化工企業的安全用電與接地保護

原 野

中海油石化工程有限公司，山東青島 266100

1 接地系統

1.1 TN-C系統

該系統是三相四線系統，將中性線N和保護接地PE集為一體，稱為PEN線。它具有鮮明優勢，主要包括靈敏感知接地故障以及線路經濟簡單。即使如此，仍舊只能在三相負荷相對平衡的場所對其進行應用。從化工企業角度來講，它要使三相負荷處于平衡狀態有著較大難度。所以，在化工企業建筑之中，不可應用TN-C接地系統[1]。

1.2 TN-C-S系統

這一系統的構成主要是2個接地系統，其一是TN-C系統，其二是TN-S系統，N線和PE線連接處是分界面所在位置。在建筑物中，部分供電場所從變電所引來，一般情況下，將該系統應用于這部分供電場所中。TN-C系統有一定的應用范圍，通常是進戶之前，處于進戶部位，做好重復接地工作，在進戶后形成TN-S系統。針對TN-S系統而言，在進戶時，中性線N和接地保護線PE同時接地，此后不可再將其他電氣與其相連。在人的安全性以及物的安全性方面TN-S接地系統發揮著不容小視的作用[2]。要將TN-C-S應用于化工企業，使其成為其中一種接地系統，合理利用接地引線，從接地體兩端將其引出，同時還需選用最為合適的接地阻值，為多種電子設備提供重要保障，使其共同獲取同一等電位基準點。

1.3 TN-S系統

針對該系統而言，它將三相四線與PE線連為一體。一般情況下，建筑工程施工時會將獨立變電所與配電所設置于建筑物中，此時可以應用TN-S系統。在變壓器中性點，該系統中心線與保護接地線會共同接地，此外，其他電氣都不會與這兩條線相連。中性線與接地保護線有所區別，前者帶電，后者不帶電[3]。基準電位存在于這一接地系統中，并且具有較強可靠性與安全性。在化工企業建筑物中，要使TN-S系統成為其接地系統，應該效仿TN-C-S接地系統，應用相同的技術措施。對于系統設備而言，若是沒有相關特殊要求，往往在其中設置接地系統。

1.4 TT系統

該系統亦可稱之為三相四線接地系統。對于部分建筑物而言，公共電網是其供電來源，在這一類型的建筑物中TT系統應用率較高。它的特征為：中性線N和保護接地線PE沒有任何電氣連接，即兩者獨立。當系統運行正常的時候，如果中性線帶電，保護接地線必定不帶電。設備外殼帶電只有一種情況，即因為保護接地靈密度不高，無法在第一時間切斷故障。在正常運行過程中，TT系統的意義在于促進安全性的提升，同時可獲得合格的基準接地電位。不過，值得一提的是，由于公共電位電源的質量往往不高，故而對于化工企業設備所提出的需求無法充分滿足，因此，化工企業通常不會應用TT系統。

1.5 IT系統

該系統屬于TT系統，不過性點可能不接地，或是經過阻抗接地，也就不存在中性線N，僅有有線電壓以及無相電壓，用以保護接地線獨立接地。如果一相接地，外殼并不會產生較大故障電流，可以使系統處于正常運行狀態。但是也存在一定缺陷，即中性線N無法配出。所以，這種特性也決定了該系統在有眾多單相設備的化工企業中難以廣泛應用。

化工企業生產車間廠房對保護接地提出更高要求，大量增加強電設備與弱電設備數量，此外，還應該充分應用攪拌罐等多種正常狀態不帶電的導電設備和構件。從這個角度來說，就必須對接地予以保護，同時在應用TN-C系統時，可將中性線用作接地線，在應用TN-C系統時，將其中的中性線用來作接地線。還可以在TN-S系統中，連接中性線與保護接地線，使其形成一體，然后將兩者與底板相連。此外，在電子設備保護接地線上直接連接直流接地。對于接地要求，上述做法均無法實現。因此，在化工企業建筑中，就有必要加強電子設備直流接地設置工作，用以保護接地的安全性。

2 接地措施

2.1 防雷接地

防雷接地主要指的是以較快的速度將雷電導入大地進而避免雷害的接地。

眾多電子設備以及布線系統存在于化工企業中，具有突出特征，主要包括耐壓等級低、最怕雷擊以及防干擾要求高。直擊、反擊與串擊中的任何一種雷擊方式都會對電子設備造成程度不一的損害，乃至嚴重干擾。故而，有必要加強化工企業建筑物防雷接地的設計工作，提高其安全性與規范性。在化工企業中，對于全部取得成功的接地，都應該重視防雷接地系統，以此為基礎構建與完善防雷結構。

