簡述電力系統接地技術

田如鋼 楊帆 白麗娜

摘要：隨著信息技術迅猛發展，統一接地網存在的缺陷越來越明顯，運用先進的科學技術，逐步改善電力系統工作條件，提高安全使用保障，是電力工作的重點。上文通過對接地技術的介紹，提出將防雷接地網和其他接地網分開，若是條件允許，應專用的裝置系統設置獨立的專用接地網，打造一個安全、效率的電力工作環境。

關鍵詞：電力系統接地 技術

中圖分類號：TM7文獻標識碼： A

1保護接地

接地是一種重要的安全技術措施，無論在高壓或低壓系統、交流或直流系統以及在防止靜電等方面，都得到了廣泛應用。在電力系統中，保護接地主要應用于三相三線制電網。在三相三線制中性點不接地系統中，如果電氣設備因絕緣損壞而使電氣設備金屬外殼帶電時，人體一旦觸及該設備外殼，電流就會通過人體與大地以及電網之間的阻抗形成回路，從而造成觸電危險。電力系統中進行保護接地，就是為了避免人身觸電發生危險，而通過電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間進行必要的金屬連接。

在電源中性點不接地或不直接接地的電網中，當電氣設備的絕緣損壞使外殼帶電時，接地短路電流經接地體和人體同時流通。由于人體的電阻（1700Ω）要比接地電阻（4Ω）大數百倍，流經人體的電流也比流經接地體的電流小數百倍。當接地電阻極?。ㄐ∮?Ω）時，流過人體的電流幾乎等于零。另外，由于接地電阻很小，故外殼對大地的電壓也很低，人站在大地上去觸碰外殼時，人體所承受的電壓很低，不會有危險。這就是保護接地的原理。

當設備發生碰殼故障時，便形成單相接地短路，短路電流流經相線和保護接地、電源中性點接地裝置。如果接地短路電流不能使自動開關跳閘時，漏電設備金屬外殼上就會長期帶電，也是很危險的。所以說，在電源中性點直接接地的系統中，保護接地有一定的局限性。

2工作接地

工作接地也叫系統接地，是為了保證電力系統在正常情況和事故情況下可靠地工作，而將電力系統中某一點進行接地，例如變壓器中性點的接地、避雷針和避雷器的接地等。它的作用是保持系統電位的穩定性，降低系統的危險性。當配電網一相故障接地時，工作接地也有抑制電壓升高的作用。

將電力系統中的某一點（通常是中性點）直接或經特殊設備（如消弧線圈、阻抗、電阻等）與大地作金屬連接，稱為工作接地。工作接地的作用如下：

1） 工作接地主要是中性點接地。這是系統運行的需要。在高壓系統里，采取中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電弧接地過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓平衡。對于低壓系統很有意義，可以方便使用單相電源。另外，在兩線一地供電系統中，由于將一相工作接地，借助大地做一相導體，降低了線路建設投資。

2） 降低人體的接觸電壓。在中性點絕緣的系統中，當一相接地，而人體又觸及另一相時，人體所受到的接觸電壓將超過相電壓而成為線電壓，即為相電壓的1.73倍。

當中性點接地時，因中性點的接地電阻很小，或近似于零，與地間的電位差亦近似于零。當一相碰地而人體觸及另一相時，人體的接觸電壓只接近或等于相電壓。因此，降低了人體的接觸電壓。

3）迅速切斷故障設備。在中性點絕緣系統中，當一相接地電流很小，因此，保護設備不能迅速動作切斷電流，故障將長期持續下去。在中性點接地系統中就不同了。當一相接地時，接地電流成為很大的單相短路電流，保護設備能準確而迅速動作切斷故斷線路，保證其他線路和設備的的正常運行。

4）降低電氣設備和電力線路的設計絕緣水平。如上所述，因中性點接地系統中一相接地，其它兩相的對地電壓不會升高至相電壓的 1.73倍，而是近似于或等于相電壓。所以，在中性點接地系統中，電氣設備和線路在設計時，其絕緣水平只按相電壓考慮。故降低了建設費用，節約了投資。

發電機中性點經接地變壓器接地也是工作接地，它是為了發電機繼電保護的需要而設計的。數字設備，例如微機保護、微機勵磁裝置、程控交換機的一些接地中部分是工作接地，部分是保護接地的范疇。

3保護接零

保護接零是指把電氣設備的外漏可導電的金屬外殼部分與零線N連接起來。如遍布城鄉的低壓配電網多采用中性點直接接地的380/220V三相四線制系統，這種電網目前廣泛采用保護接零作為防止間接觸電的保護技術措施。

