接地裝置在工程中的安裝及應用

司恭成

新疆三葉管道公司，新疆 克拉瑪依 834000

接地裝置是由埋入土中的金屬接地體（角鋼、扁鋼、鋼管等）和連接用的接地線構成。它被用以實現電氣系統與大地相連接的目的，并應用于我們日常工作和生活的多個方面，如保證電力系統正常運行而設置的接地、針對防雷保護的需要而設置的接地、電氣設備外殼接地、儀器控制防止干擾而設置的接地等。

1 接地裝置的組成

接地裝置由接地極（板）、接地母線（戶內、戶外）、接地引下線（接地跨接線）、構架接地組成接地裝置。與大地直接接觸實現電氣連接的金屬物體為接地極。它可以是人工接地極，也可以是自然接地極。

2 接地裝置分類及接地極的發展

接地裝置可分為自然接地裝置和人工接地裝置。

2.1 自然接地裝置

1）敷設在地下的各種金屬管道做接地極（如自來水管、下水管、熱力管等）但嚴禁用煤氣管、油管等各種可燃物的管道做接地極；

2）建筑物、構筑物與地連接的金屬結構；

3）鋼筋混凝土建筑與構筑物的基礎做接地極，用接地線進行連接構成接地裝置。

2.2 人工接地裝置

一般選用鋼材（角鋼或鋼管），在有腐蝕的土壤中應使用鍍鋅鋼材做為接地極，用接地線進行連接構成接地裝置。

2.3 新材料低電阻接地極的特點

1）新材料低電阻接地極其形狀類似圓棒狀或扁平狀金屬接地極，極芯四周是壓制成型的導電性均好的非金屬礦物質和電解物質混合物；

2）低阻接地極和周圍土壤之間的接觸面積大大的增加、和土壤之間的親和力大大增加、模塊材料的吸濕、保濕和潮解特性而導致接觸面附近土壤的濕潤度大大增加等等，從而導致低阻接地極和土壤間的接觸電阻大大降低；

3）附著在極芯周圍材料的電阻率對分層土壤電阻和總土壤電阻的影響極大，由于低阻接地極極芯周圍是導電性很好的金屬礦物質和電解物質，而不是相比之下導電性要差得多的土壤，又由于極芯附近的分層電阻很大且在總土壤電阻中占很大的比例，所以低阻接地極的總土壤電阻比金屬接地極的小得多，而且低阻接地極的接地電阻比金屬接地極穩定性好，并由于模塊的吸濕、保濕、潮解作用的延續，使周圍土壤的電阻率不斷有所降低。

3 新型接地裝置在工程中的安裝檢測及應用

1）接地裝置的重要性。接地對設備的安全運行和數據的可靠傳輸有著很大影響。如果接地不好，輕則會造成設備不能有效傳輸數據，降低設備的可靠性；重則會損壞設備的部件，甚至造成設備癱瘓并影響人員的安全。我們一般都認為只要設備和接地棒連接良好，接地電阻就是良好的。其實不然，電氣上的“地”，一般規定為距離接地棒20m遠處的大地為“地”，因為，當設備出現漏電并通過接地棒傳到大地的時候，在距離接地棒20m處，其大地的電壓接近于零，對于我們人身來說是安全的；

2）接地裝置在電氣、電子中的不同應用。在電氣技術中接地是指用導體與大地相連，在電子技術中的接地，可能就與大地毫不相關，它只是電路中的一等電位面。如收音機、電視機中的地,它只是線路里的一個電位基準點。按接地的作用可分為功能性接地和保護性接地。為保證電氣設備正常運行或電氣系統低噪聲的接地,稱為功能性接地,功能性接地又有工作接地、邏輯接地、信號接地和屏蔽接地等。為了防止人、畜或設備因電擊而造成傷亡或損壞的接地稱為保護性接地,保護性接地有保護接地、防雷接地和防靜電接地；

3）新型接地裝置的安裝檢測及應用

（1）新型接地極：根據材料及形狀的不同有U型、長方形、圓形、W型等。在施工過程中要滿足堅固可靠性、電氣連續性、經久耐用性、便于實測性的基本要求。我以非金屬低阻接地模塊施工安裝為例：模塊一般采用水平埋設，埋深一般不小于0.8m。當溝槽挖好后先在溝底回填細粘土20cm，再放入模塊并壓實，有條件可澆點水，使接地模塊下沉土壤緊密接觸，然后回填逐層壓實，可再交一次水，使土壤下沉。模塊之間距離不小于4m，模塊極芯相互串聯或與地線連接時，必須焊接并做防腐處理，如果模塊與降阻劑配合使用效果會更好。當接地極施工完畢后，用金屬線把接地體連成一體構成接地裝置引出地面與需要接地設備、建筑物相連。所有的連接點必須焊接，搭接面積要符合規范要求，并做防腐處理防止腐蝕降低使用年限。當接地裝置安裝好后不要馬上測試數據，這樣土壤可以充分下沉與接地模塊可靠接觸，一星期后測試的數據比較真實。要注意在北方施工時，模塊要埋在凍土層以下。我們采用三極法測量接地電阻，使用的工具為手搖式地阻表，其基本原理是采用三點式電壓落差法。其測量手段是在被測地線接地樁（稱為X）一側地上打入兩根輔助測試樁，要求這兩根測試樁位于被測地樁的同一側，三者基本在一條直線上，距被測地樁較近的一根輔助測試樁（稱為Y）距離被測地樁20m左右，距被測地樁較遠的一根輔助測試樁（稱為Z）距離被測地樁40m左右。測試時，按要求的轉速轉動搖把，測試儀通過內部磁電機產生電能，在被測地樁X和較遠的輔助測試樁Z之間“灌入”電流，此時在被測地樁X和輔助地樁Y之間可獲得一電壓，儀表通過測量該電流和電壓值，即可計算出被測接地樁的地阻。

（2）新型接地模塊的應用。其材料對土壤親合力好，不腐蝕、不變性、無毒害、在潮濕水侵或深層凍土環境下電阻穩定性好。其接地電阻在一年四季中隨著周圍環境的溫度和濕度變化而變化的量，要比金屬接地極小得多。新型接地模塊在經大電流沖擊后期組織不會增大，也不會出現發脆、彎曲和斷裂等現象，因此能夠長期穩定的使用。使用壽命可達幾十年，而一般極金屬接地極一般只有五年。它特別適用于建筑物、通信、廣播、電視、雷達、軍工、民航、鐵道、地鐵、交通、電力、石油化工、工廠等等領域的防雷接地工程。更適用于沙土、山巖土、風化石、鵝卵石、鹽堿地、凍土帶、常年凍土帶、土層稀薄帶等高阻、特高阻地。

[1]沈培坤，劉順喜.防雷與接地裝置.化學工業出版社，2006，2.

[2]防雷規范標準匯編，2005.

[3]實新防雷技術開發有限責任公司.