工作接地、重復(fù)接地、保護(hù)接地...這些接地知識(shí)你了解嗎?【收藏】
在電力系統(tǒng)中，接地是用來保護(hù)人身及電力、電子設(shè)備安全的重要措施。接地能防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行 。因此，了解接地的原理及應(yīng)用很有必要。
1、接地概念解釋
電氣上的“地”：我們把電位趨近于零的地方稱做電氣上的“地”或大地。在電氣行業(yè)中，通常所講的地都是電氣上的地。
對(duì)地電壓：電氣設(shè)備上的接地部分，如接地的外殼、接地體和接地線等，與零電位的“大地”之間的電位差，就叫做接地部分的對(duì)地電壓。
接地：接地是電力系統(tǒng)為了滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需要和保護(hù)設(shè)備或人身安全而常用的一種技術(shù)，是將電氣設(shè)備的某部分與“地”之間做良好的電氣連接。
2、接地線
6.1 電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的下列金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地或接零（與零線相連接）：
電機(jī)、變壓器、電器和照明器具等的金屬底座及外殼；
電氣設(shè)備的金屬傳動(dòng)裝置；
互感器的二次繞組；
配電盤與控制臺(tái)的框架；
屋、內(nèi)外配電裝置的金屬架構(gòu)和鋼筋混凝土以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門；
交、直流電力電纜接線盒、終端盒的外殼和電纜的金屬外皮、穿線的鋼管等；
裝有避雷線的電力線路金屬桿塔；
裝在配電線路電桿上的開關(guān)設(shè)備、電容器等電氣設(shè)備；
鎧裝控制電纜的外皮、非鎧裝或金屬護(hù)套電纜的1～2根屏蔽芯線。
6.2 電力設(shè)備的下列金屬部分，除另有規(guī)定外，不需接地或接零：
在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)體地面的干燥房間內(nèi)，交流額定電壓380V及以下、直流額定電壓440V及以下的電力設(shè)備外殼。但當(dāng)維護(hù)人員可能同時(shí)觸及電力設(shè)備外殼和其它接地物體時(shí)除外；
在干燥場(chǎng)所，交流額定電壓127V及以下、直流額定電壓110V及以下的電力設(shè)備外殼，但有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所除外；
安裝在配電盤、控制臺(tái)和配電裝置間隔墻壁上的電氣測(cè)量?jī)x表、繼電器和其它低壓電器的外殼，以及當(dāng)發(fā)生絕緣損壞時(shí)，在支持物上不會(huì)引起危險(xiǎn)電壓的絕緣子金屬底座等；
安裝在已接地的金屬架構(gòu)上的設(shè)備（應(yīng)保證電氣接觸良好），但有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所除外；
額定電壓220V及以下的蓄電池室內(nèi)金屬支架；
與已接地的機(jī)床底座之間有可靠電氣連接的電動(dòng)機(jī)和電器的外殼，但有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所除外；
由發(fā)電廠、變電所、工業(yè)企業(yè)區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道，但運(yùn)送易燃、易爆物者除外。
在中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)中，電力設(shè)備的外殼宜采用接零保護(hù)、即把外殼與零線相連接。在用電設(shè)備較少、分散，采用接零保護(hù)確有困難，而且土壤電阻率較低，很容易作接地時(shí)，可采用接地保護(hù)。但此時(shí)如用電設(shè)備漏電，設(shè)備外殼和與其有電氣連接的金屬部分、變壓器外殼及其接地線都可能帶電，會(huì)危及人身安全，應(yīng)采取必要的安全措施：如裝設(shè)能自動(dòng)斷開接地故障的繼電保護(hù)裝置、使用絕緣墊、安裝保護(hù)圍欄等安全措施。在潮濕場(chǎng)所、條件特別惡
劣場(chǎng)所的低壓電網(wǎng)中，電力設(shè)備的外殼應(yīng)采取接零保護(hù)。
