電氣設(shè)備的接地與安全

侯云強(qiáng) 張潔

【摘要】? ? 根據(jù)電氣設(shè)備接地分類(lèi)，以一則網(wǎng)絡(luò)中斷故障舉例，分析了該次故障的原因，提供了排查故障的思路，說(shuō)明電氣設(shè)備接地安全的重要性，以饗讀者。

【關(guān)鍵詞】? ? 接地分類(lèi)? ? 接地安全

一、電氣設(shè)備接地分類(lèi)

所謂接地，就是電氣設(shè)備的任何部分與土壤間作良好的連接，電氣設(shè)備按接地的作用可分為工作接地、保護(hù)接地、過(guò)壓保護(hù)接地、防靜電接地、屏蔽接地、信號(hào)地等多種：

1.保護(hù)接地。保護(hù)接地是為防止絕緣損壞造成設(shè)備帶電危及人身安全而設(shè)置的保護(hù)裝置，它有接地與接零兩種方式。按電力規(guī)定，凡采用三相四線供電的系統(tǒng)，由于中性線接地，所以應(yīng)采用接零方式，而把設(shè)備的金屬外殼通過(guò)導(dǎo)體接至零線上，而不允許將設(shè)備外殼直接接地。這在信息化機(jī)房中的電源開(kāi)關(guān)設(shè)備，中央空調(diào)機(jī)、傳輸設(shè)備等大耗電設(shè)備中尤為常見(jiàn)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從地網(wǎng)中引出接地母線至各設(shè)備上，再將機(jī)器外殼用導(dǎo)體連至接地母線上。值得指出的是：接地線應(yīng)接在設(shè)備的接地專(zhuān)用端子上，另一端最好使用焊接。

2.屏蔽地。為防止電磁感應(yīng)而對(duì)視、音頻線的屏蔽金屬外皮、電子設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩、建筑物的金屬屏蔽網(wǎng)（如測(cè)靈敏度、選擇性等指標(biāo)的屏蔽室）進(jìn)行接地的一種防護(hù)措施。在所有接地中，屏蔽地最復(fù)雜，有種說(shuō)不清，道不明的感覺(jué)。因?yàn)槠帘伪旧砑瓤煞劳饨绺蓴_，又可能通過(guò)它對(duì)外界構(gòu)成干擾，而在設(shè)備內(nèi)各元器件之間也須防電磁干擾，如大家熟知的中周外殼、電子管屏蔽罩就是例子。屏蔽不良、接地不當(dāng)會(huì)引起干擾，這些干擾主要有：交流干擾：這主要由交流電源引起。高頻干擾：這類(lèi)干擾來(lái)自各類(lèi)無(wú)線發(fā)射臺(tái)的變頻或超變頻信號(hào)，它們竄入電子設(shè)備后在機(jī)內(nèi)得到非正常解調(diào)而形成聲頻干擾。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護(hù)方法。可將設(shè)備外殼與PE線連接;導(dǎo)線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接;室內(nèi)屏蔽也應(yīng)多點(diǎn)與PE線可靠連接。

3.信號(hào)地。各種電子電路，都有一個(gè)基準(zhǔn)電位點(diǎn)，這個(gè)基準(zhǔn)電位點(diǎn)就是信號(hào)地。它的作用是保證電路有一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)電位，不至于浮動(dòng)而引起信號(hào)誤差。信號(hào)地的連接是：同一設(shè)備的信號(hào)輸入端地與信號(hào)輸出端地不能聯(lián)在一起，而應(yīng)分開(kāi);前級(jí)（設(shè)備）的輸出地只有與后級(jí)（設(shè)備）的輸入地相連。否則，信號(hào)可能通過(guò)地線形成反饋，引起信號(hào)的浮動(dòng)。這在設(shè)備的測(cè)試中，信號(hào)地的連接尤其要引起注意。不然就會(huì)造成測(cè)試結(jié)果的不準(zhǔn)確。

4.工作接地。在正常或事故狀態(tài)下，為了保證電氣設(shè)備可靠運(yùn)行，而將電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行接地，無(wú)論是直接接地或經(jīng)特殊裝置接地均稱(chēng)工作接地。

總而言之，無(wú)論是接地和接零，其目的不外乎有兩個(gè)：一是電氣設(shè)備在任何范圍內(nèi)，它的金屬外殼及其靠近它的金屬結(jié)構(gòu)都始終保持低電位，以防觸電危險(xiǎn)，確保人身安全。二是提供可靠的電氣通路。就是在接地短路電流通過(guò)時(shí)也不會(huì)有火花或其它明顯的過(guò)熱現(xiàn)象，以避免易燃物質(zhì)或氣體引燃，造成火災(zāi)危險(xiǎn)。

二、網(wǎng)絡(luò)中斷故障分析

隨著智能化建筑的增多以及電氣設(shè)備性能的提高，樓宇系統(tǒng)對(duì)電氣接地可靠性的要求也越來(lái)越高，在樓宇建筑中，電氣接地技術(shù)在電氣系統(tǒng)中起著保護(hù)設(shè)施和人身安全的重要作用，因此接地設(shè)施的可靠性，將直接影響整個(gè)樓宇系統(tǒng)的安全運(yùn)行。下面以一則網(wǎng)絡(luò)中斷故障，說(shuō)明接地安全的重要性。

