淺析電氣設(shè)備接地電阻選擇和故障電流監(jiān)測(cè)

趙寶林

中國(guó)二冶機(jī)電公司第五分分公司，內(nèi)蒙古包頭 014010

電氣設(shè)備（Electrical Equipment）是在電力系統(tǒng)中對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、斷路器等設(shè)備的統(tǒng)稱。接地是電流返回其源的低阻抗通道。接地為防止觸電或保護(hù)設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤(pán)或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點(diǎn)、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。

1 電氣設(shè)備接地方式

電氣設(shè)備究竟應(yīng)采用保護(hù)接零，還是采用保護(hù)接地方式，主要取決于配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)是否接地、低壓電網(wǎng)的性質(zhì)以及電氣設(shè)備的暫定電壓等級(jí)。在實(shí)際運(yùn)用中，接地的作用總的步說(shuō)可以分為有兩個(gè)：保護(hù)人員和設(shè)備不受損害叫保護(hù)接地；保障設(shè)備的正常運(yùn)行的叫工作接地。這里的分類是指接地工程設(shè)計(jì)施工中考慮的各種要求，并不表示每種“地”都需要獨(dú)立開(kāi)來(lái)。相反，除了有地電信號(hào)抗干擾、設(shè)備本身專門(mén)要求等特殊原因之外，我們提倡盡量采用聯(lián)合接地的方案。

1.1 保護(hù)接地

保護(hù)接地主要功能是防雷擊、防止設(shè)備漏電。防雷接地是受到雷電襲擊（直擊、感應(yīng)或線路引入）時(shí)，為防止造成損害的接地系統(tǒng)。常有信號(hào)（弱電）防雷地和電源（強(qiáng)電）防雷地之分，區(qū)分的原因不僅僅是因?yàn)橐蠼拥仉娮璨煌以诠こ虒?shí)踐中信號(hào)防雷地常附在信號(hào)獨(dú)立地上和電源防雷地分開(kāi)建設(shè)。機(jī)殼安全接地是將系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分（機(jī)柜外殼，操作臺(tái)外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。此外，保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。

1.2 工作接地

工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。它分為機(jī)器邏輯地、信號(hào)回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統(tǒng)中還有本安接地。

除了上述幾種接地外，在很多場(chǎng)合下容易引起混亂的還有一個(gè)供電系統(tǒng)地，也叫交流電源工作地，它是電力系統(tǒng)中為了運(yùn)行需要設(shè)的接地（如中性點(diǎn)接地）。

2 接地電阻的選擇

接地電阻，除具有傳統(tǒng)打輔助地極測(cè)接地電阻的功能外，還具備無(wú)輔助地極測(cè)量的獨(dú)特功能。接地電阻是否符合要求是電氣接地系統(tǒng)的安裝驗(yàn)收的主要依據(jù)。因此，在實(shí)際工作中，接地電阻選是一項(xiàng)十分重要的工作。主要技術(shù)有以下技術(shù)要點(diǎn)：一是選用合適的測(cè)量?jī)x器。接地電阻測(cè)量，不能選用萬(wàn)用表，因?yàn)槿f(wàn)用表不能消除瞬間電流引起的測(cè)量誤差；二是選擇正確的測(cè)量方法。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，多選擇雙鉗法、地樁法雙重測(cè)量方式，用測(cè)得的數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律可以很容易計(jì)算出接地電阻值；三是考慮測(cè)量外部環(huán)境。大地本身就是一個(gè)電阻，且受多種外部環(huán)境因素影響，因此在測(cè)量時(shí)就考慮土壤引起的影響；四是正確布置輔助接地極。輔助接地極的設(shè)置，目的就是選擇其代表性，故要注意其與被測(cè)地極的距離等，確保客觀反映電阻值。

3 接地故障電流的監(jiān)測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，儀器儀表精密性和靈敏度越來(lái)越高，極大地增強(qiáng)了工業(yè)設(shè)備性能。與此同時(shí)，對(duì)設(shè)備安裝工程中對(duì)接地可靠性也提出了更高的要求。

