石油化工工業(yè)電氣低壓配電中的接地系統(tǒng)的探索

彭廉中（茂名瑞派石化工程有限公司 廣東 茂名 525011）

電網(wǎng)的設(shè)計與建設(shè)直接影響著人們的生產(chǎn)、生活，一些單位在進行低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計，特別是接地系統(tǒng)的建設(shè)時，接地設(shè)計不規(guī)范、接地的方式雜亂，這給以后的電力運行工作帶來很大的麻煩，同時也會產(chǎn)生諸多的安全隱患，特別是如石化企業(yè)這樣存在高危風險的行業(yè)，一旦發(fā)生漏電、雷擊等事故，后果不堪設(shè)想。

一、石油化工工業(yè)低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的概述

低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)對電力運行具有重要的意義，它工作狀態(tài)的好壞直接關(guān)系著電氣設(shè)備能否正常的運行和使用人員的生命安全。在石油化工工業(yè)建設(shè)中，相應的供電系統(tǒng)中接地系統(tǒng)也要根據(jù)不同設(shè)備的效用不同做出不同的設(shè)計調(diào)整。大體來講，石油化工工業(yè)低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)設(shè)計，分成系統(tǒng)接地與保護接地兩大類。具體來講，系統(tǒng)接地是指將電源的某一點接地，這主要為了保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，比如在雷雨天氣時，地面的低壓線路感應幅值會迅速提升，瞬間電壓變得很高，地面絕緣因此會承受很強的電壓沖擊，此時接地系統(tǒng)可以將這股沖擊電壓泄放到地面，減小瞬間過電對電線的壓力。大多建筑的配電系統(tǒng)都需要做系統(tǒng)接地，通過系統(tǒng)接地能夠大大降低故障電壓，使故障電壓僅為PE線與接地的電阻承受的電壓，有效提升電路安全性。

二、石油化工工業(yè)建設(shè)中幾種主要的接地系統(tǒng)

1.TN-C系統(tǒng)

中性線N和PE線在TN-C系統(tǒng)中是相連的，二者共同構(gòu)成保護接零。電流會以正常負荷流過PEN線，此外還會存在一定的諧波電流流過，這是在PEN線線上會發(fā)生相應的電壓降，這個現(xiàn)象會在電氣設(shè)備的外殼和電線的金屬管路顯現(xiàn)。一般PEN線在同一供電范圍的變壓器下彼此是相通的，如果發(fā)生事故，PEN線會將故障電壓傳導到其他設(shè)備上，嚴重會引起災害發(fā)生。所以TN-C系統(tǒng)比較適合于三相負荷能夠維持穩(wěn)定，并且其中的諧波電流量很小的電力運行環(huán)境。但煤礦井下、石化工業(yè)等存在易燃易爆等危險品的生產(chǎn)環(huán)境則不適宜用這一系統(tǒng)。

2.TN-S系統(tǒng)

與TN-C系統(tǒng)不同，TN-S系統(tǒng)中的N線和PE線是彼此分開的，通常負荷電流是不在PE線上流過的，除非是在發(fā)生事故的時候，才會有相應的電位在PE線上產(chǎn)生，而一般情況下，用電設(shè)備的外殼和PE線之間是不存在電位的。TN-S系統(tǒng)比較適用于民用用電設(shè)備和比較高端的科學儀器。通常經(jīng)過TN-S系統(tǒng)的電流包含以下幾種：

(1)諧波電流

目前多數(shù)建筑的供電系統(tǒng)都是采用直流電路的電子設(shè)備，在設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程中會在N線上產(chǎn)生一定的諧波電流，尤其是三次諧波電流，而在三相產(chǎn)生的三次諧波電流會在N線上逐次相疊，這樣產(chǎn)生的電流是非常可觀的。這種疊加的諧波電流很容易造成電線短路。為防止這一現(xiàn)象發(fā)生一般都會在三相四線的線路上安放四根截面積相同的線路。