2.2 交流工作接地

針對電力系統某個點，可以直接與大地作金屬連接，也可以通過特殊設備實現這一操作。

針對工作接地而言，可能是變壓器中性點接地，也可能是中性線接地。所應用的中性線必須是銅芯絕緣線。輔助等電位接線端子設置于配電之中，其具體位置往往是箱柜中。更重要的是，切忌接線端子露在外面，且不可使其連接氣體接地系統，同樣連接保護接地線也是不允許的。

將中性點接地方式應用于高壓系統中，能夠確保繼電保護動作的準確性，并且將單相電弧接地過電壓消除。此外，對于零序電壓，中性點接地能夠避免其發生偏移，使三相電壓處于平衡狀態，便于應用單相電源。

2.3 安全保護接地

在電氣設備中，有些金屬部位并不帶電，將其與接地體做金屬連接。也就是通過保護接地線連接建筑物中的用電設備及其周邊金屬構件，使其形成一個整體。不過，切忌連接保護接地線與中性線。

化工企業內部對安全保護接地提出更高要求，需要應用大量設備與構件，此時必須將安全保護接地措施應用其中，可以為企業建筑電氣系統運行安全性與有效性以及相關設備和人身安全提供重要保障。

2.4 直流接地

DCS控制系統、先進儀表儀器以及現場總線控制系統存在于化工企業中，所以計算機與通信設備數量較多。在信息輸入與信號放大等過程中，這部分電子設備科學合理應用微電位或者是微電流，以較快速度進行，各種設備之間的工作往往通過互聯網開展。要加強穩定性與準確性，對設置其中的電源以及基準電位提出更高要求，必須確保兩者的穩定性。那么，能夠使用截面比較大的銅芯絕緣線，將其當作引線，直接連接銅芯絕緣線一端和基準電位，且電子設備通過另一端完成直流接地。需要注意，這條引線不適合連接保護接地線，切忌連接中性線。

2.5 屏蔽接地與防靜電接地

電磁兼容設計工作對于化工企業而言至關重要，為防止應用設備機能出現問題，對布線系統設備提出更高要求，盡可能避免內部自身傳導以及外來干擾。之所以出現干擾，可能是由于不同導線出現耦合現象，也可能是由于電容效應或者是電感效應。自然雷擊以及超高電壓等是其主要來源。在設計過程中，會發送或者接收高傳輸頻率設備，以上現象極易對其造成嚴重干擾。要有效避免電磁干擾，必須采取屏蔽、正確接地這一方法，將得到最佳效果。可以連接設備外殼與保護接地線。在屏蔽接地方面，導線有其要求，需要用屏蔽管路兩端連接保護接地線。對于室內屏蔽，應該從多點出發連接保護接地線。此外，必須做好防靜電干擾工作。

接地裝置設置于化工企業建筑物中，盡可能減小其接地電阻，可以取得更高效果，嚴格控制各項接地電阻。一是獨立防雷保護接地電阻，應小于等于10Ω；二是獨立安全保護接地電阻，最大值為4Ω；三是獨立交流工作接地電阻，應小于等于4Ω；四是獨立直流工作接地電阻，需不大于4Ω；五是防靜電接地電阻，通常最大為100Ω。

最好將TN-C-S系統應用于化工企業供電接地系統，根據相關要求應該應用統一接地體，在接地電位中進行合理設定，當作基準點，由此出發引出多條接地引線，其功能有所差異，科學、合理使用總等電位及相關輔助等電位，進而使其成為統一接地系統。一般該系統可應用兩種材料，一是樁基鋼筋，二是鍍鋅扁鋼，將兩者集為一體，即自然接地體。以相關要求為依據，共用該體系以及防雷接地系統，將接地電阻控制于合理范圍中，不可超過1Ω。如果接地電阻沒有滿足要求，可以應用2種方式，一種為增加人工接地體，另一種是化學降阻法，將其控制在合理范圍中。由于系統在化工企業中參與管理時所應用的設備為計算機，因此，最好應用單點接地。這一接地方式所指的是在設備上保護接地、直流接地以及工作接地各自獨立。

對于化工企業而言，安全用電至關重要，可以為其生產安全性提供重要保障，安全用電的基本要求是各接地系統正常運行。在電氣專業系統中，對接地系統提出更高要求，定期檢查系統，次數為每年1次。在檢測耐壓性時，所應用的電壓應該達到正常運行電壓2.5倍，同時放電曲線的檢查也十分必要，只要出現偏差，必須及時更換。

3 結語

綜上所述，隨著我國社會經濟與科學技術的迅猛發展，化工企業規模不斷擴大，成為國民經濟中的重要組成部分。因此，必須確保其生產安全，其前提為安全用電與接地保護，必須保證接地系統處于正常運行狀態，不斷加強工作人員培訓，使其更為全面地掌握安全用電知識，提高他們的專業素質與技能，由此強化化工企業生產安全性與可靠性，進一步促進我國化工企業可持續發展，為國民經濟做出更大貢獻。