低壓電氣設備接地技術措施的論述

王永賓

摘要：當前低壓電氣設備不斷增多，在自動化生產中發揮著不可替代的作用，但是用電安全問題也隨之增多，尤其是接地故障，更是影響到了低壓電氣設備的安全運行。因此，為了保證低壓電氣設備能夠安全運行，本文針對低壓電氣設備的接地保護進行探討，以供參考。

關鍵詞：低壓電氣設備；接地；技術

近年來，各種自動化的電氣設備應用日益廣泛，人們也越來越重視低壓電器設備接地保護系統。這是因為電力系統的接地保護可以有效地保證電力系統的正常運行，避免由于電氣設備絕緣損壞引發的各種安全事故，提高企業的生產效率，改善公司的生產效益。下面就當前我國低壓電氣設備接地保護系統的相關問題進行探討分析。

1我國低壓電氣設備接地保護系統的現狀

我國電力法規明確規定：低壓電氣設備必須要有接地保護系統，并且保持與相線同等的絕緣水平。但是在實際的操作中會遇到各種問題，其中最主要的是建設成本與性能的矛盾問題?，F在主流的低壓配電系統包括：TT系統、TN系統和IT系統。它們各自對電氣設備的接地保護系統有不同的規范及要求，但是歸根結底都是保護接地與保護接零的區別。

2TN接地系統綜合性質分析

2.1TN-C接地系統

中性線與保護線共用一根連接線，并與設備金屬外殼一同接地的方法屬于TN-C接地系統，該系統在正常的電流輸送過程中還能承載額外的少量諧波電流，并且在電路發生故障時，通過PEN線保護接零形成的高伏對地電壓，在一定程度內能抵消因電路故障對電器設備造成的損害。但用此法連接的PEN線具有雙向導通特性，在接線兩段壓差過大或壓差變化過快的情況下，極易發生電位非常規轉移，而當中性線的電壓過高時，會燒壞接線與電氣設備。故TN-C接地系統不適用于對供電需求精確度較高的電子設備，但其安全性強的優勢使得該系統被大量用于提供穩定供電的三相負荷供電系統中。

2.2TN-S接地系統

TN-S接地系統的核心是隔離保護線與中性線后分別接地，同TN-C相比僅有N線會在電器工作時有電流流過，PE線作為電路的保護線不會經過電流。這種接地方法提高了電力提供、電力輸送、電力使用整個電路體系的可操作性，是改革開放前作為家庭用電接地系統的首選。但電器工作時經過N線的電流類型會增加許多，其中以工作電流、諧波電流以及三相傳輸時產生的不平衡電流居多，這將導致電流總值相對較大，其次，N線上的阻抗也與線路復雜程度呈正相關，以家庭用戶用電為例，其眾多負載匯總后的N線阻抗與接線上經過的總電流將會在結點處與大地形成極高的電壓差，加之若家庭電器使用不當導致負載過大，容易導致電擊事故的發生。

2.3TN-C-S接地系統

若保護線與中心線一部分屬于TN-C接地系統，一部分與TN-S接地系統相同相互隔離分開，就屬于我國居民配電設計中最常采用的TN-C-S接地系統。這套接地系統在保證安全性的同時，提高了接線方式的操作性，但應做好對接地端的保養和定期檢查，以防止這種安全簡便的接線方式變成了純粹的TN-C接地系統或TN-S接地系統，造成不必要的損失。

3低壓電氣設備保護接地與保護接零

保護接地與保護接零是低壓電氣設備兩種不同的保護措施，它們起作用的原理也不一樣，但它們都是用于保護人體安全的一種保護接線方式。

3.1低壓電氣設備保護接地

保護接地是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器設備的金屬部分用導線與接地體可靠連接起來的保護方式。如果出現對殼漏電事故，接地線可以限制漏電設備對地電壓，使其限定在某一安全范圍，從而達到保護人體安全的目的。接地保護一般用于配電變壓器中性點不直接接地（三相三線制）的供電系統中。