攜帶式和移動(dòng)式用電設(shè)備接地應(yīng)當(dāng)使用專用的芯線接零或接地。此芯線嚴(yán)禁同時(shí)用來通過工作電流，嚴(yán)禁利用其它用電設(shè)備的零線接地。接地芯線應(yīng)采用多股軟銅線，其截面不應(yīng)小于1.5mm2。攜帶式和移動(dòng)式用電設(shè)備的插座上應(yīng)備有專用的接地觸頭。該觸頭應(yīng)同時(shí)與接地線和零線相連，而且所用插頭的結(jié)構(gòu)應(yīng)能避免將導(dǎo)電觸頭誤作接地觸頭使用。插座與插頭的接地觸頭應(yīng)在導(dǎo)電的觸頭接觸之前連通，并應(yīng)在帶電的觸頭脫離之后才斷開。金屬外殼的插座，其接地觸頭和金屬外殼應(yīng)有可靠的電氣連接。
3、接地種類有哪些？
常用的有重復(fù)接地、保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。
重復(fù)接地
重復(fù)接地就是在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，在零干線的一處或多處用金屬導(dǎo)線連接接地裝置。在低壓三相四線制中性點(diǎn)直接接地線路中，施工單位在安裝時(shí),應(yīng)將配電線路的零干線和分支線的終端接地，零干線上每隔1千米做一次接地。對(duì)于距接地點(diǎn)超過50米的配電線路，接入用戶處的零線仍應(yīng)重復(fù)接地，重復(fù)接地電阻應(yīng)不大于10歐。
重復(fù)接地系指在零線的一處或多處通過接地體再次與大地做良好的金屬連接。在低壓供電系統(tǒng)中，采用接零保護(hù)方式時(shí)，除電源變壓器的中性點(diǎn)必須采用工作接地外，還必須采用重復(fù)接地。
重復(fù)接地的作用是：
（1）降低漏電設(shè)備外殼的對(duì)地電壓。
（2）減輕零線斷線時(shí)的觸電危險(xiǎn)。
（3）減輕或消除三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡時(shí)，零線上可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)的對(duì)地電壓。
我國規(guī)定，重復(fù)接地的接地電阻應(yīng)小于10Ω。
早期的天然氣站場(chǎng)中，接地體大部分采用的是鍍鋅角鋼和鍍鋅圓鋼，中間用鍍鋅扁鋼連接。目前，站場(chǎng)的接地體廣泛采用離子接地極，中間采用30×5鍍鋅扁鋼連接，周邊框架采用50×5鍍鋅扁鋼連接。天然氣站場(chǎng)多采用聯(lián)合接地方式,即所有接地系統(tǒng)共用一個(gè)“地”。聯(lián)合接地方式具有接地電阻小、節(jié)省金屬材料、占地少等優(yōu)點(diǎn)。
站場(chǎng)內(nèi)接地裝置的接地電阻值要求如下：
放空管和燈塔接地電阻小于10Ω；
通訊、自控設(shè)備接地電阻小于2Ω；
站場(chǎng)防靜電接地電阻小于10Ω；
配電室變壓器接地電阻小于4Ω；
聯(lián)合接地時(shí)接地電阻小于1Ω。
保護(hù)接地
接地系統(tǒng)安全接地是將系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分(機(jī)柜外殼，操作臺(tái)外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)設(shè)備和人身安全。原因是系統(tǒng)的供電是強(qiáng)電供電(380、220或11OV)，通常情況下機(jī)殼等是不帶電的，當(dāng)故障發(fā)生(如主機(jī)電源故障或其它故障)造成電源的供電火線與外殼等導(dǎo)電金屬部件短路時(shí)，這些金屬部件或外殼就形成了帶電體，如果沒有很好的接地，那么這帶電體和地之間就有很高的電位差，如果人不小心觸到這些帶電體，那么就會(huì)通過人身形成通路，產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此，必須將金屬外殼和地之間作很好的連接，使機(jī)殼和地等電位。此外，保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。
為了防止因電氣設(shè)備的絕緣損壞而使人身遭受觸電的危險(xiǎn)，將電氣設(shè)備的金屬外殼與接地體做良好的金屬連接，叫保護(hù)接地，又稱安全接地。其接地電阻不應(yīng)超過4Ω。
