电气设备接地与保护

电气设备接地与保护（精选12篇）

电气设备接地与保护 篇1

1 电气设备防雷接地的意义

如果对电气设备做了保护接地, 就会形成故障电流, 故障电流返回电源的通路时, 电源电压就会立刻减少为故障电流在保护接地线和接地电阻上产生的电压降, 比220V小许多。与此同时故障电流还可以使电气设备配电线路首端的保护电器产生动作而及时将电源切断, 接触故障设备的人可不致被电击致死。同理, 为防止常见的接地电弧火灾, 也必须设置保护接地。雷电流电磁脉冲在空间形成电磁场, 对人体、火灾、爆炸电子电路等影响非常大, 比如它的频率直接导致开关电路失效造成闭锁短路。按照经典香农定律采样频率要大于干扰型号的2倍。霍尼韦尔认为磁场强度H, 是角度电流等的偏导数, 遇到汽车金属会扭曲。它的强度是可以用COMS传感器测量的, 最后变成电荷放大器的电量, 它的抗干扰方法辐射模拟电路放大电路ADC IC, 采取14位格雷码, 共模电压范围是-0.2-2v左右。

2 电气设备接地的相关要求及其主要类型

2.1 电气设备接地的相关要求

一切电气设备必须要按照国标GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》来做防雷接地保护。保护接地除了用于实现规定的保护接地和工作接地之外, 不能作其它的用途。对接地保护有特殊要求的, 比如弱电系统、中压系统以及计算机系统, 为中性点直接接地或者经小电阻接地时, 要按照国家相关专项规定执行。

2.2 电气设备接地的主要类型

2.2.1 电气设备中的工作接地。

为了保障电气系统或者电力设备的运行要求得到有效满足, 要将电力系统上其中的一点进行接地处理。例如各种电力系统的中性点和电路的工作接地等。

2.2.2 电气设备的防雷接地。

电气设备的防雷接地是为了避免雷电过电压损坏电气设备, 将过电压保护设备进行接地, 比较常见的有避雷器以及避雷针等。

2.2.3 电气设备的保护接地。

为了防止电气设备的绝缘受到不同程度的损坏, 电气设备金属外壳的对地电压必须要限制在某个安全电压范围之内, 以防止人身以及电气设备遭受电击事故。因此, 需要将电子电气设备的可能被人体接触的外露部分做接地处理。比如, 照明器、变压器以及电动机具外壳;常见的民用电器的金属外壳比如电冰箱、洗衣机等;杆塔上的架空地线钢筋、装在塔上的设备的外壳和支架、混凝土杆塔的钢筋以及架空线路的金属杆等;变配电所内不同种类电气设备的支架和底座等。

2.2.4 电气设备的屏蔽接地。

为了防止电气设备受到电磁干扰而影响其工作, 或对其他相关电气设备造成电磁干扰而对电子电气设备进行接地处理。例如各种高频电气设备的金属外壳要进行接地处理等。

3 按接地的作用分类

3.1 接地接零保护

电气设备的接地接零的相关要求。在保护零线时宜采用多股铜线, 不能使用独股铝线。因为单相制的相线截面和零线截面相同, 在对三相四线制的工作零线进行保护时, 保护零线要大于相线截面的二分之一。接地保护控制线要和零线匹配, 工作零线要和保护零线分开, 两者不能够合为一条线。零线上禁止加设开关和熔断保险, 零线不能够串联, 行灯变压器保护零线和电焊机之间不可以有接头, 螺柱等不可以当作导体使用。零线和设备以及端子板连接一定要牢固, 不可以虚接, 要满环3 600。在无正式压接线鼻子时, 线端的缠绕一定要紧实, 并要加垫压满, 注意压点一定要设在明处。在平原或者郊区处, 附近没有高大建筑物, 虽高度不足20m仍需设避雷保护。塔式起琅机的轨道, 一般应设两组接地装置。对塔线比较长的轨道要在每隔20米的地方补做一组接地装置, 它的接地电阻不超过4欧姆。在现场的配电箱终端一定要重复接地。