2021年2月3日，我們正在達(dá)州市進(jìn)行數(shù)字信息化巡檢運(yùn)維，接到某單位電話：企業(yè)網(wǎng)絡(luò)全部中斷。我們立即趕往該單位，一進(jìn)該單位機(jī)房，就聞到一股刺鼻的焦臭味，檢查中發(fā)現(xiàn)有三臺(tái)華為S5720交換機(jī)已被燒壞，此次故障造成直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)萬(wàn)余元，我們拆開(kāi)被燒壞的交換機(jī)，如下圖。

我們?cè)诩?xì)致的檢查中看到，三臺(tái)交換機(jī)分別是不同端口被燒毀。

是什么原因引起的交換機(jī)端口被燒毀呢？

我檢查三臺(tái)交換機(jī)的供電情況：該單位機(jī)房通信設(shè)備都是UPS供電，220伏非常的穩(wěn)定，而且查看這三臺(tái)交換機(jī)的電源部分，元器件工作都正常，故障原因不在供電上面，既然端口被燒毀，接在交換機(jī)端口上的是網(wǎng)線，那就應(yīng)該是由網(wǎng)線引入了高電壓引起。我用萬(wàn)用表逐根檢查接在該三臺(tái)交換機(jī)上的網(wǎng)線，竟然發(fā)現(xiàn)有5根網(wǎng)線有110伏左右電壓，其余網(wǎng)線有的有3至95伏左右電壓，網(wǎng)線引入高電壓導(dǎo)致交換機(jī)端口被燒毀。經(jīng)過(guò)仔細(xì)詢(xún)問(wèn)得知，該單位辦公樓為租用原先的老式樓房，整棟樓房都沒(méi)有接地，我們找到網(wǎng)線上有110伏左右電壓的5臺(tái)臺(tái)式電腦，發(fā)現(xiàn)都是新款的小機(jī)箱型的臺(tái)式主機(jī)，緊湊型小機(jī)箱臺(tái)式主機(jī)，由于工藝上的原因，散熱和電磁屏蔽都相對(duì)較差，我用萬(wàn)用表測(cè)量，機(jī)箱上有110伏左右電壓，為驗(yàn)證該次故障的原因是沒(méi)有接地引起，我們讓該單位技術(shù)人員拿來(lái)接地線，把電腦機(jī)箱搭接在金屬水管上，讓電腦機(jī)箱外殼接地，再用萬(wàn)用表測(cè)量機(jī)箱，110伏左右的電壓消失了，網(wǎng)線上的電壓也消失了。

該單位人員根據(jù)我們的建議，在征得領(lǐng)導(dǎo)同意后，立即對(duì)辦公樓進(jìn)行接地整改，消除了沒(méi)有接地的安全隱患，現(xiàn)在即使在極端的雷暴天氣，該單位的信息化設(shè)備仍然可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。

三、結(jié)束語(yǔ)

接地和接零是電氣防火、安全技術(shù)重要的研究?jī)?nèi)容。美國(guó)加利福尼亞州編輯的工業(yè)電氣事故統(tǒng)計(jì)資料指出，可靠的接地設(shè)施能夠消除人身事故;火災(zāi)保險(xiǎn)公司在總結(jié)工業(yè)經(jīng)驗(yàn)時(shí)也指出，工業(yè)設(shè)施中大約有15%的火災(zāi)起源于電氣系統(tǒng)，而采用更可靠的接地裝置便能有效地減少火災(zāi)危險(xiǎn)。

在建筑物電氣系統(tǒng)中，各電氣設(shè)備接地的可靠性占有極其重要的地位，它直接關(guān)乎樓宇電氣系統(tǒng)的安全與平穩(wěn)運(yùn)行，就像在該案例中，正常情況下臺(tái)式電腦不接地線，機(jī)箱外殼有的也會(huì)帶電，并且?guī)щ姷碾妷鹤罡呖梢赃_(dá)到110V左右，雖然電流很小不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生較大威脅，但對(duì)于主板以及插在主板上的外部設(shè)備來(lái)說(shuō)是很危險(xiǎn)的，很可能燒毀元件。正規(guī)的配電線路，三孔插座的最上面一腳已經(jīng)接地了，無(wú)需重復(fù)接地，但目前由于很多房屋配電系統(tǒng)偷工減料，地線并未真正連接，這時(shí)就需要額外接地，比如將機(jī)箱外殼用導(dǎo)線與接地體或金屬自來(lái)水管連接等等，確保線路、設(shè)備、人身安全。

侯云強(qiáng)? 西南油氣田公司通信與信息技術(shù)中心重慶總站高級(jí)技師? 13896283976

張潔? ? 西南油氣田公司通信與信息技術(shù)中心重慶總站工程師? ? 13983705083