工作接地
接地網(wǎng)示意圖地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。它分為機(jī)器邏輯地、信號(hào)回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統(tǒng)中還有本安接地。
電力系統(tǒng)中為了工作的需要，常將變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)直接或經(jīng)過特殊的設(shè)備接地，這種接地方式稱為工作接地。其接地電阻不應(yīng)超過10Ω。
工作接地作用：
①降低人體的觸電電壓。
②能迅速切斷故障設(shè)備。在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地時(shí)，由于接地電流很小，系統(tǒng)中的繼電保護(hù)不能迅速動(dòng)作切斷電源，很不安全。而在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地時(shí)，因單相接地短路電流很大，將使繼電保護(hù)迅速動(dòng)作，并以最短的時(shí)間切除故障設(shè)備。
③可以降低電氣設(shè)備和線路的絕緣要求。當(dāng)工作接地由配電變壓器二次側(cè)星形接線的中性點(diǎn)直接引出時(shí)，則還有固定中性點(diǎn)對(duì)地電位和解決單相用電設(shè)備的電源的作用，以及當(dāng)變壓器高、低壓繞組間發(fā)生匝間短路時(shí)，可以由監(jiān)測(cè)裝置給出信號(hào)或用保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)等作用。
防雷接地
組成防雷措施的一部分。其作用是把雷電流引入大地。建筑物和電氣設(shè)備的防雷主要是用避雷器(包括避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)和消雷裝置等)。避雷器的一端與被保護(hù)設(shè)備相接，另一端連接地裝置。當(dāng)發(fā)生直擊雷時(shí)，避雷器將雷電引向自身，雷電流經(jīng)過其引下線和接地裝置進(jìn)入大地。此外，由于雷電引起靜電感應(yīng)副效應(yīng)，為了防止造成間接損害，如房屋起火或觸電等，通常也要將建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備、金屬管道和鋼筋結(jié)構(gòu)等接地;雷電波會(huì)沿著低壓架空線、電視天線侵入房屋，引起屋內(nèi)電工設(shè)備的絕緣擊穿，從而造成火災(zāi)或人身觸電傷亡事故，所以還要將線路上和進(jìn)屋前的絕緣瓷瓶鐵腳接地。
屏蔽接地
是消除電磁場(chǎng)對(duì)人體危害的有效措施，也是防止電磁干擾的有效措施。高頻技術(shù)在電熱、醫(yī)療、無線電廣播、通信、電視臺(tái)和導(dǎo)航、雷達(dá)等方面得到了廣泛應(yīng)用。人體在電磁場(chǎng)作用下，吸收的輻射能量將發(fā)生生物學(xué)作用，對(duì)人體造成傷害，如手指輕微顫抖、皮膚劃痕、視力減退等。對(duì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的設(shè)備外殼設(shè)屏蔽裝置，并將屏蔽體接地，不僅可以降低屏蔽體以外的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到減輕或消除電磁場(chǎng)對(duì)人體危害的目的，也可以保護(hù)屏蔽接地體內(nèi)的設(shè)備免受外界電磁場(chǎng)的干擾影響。
防靜電接地
為防止靜電危害影響并將其泄放，是靜電防護(hù)較重要的一環(huán)。
4.接地裝置
接地裝置是指將電氣設(shè)備需要接地的部分與大地連接的裝置。接地裝置由接地體和接地線組成。
為了防止電氣設(shè)備萬一因絕緣損壞而帶電危及安全，需要將電氣設(shè)備外殼通過金屬導(dǎo)線與接地裝置連接。接地裝置將電氣設(shè)備可能產(chǎn)生的短路電流、漏電流、靜電荷以及雷電流引入大地，從而避免人身觸電等事故的發(fā)生。
接地裝置包括接地體和接地線，其電阻由接地體電阻、接地線電阻及土壤電阻構(gòu)成。由于土壤電阻系數(shù)比較固定，接地線的電阻較小，所以選用良好的接地體是決定接地裝置電阻的關(guān)鍵。
5.接地線
