電氣自動化中電氣接地及電氣保護技術分析

李嘉錚+夏韻

摘要：隨著我國經濟的高速發展，人們對電氣安裝工程質量提出了更高的要求。目前，我國各種電氣設備和民用電器有了很大的發展，建筑電氣安裝工程技術也隨之提高。本文結合筆者多年的工作實踐， 對電氣自動化中電氣接地及電氣保護技術分析。

關鍵詞：電子自動化；電氣接地；電氣保護

引言

為了方便大家，給大家營造一個安全舒適的電氣系統供應環境，高層建筑設計者在電氣的安裝上采用了符合相關標準的接地設備，為提高電氣系統的安全概率，減少電氣的安全隱患，電氣系統的安全運行就成為了高層建筑中的主要因素，因此電氣系統的安全性成為了最主要的施工標準之一，必須加強接地保護系統建設研究。

1 電氣接地

在建筑物供配電設計中，接地系統設計占有重要的地位，因為它關系到供電系統的可靠性，安全性。尤其近年來，大量的智能化樓宇的出現對接地系統設計提出了許多新的內容。目前的電氣接地主要有以下兩種方式：

1.1 TN-S系統

TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統。通常建筑物內設有獨立變配電所時進線采用該系統。TN-S系統的特點是，中性線N與保護接地線PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統完全具備安全和可靠的基準電位。只要象TN-C-S接地系統，采取同樣的技術措施，TN-S系統可以用作智能建筑物的接地系統。如果計算機等電子設備沒有特殊的要求時，一般都采用這種接地系統。

在智能建筑里，單相用電設備較多，單相負荷比重較大，三相負荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機電流。另外，由于大量采用熒光燈照明，其所產生的三次諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設備外殼上，會造成電擊或火災事故；如果在TN-S系統中將N線與PE線連在一起再接到設備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設備，外殼均帶電；會擴大電擊事故的范圍；如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起除會發生上述的危險外，電子設備將會受到干擾而無法工作。因此智能建筑應設置電子設備的直流接地，交流工作接地，安全保護接地，及普通建筑也應具備的防雷保護接地。此外，由于智能建筑內多設有具有防靜電要求的程控交換機房，計算機房，消防及火災報警監控室，以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設備，所以在智能樓宇的設計和施工中，還應考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。

1.2 TN-C-S系統

TN-C-S系統由兩個接地系統組成，第一部分是TN-C系統，第二部分是TN-S系統，分界面在N線與PE線的連接點。該系統一般用在建筑物的供電由區域變電所引來的場所，進戶之前采用TN-C系統，進戶處做重復接地，進戶后變成TN-S系統。TN-C系統前面已做分析。TN-S系統的特點是：中性線N與保護接地PE在進戶時共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統中，中性線N常會帶電，保護接地線PE沒有電的來源。

二、分析問題

土壤特性對電氣設備影響方面的問題：（1）在測得土壤的電阻率后，時常會發現土壤的電阻率不符合要求，這時，應考慮如何降低其電阻率。（2）為了保證電力系統安全可靠地運行，裝置的接地電阻須盡量減低。

在三大系統的存在問題：（1）TT系統中的電源某一點和電氣裝置的外露可導電部分都是直接接地，此接地點在電氣上是獨立于電源端的接地點，通常情況下這樣是不安全的。（2）每一個系統并不是普遍適用的，須根據具體設備選擇的系統。

對于弱電機房中而言，內部的接地設備并不足以解決問題，弱電機房還需要外部安裝防雷設施。

三、電氣自動化中電氣接地系統保護技術分析

在實際管理機制建立和運行過程中，要積極踐行更加系統化的處理機制，為后續接地系統的處理工作提供保障。傳統的處理機制中，有兩種方式應用的較為廣泛，但是都存在自身的劣勢。一方面，土壤中添加無機鹽，盡管這種方式的成本較低，但是，由于鹽體并不穩定，若是下雨，土壤會恢復到無機鹽狀態，對于接地系統的作用就會消失。另一方面，對土壤中的含水量進行集中管控，但是，大面積灑水的方法會造成耗時耗力的弊端。

基于此，要對土壤進行有效的處理，主要是向土壤中添加接地增效劑，整體性能較為穩定且安全，并不需要非常嚴格的維護機制，能有效改善土壤的接地性能。在實際應用過程中，較為常見的接地增效劑包括膨潤土、導電水泥以及碳粉，其導電性能較好，而導電水泥最為理想，既能在濕潤的土壤環境中發揮作用，在干燥土壤中也能優化土壤接地性能。

（一）合理化降低電阻

為了進一步提高系統運行效果，確保接地處理符合標準，要對接地電阻數值進行集中控制。第一，要利用外引接地的方式對整個系統進行處理，主接地網區域要將主變系統和電阻率低的接地裝置連接在一起，減少接地電阻阻值的同時，優化接地效果，這種處理機制的限制條件較多，需要技術人員對其進行綜合性分析。第二，有效擴大接地網面積，在條件允許下，要保證有效增加接地網面積，降低電阻值。第三，提高接地網的埋深。

（二）合理化整合接地系統

在接地系統管理的過程中，要對系統運行結構和控制體系予以全面重視，尤其要整合三大接地系統。其中，IT系統和TN系統不能同時安裝。TN系統運行過程存在三種基礎性方式，且相關適用范圍并不一致，要對不同情況進行集中處理。第一，TN-C-S系統在應用過程中，對于這個電力系統的供電水平和質量要求較高，要確保安全性能穩定，才能適用該系統，從而有效發揮接地系統的實際價值。第二，TN-C系統，在實際線路運行和管理的過程中，要系統對于線路沒有較為繁瑣的要求，能簡化線路并且提高安全性，爆炸問題非常少，因此，在工作環境較為簡單的區域應用該系統較為常見。

（三）合理化控制電涌防護器

在實際設備處理和管控過程中，要對電涌防護器進行整合，將接地線長度布置設置為最短最直，延長接地線長度，就能有效增大阻抗數值。確保高頻瞬時電壓和諧振總阻抗能形成有效的開路結構，保證設備和運行系統的整體效果。另外，在電涌防護器應用的過程中，也要借助屏蔽防護裝置對電纜進行綜合性隔離，確保處理效果符合預期。除此之外，技術熱源要對接地線質量展開深度處理，利用雙股絞線，設計過程和設計要求都要符合材料的基本標準，并且有效避免使用單股銅線，提高質量的同時，完善設計效果和應用水平，促進整個接地系統的優化運行。

四、結束語

在電氣自動化電氣接地保護技術運行過程中，要結合設備和具體要求，充分考量土壤的特殊性，有效應對施工問題，重視接地系統的應用效果，在保證安全的基礎上，提升系統的穩定性，也要實現多元化管理機制，增強系統的實用性，為電力管理工作的可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]曾麗.淺析電氣設備接地保護的重要性[J].通訊世界.2015（03）

[2]王新宇.電氣接地保護安全技術下的安全管理問題探討[J].內蒙古煤炭經濟.2014（12）

作者簡介：

李嘉錚（1995.11.07）男，漢，身份證號：140303199511070017，本科生，山西省陽泉市，研究方向：金融類

夏韻（1997.01.04-）女，漢族，身份證號：330602199701040527，本科生，浙江省紹興市，研究方向：國際金融類