3.2 屏蔽地

屏蔽地是为避免电磁感应而对建筑物金属屏蔽网、视频线和音频线的屏蔽金属外皮以及电气设备的金属外壳和屏蔽罩进行接地的一种防护办法。在所有接地之中, 屏蔽地是最为复杂的。屏蔽本身就能够防止外界干扰, 还可以通过屏蔽对外界构成一定程度的干扰, 而在设备内部的各个元器件之间也必须防电磁干扰, 比如比较常见的电子管屏蔽罩以及中周外壳就是例子。如果接地不当、屏蔽不良就会造成干扰, 干扰主要有交流干扰和高频干扰。屏蔽和正确的接地是避免电磁干扰最好的保护方法。可把PE线和电气设备的外壳连接。

3.3 信号地

信号地就是每个电子电路的基准电位点。信号地的作用就是保证电路有一个相对统一的基准电位, 避免出现浮动而造成信号误差。信号地的连接方法就是相同电气设备的信号输入端和信号输出端地不可以连在一起, 应该保持分离的状态。后级电气设备的输出地只能和前级电气设备的输入地相连接。不然信号就可能通过地线而形成反馈, 导致信号的浮动。

4 小结

接地从字面上来看是显得十分简单, 但是对于经受过雷电挫折和电磁干扰的人来说就是很难掌握的一门技术。在实际的电磁兼容设计过程中, 接地是比较困难的一项技术。所以, 一定要做好防雷接地工作, 确保电气设备的正常工作, 做好安全防护。

摘要：电气设备的防雷接地主要是通过接地装置来实现的, 而接地装置又主要是由接地体和接地线组成的。本文分析了电气设备接地的相关要求及其主要类型, 论述了电气设备防雷接地的概念及其意义, 以供参考。

关键词：电气设备,防雷,接地保护

电气设备接地与保护 篇2

目 录

摘 要..................................................................1 第1章 绪 论..........................................................2

1.1课题的来源.......................................................2 1.2课题的主要内容...................................................2 1.3课题的意义.......................................................2 第2章 供电系统概述....................................................3 2.1供电系统的定义...................................................3 2.2供电系统的组成...................................................3 2.3供电系统的特点...................................................4 第3章 供电系统的防雷................................................5

3.1雷击的危害.....................................................5 3.1.1直击雷....................................................5 3.1.2雷电波侵入................................................5 3.1.3感应过电压.................................................5 3.1.4地电位反击...............................................5 3.2防雷设备.......................................................6 3.2.1接闪器....................................................6 3.2.2避雷器....................................................6 3.3供电系统的防雷...................................................7 3.3.1电源系统防雷方案...........................................7 3.3.2终端设备防雷设计............................................8 第4章 供电系统的接地保护.............................................10 4.1接地系统........................................................10 4.1.1接地的概念及意义...........................................10

I

4.1.2接地装置...................................................10 4.1.3接地电阻...................................................10 4.2供电系统的接地保护..............................................11 4.2.1接地的分类.................................................11 4.2.2供电系统的接地保护方案.....................................12 第5章 供电系统的电气安全.............................................15

5.1电气安全........................................................15 5.1.1电气事故的危害.............................................15 5.1.2电气事故分类及处理方法.....................................15 5.2人体触电的生理反应..............................................16 5.3触电时的应急措施与急救.........................................17 结 论.................................................................18 致 谢.................................................................19 参 考 文 献............................................................20

II

摘 要

供电系统将发电站生产的电能通过输电线、变压器等设备输送给用户，在这一系列的输变电中，若没有相应的保护措施，由于雷击、操作、失误、静电等原因产生危及供电系统、设备绝缘的过电压，就会严重危害危害供电系统、电气设备的运行安全，所以必须要对供电系统及电气设备采取相应的防雷措施、接地保护。