電氣設(shè)備的金屬外殼與接地體間相連接的導(dǎo)體稱為接地線。接地線分為接地干線和接地支線。其中接地干線系指沿建筑物表面敷設(shè)的共用接地線；接地支線系指由接地干線引至電氣設(shè)備上的導(dǎo)線。
家用電器設(shè)備由于絕緣性能不好或使用環(huán)境潮濕，會(huì)導(dǎo)致其外殼帶有一定靜電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生觸電事故。為了避免出現(xiàn)的事故可在電器的金屬外殼上面連接一根電線，將電線的另一端接入大地，一旦電器發(fā)生漏電時(shí)接地線會(huì)把靜電帶入到大地釋放掉。另外對(duì)于電器維修人員在使用電烙鐵焊接電路時(shí)，有時(shí)會(huì)因?yàn)殡娎予F帶電而擊穿損壞電器中的集成電路，這一點(diǎn)比較重要。使用電腦的朋友有時(shí)也會(huì)忽略主機(jī)殼接地，其實(shí)給電腦主機(jī)殼接根地線，在一定程度上可以防止死機(jī)現(xiàn)象的出現(xiàn)。
在電力系統(tǒng)中接地線：是為了在已停電的設(shè)備和線路上意外地出現(xiàn)電壓時(shí)保證工作人員的重要工具。按部頒規(guī)定，接地線必須是25mm2以上裸銅軟線制成。
電器中，接地線就是接在電氣設(shè)備外殼等部位及時(shí)的將因各種原因產(chǎn)生的不安全的電荷或者漏電電流導(dǎo)出的線路。
6、人工接地體
當(dāng)自然接地體的接地電阻不能滿足規(guī)程規(guī)定的接地電阻時(shí)，人為地埋入地下的專用接地體稱為人工接地體。目前，常用的人工接地體有離子接地極、垂直埋入地下的鋼管、角鋼、水平放置的圓鋼、扁鋼等。由于鋼管機(jī)械強(qiáng)度高，容易垂直打入地下，一般情況下可選用直徑50mm、長(zhǎng)度2.5m的鋼管。接地體頂部距地面500～700mm，以減少外界溫度、濕度變化對(duì)其阻值的影響。
單根接地體的接地電阻與型鋼品種、接地體總長(zhǎng)、埋深、尺寸、埋置方法等有關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)規(guī)程規(guī)定的預(yù)期電阻值，需采取多根接地體并聯(lián)。這時(shí)，單根接地體間可以用扁鋼連接。垂直接地體間的距離，一般取單根接地體的長(zhǎng)度的2倍，以減少電磁屏蔽作用。
接地體可以集中敷設(shè)在戶外，然后從接地干線引入室內(nèi)，再從接地支線引至各電氣設(shè)備，也可以將接地體沿電氣設(shè)備環(huán)形敷設(shè)。
6.接地體
一根或一組與大地土壤密切接觸并提供與大地之間電氣連接的導(dǎo)體。
7、接地方式
現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)其本身就是強(qiáng)烈的電磁干擾源，主要通過輻射方式干擾該頻段內(nèi)的通信設(shè)備。為抑制外部高壓輸電線路的干擾影響，采用接地措施，常用的接地方式有兩種，現(xiàn)分別討論如下：
8、分散接地方式
外殼接地電路接地就是將通信大樓的防雷接地、電源系統(tǒng)接地、通訊設(shè)備的各類接地以及其他設(shè)備的接地分別接入相互分離的接地系統(tǒng)，由于地線系統(tǒng)不斷增多，地線間潛在的耦合影響往往難以避免，分散接地反而容易引起干擾。同時(shí)主體建筑物的高度不斷增加，其接地方式所帶的不安全因素也越來越大。當(dāng)某一設(shè)施被雷擊中，容易形成地下反擊，損壞其他設(shè)備。
9、聯(lián)合接地方式
聯(lián)合接地方式也稱單點(diǎn)接地方式，即所有接地系統(tǒng)共用一個(gè)共同的“地”。聯(lián)合接地有以下一些特點(diǎn)：
(1)整個(gè)大樓的接地系統(tǒng)組成一個(gè)籠式均壓體，對(duì)于直擊雷，樓內(nèi)同一層各點(diǎn)位比較均勻;對(duì)于感應(yīng)雷，籠式均壓體和大樓的框架式結(jié)構(gòu)對(duì)外來電磁場(chǎng)干擾也可提供10-40dB的屏蔽效果;
(2)一般聯(lián)合接地方式接地電阻非常小，不存在各種接地體之間的耦合影響，有利于減少干擾;
(3)旱天接地雷節(jié)省金屬材料，占地少。
由上不難看出，采用聯(lián)合接地方式可以有效抑制外部高壓輸電線路的干擾。
防靜電接地的接地線應(yīng)串聯(lián)一個(gè)1兆歐的限流電阻,即通過限流電阻與接地裝置相連。接地電阻不是越小越好嗎?為何還要串電阻?
