電氣自動化系統的接地與防雷技術

孟延明

沈陽蘭星自動化工程有限公司

電氣自動化系統的接地與防雷技術

孟延明

沈陽蘭星自動化工程有限公司

雷電的破壞力主要在于其產生的毀壞性電位差，為了減小雷電造成的危害，應對各個內層的保護區界面做等電位連接，還要應用電涌保護器或運用導線對信號線、電源線、金屬管道等各種金屬設備也進行等電位連接，將局部等電位連接棒相互連接后，再與主等電位棒連接在一起。本文主要闡述了接地系統的分類、作用和設計，并分析了現代防雷系統裝置的特點。

電氣系統；接地系統；防雷裝置

隨著科技的水平的不斷提高，在實際的生產應用中，對電氣設計的要求也越來越高，其中最重要的步驟就是防雷接地系統的設計。我們要高度的重視，對防雷裝置的要求要更加的嚴格，要做好防范的準備，最大程度的保護人員的安全。建筑能否正常使用與電力系統的使用安全密切相關，研究電氣系統的防雷接地，對保護人員的人身和財產安全都有著很重要的意義。

一、建筑接地系統的類別分析

（一）防雷接地系統。保護建筑最為普遍和重要的接地系統是防雷接地系統。其工作原理是當雷擊到建筑物時，它可以有效地將電流導入大地，將建筑內的設備進行等電位、多層屏蔽的保護，以此保護建筑物和人員的人身及財產安全。在雷落下的瞬間電流能達到幾十到幾百千安培，瞬時的電壓也將達到幾十到幾百千伏，嚴重的威脅著建筑物內的電子設備和人員的安全。所以防雷接地系統的是一種重要的安全防雷結構。

（二）工作接地系統。對建筑內部的各種電器設備保護性最強的接地系統是工作接地系統，使其正常工作需要的接地系統主要有直流工作接地和交流工作接地。交流工作接地一般用于民用建筑，其工作原理是交流配電系統中的電源變壓器中性點或將建筑物受到雷擊時所產生的交流電源中性線直接接地，保證建筑受到雷擊時電器具能接收到維持正常工作的穩定電壓。直流工作接地的原理是將放大建筑內部的電子設備信號，使信號傳輸和在各個電路的信息傳遞的過程中，基準電位穩定在設備正常工作的水平，以此來保證建筑內電力系統可以正常的工作。

（三）保護接地系統。主對建筑內的人員安全保護性最強接地系統的是保護接地系統，它可以降低人員遭到間接電擊的可能性，在出現接地故障的狀況下，還能降低金屬殼體之間存在的電位差造成的打火引發的火災的可能性。當配電回路中出現接地故障時，瞬間會產生非常強大的電流，致使配電回路保護開關會迅速閉合，可以及時的起到保護的作用。當故障回路電源無法被切斷時，用來保護人員的安全主要靠保護接地使用等電位的措施。

二、建筑接地系統的設計

（一）設計防雷接地系統。在建筑接地系統設計中是非常重要的就是防雷接地，建筑物的防雷保護可分為一類、二類和三類三級保護，二類防雷保護設計主要應用于民用建筑，一類防雷保護設計主要應用于建筑內存在爆炸危險環境。建筑的防雷接地系統一般四部分組成，分別是接閃器、引下線、均壓環和接地體。其中避雷帶主要鋪設在房角、房檐等易受到雷擊的地方。其中接閃器一般有三種，分別是避雷帶、避雷針以及避雷針帶組合的接閃器。與避雷帶相連接的地方一般是建筑表面外露的金屬構件和管道等。的接閃器一般要同下線焊接連在一起。高層建筑物的引下線一般使用鋼筋混凝柱的鋼筋。

（二）設計工作接地系統。工作接地主要有兩種，一種是交流工作接地，建筑內交流配電系統中性點的接地就是交流工作接地。當附近地區變電所為建筑供電時，在從區域變電所引進配電線路到建筑之前，中性線需要重復接地，所以，在區域的變電所內工作接地就內已經完成了。對于建筑設置有獨立變電所和在變電所內若有發電機組的情況下，就可以在變電所內將變壓器的中性線和中性點共同直接接地來完成交流接地。另一種是直流工作接地。一般在使用電子設備集中的場所會設置直流工作接地，例如：通信計算機機房、監控消防中心、機房等，除有特殊的要求之外接地電阻值一般小于4歐姆。

（三）設計保護接地系統。通過配電系統的保護線和中性線之間的不同配置就是保護接地系統，選擇方式主要有五種情況，分別是TN-C、TN-CS、TN-S、TT、IT。三相五線制系統就是其中的TN-S系統，高層和智能建筑大多會選擇這個系統。這個系統最大的特點是保護線和中性線在其他地方分開沒有任何連接，只在電源變壓器的中性點外一處共同接地。采用此接地保護系統一般是建筑內有變壓器。

三、電力系統接地和防雷故障及防護措施分析

（一）接地故障及防護。接地故障最主要是短路問題，是由于相線同電氣裝置的外露部分和地面間造成的，會致使外露導電部分帶有很強的電壓，由于這個電壓對接地金屬打火，有可能會引起起火。重復接地可以有效的解決這個問題，所以對配電室、總配電箱應、配電線路的中間以及末端處保護地線都要做重復接地。要做到選擇合理的保護類型和多點保護。

（二）防雷故障及防護。如今，雷害問題主要是通過金屬導體傳播的雷電波對建筑、財產、人員造成傷害，與過去直擊雷形式對地面上的人和物進行擊毀的方式有很大的不同。防雷方法也由原來簡單的避雷針和避雷帶防護轉變為為現在的ADBSGP方法。雷電波是指雷擊通過金屬引到建筑物內發生的事故。這種事故的危害和發生率都非常高，要比從前的雷擊危害和發生率高很多。目前最先進的防雷裝置是電涌保護器，它的工作原理是通過抑制電流和電壓來保護設備安全。它轉入等電位系統的時間更快，降低各個端口電壓的時間也更短，從而達到保護設備的目的。電涌保護器應用的方面可分為四種，分別是信息系統電涌保護器、電源系統電涌保護器、絕緣火化隙和等電位連接。要在設備的各個進出線纜上安裝電涌保護器，當發生雷擊時，電涌保護器會將各個端口電壓維持在等電位水平，這樣就可以降低設備系統受到的損害。

四、小結

電氣設備的安全使用與建筑的安全息息相關，為了保護電氣設備的安全，讓電氣接地系統設計減小雷電以及浪涌電壓的破壞性是我們面臨的最大問題和挑戰。為了保證建筑的正常使用，就要促進電力系統的使用安全和安全可靠性，也是為了保證建筑內的設備和人員的安全。必須要清楚建筑中接地系統的分類，接地系統之間的關系，這都是為了更好地設計接地系統，只有才能設計出安全可靠的接地系統。

[1]周平玲．水泥廠電氣自動化系統的接地與防雷技術分析[J]．城市建設理論研究(電子版),2015,(22):4381-4382．