工業工程中的電氣接地技術案例分析

關孝明

摘 要：如今，工業工程的自動化水平越來越高，為避免自動化系統受雷電流的侵害，除了要做好功能性等方面的設計，還要做好自動化系統的接地與防雷設計，保證接地與防雷系統發揮應有的作用效果。

關鍵詞：電氣工程;電氣接地;工作接地;保護接地;防雷接地

引言

現代工業對于電力需求量巨大，工業用電趨勢不斷增加，在生產中，保障安全運行，排除各種用電隱患是提高企業生產效率的前提。接地系統是工業生產供配電設計的重要一環，各行業電氣接地系統設計均包含工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地、陰極保護及等電位連接等，接地系統的設計與安裝直接關系到工業廠房生產的安全性。但由于不同行業的生產特點有所區別，故對電氣接地系統設計與安裝要加以區分，應基于行業特點與廠房建設項目實際，根據用電設備的整體性、結構性、層次性和目的性，以及考慮廠房地理環境、設備性能，在相關技術規范的基礎上選擇最佳的電氣接地系統設計方案，才能確保生產用電安全。

1接地系統

接地裝置主要由接地極和接地線兩個部分組成。其中，接地極是埋設到地下且和大地直接基礎的一個金屬導體;接地線是指接地端子和接地極與接地極之間相連所用的金屬導體。對工業而言，需對下列幾種系統進行接地處理：①建筑防雷系統接地;②6kV與以上的供配電安全系統接地;③低壓供配電系統接地;④自動化系統接地。在實際工作中可采用將自然與人工兩個接地體充分結合的方法。其中，人工接地體通常設于中央控制室的周圍或電氣室與變電站當中，而人工接地體則在建筑形成環網，利用接地線對各點進行連接，以此形成聯合系統。應注意，如果人工接地體間有一個接地線斷開，則并不會導致整個系統斷開。如果用途所有不同的多個接地系統同時使用一個接地裝置，則接地電阻必須達到最小值方面的要求，對干法工業而言，其工頻電阻不超過1Ω。因以上各系統都采用等電位接地端子板和接地網之間相連，所以在正常運行情況中，對自動化系統而言，它要求接地端子板不能有電位偏移。考慮到對接地網進行的設計通常由強電專業負責完成，故對自動化專業相關設計人員而言，應充分考慮這樣的要求，即在配電方面優先選擇TN-S系統。在分開N線和PE線之后，在N線上傳輸的電流不會從總接地端子中通過，從母排經過后，返回變壓器的中性點，這樣能有效防止電位發生偏移對系統的正常運行造成不利影響。

2工業工程中的電氣接地技術

2.1機房接地技術

工業工程系統的布置十分規整。一般情況下，機房接地會按照安全接地、電源地、信號地的順序來進行布置。這樣布置可以連接電源的主接線端子和子電路板，最終實現總終端與子板接地。此種接地方式對減小其他電場對該電路的干擾起到了十分重要的作用，也正是因為采用了此種接地方法，電路才能夠順利運行。如果安全接地、電源接地和信號地在高頻電路中不能分開，就需要有高頻信號，對干擾信號進行屏蔽。

2.2防雷接地

隨著環保政策的實施，許多工業廠房遷入開闊空曠的郊區，這對于雷擊的防治尤為重要。采用防雷接地措施可以有效避免雷電發生時對用電設備的損壞。防雷接地主要是通過避雷針、避雷線和避雷器的接地來消除過電壓危險影響，在雷電沖擊的作用下，會有持續時間很短、高達數10～102kA的雷電流幅值流過防雷接地電極。防雷接地有避雷針接地法和法拉第籠式接地法，這兩種接地方法適用范圍差異較大，避雷針接地法是將避雷針裝設于用電設備的高空，適用于小區域的防雷區域;法拉第籠式接地法更加適用于現代工業廠房，法拉地籠是一種用于演示等電位、靜電屏蔽和高壓帶電作業原理的設備，通過將雷電流分流和均流入法拉第籠的金屬屏蔽層入地，削弱或抵消了籠內電磁場，以此使電磁場干擾強度降低，具有較高安全性。

