电气接地及电气保护技术系统分析

电气接地及电气保护技术系统分析

肖海燕

中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津， 300074

摘要：电气自动化的应用需要借助电力资源的能源驱动，借助部分高压设备保证电气自动化系统稳定运行，因此接地系统对电气设备组进行运行安全保护极为重要。接地为防止触电或保护设备的安全,把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线;利用大地作电流回路接地线。在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。

　　关键词：电气自动化;电气接地;电气保护

　　1.电气自动化电气接地技术的作用

　　人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系，环境越潮湿，人体的阻抗越低，也越容易遭受电击。例如，自装过交流收音机的人几乎都受到过电击，但几乎都能摆脱电源，因为此时人所处的环境干燥，皮肤也较干燥。接地是防止电击的一种有效的方法。电气设备通过接地装置接地后，使电气设备的电位接近地电位。由于接地电阻的存在，电气设备对地电位总是存在的，电气设备的接地电阻越大，发生故障时，电气设备的对地电位也越大，人触及时的危险性也越大。但是，如果不设置接地装置，故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同，比起接地电压还是高出很多的，因此危险性也相应增加。

　　2.电气自动化系统接地情况分析

　　2.1重复接地现象分析

　　重复接地就是在中性点直接接地的系统中，在零干线的一处或多处用金属导线连接接地装置。在低压三相四线制中性点直接接地线路中，施工单位在安装时,应将配电线路的零干线和分支线的终端接地，零干线上每隔1千米做一次接地。

对于距接地点超过50米的配电线路，接入用户处的零线仍应重复接地，重复接地电阻应不大于10欧。

　　2.2保护接地现象分析

电气设备在正常情况下不带电的金属外壳及金属支架与大地作电气连接，称为保护接地。保护接地主要应用在中性点不接地的供电系统中。倘若不采用保护接地措施，那么人体触及带电外壳时，由于输电线和大地之间存在分布电容而构成回路，使人体有电流通过而发生触电事故。倘若电气设备采用了保护接地措施，那么人体触及带电外壳时，人体与保护接地装置的电阻并联。由于接地电阻小于人体电阻，此时可以认为通过人体的电流很小，电流几乎不通过人体，避免了触电事故。

　　2.3工作接地现象分析

接地网示意图地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地。

　　2.4防雷接地现象分析

防雷接地是组成防雷措施的一部分，其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器(包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置。当发生直击雷时，避雷器将雷电引向自身，雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。此外，由于雷电引起静电感应副效应，为了防止造成间接损害，如房屋起火或触电等，通常也要将建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等接地；雷电波会沿着低压架空线、电视天线侵入房屋，引起屋内电工设备的绝缘击穿，从而造成火灾或人身触电伤亡事故，所以还要将线路上和进屋前的绝缘瓷瓶铁脚接地。

　　2.5屏蔽接地现象分析

消除电磁场对人体危害的有效措施，也是防止电磁干扰的有效措施。高频技术在电热、医疗、无线电广播、通信、电视台和导航、雷达等方面得到了广泛应用。人体在电磁场作用下，吸收的辐射能量将发生生物学作用，对人体造成伤害，如手指轻微颤抖、皮肤划痕、视力减退等。对产生磁场的设备外壳设屏蔽装置，并将屏蔽体接地，不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度，达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的，也可以保护屏蔽接地体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。

　　3.电气自动化电气接地及电气保护技术的有效措施

　　电气自动化系统运行过程中系统发生故障问题后，自动化系统会自动切断系统电源，但由于系统运行故障问题出现的电气设备烧毁、人员触点情况等安全事故问题常常发生，因此加强电气自动化系统的接地管理工作，强化系统接地质量，维护电气自动化系统运行的安全稳定。

　　3.1仪表柜、仪表盘及控制柜的接地

　　第一，可将接地风分干线可与接地连接板直接连接，同时需要保证汇流排、分干线的绝缘性能满足电气自动化系统的应用要求。

　　第二，在进行接地连接过程中需要增设铜制接线片，对铜制制造的紧固件进行再次界定。

　　第三，接地线连接中不能接入熔断器和开关，在接地过程中尽可能采用自然接地技术与人工接地技術相结合的方法构建完善的接地网，同时需要确保接地电阻值满足接地电阻值标准。

　　3.2接地引下线技术

　　在部分电气工程中安装防雷接地系统引下线时，其最为主要的核心工作就是柱内主筋。在选择柱内主筋的时候，一般会遇到两种现象，分别是柱子上设置和未设置接地断接卡的情况，因此，需要相关施工人员能在实际工作中，先考虑避雷器和屋顶引导部位。也就是说，在此种情况下，可以从左侧的两个中间肋条中选择接地引线，内侧是两个重要肋条。从柱上断开的断接卡可看出，其核心在于确定接地断接卡的位置。而且一般情况下，接地断接卡都是分户外和室内断接这两种，若是接地断接卡设置在室内，则是需要接地偏转器立于内侧中间位置。这样一来，能有助于安装端与主筋的拧紧。

　　3.3三级雷电防护

　　生产建筑内配备的高压端高通容量防雷装置为一级雷电防护;低压配电进线部位安装的阀型防雷装置为二级雷电防护;分配箱配出回路位置安装放浪涌装置为三级雷电防护。若电气自动化系统需要更高级别防护，则需要安装更多级别的防护措施。

　　4.结束语

总而言之，由于自然灾害具有一定的突发性，再加上雷电灾害对人类造成的影响极为严重。因此，为有效降低雷电灾害对人们生命财产安全造成的威胁，应当在电气自动化建设中，对防雷接地系统加大重视，并通过采取科学、有效的措施进行防雷接地系统及电气保护系统的施工。

参考文献

[1] Miranda V, Castro ARG. Diagnosing Faults in Power Transformers with Auto-associative Neural Networks and Mean Shift [J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2012, 27(3): 1350-1357.

[2] 杨道武, 李海如, 杨世凤. 基于改进PSO-BP混合算法的电力变压器故障诊断[J]. 电力科学与技术学报, 2011, 26(1): 99-103.

[3] 郑含博, 何乐, 周浔. 基于多分类最小二乘支持向量机和改进粒子群优化算法的电力变压器故障诊断方法[J]. 高电压技术, 2014, 40(9): 367- 370.