分析電氣接地系統和電氣安全的問題

金亮

【摘 要】隨著當前現代化城防電子設備的逐步增多，用電量也在逐漸的加大。因此在廠方的用電系統中，供電安全已成為當前最為關注的供電要求。在安全保護的措施之中，接地是無可避免的安全保障措施之一。在管理好接地安全的同時，廠方配供電系統中更要做好避雷措施。

【關鍵詞】電氣接地；保護技術；安全問題

一 保護接零和重復接地

首先，重復接地的概念，在電氣接地保護安全技術規范中是指采用保護接零技術，為防止零線斷線失去保護功能而需要零線多點接地來保障，保護零線這種多點接地方式為重復接地。其次，在電氣接地保護安全技術規范中，保護方式有兩種：即保護接地和保護接零。然而，供電系統也有中性點接地與不接地系統之分。其保護接地方式多適用于中性點不接地系統；保護接零方式多適用于中性點接地系統。由此可見，不同的保護方式適用不同的系統，它們的保護原理和技術規范也不相同。

（1）中性點不接地供電系統中的用電設備發生單相漏電現象，人體與故障設備接觸就會承受接觸電壓危害。如果用電設備安裝有保護接地裝置，那么人體與接地裝置就構成了并聯電路結構，接地裝置的接地電阻規范是4歐，人體最低電阻也有幾百歐，依據電路分流原理，在電壓一定的條件下，電流分流的大小與電阻高低是成反比的。由此可見人體電阻遠遠大于接地電阻，人體分流是很小的。再有，由于供電系統中性點不接地，用電設備漏電接地不能構成故障電流回路，只有系統對地電容的釋放電流，在供電系統中這個對地電容釋放電流是有限的，保護接地裝置的并聯分流，使人體接觸漏電是安全的。但是，在中性點接地供電系統中，這種保護方式就難以實現安全保護的效果，其一，用電設備發生單相漏電，故障設備就會通過大地與系統中性點構成故障電流回路，故障電流就不僅僅是對地電容釋放電流，還有故障相送出的電源電流。其二，并聯分流結構，也因電流的增大，人體分流也會有難以承受的致命電流。

（2）中性點接地供電系統中的用電設備發生單相漏電現象，用電設備安裝有保護接零裝置，就能構成故障電流回路。由于金屬導體的電阻率小，故障電流就會起動供電系統故障相的保護設備斷路，切斷電源電流的傳送。由于故障保護設備斷路快，所以，人體觸及故障漏電設備是安全的。這種保護方式安全性高，卻不能在中性點不接地供電系統中使用，因為供電系統中性點沒接地是不能引出零線的，引出零線就會帶來非故障危害。供電系統運行有對稱狀態和不對稱狀態之分，對稱狀態運行，中性點電位為零，不存在危害現象；不對稱狀態運行，中性點電位不為零，零線就帶有對地電壓，與之相連的用電設備金屬外殼或金屬支架，就會出現非故障帶電現象。雖然供電系統不對稱運行有技術規定限制，但非故障帶電現象的存在是不安全的，是有危害作用的。

二 大地就是電氣地，只要與大地連接，就能實現接地保護功能

首先，電氣地的概念，在電氣接地保護安全技術規范中，是指電氣裝置或設備因故障向大地泄放危害能量時，能保障工作人員安全的無電位差的零電位地。也就是說大地與電氣地在物質形態上是相同的，但安全防護功能條件是不相同的。其次，接地保護功能，在電氣接地保護安全技術規范中，是指通過具有技術標準的接地裝置來實現安全保護功能。不是隨意與地相連就能實現安全保護功能。為此，電氣接地保護安全技術的接地是有條件、有標準的技術。

（1）大地在無電場激勵和電流泄放時，是無電性化的

當大自然雷云與大地構成電場時，雷云電荷的感應激勵，使大地呈現電性化。由于感應電荷的同一，大地的電性化是等位的，沒有電位的差異；但當雷電場通過防雷裝置或其他物體泄放電場能量時，大地就會以泄放點為中心，形成一個半球形的電能量散流區，在這個散流區內就有電位差存在。人在散流區行走，兩腳之間就有跨步電位差危害；站在散流區內接觸金屬物體，手腳之間就會構成接觸電位差危害。在散流電能量消失的邊緣點，就是電氣零電位地。零電位地以外才是電氣安全區。電氣裝置或設備因故障向大地泄放危害能量與之同理，也就是說通過大地泄放電氣裝置或設備的故障能量，地面就會有電能量散流區形成，所以說電氣裝置或設備與地連接泄放故障電流并非是安全的。