故障電流是指中性線電流經(jīng)用作接地線的穿線金屬管和建筑物的導(dǎo)電部分返回電源用戶處。接地故障電流 （earth fault current ）是指流向大地的故障電流。

故障電流出現(xiàn)，就可能會(huì)使電氣系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生噪音使設(shè)備無(wú)法正常工作，也可能會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大雜亂的磁場(chǎng)，并對(duì)臨近電氣設(shè)備造成影響，使不同接地點(diǎn)的產(chǎn)生電位差，即不同接地點(diǎn)之間產(chǎn)生電壓，引起危險(xiǎn)。

故障電流的監(jiān)測(cè)方法，通常是置放一個(gè)電流互感器在相線和中性線之間，通過(guò)電流互感器檢測(cè)相線和中性線電流的瞬時(shí)向量和。如果檢測(cè)電流和近似為零，則表示沒(méi)有故障電流，如果三相負(fù)荷不平衡，則會(huì)有電流差通過(guò)中性線。

在監(jiān)測(cè)故障電流的方法時(shí)，根據(jù)電流互感器的安裝位置，一般分以下幾種監(jiān)測(cè)方法。

一是監(jiān)測(cè)含有中性線的主干回路。對(duì)于設(shè)備很少的小型電氣系統(tǒng)，這種方法簡(jiǎn)便易行，但是適用于大型電氣系統(tǒng)。一旦安裝的多個(gè)電流互感器，發(fā)現(xiàn)電流后，也很難查找和排除。

二是監(jiān)測(cè)變壓器中性點(diǎn)到總接地端子板間的電流。這種方法可很好地利用在直接監(jiān)測(cè)泄漏電流上，但不能監(jiān)測(cè)相線和中性線的向量和，故有一定的局限性。

三是監(jiān)測(cè)參考接地線上的電流。對(duì)于有專門(mén)參考接地線的電氣系統(tǒng)，這種方法不僅可以直觀地監(jiān)測(cè)泄漏電流，還能針對(duì)性地查長(zhǎng)到檢驗(yàn)接線錯(cuò)誤、導(dǎo)線和與參考接地線連接的設(shè)備的絕緣等問(wèn)題。

四是隔離變壓器或噪音抑制變壓器二次回路的監(jiān)測(cè)。對(duì)于監(jiān)測(cè)可編程控制器和其它敏感電子設(shè)備的絕緣水平、接線有無(wú)錯(cuò)誤以及二次回路上是否存在故障等，這種辦法是行之有效地。

4 電氣接地技術(shù)實(shí)證分析

電氣接地是必不可少的。正確的接地系統(tǒng)安裝看上去簡(jiǎn)單，但在實(shí)際應(yīng)用上是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，需要考慮的因素很多。一旦處理不好，就會(huì)埋下事故隱患，甚至引發(fā)不良后果。下面，結(jié)合某機(jī)房的接地保護(hù)方案進(jìn)行分析。

某機(jī)房有4種接地形式：計(jì)算機(jī)專用直流邏輯地、交流工作地、安全保護(hù)地、防雷保護(hù)地。采用原接地極，并采用聯(lián)合接地方式；接地電阻小于1Ω；邏輯接地網(wǎng)用銅排安放在活動(dòng)地板下，配專用接地端子，直流地需用接地干線引下至接地端子。為了消除雷擊和過(guò)電壓的危險(xiǎn)影響，保護(hù)機(jī)房設(shè)備的安全，在防雷擊保護(hù)上，配電柜內(nèi)專門(mén)單獨(dú)安裝了電源二級(jí)防過(guò)電壓防雷保護(hù)系統(tǒng)。在導(dǎo)線選擇上，根據(jù)負(fù)荷大小，結(jié)合電壓損失、允許升溫、機(jī)械強(qiáng)度等，合理選用難燃銅芯塑料絕緣導(dǎo)線導(dǎo)線。

5 結(jié)論

電氣接地在安裝實(shí)際中，不僅要理論線路上進(jìn)行分析和論證，更重要的是要考慮實(shí)際情況，并選擇合適的安裝工藝，才能實(shí)現(xiàn)可靠接地，保證大型設(shè)備的安全運(yùn)行。

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