根据雷电对电气系统破坏的原理，提出了外部防雷和内部避雷的综合防雷要求，介绍了防雷保护设备与措施阐述了电气系统防雷保护应采取的技术原则和实际措施，做好了防雷保护，才能有效避免雷电对电气系统的危害，造成不必要的生命财产损失；电气系统的接地保护在电气系统中也是必不可少的，在发生漏电、触电及短路时有着极其重要的保护作用，保证整个系统的可靠运行，同时接地保护还是对安全用电的有效保护措施，保证人在使用电气设备过程中的安全；当供电系统运行过程中，电气安全也十分重要，发生触电事故时，人们需要知道必要的安全措施，必须认识电流对人体的危害，触电的形式和触电后脱离电源的方法，同时还需了解触电后的急救知识,以保证在遇到触电事故后能作出正确的处理。只有做好了以上几个方面的防护措施，才能保证供电系统为用户提供安全、可靠、优质、经济的电能。

因此，我结合现代建筑物供电系统实际情况，浅谈供电系统中的防雷、接地保护及电气安全。

关键词 供电系统；防雷；接地保护；电气安全

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第1章 绪 论

1.1课题的来源

随着国民经济的发展，人们生活水平不断提高，人们的生产、生活都离不开对电能的需求，供电系统成为重要的基础设施。供电系统在国民经济中有着不可或缺的地位，要使供电系统稳定、可靠地提供优质的电能，并安全地运行，就必须采取一定的措施来保护供电系统，使其供电性能不受外界的影响。其中雷电对供电系统的影响非常大，我们需要了解供电系统的工作原理，从而才能有效地避免供电系统遭受雷击的危害，避免造成生命财产或在造成重大影响。同时，供电系统的接地保护也至关重要，保证电气系统的正常运行，使电气安全有一定的保障。对电气安全的研究，有利于防范电气设备在运行过程中发生安全事故，保证用户的生命财产安全。所以，对供电系统的防雷、接地保护及电气安全这个课题的研究显得尤为重要。

1.2课题的主要内容

论供电系统的防雷、接地保护及电气安全论文的主要内容为：分析雷击的形式、预防雷击事故的方案；接地保护的的作用及接地保护的方法；电气安全保护的重要性、触电事故发生后的正确处理办法等。

1.3课题的意义

论供电系统的防雷、接地保护及电气安全是为了使供电系统安全、稳定地运行，为用户提供优质的电能，防止由于雷击、因接地保护等因素而造成给用户不必要的损失。同时对电气安全作出分析，并阐述了对于触电事故发生后的处理办法，以保证用户生命财产安全。只有将供电系统的安全保护措施做好了，供电系统安全、稳定的运行才能得到保障。

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第2章 供电系统概述

2.1供电系统的定义

供电系统由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能用户（用电设备）组成，如图2-1所示。

图2-1 电力系统的组成

2.2 供电系统的组成

1．发电厂

发电厂是生产电能的场所，在这里可以把自然界中的一次能源转换为用户可以直接使用的二次能源——电能。根据所取一次能源的不同，主要有火力发电厂、水利发电厂、核能发电厂等发电形式。

2．电力网

电力网的主要作用是变换电压、传输电能，通常由升压、降压配变电所（站）和与之对应的电力传输线路组成，负责将发电厂生产的电能经过输电线路送到用户（用电设备）。

3．配电系统

配电系统位于电力系统的末端，包含了降压、分配电能等内容。主要承担将电力系统的电能最终传输给电力用户的任务。电力用户即是指消耗电能的场所，将电能通过用电设备转换为满足用户需求的其它形式的能量。

2.3供电系统的特点

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电能作为一种商品，它的生产、输送、分配和使用与其他工业产品相比有明显不同的特点，主要表现为以下几个方面：

