        2工业工程中的电气接地技术案例分析
        2.1化工行业的接地系统
        (1)石油及化工行业大多装置为具有易燃易爆的介质,如遇物料、装置及构筑物、人体产生微弱静电火花,可能会引起火灾或爆炸事故。其次,雷雨多发季节也很容易引起雷击。对此,做好防雷、防静电安全接地措施十分必要。(2)化工行业电力设计应根据相关规范进行布置,为了确保化工企业安全运行,接地是化工行业防静电危害的最基本保护措施,基于化工行业爆炸危险区域较多,在各种贮罐、混合器、物料输送设备、过滤器等金属体,均要连接成一个连续导电整体接地,通过进线配电箱旁边的等电位联结端子板,将进线配电箱的PE母线、人工接地或自然接地的接地极引线、公用设施金属管道等导电部分相通,禁止设备内部存在与地绝缘的金属体。其次,化工生产厂触电危险极大,可采取将PE母线或PE干线、设施的金属管道和金属结构等部分互通的方式。同时,根据化工厂都要求三相五线制,并在每个设备重复接地的强制性规定,故必须要对在装置区除配电电缆接地线外的电动机、仪表壳外壳等,均要设计现场的重复接地,使设备外壳同时接地接零,防止漏电危害,确保安全,并满足规范零线重复接地的要求。


        2.2接线处理技术
        在开展工业电气安装作业时,接线处理技术具有极强的现实意义,通过实施该技术,能够有效避免雷电等情况对该工业以及安装作业带来的安全威胁。而且,一般情况下,工业中必然会存在较多的金属设备以及部件,若是这些设备以及部件的绝缘体开裂或是质量不过关,就会导致严重的漏电事故。因此,在开展工业电气安装工作时,相关人员应规范使用接线处理技术,确保该工业内的金属物全部处于接地状况,且要对相关接地装置中的电阻进行减少,进而避免电流外泄现象的出现。从目前现状来看,在使用接线处理技术时,主要使用TN-C-S系统,在该系统中,又分为TN-S系统和TN-C系统,对于这两个系统而言,N线与PE线是分界面,通过应用该系统能够保障相关设备的安全性。其中,TN-S系统能够分开N线和PE线,从而形成三相四线的接地系统,从而对机房交换机以及其他电子设备进行保护。而交流工作接地主要分为中性点接地和线接地,从而消除过电压问题,帮助相关人员更好地控制零序电压位移,强化配电低压系统的安全性。另外,当相关人员在开展配电工作时,同样应在箱柜内部开展接地作业,并做好相关保护措施,避免和其他接地系统接触。
        2.3低压配电系统接地
        低压配电系统接地主要是指TT系统、TN-C系统以及TN-S系统的接地保护处理,其中TT系统主要是利用单独极地接地方式将用电设备与电源进行接地,其间不会发生电气联系。当该系统运行正常,将会确保整体用电安全,同时还能够确保接地点位基准,这种接地方式一般常用于要求较高的接地的精密电子设备、低压公共电网供电设备以及数据处理设备。值得注意的是,TT系统很容易因为不灵敏的保护接地或者是接地时出现不足的电流而影响到内部装置无法正常运行,相关的电气设备会在金属外壳上出现危险电位,所以在工业中应用TT系统,需要安装具有较大容量的电流保护和漏电电流保护装置。所谓的TN-C系统主要是电气设备中保护线和中性线是同一条,也就是PEN线,其与所有可漏电的设备部件进行连接。在实际安装中,这种设备系统具有较高安全性,且安装更加简便,一般会在具有较小单相负荷容量、平衡的三相负荷工程中使用该系统。在实际应用中,若是三相负荷出现不平衡现象,其中的PEN线中会经过不稳定的电流,导致设备的金属外壳出现带点现象,无法准确确定电位基准点,最终对电子设备的稳定性以及处理数据的有效性造成影响,所以TN-C系统自身的缺点导致其一般不会在工业中得到应用。而TN-S系统中主要是将保护线与中性线分开,这样在进行系统接地处理的过程中,因为保护线不会直接导电,所以保护线内部不会出现不良电流,进而不会对接地的系统和设备造成损坏,同时该系统具有较高的抗电磁干扰功能和较高的安全性,所以在工业中一般会选择TN-S系统用于接地,并保护其他电气设备和系统。
        结语
        作为一种避免间断电击的保护性措施,电气接地系统为各行业安全生产提供了可靠保障。本文主要以化工、钢铁、汽车这三种典型工业的电气接地系统为例,分析了这三个行业电气接地系统的不同之处,总结如下。(1)化工行业爆炸危险区域多,更注重防雷接地、防静电接地及保护接地,装置区的电动机除配电电缆接地线外均设计了现场的重复接地。(2)钢铁行业变频调速设备多,谐波治理难度大,更注重工作接地和保护接地,车间内电机一般只设计配电电缆接地线。(3)汽车行业与钢铁行业类似,但生产线的自动化集成度更高,接地以工作接地及防雷接地为侧重,尤其是对电磁干扰的屏蔽防护更为重视。以上为本文对实践经验的总结,从多角度、多层次分析了不同工业行业的电气系统的接地方式,以供广大同业者提供参考。
        参考文献
        [1]刘红霞.化工厂电气接地技术的应用分析[J].中国产业,2012(10):56.
        [2]李辉,马少兵,王玉峰,薛兴会.浅谈化工厂接地电阻测试[J].山东工业技术,2015(03):198.
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