（2）電氣裝置或設備接地保護功能是通過接地裝置來實現的

首先，接地裝置的技術條件有大地土壤電阻率、接地體的配置與裝置結構質量。低電阻的土壤，散流效應好，可以降低電位差的陡度和強度；反之，高電阻的土壤，散流效應差，會增大電位差的陡度和強度；要實現保護接地功能必須對高電阻的土壤進行降阻處理，才能得以利用。否則，利用無效反為害。接地體配置有兩種方式，一是自然接地體（建筑物體的地基鋼筋網、泄水管網等），二是人工接地體（人為埋設的電氣專用金屬導體）。自然接地體利用必須流暢，金屬體之間連接牢固，無隔離中斷的現象；人工接地體利用必須間隔適當，連接成網，避免密集造成接地體之間產生磁場干擾，泄流不暢和金屬材料的投資浪費。裝置結構除沖擊接地裝置外，凡作用于接地保護功能的接地體均應連接成網絡，以利快速泄流和均衡地電場的位差。同時還應保障接地網絡的埋設深度，減小散流在地表的電位差作用。具備了這些條件，就具備了安全保護裝置的工作體，但還不能說就有了安全保護的功能。其次，接地裝置的技術標準就是電氣接地電阻值的滿足，接地電阻包括接地體電阻、土壤電阻和兩者之間的接觸電阻。接地裝置能否實現保護功能就決定于接地電阻是否滿足電氣安全技術規定的標準。滿足則安全可保障，不滿足則勞而無功，反成安全隱患。由此可知電氣接地保護安全技術是有嚴格的技術條件和標準的，隨意與地連接，不僅得不到安全保護，反而是有危害的。

三 用電設備串聯接地，既可以實現接地保護，還能減少金屬材料的經濟消耗

首先，要保障每個用電設備的工作可靠性，就要減少用電設備的接線的復雜性，避免干擾因素的復雜化。其次，用電設備與接地裝置相連，是為了準確可靠的實現安全保護，同時也反映接地裝置的功能有效性。因此，用電設備的使用安全，預防觸電事故是第一位的。

第一，用電設備在長期的使用過程中，出現漏電故障的幾率是不相同的，簡單的接線聯系，易于發現問題和維修處理；復雜的接線關系，會導致干擾因素影響，增大解決的難度和時間。所以，用電設備之間的工作接線與保護接線分開，能準確判別和處理故障問題。

第二，用電設備直接與接地裝置相連，可以快速地排除故障，避免事故隱患；如果為節約金屬材料的經濟消耗，或簡化接線的麻煩性，采用用電設備串聯接地，就會造成未故障用電設備出現非故障帶電現象和故障用電設備判別的復雜性。

四 結束語

綜上可知，一個比較成熟和完整的電氣接地保護安全技術，在錯誤的認識理解和錯誤的設置運用下，不僅不能有效地起到安全保護作用，反而會帶來危害的后果。論述分析時就是要注重電氣安全技術規范、標準的嚴肅性，要強化堅持“安全第一、預防為主”的職業意識。同時，還要借助現代先進的微電子技術、計算機技術進一步提高和嚴密電氣安全技術的手段，既要保障電氣接地保護安全技術的正確應用，還要能有效地檢測電氣接地保護裝置的隱患并預警信號。特別是在人們集中的生產場所和公共場所，更要保障使用電能的安全性。因為，在現代社會的生產和生活過程中，不論是電氣職業人員，還是非專業人員，在電氣安全技術的保護下，享用電能養成的工作習慣和生活規律，使他們相信電氣安全技術是可靠的，是一勞永逸的。由此，不可能長時間保持對電能危害的防護警惕性，對間接觸電的危害更不可能常掛于心去預防。所以，電力利用安全需要技術保障，安全技術更需要職業工作者的正確執行和追求提高。

參考文獻：

[1] 馬永翔.電氣設備防雷與接地保護分析[M].北京：中國高等教育.

[2] 李峰.避雷器在現代電力系統中的應用[J].供用電.

（作者單位：天能化工有限公司電廠）