電氣自動化技術系統接地問題分析與研究

張恒星

上海電氣研砼（徐州）重工科技有限公司 江蘇徐州 221100

在整個電氣自動化技術系統的運行中，需要許多的電能裝置進行驅動，還需要一些高壓設備，提高了電氣自動化技術系統的安全運行性。接地系統是保證用電設備機組穩定運行的重要手段之一。作為一個龐大的自動化設備，發生短路等相關故障時系統會自動斷開電源，但仍會造成設備的燒毀和觸電等事故[1]。

1 電氣接地設備綜述

接地保護是通過接地裝置將電氣自動化技術系統與地面連接起來。它是保護用電設備的一種辦法，也是保證用電設備正常運行的重要措施。接地防護系統主要分為兩類：功能接地系統和保護接地系統。功能接地系統主要用于滿足用電設備正常運行時的實際功能要求，常用的是中性點直接接地系統。在220V/380V三相四線制的電網系統中，中性點直接接地系統采用不接地方式運行時，單相輸出接地故障時，不接地相的電壓升高，過高的電壓可能引起用電設備發生火災等安全問題。因此，220V/380V配電系統一般都采用TN-S、TN-C、TN-C-S、與TT中性點直接接地安裝方式。

2 電氣自動化技術系統接地的問題

2.1 電阻單點接地

目前，電氣自動化技術系統接地中最常見的問題是電阻的單點接地，其中存在著接地的間接處理和接地電阻的降低，將給系統的自動化運行帶來很大的安全問題。在系統運行過程中，當電阻值小于直流電壓時，裝有電源絕緣監測設備的系統會發出報警。然后，技術人員可以通過絕緣檢查儀檢查電阻接地問題的位置，及時的解決相關問題，從而避免進一步的電器損壞。值得注意的是，雖然單點式接地電阻的處理不會影響到設備的正常運行，但隨著用電設備的長期運行，其安全風險因素會逐漸提高，進而出現兩點接地問題[2]。

2.2 多分支點接地

多分支點接地是因為其電源連接形成的正極與負極電源接地產生了多分支點接地的情況。因為電氣自動化技術系統中各故障支路共用一個終端系統，很難找到接地支路的接地問題。如果產生了一條接地的線路，其他的支路接點就會繼續存在。這時，我們需要檢查一下供電系統，但處理起來會是相當的繁瑣。

2.3 多點高電阻接地

當多點高電阻接地問題發生時，自動化運行系統的總接地電阻將下降。如果其電阻值到達了自動化運行系統的工作閾值，將發生報警。在多點高電阻接地產生的故障中，自動化運行系統中各支路的電阻會相應增大。如果采用拉電路的方法，將很難排除故障，這可能會導致分支錯過問題機器。此時需要對各條線路的線路進行比較，找出接地支路的故障點，同時進行集中的處理。

3 電器自動化運行系統接地的優化措施

3.1 控制接地系統電阻

針對獨立安全接地系統、交流接地系統、直流接地系統，其電阻值不得小于4Ω。共用接地系統，包括聯合接地系統、DCS系統、儀表系統等，接地系統電阻不得大于1Ω。獨立防雷系統電阻不得大于10Ω，防靜電接地系統電阻不得大于100Ω。

3.2 共用接地系統與等電位接地系統

公共接地系統是將整棟建筑物的不同性質的接地系統裝置連接起來，包括電氣自動化技術系統接地、弱電系統接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、交直流接地等線路，形成等電位一體裝置。接上等電位體，用等電位接地方法將整個電氣自動化技術系統與建筑內的電氣自動化技術系統線路、金屬、零線、電氣接地系統連接起來，使整個電氣自動化技術系統的空間成為等電位體，當支線出現接地問題時，不會影響整個等電位體。本文推薦采用TN-S系統。

3.3 三級雷電防護

對于系統中的供電系統，通常需要三級防雷保護，其中，防雷保護主要是在系統運行的各相總配電的高壓端安裝高通量防雷設備；二級防雷主要是在配電箱低壓進線處安裝相應的防雷裝置；三級防雷是在配電箱出線回路附近安裝浪涌保護裝置。電力企業需要考慮更高等級的防雷措施時，需要結合不同類型的保護手段，如在供電位置的輸出端安裝避雷器，在一些關鍵自動化用電設備的輸電端安裝避雷器等。

3.4 儀表盤、儀表柜、控制柜的接地

儀表盤、儀表柜、控制柜通過接地分線直接連接至連接板上，再由主接地干線接至接地體。母線和分支線的絕緣性能應滿足系統要求。直線的連接、次干線的連接、干線與連接面板的連接，均應加銅接線片，并用銅扣件固定。應注意，保險絲和開關不應連接在每條接地線上。此外，在進行接地的過程中，應盡量使用自然接地方式或采用人工接地同自然接地相結合的方式建設接地網絡。整個電氣自動化技術系統在自然接地的基礎上，輔以人工接地，采用統一的接地網，使用一點接地方案，保證其接地電阻值達到最小接地電阻值。

3.5 電纜屏蔽層接地

相對于大多數電氣自動化技術系統的接地方式來說，信號屏蔽電纜的屏蔽層應用的是單點接地方式，接地方式根據信號源和接地儀表的特點選擇。如果信號發生源是浮動的，屏蔽層需在計算機一側接地。如果信號源是接地的，屏蔽層需要在信號源一側接地。如果新的屏蔽層通過接地箱分段組合，則兩端電纜需與接地箱中的屏蔽層連接。另外，在通信系統中盡量采用無線或光纖，以減少金屬線的應用，也可以減少通信系統的接地故障[3]。

4 結語

綜述，為了保證電氣自動化技術系統的穩定運行，做好接地系統的工作尤為重要。針對電氣自動化技術系統中的接地方面的故障和易出現的問題，有側重方向的采取接地措施，明確電阻標準、接地方案和保護方式，使其可以提高電氣自動化技術系統的安全運行系數。