保護接零適用于電源中性點直接接地的三相四線制低壓系統，為了保證維護安全而將用電設備的金屬外殼與電源（發電機或變壓器）的接地中性線作金屬連接，并要求供給用電設備的線路，在用電設備一相碰殼時，能夠以最短的時限可靠地斷開電源的接地技術。凡由于絕緣損壞或其它原因而可能呈現危險電壓的金屬部分，除另有規定外都應接零。凡是由單獨配電變壓器供電的廠礦企業，應采用保護接零方式。

采用保護接零的三相異步電動機正常工作時，零線不帶電壓，由于電動機外殼是與電源零線連接的，人體觸摸設備外殼等于觸摸零線，并無觸電危險。當電動機發生“碰殼”故障時，其金屬外殼將相線和零線直接接通，單相接地故障遂成為單相短路，因為零線阻抗很?。ㄈ缃孛鏋?mm2的絕緣鋁導線，每百米阻抗不大于0.6Ω），短路電流可以達到電動機額定電流的幾倍甚至幾十倍。在大多數情況下，短路電流的數值足以使安裝在線路上的熔斷器或其他過流保護裝置動作，從而切斷電源。需要提醒的是，從設備“碰殼”短路的發生，到過流保護裝置動作切斷電源的時間間隔內，觸及設備外殼的人體是要承受電壓的，此電壓近似等于短路電流在零線上的壓降，當忽略線路感抗，并考慮人體電阻遠大于接地電阻時，經過計算，人體電壓為147V。顯然，147V電壓對人體仍有危險。

所以，保護接零的有效性在于線路的短路保護裝置能否在“碰殼”短路故障發生后靈敏地動作從而迅速切斷電源。

4重復接地

在中性點直接接地的系統中, 在零干線的一處或多處用金屬導線連接接地裝置一次接地,稱之為重復接地。它是保護接零系統中經常使用的一種防止觸電的技術措施。其主要的安全作用是,首先減輕PEN線斷線時負載中性點漂移,其次減輕PEN線意外斷線或接觸不良時接零設備上電擊的危險性,最后就是縮短漏電故障持續時間。當接零線完整時,它具有接零的一切優點,特別是當用電設備的絕緣完全被破壞即相線與外殼發生短路時,短路電流較大,能使保護自動開關跳閘,從而切斷事故電源點。

5防雷接地

當電器設備遇雷擊時，不論是直接雷擊還是感應雷擊，如果缺乏相應的保護，設備都將受到很大損害甚至報廢。為防止雷擊，我們一般在高處（例如屋頂、煙囪頂部、天線）設置避雷針與大地相連，以防雷擊時危及設備和人員安全。安全接地與防雷接地都是為了給電器設備或者人員提供安全的防護措施，用來保護設備及人員的安全。防雷接地這是為了讓強大的雷電流安全導入地中，以減少雷電流流過時引起的電位升高。為防止雷擊電力設備，在線路上裝設有避雷線，在變電站和發電廠裝有避雷針。其重要作用就是通過將雷電流引致避雷線或避雷針而保護周圍的電力設備。避雷線的接地主要是通過線路的鐵塔等接地體直接接地，以前在相當長的時期避雷線大多也與變電站的結網直接相連接。

避雷針的接地主要是通過避雷針直接與變電站和發電廠的地網直接相連接。在沒有計算機技術的時代，所有的發電廠、變電站的接地網只有統一的接地網，即避雷針、避雷線、工作接地、保護接地等需要接地的設備都共用一個接地網。

總結：隨著信息技術迅猛發展，統一接地網存在的缺陷越來越明顯，運用先進的科學技術，逐步改善電力系統工作條件，提高安全使用保障，是電力工作的重點。上文通過對接地技術的介紹，提出將防雷接地網和其他接地網分開，若是條件允許，應專用的裝置系統設置獨立的專用接地網，打造一個安全、效率的電力工作環境。

【參考文獻】：

[1]武遠.電力系統接地問題的分析和改進措施[J].科技創新導報，2009，(4)：49-49.DOI：10.3969/j.issn.1674-098X.2009.04.040.

[2]付杰.淺析電氣設備接地在電力系統中的作用[J].商品與質量（科教與法），2011，(9)：146.

[3]趙軼，初紅日.淺談工程電氣設備接地問題[J].中國科技縱橫，2010，(8)：22.DOI：10.3969/j.issn.1671-2064.2010.08.018.