2.3等電位連接技術

防雷接地技術中，等電位連接處理主要包括兩方面，其一為總等電位，其二為局部等電位。總等電位施工操作，以建筑工程主結構為基礎，提前預留的接地施工點安裝總等電位端子箱，隨后連接基礎接地裝置。建筑樓層中強、弱電間必須結合樓層距離，與避雷帶的間隔等進行設置，隨后安裝等電位端子板，聯結接地干線，處理好與主鋼筋的連接。局部等電位設計主要涉及建筑結構中的金屬管道、鋼筋網等，這些都是施工操作的前提，尤其是建筑結構中的地面鋼筋網，必須采取有效措施及時聯通等電位聯結線。如果建筑結構的墻體以混凝土為主，鋼筋網同樣需要聯通等電位聯結線。除此之外，衛生間中會應用到金屬排水管或者各種金屬設施等，等電位端子板與其聯結期間，需要提前確定金屬部件的位置，為后期檢驗維修等提供方便。

2.4保護接地

該接地措施是采用PE線將電器設備的外金屬部分與埋在地下的接地極連接起來，以此形成保護區域，確保工作區域用電安全。因接地過程中會涉及強電、弱電設備及一些常用導電設備構件，由于電氣設備絕緣破壞，設備金屬外殼、架構和電纜的鋼帶上會有危險電壓產生，如果人接觸會發生觸電。通過該接地方式，工作人員在非正常情況下與帶電電器金屬外殼觸碰時，會實現自動斷電，保護設備用電安全。

2.5防靜電接地

防靜電接地是廠房靜電防護區的地線敷設較為常用的方法，是為了防止電器設備工作中產生的靜電對易燃油品、天然氣儲蓄罐設備、電子廠等產生造成危險及危害。該接地有兩種方式，一種為了用作靜電泄漏，在生產線防靜電作業崗位而單獨敷設的地線接地體;另一種是采用供電系統中的三相五線制地線，在引出電源零線的同時，單獨引出大地地線作防靜電接地母線。通常靜電接地要與防雷接地分開，并避開共用一個接地體的精密儀器的信號接地或微小參量儀器等。

2.6其他防雷措施

除了可以在電源系統中配置多級防雷舉措以外，還可以 在中央控制室的地板以下進行格柵均壓網的設置，主要采用 裸銅帶進行， 以此提供等電位連接網。另外，在中央控制室中 還可設置等電位連接端子板，采用放射式的形式和室內所有 設備以最短的距離相連，包括設備金屬外殼、機架、柜體、金屬 管、管槽、屏蔽線、 接地、 保護器等[7]。

3工業工程中的電氣接地技術的應用分析

圍繞電子通信設備本身的導體性質進行詳細分析能夠得出，地線自身帶有一定的阻抗能力。現階段，地線阻抗主要分為兩種類型，一種是電感類，另一種是電阻類，但兩種類型在電子通信設備運行中所發揮的功能存在著較大的差異，其中電感主要在高頻電路中發揮功效，而電阻則在低頻電路中發揮功效。一般而言，電感值與地線的長度大小之間具有極強的關聯性。目前，高頻電路在構造中，比較常用的接地方式以多點接地為主。換言之，在接地線的中介連接下，系統中位置的接地點能夠與地面之間相互連接，某種程度上，此種接地方式有效減縮了接地線的施工長度，達到能源資源節能目標。

結束語

綜上所述，防雷接地施工技術作為保障建筑電氣工程安全的重要技術，防雷接地施工處理中，所有施工關鍵點都必須處理得準確到位。尤其是避雷網、引下線等，結合電氣工程具體情況，制定詳細的施工方案，嚴格按照施工標準進行施工。選擇適當的防雷接地材料，提高建筑電氣工程安全性。施工人員必須端正防雷接地施工意識，認識到防雷接地施工技術的重要性，將雷電對建筑的威脅降到最低，為建筑電氣工程防雷接地施工處理積累更多經驗。

參考文獻：

[1]羅超.接地技術在中壓供電系統中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（21）：217-218.

[2]王慧穎.淺談防雷接地技術在建筑電氣安裝中的應用[J].中外企業家，2019（32）：97-98.

[3]秦郁山.電力配電系統的防雷與接地技術[J].數字通信世界，2019（11）：55.

（新疆伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊寧835000）