電氣設備接地可靠性研究

陳國勇

前言

接地是電氣設備安裝的重要內容，可有效避免電氣設備遭受雷擊、靜電的破壞，確保電氣設備的安全運行。因此，結合電氣設備類型采取有效措施，確保電氣設備接地的可靠性，對延長電氣設備的使用壽命具有重要作用。

一、接地方式及作用

電氣設備接地包括多種方式，如保護接地、工作接地、防雷接地等，給電氣設備的正常工作創造安全的外部環境。其中保護接地指將電氣設備的金屬外殼接地，有效避免因絕緣層損壞，人員觸電事故的發生。工作接地屬于功能性接地，涉及低壓、高壓電力系統的接地。一般情況下，為保證電氣設備運行的可靠性，將電氣設備直接或經由電阻器、電抗器、消弧線圈等部件實現與大地的連接。防雷接地顧名思義，為消除雷擊給電氣設備造成的損壞而進行的接地。除此之外，電氣設備接地還包括防靜電接地、屏蔽接地等。

接地在確保電氣設備安全、可靠運行上發揮重要作用，主要體現在兩方面：一方面，有效避免電擊。研究發現，電擊是導致電氣設備損壞的重要因素，接地后電氣設備與大地電位接近，能有效避免電擊的發生。另一方面，為電力系統的運行奠定堅實的基礎。低壓配電系統時常發生相線斷裂觸地或相線觸殼情況，如中性點未進行絕緣處理，其與兩相電壓的對地電壓會顯著增高，增加電氣設備的損壞機率。如中性點接地當其中一相短路時，不會損壞電氣設備，而且能有效防止系統震蕩情況的發生。

二、電氣設備接地原則

為確保電氣設備接地可靠性及接地質量，進行實際接地操作時應遵守一定的原則：首先，嚴格遵守規范標準。電氣設備接地應嚴格依據相關規范標準進行保護接地，尤其應注意保護接地線不能用作它用。其次，盡量使用一個接地體。如無特殊要求，電氣設備盡量應用一個總的接地體。同時，依據接地標準注重將相關建筑物的金屬管道、金屬構件與總接地體連接在一起。最后，注重人工總接地體接地。人工總接地體不應設置在建筑物內部，而且總接地體電阻應滿足接地最小電阻要求。另外，注重特殊要求的接地處理。接地過程中中壓系統、計算機系統以及弱電系統接地，一般是經由小電阻接地或中性點接地，應依據相關規定進行接地。

三、電氣設備接地可靠性接地策略

為保證電氣設備接地可靠性，除遵守相關接地原則外，還應采取相關策略。實踐表明，采取以下策略可大大提高電氣設備接地可靠性，為電氣設備的安全運行奠定堅實的基礎。

1.保護接地策略

電氣設備保護接地包括保護接零及保護接地兩方面內容，因此，為確保電氣設備接地可靠性，接地操作時應從這兩方面入手：首先，在保護接零方面，在三相四線制電力系統中除中性點直接接地外，還應做好電氣設備的保護接零處理，即，使用專用導線將電網零線與電氣設備不帶電外科相連接，當碰殼或漏電情況發生時，兩者之間形成單相短路，產生較高電流，觸發電路保護裝置將電源切斷，避免短路引發安全事故。同時，進行接零保護操作時，電源中線應始終處于連接狀態，確保保護作用的正常發揮。其次，進行保護接地在中性點不接地的電網中應用比較廣泛，在該電網中的電氣設備均應做接地處理。

2.工作接地策略

研究發現，電氣設備工作可靠性除與其自身性能有關外，與接地不無關系。而且對電氣設備進行合理接地還能降低干擾、消除噪聲影響。電氣設備工作接地有多種方式，如浮地方式、單點接地等。接下來逐一對其進行探討。

首先，浮地方式屬于懸浮方式，而非直接接觸大地。對電氣設備進行浮地方式的處理目的在于隔離可能引起環流的公共導線、公共地等，避免接地線給電氣設備的工作造成干擾。但由于其沒有直接與大地相連，容易積累大量電荷形成強大電流將電氣設備相關部件擊穿，因此，為防止此種不良狀況的發生應在大地與電氣設備之間安裝數值較大的泄放電阻，避免積累的靜電給電氣設備造成不良影響。

其次，單點接地。采用兩點接地方式形成接地環路的機率較高，而使用單點接地可有效的防止及消除接地環路。單點接地由并聯與串聯之分。同時，電流在接地導線中傳導時多少受到阻抗影響，因此，當為串聯接地時電路中各電位均受接地導線阻抗影響，彼此之間相互影響。而當并聯接地時電路之間相互獨立，互不干擾，操作簡單、實用性強。但此種接地方式適合應用在工作頻率為不足1MHz的低頻電路中，對其中的電氣設備具有較好的保護作用。如在高頻電路中，受電路本身與不同電氣元件引線影響，會導致接地線阻抗的增大，此時單點接地方式無法滿足要求，此時為使接地線阻抗得以降低，同時防止分布電容與雜散電感與電路產生耦合，應短距離將不同電氣元件接地端子與地面相連。

3.防雷接地策略

為確保電氣設備防雷接地可靠性，可采取以下接地策略。首先，明確電氣設備類型，尤其對雷電較敏感的電氣設備采取針對性防雷措施。如露天電氣設備可使用避雷線進行防雷。避雷線由接地體、接地引下線以及接地導線等部分構成，施工時應嚴格依據防雷接地規范進行，以確保良好的防雷性能。同時，還應對避雷線的保護范圍加以計算，采用的計算公式為：

rx=0.47×（h-hz）p hz≥h/2

rx=（h-1.53hz）p hz

其中，rx表示避雷線在hz平面上的保護寬度，h表示避雷線的高度，hz表示被保護電氣設備高度。

其次，布設接地網。接地網布設時為確保電位能夠均勻的分布，以有效避免跨步電壓與接觸電壓的形成。當接地裝置設計成為環形時，應適當在其上設置彼此平行的均壓帶，之間的距離控制在4～5m范圍為宜。

最后，防雷接地完成后應有專門的技術人員進行驗收，確保各環節防雷接地參數及可靠性滿足接地標準，給電氣設備提供最安全的防雷保障。

四、總結

電氣設備接地是電氣設備安裝的重要環節，在確保電氣安全安全工作方面發揮極其重要的作用。因此，應加強對電氣設備的接地可靠性研究，不斷總結電氣設備接地經驗與技巧，采取有效的接地策略，提高電氣設備接地技術水平，為電氣設備的安全運行保駕護航。

（作者單位：山西省電力運城供電公司）