1.电能的生产、传输及消费几乎同时进行，因为发电设备任何时刻生产的电能必须与消耗的电能相平衡。

2.电能能与国民经济各部门之间的关系密切。3.电力系统的暂态过程非常短暂。4.电能质量的要求颇为严格。

供电系统根据不同的供电要求，将供电对象的负荷分为三级，并由此负荷等级采取相应的供电方式，减少因事故中断供电造成的损失或影响的程度，提高投资的经济效益和社会效益。用电负荷的分级如下：

一级负荷：凡是因中断供电，将造成人身事故，设备损坏，产生废品，使生产秩序长时间不能恢复，人民生活发生混乱的负荷。

二级负荷：凡是中断供电，将造成大量减产，使人民生活受到影响的负荷

三级负荷：所有不属于一、二级负荷的负荷。如工厂的附属车间、小城镇等。

第3章 供电系统的防雷

3.1雷击的危害

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常所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或是带电的云层对大地迅猛的放电，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随着巨大的声音。云层之间的放电主要是对飞行器产生危害，对地面上的事物没有很大的影响。然而，云层对大地的放电，对地面的电气设备、建筑物和人、畜的危害甚大，这是电气防雷设计的主要对象。下面介绍几种雷击方式及其危害: 3.1.1直击雷

带电的云层对大地上的某一点发生的猛烈放电现象，称为直击雷。它的破坏力十分巨大，若不能迅速的将其导入大地，可导致放电通道内的物体、火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。

3.1.2雷电波侵入

雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内的供电系统。因此，往往在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。

3.1.3感应过电压

雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。

雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物顶部接闪器（避雷带、避雷线、避雷网或避雷针）、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。

3.1.4.地电位反击

如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或供电设备，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害供电系统。同时，在未实行等电位连接的导线回

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路中，可能诱发高电位而产生火花放电的危险。

以上四方面中雷电对供电系统的危害主要以后雷电波侵入、感应过电压与地电位反击三者居多，这三者统称为雷电电磁脉冲。据有关统计资料，直击雷的损坏仅占15%，而雷电电磁脉冲的损坏占85%。因此，对供电系统的防雷设计已不同以往，对雷电电磁脉冲的防护必须要加以重视。

3.2防雷设备

3.2.1接闪器

接闪器是接闪杆（避雷针）、避雷带(线)、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等的总称。功能是把接引来的雷电流，通过引下线和接地装置向大地中泄放，以保护建筑物免受雷害。现在常用的接闪器有避雷针、避雷带(线)、避雷网等几种。

3.2.2避雷器

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入配变电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器的接线方式是与被保护设备并联，接入被保护设备的电源侧，如图3-1所示。常用的避雷器有阀式避雷器、金属氧化物避雷器、保护间隙避雷器、管型避雷器等。

图3-1 避雷器的连接

3.3供电系统的防雷

3.3.1电源系统防雷方案

由于电力供给是由大楼的建筑物配电室引入的，电源高压端的防雷保护已由电力供电部门实施。因此，对于电源系统的雷电防护，我们采取以下的防雷保护方案：

1．机房低压配电柜系统安装一级间隙放电防雷保护；

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2．配电回路安装防雷配电柜，采取三级防雷保护（安装于 UPS输入端）； 3．UPS电源输出端做一级过电压防雷保护；

4．终端设备电源输入端安装防雷箱进行末级电源防雷防护。

从机房目前的情况来分析，一般机房均采用大型 UPS不间断电源设备为机房内的部分负载提供安全可靠的供电运行方式，由于UPS是用于为机房内计算机信息系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量用电环境的唯一重要设备，并且是由市电供电输入机房的主要途径，所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的输入和输出端的保护上。

防雷保护设计采取第一级火花间隙放电保护，在UPS电源输入端安装两级半导体过电压防雷保护，在三级雷击电流放电器间安装解耦器来协调各级间对雷电波或浪涌电压的有效吸收和释放。

在三级防雷保护中，第一级防护为粗保护，对直击雷进行防护，吸收约90%的大能量雷电流；第二级为中级保护，选用浪涌电压雷电放电器，即半导体放电器，对雷电流进一步吸收；第三级为细保护，同样采用浪涌电压放电器，将残余的雷电流基本吸收，通过地线泄入大地。