(2)單相工作電流

在低壓配電系統(tǒng)中N線上的電流強弱同相線是相同的，電線使用情況對單相工作電流影響很大，如果電流量過大，很可能產(chǎn)生嚴重后果，所以一定要注意。

(3)三相不均衡電流

在單相負荷供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)三相不均衡的現(xiàn)象是比較常見的。并且隨著電路運行時間的延長，這種問題還會加劇，采用TN-S系統(tǒng)能夠有效的克服三相不均衡問題，防止用電事故發(fā)生。

3.等電位聯(lián)結(jié)和重復接地

進行等電位聯(lián)結(jié)就是將導電部分和配電箱一側(cè)總接地母排上的總的接地端子板相連。其中導電部分包括:進線的配電箱、PEN線以及PEN線總母線排；電路通過的建筑公用設(shè)施管道；建筑內(nèi)金屬構(gòu)件。

重復接地就是將變壓器中性點接地，在建筑的進戶處，實現(xiàn)電源中性線和地面的二次連接。采用這種連接方式主要就是為了降低人體與電壓直接接觸的危險，提高安全標準。通過在TN系統(tǒng)內(nèi)進行等電位聯(lián)結(jié)，能夠使PE線、PEN線和建筑物的接地金屬構(gòu)件實現(xiàn)了自然的連接，從而起到的重復接地的目的，這種設(shè)計所受到的電阻要比一般重復接地小得多。

三、石油化工工業(yè)電氣低壓配電系統(tǒng)接地方式

目前很多大型的石化企業(yè)采用的大都是TN-S系統(tǒng)，但是具體實施中所使用的接地方式也并不統(tǒng)一。電氣低壓配電系統(tǒng)中接地系統(tǒng)的連接方式有很多種，包括單點接地、多點接地、浮地式等等，根據(jù)電能的用途、安全指標的不同，要采取不同的接地系統(tǒng)，就石化行業(yè)而言，目前主要采用的是多點接地和浮動式的接地措施。

多點接地就是將電子設(shè)備的每個接地點都連接到與之最近的設(shè)備金屬底層上，要盡量減少接地線的長度，以減小電感。多點接地會發(fā)生公共抗阻耦合的問題，此時需要通過減小地線阻抗來克服，一般頻率在10MHz以上的電路，多采用這種接地方式。

浮地式就是電路的地和大地沒有直接的導體相連。這樣電路能夠避免大地電性的影響，通過浮地式可以增加強電地和弱電地之間的電阻，這樣就能有效的防止電路耦合性產(chǎn)生的電磁干擾。但是采用這種形式的電路很容易受到寄生電路的干擾，從而使電路的地電位發(fā)生變化，對此應該在浮地和公共地之間設(shè)置相應的阻值較大的泄放電阻，將電路上疊堆的電荷釋放掉。使用浮地式可以保障接地系統(tǒng)中產(chǎn)生的電磁干擾不至于影響到整個配電系統(tǒng)，地電位的變更也不會干擾配電系統(tǒng)。但要注意電氣設(shè)備的金屬外殼應當做保護接地處理，以防遭到雷擊時設(shè)備的外殼和內(nèi)部電路之間產(chǎn)生非常高的電壓，擊穿絕緣間隙，破壞電路。

石化行業(yè)產(chǎn)品大多是易燃易爆物，其配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)應該謹慎設(shè)計，選擇適宜的接地系統(tǒng)連接，嚴防雷擊、電磁感應、短路等電路問題發(fā)生，盡量避免人與帶電體的直接接觸，確保生產(chǎn)和人員的安全。

結(jié)論

隨著經(jīng)濟發(fā)展的需要，現(xiàn)代建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復雜，相應的內(nèi)部電路構(gòu)成也日益精密，低壓配電中的接地系統(tǒng)是電路的重要保護結(jié)構(gòu)，應結(jié)合實際需要正確選擇低壓配電接地系統(tǒng)，同時在設(shè)備和線路的選擇與連接上也應嚴格要求，保障電路的安全。

[1]王瑛.低壓配電接地系統(tǒng)中幾個問題的討論[J].淮北職業(yè)技術(shù)學院學報，2007（6）.

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