電氣接地問題相關問題

楊 旭

北京尚志建筑工程有限責任公司國內工程部，北京 100020

0 引言

現代接地的概念可以簡單的表述如下:對于線路工程師來說，“接地”的含義通常是“線路電壓的參考點”；對于系統設計師來說，它常常是機柜或機架；對電氣工程師來說，它是綠色安全地線或接到大地的意思。一個比較通用的定義是，接地是電流返回其源的低阻抗通道[1，2]。注意要求是“低阻抗”和“通路”。

1 供電系統的接地

1.1 供電系統的兩個接地

對于任何電壓等級的供電系統來說，負荷端電氣裝置外露導電部分的接地和系統內電源端帶電導體的接地是都需要處理的兩個接地問題。在低壓供電系統中，所謂的背后接地，也就是電氣裝置內電氣設備金屬外殼、布線金屬管槽等外露導電部分的接地，也就是前者。系統接地是指變壓器、發電機等中性點的接地，也就是后者。

1.2 系統接地的作用

系統接地的作用是保證系統的正常運行，例如當雷擊時，地面強大的瞬變電磁場使架空線路感應幅值很大的瞬態過電壓，它持續時間極短，以微妙計，但過電壓幅值和上升徒度很大，使設備和線路承受危險電涌電壓的沖擊。作系統接地后線路感應的雷電荷獲得對地泄放的通路，大大降低了這一瞬態過電壓，減輕了設備和線路絕緣被擊穿的危險。又如高、低壓共桿的架空線路，若發生高壓線路墜落在低壓線路上的故障，如有系統接地，高壓側故障電流可通過低壓系統的系統接地返回電源，使高壓側繼電保護動作迅速切除電源，從而避免或減輕故障的危害。

1.3 保護接地的作用

保護接地是電氣裝置內外露導電部分的接地。發生相線碰設備外殼接地故障后如未作保護接地，設備外殼的對地電壓Uf即為相電壓220V，人體若接觸此電壓電擊致死的危險很大。作保護接地后，以僅為PE線和Ra上故障電流Id產生的電壓降，僅為220V的一部分。Ra還為Id提供返回電源的通路，從而使保護電器動作而切斷電源，起到防人身電擊和接地故障火災的作用。保護接地對電氣安全是十分重要的，除特殊規定外，必須保證接地通路的正常導通。IEC規定PE線（包括PEN線）不允許裝設開關以杜絕開斷。

1.4 10/0.4kV配電變電所內的兩個接地

10/0.4kV配電變電所既是低壓系統的電源端，又是10kV系統的負荷端。因此它既有變壓器低壓中性點的系統接地，也有電氣設備外露導電部分保護接地。在過去10kV網絡不接地系統中，這兩個接地通常是合一的。

2 建筑接地施工

保護接地是將電氣設備正常運行時不帶電而故障情況下可能呈現危險的對地電壓的金屬外殼（或構架）和接地裝置之間作良好的電氣連接。在實際應用中，有樁基的建筑工程中，可以把樁基作為接地體，以基礎鋼筋作為接地網，以主體柱筋作為引下線與樁基連接而構成自然接地裝置。這種系統可以防雷，采用鋼筋主要是考慮到雷電時的熱效應，不使接地系統遭到損壞而在某處斷開，建筑防雷接地系統要求在建筑的使用壽命內要經受雷擊而不損壞。

對于電纜接地來說，在建筑物入口的地方，各個高層建筑物的每個樓層配線之間以及其每個二層的交接之間都應該設立接地設備安裝點，同時，在建筑物入口處的接地設備裝置點必須要緊挨保護器，T 線電纜的的防磁保護層必須用4mm2多股銅線焊接到電線所過的配線間的接地設備上，并且干線電纜的防磁保護層必須時刻保持著連續的狀態。建筑物所引入電纜的防磁保護層必須要焊接到建筑物入口處的接地設備上。各個配線之間應使用多股銅芯接地母線進行焊接，然后再與土壤中的地體進行連接。接地用線的位置應該在建筑物的中心位置上。對于沒有防磁保護層的T線電纜應將其放入到金屬管的內部，金屬管的接頭處的連接必須要牢固，以確保電氣時刻保持連通的狀態，所有經過的配線間必須使用6mm2辮式銅帶與接地裝置進行連接。接地電阻值應按照應用系統設備接地的具體要求進行實際操作。

在做接地系統時，可能會認為接地極打的越多越好，實際情況是接地極密度太大，會使故障電流從各接地極往大地各處擴散時，相互之間產生屏蔽阻礙作用，從而影響接地效果。一般要求接地極之間的間距不宜小于其長度的2倍。

低壓電力設備接地裝置的接地電阻，不宜超過4 Ω。使用同一接地裝置的并列運行的發電機、變壓器等電力設備，當其總容量不超過100kVA時，接地電阻不宜大于10 Ω。儀表和DCS的接地系統一般要求接地電阻不大于1Ω。

3 供電系統接地注意事項

1）接地干線應在不同的兩點及以上與接地網相連。每個電氣裝置的接地應以單獨的接地線與接地干線相連接，不得在一個接地線中串接幾個需要接地的電氣裝置；

2）明敷接地線應使用黃綠雙色線；

3）當使用膠帶時，應使用雙色膠帶。中性線宜涂淡藍色標志；

4）在斷路器室、配電室、母線分段處、發電機引出線等需臨時接地的地方，應引入接地干線，并應設有專供連接臨時接地線使用的接線板和螺栓；

5）直接接地或經消弧線圈接地的變壓器、旋轉電機的中性點與接地體或接地干線的連接，應采用單獨的接地線；

6）隨著科技的進步，大多數變電站綜合自動化系統，在66kV及以下電壓等級的不接地系統、經消弧線圈接地或經小電阻接地的系統，采用了理想的單相接地時的選線裝置，作為判斷是否接地的依據。由于裝置采用了相對概念作為判據，因此現場接線時一定注意電壓、電流的進出關系及相位不能顛倒，否則會導致選線錯誤。

PT信號采用開口三角形接線方式，CT信號采用套裝零序CT的方法，且極性面朝上，零序CT二次非極性端接地。

[1]唐志平，魏勝宏.工廠供配電[M].北京:電子工業出版社，2002.

[2]進網作業電工培訓教材(上、下冊)[M].北京:中國水利水電出版社，2005.