在第二级及第三级采用过电压保护器件，进行有效的吸收，在第二级将第一级变量解耦后的4000伏残压降至900伏，第三级将第二级变量解耦后的900伏残压限制在550伏以下，同时第三级还将起到吸收线路上的感性负载和容性负载的“通”“断”引起的浪涌电压及对相电压可能的误输入线电压的保护。

3.3.2终端设备防雷设计

为了确保机房设备万无一失，考虑从电源配电室至机房有一定距离，而感应雷害又无孔不入，同时因考虑到电网的浪涌可能带来对设备的冲击，可在设备电源输入端安装电源防雷箱，实施对终端用电设备的精细防护。同样我们还将采用以上的防护原理对其它重要设备实施同样电源终端的防雷保护，以确保整个电气部分的安全运行。

供电系统在建筑物内的等电位连接也是供电系统防雷系统中重要的一项基本措施。GB50057—94 2000版里强调了等电位连接在内部防雷中的作用。等电位连接是为减小在需要防雷的空间内发生火灾、爆炸、生命危险的一项很重要的措施，特别是在建筑物内部防雷空间防止发生生命危险的最重要的措施。建筑物内的等电位连接设计

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主要有以下几种：

1.总等电位连接和局部等电位连接

总等电位连接MEB的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，它主要通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板(接地母排)将下列导电部分互相连通：进线配电箱的PE(PEN)母排；公用设施的金属管道，如上、下水、煤气等管道；建筑物金属结构；如果做了人工接地，也包括其接地极引线。建筑物每一电源进线都应做总等电位连接，各个总等电位连接端子板应互相连通。

局部等电位连接LEB是指当电气装置或电气装置的某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时，应在局部范围内做的等电位连接。它包括PE母线或PE干线；公用设施的金属管道；如果可能，也包括建筑物金属结构。

2.建筑物内部导电部件的等电位连接

等电位连接不仅仅是针对雷电暂态过电压的，还包括其它如工作过电压、操作过电压等暂态过电压的防护，特别是在有过电压的瞬间对人身和设备的安全防护。因此，有必要将建筑物内的设备外壳、水管、暖气片、金属梯、金属构架和其他金属外露部分与共用接地系统做等电位连接。而且需要注意的是，绝不能因检修等原因切断这些连接。但是，对于燃气管道，只在进入建筑物处与接地系统相连，但在每个接头处要有辅助跨接线。因为燃气管道本身不容许有多个接地连接，使其成为接地系统的一部分。

3.各楼层的等电位连接

将每个楼层的等电位连接与建筑物内的主钢筋相连，并在每个房间或区域设置接地端子，由于每层的所有接地端子彼此相连，而且又与建筑物主钢筋相连，这就使每个楼层成了等电位面。再将建筑物所有接地极、接地端子连接形成等电位空间。最后，将屋顶上的设备和避雷针等与避雷带连接形成屋面上的等电位。

4.接地网的等电位连接

在某中意义上说，建筑物的共用接地系统在大范围内即为等电位连接，比如我们常见的计算机房的工作接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系统的原理就是避免各接地间产生的瞬态过电压差对设备造成影响。因此，钢筋混凝土结构建筑物利用

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基础钢筋网做接地体，一般要围绕建筑物四周增设环形接地体，并与建筑物被柱内用作引下线的柱筋焊接，这样就大大降低了接地网由于雷电流造成地电位不均衡的概率。

综上所述，楼层下部有接地网，楼层里有等电位均压网，楼顶物体与避雷装置连接在一起形成等电位，这样就在电气上成为法拉第笼式结构，人和设备在此环境中绝无雷击危险。

第4章 供电系统的接地保护

4.1接地系统

4.1.1接地的概念及意义

接地是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，将电工设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下，是为了保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施利用大地作电流回路接地线。接地的功用除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地外，最