計(jì)算機(jī)接地是以接地電流易于流動(dòng)為目標(biāo)，要求接地電阻越小越好。計(jì)算中心的接地應(yīng)盡量減少噪音引起的電位變動(dòng)，同時(shí)應(yīng)注意信號(hào)電路與電源電路、高電平電路與低電平電路不能使用同一共地回路。對(duì)傳輸帶寬要求較高的網(wǎng)絡(luò)布線，應(yīng)采用隔離式屏蔽接地，以防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生干擾。在設(shè)計(jì)上力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和實(shí)效接地如能和屏蔽有效地結(jié)合起來，將能更好地解決干擾，抑制噪音。
接地接法
在直流地的接法上可以分為3種類型：串聯(lián)接地、并聯(lián)接地和網(wǎng)狀接地。
(1)串聯(lián)接地
機(jī)房中設(shè)備直流地線以串聯(lián)的方式接在直流地的銅皮上，此種接法雖然個(gè)別處電位有差異，但由于電阻非常小，所以在簡(jiǎn)單的接地系統(tǒng)中應(yīng)用較多。其缺點(diǎn)是在要求較高配置時(shí)，從防止噪聲的角度來看，因串聯(lián)接地，各串聯(lián)的電阻使得各點(diǎn)電位產(chǎn)生偏差，容易產(chǎn)生噪聲。
(2)并聯(lián)接地
此方法中各電路的地電位只與本電路的地電流和地線阻抗有關(guān)，各點(diǎn)間的電位差較平衡，可獲得較好的低頻接地，因此應(yīng)用得較多。由于計(jì)算機(jī)的直流電壓較低，各機(jī)架之間的地電流不容易形成耦合，但這種連接方式需要很多根地線，布線較繁雜。
(3)網(wǎng)狀地
在大型機(jī)房中，對(duì)地要求相對(duì)嚴(yán)格，目前廣泛使用網(wǎng)狀地線作為直流地，稱為網(wǎng)狀地。直流網(wǎng)狀地是用一定截面積的銅帶在活動(dòng)地板下面交叉排列成600mm×600mm的方格，其交叉點(diǎn)與活動(dòng)地板支撐點(diǎn)的位置交錯(cuò)排列，腳點(diǎn)處用錫焊焊接或壓接在一起。為了使直流網(wǎng)狀地和大地絕緣，在銅帶下面應(yīng)墊2～3mm厚的絕緣膠皮或聚氯乙烯板等絕緣材料，要求對(duì)地電阻在10MΩ以上。直流網(wǎng)狀地系統(tǒng)不僅有助于更好地保證邏輯電路電位參考點(diǎn)的一致，而且大大提高了機(jī)器內(nèi)部和外部抗干擾能力。但是網(wǎng)狀地系統(tǒng)比較龐大，施工復(fù)雜，且費(fèi)用較高，因而只適用在大型計(jì)算機(jī)機(jī)房中應(yīng)用。
在處理共地的地線時(shí)需要注意的問題
(1)接地電阻——共用接地地樁的接地電阻應(yīng)滿足各種接地中較小接地電阻的要求。
(2)為防止接地系統(tǒng)的相互干擾，確保對(duì)建筑物的絕緣，接地母線應(yīng)使用帶有絕緣外皮的屏蔽線，屏蔽套的一端應(yīng)進(jìn)行接地。
(3)直流地、交流地和安全地雖然較后都接在地樁上，但并不意味著各種地之間可以隨意連接，也應(yīng)按照上述要求在其未接入同一地樁之前彼此應(yīng)保持嚴(yán)格的絕緣。
(4)在直流地與機(jī)殼安全地分開接地的計(jì)算機(jī)設(shè)備中，因其直流地與機(jī)架嚴(yán)格絕緣，各自分別接系統(tǒng)地樁，但有些計(jì)算機(jī)的機(jī)殼與直流地在電器上是接在一起的，其交流設(shè)備的工作地與機(jī)殼是嚴(yán)格絕緣的。
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