電氣自動化中電氣接地及電氣保護技術

候姝斌

（國網江蘇省電力有限公司常州供電分公司，江蘇 常州 213000）

一、電氣接地系統的主要類型

（一）tn-s 系統

tn-s 在整個電氣接地系統中作為接零保護系統存在，在電氣系統能夠安全穩定運行過程中起到非常重要的作用。當諸如設備外殼漏電故障發生在電氣自動化系統中時，漏電產生的電流就會經tn-s系統轉化為短路電流，單相短路對地故障就會在此情況下發生，故障設備斷電的情況就會在熔斷絲熔斷時發生，這樣對人員的傷害就會因為漏電設備的漏電而得到有效的避免，進而使得系統的整體安全得到保證。如果電子設備的接地系統并沒有另外的要求，tn-s 系統將作為一種常用的技術應用于電氣自動化設備接地技術中，tn-s 系統對于有效的實現安全生產目的以及減少不必要的人員傷害發揮了重要的作用。

（二）tn-c-s 系統

相較而言，tn-s 系統比較特殊，當該系統的中性線與接地線經由接地處理以后，該系統就不需要再與其他的電氣設備相連接。此種情況下，tn-s 系統中的中線性基本上不帶電，有效保障了系統運行的安全性與穩定性。在電氣自動化系統的運行與使用過程中，需對特殊電氣設備的接地引線加以科學應用，引出接地體以后來根據其具體情況，進行接地電阻的選擇，使得電氣設備的基準位相對正確。隨著未來電氣行業自動化、智能化發展步伐的加快，tn-c-s 系統將具有更為廣闊的應用空間。

二、接地系統應用實例分析

我國的電氣接地技術規范中，僅僅指出了均勻土壤條件下接地網的接地電阻計算規則，但是從現實的情況來看，均勻土壤的要求很難達到。以我國廣大地區的土壤條件為例，土壤構成都具有復雜性。因此，在設計電氣接地系統時，設計人員需要充分分析接地層的土壤結構構成情況。當前，很多電氣接地系統在設計時，在土壤接地特性的分析上都是將其作為雙層土壤結構來進行分析的。在實際的電氣設備安裝與使用時，接地系統的設計主要是為了形成雷電感應、故障電流向大地傳輸的專有通道，保障電氣設備的可靠運行。如果在電氣系統的運行過程中受到了雷電威脅，電氣接地就能夠最大程度上實現對雷電流的處理，保護電氣設備、系統的可靠運行。在電氣接地系統安裝與使用中，相關的文件中有著明確的規定，有關人員只有嚴格按照規定來實施，才能夠保障接地連接的正確性。此外，接地保護時材料選擇也是重要的環節，不同的土壤條件下需使用不同的導體材料，以應對土壤電阻率的變化。

三、電氣自動化系統中的電氣接地與保護技術

（一）直接接地

在防范電氣系統的接地保護時，需要根據不同的實際工作需要，然后科學的轉換電子設備的輸入和輸出數據，模擬信號和邏輯信號需要適當的放大，信息的輸入輸出以及實現想要的邏輯動作是以微電流和微電位為平臺的。在選擇直接接地的方式作為電氣系統的接地保護時，作為引線的絕緣狀態的銅芯應該具有盡可能大的截面，在進行連接時，需要將設備的一端與電位進行連接，而另一端則進行直接接地處理，這種連接方式，使得電源和基準電位的穩定性得到了有效的保證，能夠使電氣系統發生故障的幾率下降。需要注意的是，接地故障會在引線確定后再與PE 線或E 線相連而發生，在實際操作過程中，必須避免這種情況的出現。

（二）工作接地

在電氣自動化系統中，工作接地同樣是一種重要的接地保護技術。在具體的應用中，此種接地方式主要是要在電氣系統設計、安裝過程中將變壓器中線作為直接的接地對象。在此種接地方式下，接線端子是保障工作接地成功率的重要因素，在實際的工作接地設計時，需在配電過程中將接線端子存儲于柜中，使工作接地更為可靠與安全。在這種情況下，接線端子不可與PE 線連接，否則，極易出現接地故障。如果是高壓電氣系統，中線點接地能夠維持接地電壓更為安全、穩定的狀態，且在這種接地設計時零序電壓偏移情況更容易控制，能夠實現整個電氣系統中的電壓平衡調節。

（三）防雷接地

在智能建筑中，一般在內部會布置各種配電系統的設施和對應設備，這就要求在電氣系統設施中做好防雷接地工作。智能建筑內部具有復雜的電氣設備以及布線系統，比如說火災報警系統、自動化管理系統、自動化通信系統、消防聯動系統等，在實際的運行中，這些系統都有可能受到雷擊，從而損害了建筑結構，所以技術人員在進行防雷接地工作時需要更加謹慎、嚴密。防雷接地主要是在屋頂選擇一定面積的熱鍍鋅扁鋼作為避雷帶組成網格，然后將網格與屋面的金屬構件、建筑結構的樁基柱頭鋼筋進行電氣連接，并與其他設施進行結合形成防雷系統。這樣的防雷結構不僅能夠降低累計造成的損壞，同時也能夠有效地預防外部因素干擾智能建筑內部，此外，高層的智能建筑還應該要做好防側擊雷的工作。

（四）屏蔽接地

在設計智能建筑的接地系統時，相關的技術人員一般會考慮將電纜屏蔽層、靜電屏蔽變壓器、線路濾波器、屏蔽網等進行接地，這種接地設計就是屏蔽接地。設計屏蔽接地不僅能夠降低不同外界電磁波對智能建筑的干擾和侵襲，同時也能夠確保電氣設備在日常運行中避免釋放的高頻能量影響電氣設備的運行，保證電氣設備運行中的通信質量。此外，在智能建筑中設計電磁兼容系統也是非常重要的，電磁兼容系統要求電氣設備與建筑內部的布線能夠免于不同干擾，所以在設計該系統的過程中做好屏蔽接地工作能夠有效地保護各種電氣設備，同時能夠有效地防止或者是降低電磁波對正常運行的電氣設備的干擾。

結束語

綜上所述，為保障電氣自動化系統的可靠運行，相關人員需做好電氣接地保護設計，最大程度上實現雷電威脅控制，發揮電氣自動化系統的功能與性能優勢。