电气设备接地可靠性研究

陈国勇

前言

接地是电气设备安装的重要内容，可有效避免电气设备遭受雷击、静电的破坏，确保电气设备的安全运行。因此，结合电气设备类型采取有效措施，确保电气设备接地的可靠性，对延长电气设备的使用寿命具有重要作用。

一、接地方式及作用

电气设备接地包括多种方式，如保护接地、工作接地、防雷接地等，给电气设备的正常工作创造安全的外部环境。其中保护接地指将电气设备的金属外壳接地，有效避免因绝缘层损坏，人员触电事故的发生。工作接地属于功能性接地，涉及低压、高压电力系统的接地。一般情况下，为保证电气设备运行的可靠性，将电气设备直接或经由电阻器、电抗器、消弧线圈等部件实现与大地的连接。防雷接地顾名思义，为消除雷击给电气设备造成的损坏而进行的接地。除此之外，电气设备接地还包括防静电接地、屏蔽接地等。

接地在确保电气设备安全、可靠运行上发挥重要作用，主要体现在两方面：一方面，有效避免电击。研究发现，电击是导致电气设备损坏的重要因素，接地后电气设备与大地电位接近，能有效避免电击的发生。另一方面，为电力系统的运行奠定坚实的基础。低压配电系统时常发生相线断裂触地或相线触壳情况，如中性点未进行绝缘处理，其与两相电压的对地电压会显著增高，增加电气设备的损坏机率。如中性点接地当其中一相短路时，不会损坏电气设备，而且能有效防止系统震荡情况的发生。

二、电气设备接地原则

为确保电气设备接地可靠性及接地质量，进行实际接地操作时应遵守一定的原则：首先，严格遵守规范标准。电气设备接地应严格依据相关规范标准进行保护接地，尤其应注意保护接地线不能用作它用。其次，尽量使用一个接地体。如无特殊要求，电气设备尽量应用一个总的接地体。同时，依据接地标准注重将相关建筑物的金属管道、金属构件与总接地体连接在一起。最后，注重人工总接地体接地。人工总接地体不应设置在建筑物内部，而且总接地体电阻应满足接地最小电阻要求。另外，注重特殊要求的接地处理。接地过程中中压系统、计算机系统以及弱电系统接地，一般是经由小电阻接地或中性点接地，应依据相关规定进行接地。

三、电气设备接地可靠性接地策略

为保证电气设备接地可靠性，除遵守相关接地原则外，还应采取相关策略。实践表明，采取以下策略可大大提高电气设备接地可靠性，为电气设备的安全运行奠定坚实的基础。

1.保护接地策略

电气设备保护接地包括保护接零及保护接地两方面内容，因此，为确保电气设备接地可靠性，接地操作时应从这两方面入手：首先，在保护接零方面，在三相四线制电力系统中除中性点直接接地外，还应做好电气設备的保护接零处理，即，使用专用导线将电网零线与电气设备不带电外科相连接，当碰壳或漏电情况发生时，两者之间形成单相短路，产生较高电流，触发电路保护装置将电源切断，避免短路引发安全事故。同时，进行接零保护操作时，电源中线应始终处于连接状态，确保保护作用的正常发挥。其次，进行保护接地在中性点不接地的电网中应用比较广泛，在该电网中的电气设备均应做接地处理。

2.工作接地策略

研究发现，电气设备工作可靠性除与其自身性能有关外，与接地不无关系。而且对电气设备进行合理接地还能降低干扰、消除噪声影响。电气设备工作接地有多种方式，如浮地方式、单点接地等。接下来逐一对其进行探讨。

首先，浮地方式属于悬浮方式，而非直接接触大地。对电气设备进行浮地方式的处理目的在于隔离可能引起环流的公共导线、公共地等，避免接地线给电气设备的工作造成干扰。但由于其没有直接与大地相连，容易积累大量电荷形成强大电流将电气设备相关部件击穿，因此，为防止此种不良状况的发生应在大地与电气设备之间安装数值较大的泄放电阻，避免积累的静电给电气设备造成不良影响。

其次，单点接地。采用两点接地方式形成接地环路的机率较高，而使用单点接地可有效的防止及消除接地环路。单点接地由并联与串联之分。同时，电流在接地导线中传导时多少受到阻抗影响，因此，当为串联接地时电路中各电位均受接地导线阻抗影响，彼此之间相互影响。而当并联接地时电路之间相互独立，互不干扰，操作简单、实用性强。但此种接地方式适合应用在工作频率为不足1MHz的低频电路中，对其中的电气设备具有较好的保护作用。如在高频电路中，受电路本身与不同电气元件引线影响，会导致接地线阻抗的增大，此时单点接地方式无法满足要求，此时为使接地线阻抗得以降低，同时防止分布电容与杂散电感与电路产生耦合，应短距离将不同电气元件接地端子与地面相连。

3.防雷接地策略

为确保电气设备防雷接地可靠性，可采取以下接地策略。首先，明确电气设备类型，尤其对雷电较敏感的电气设备采取针对性防雷措施。如露天电气设备可使用避雷线进行防雷。避雷线由接地体、接地引下线以及接地导线等部分构成，施工时应严格依据防雷接地规范进行，以确保良好的防雷性能。同时，还应对避雷线的保护范围加以计算，采用的计算公式为：

rx=0.47×（h-hz）p hz≥h/2

rx=（h-1.53hz）p hz

其中，rx表示避雷线在hz平面上的保护宽度，h表示避雷线的高度，hz表示被保护电气设备高度。

其次，布设接地网。接地网布设时为确保电位能够均匀的分布，以有效避免跨步电压与接触电压的形成。当接地装置设计成为环形时，应适当在其上设置彼此平行的均压带，之间的距离控制在4～5m范围为宜。

最后，防雷接地完成后应有专门的技术人员进行验收，确保各环节防雷接地参数及可靠性满足接地标准，给电气设备提供最安全的防雷保障。

四、总结

电气设备接地是电气设备安装的重要环节，在确保电气安全安全工作方面发挥极其重要的作用。因此，应加强对电气设备的接地可靠性研究，不断总结电气设备接地经验与技巧，采取有效的接地策略，提高电气设备接地技术水平，为电气设备的安全运行保驾护航。

（作者单位：山西省电力运城供电公司）