3.2低壓電氣設備保護接零

保護接零指把電氣設備的金屬外殼與電網的零線（中性線）連起來的保護方式。如果出現對殼漏電，零線和相線將通過漏電點形成閉合回路，產生問題電流。當漏電回路阻抗較小，問題電流可以使保護裝置（如熔斷器、自動開關等）切斷故障。這種保護方式適合用于低壓中性點直接接地的（三相四線制）供電系統中。

3.3低壓電氣設備保護接零與保護接地的比較

保護接零和保護接地是保障人身安全的兩種技術措施，其不同處是：其一，保護原理不同。低壓系統保護接零的主要作用是借助接零線路使設備形成單相短路，促使線路上保護裝置迅速動作。低壓系統保護接地是限制漏電設備對地電壓，使其保持在某一安全范圍內。其二，適用范圍不同。不接地電網不能采用保護接零。保護接地適用于一般的低壓不接地電網或采取其它安全措施的低壓接地電網，也能用于高壓不接地電網。其三，線路結構不同。保護接零系統除相線外，還必須有零線；必要時，保護零線要與工作零線分開；其重要的裝置也應有地線。保護接地系統除相線外，只有保護地線。

保護接零系統在線路正常時可以起保護作用，但是對于特定的情況，不僅不能起到保護作用而且會造成觸電危險，例如在以下兩種情況：（1）中性線中的保險絲不起作用。在供電電網中通常裝有數根保險絲，分別接在相線與中性線上。由于某些原因（如電器負載過大，供電短路或自然災害等）只使中性線上的保險絲熔斷或線路斷開，中性線的接零就會被切斷了，等于外殼直接帶電，從而導致觸電事故。（2）接線錯誤。供電線路由于檢修、更換等原因也許會發生變動，有可能把中性線與相線的接線接反，這樣就會使中性線與相線互換。若用電器的接線沒有跟著改變，那么外殼就會直接接到相線上，使其帶電，造成觸電事故。

4接地裝置

低壓電氣設備接地的關鍵部分是接地裝置。接地裝置也稱接地一體化裝置，包括埋設在地下的接地體以及由該接地體到設備之間的接地線。它是電氣設備和地之間構成電氣連接的，用以實現電氣系統與大地相連接的目的的設備。

4.1接地體

接地體，又稱接地極，是直接與大地接觸以實現電氣連接的金屬導體或導體群。因為接地體與大地之間有良好的電氣連接，所以它可以安全地將意外電流散入大地之中。接地體又細分為兩種：一種是利用現有的可靠連接的各種金屬結構、管道（可燃液體、可爆氣體的金屬管道除外）或鋼筋混凝土建筑物基礎等作為接地導體，稱為自然接地體；另一種是人為埋入地下用作接地裝置的導體，稱為人工接地體。人工接地體通常采用圓鋼、鋼管、扁鋼或角鋼等進行敷設。

4.2接地線

接地線就是直接與接地體連接的線，是實現等電位連接的必要措施。它可以均衡電位和降低接觸電壓，消除因電位差而引起電擊危險的措施。與接地體同樣，接地線也分自然接地線和人工接地線?？捎米髯匀唤拥鼐€的有建筑物金屬結構、穿線鋼管、無可燃或爆炸危險的工業管道等。

5結束語

綜上所述，雖然我國針對低壓電氣設備接地保護系統制定了相關的操作標準，但在實際操作中還存在一些問題。但是，接觸電壓、跨步電壓的大小，人體接觸外殼時的電壓高低都涉及到電擊事故發生的機率及危害程度，必須嚴格按標準的有關規定執行，以高度的責任感進行設計和施工，并及時進行試驗，務必驗收合格后，方可投入使用。同時使用過程中還需要經常檢查，測試各項參數，使接地裝置長期保持安全、穩定、可靠地運行。

參考文獻

[1]潘國祥.試論工業電氣設備的接地保護[J].科技與企業，2013（14）.

[2]吳建.對電氣設備及其接地裝置的運行維護探討[[J].科技致富向導，2011（35）.

[3]謝興儀.低壓電力系統的接地保護[J].電工技術，2012（3）.