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大功用为保护使用者不被电击，以 UPS 而言，有些 UPS 会将零线与地线间的电压标示出来，确保产品不会造成对人体的电击伤害。同时避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。

4.1.2接地装置

接地装置由接地体和接地线组成。直接与土壤接触的金属导体称为接地体。电气设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。接地体可分为自然接地体和人工接地体两类。

自然接地体主要有：与大地地敷设的不少于两可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋地的非可燃可爆的金属管道及埋根的电缆金属外皮等。在设计和装设接地装置时，首先应充分利用自然接地体，以减少投资，节约资源。

人工接地体 ：最常用的人工接地体是直径为50mm、长2.5m的钢管，垂直或水平埋入，且为减小外界温度对流散电阻的影响，埋入的接地体顶端与地面的距离必须大于0.6m。

4.1.3接地电阻

接地电阻一般指接地体上的工频交流或直流电压与通过接地体而流入地下的电流之比。散泄雷电冲击电流时的接地电阻指电压峰值与电流峰值之比，称为冲击接地电阻。接地电阻主要是电流在地下流散途径中土壤的电阻。接地体与土壤接触的电阻以及接地体本身的电阻小得可以忽略。一般情况下，接地装置散泄电流时，离单个接地体20米处的电位实际上已接近零电位。

接地电阻值与土壤电导率、接地体形状、尺寸和布置方式、电流频率等因素有关。通常根据对接地电阻值的要求，确定应埋置的接地体形状、尺寸、数量及其布置方式，对于土壤电阻率高的地区（如山区），为了节约金属材料，可以采取改善土壤电导率的措施，在接地体周围土壤中填充电导率高的物质或在接地体周围填充一层降阻剂（含有水和强介质的固化树脂）等，以降低接地电阻值。接地体流入雷电流时，由于雷电流幅值很大，接地体上的电位很高，在接地体周围的土壤中会产生强烈的火花放电，土壤电导率相应增大，相当于降低了散流电阻。

4.2低压供电系统的接地保护

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4.2.1接地保护的分类

1.保护接地：为保障人身安全、防止间接触电，将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。

2.重复接地：在中性线直接接地系统中，为确保保护安全可靠，除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外，还在保护线其他地方进行必要的接地，称为重复接地。

3.保护接中性线(接零保护)：在380/220V低压系统中，由于中性点是直接接地的，通常又将电气设备的外壳与中性线相连，称为低压保护接中性线。

低压供电系统按保护接地的形式不同可分为：IT 系统、TT 系统和TN 系统。IT 系统和TT 系统为保护接地。TN 系统为接零保护。

第一个字母表示电力系统的对地关系： T--一点直接接地； I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。

第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系： T--外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关； N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。

后面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合：S--中性线和保护线是分开的；C--中性线和保护线是合一的。

4.2.2供电系统的接地保护方案

1.IT 系统。

IT 系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。

其工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用（如图4-1）。

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图4-1 IT系统的接地方式

2.TT 系统

TT 系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。即：过去称三相四线制供电系统中的保护接地。

其工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻，大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人身起保护作用。（如图4-2）。

图4-2 TT系统的接地方式

3.TN 系统。

在变压器或发电机中性点直接接地的380/220V三相四线低压电网中，将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。即：过去称三相四线制供电系统中的保护接零。

其工作原理是：当电气设备发生单相碰壳时，故障电流经设备的金属外壳形成相

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线对保护线的单相短路。这将产生较大的短路电流，令线路上的保护装置立即动作，将故障部分迅速切除，从而保证人身安全和其他设备或线路的正常运行。按保护线形式，TN 系统又分为：TN-C系统、TN-S系统和TNC-S 系统等三种。

TN-C 系统(三相四线制)。该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的，该线又称为保护中性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线，但在三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。在一般情况下，如保护装置和导线截面选择适当，TN-C 系统是能够满足要求的(如图4-3)。

图4-3 TN-C系统的接地方式

TN-S 系统(三相五线制)。该系统的N 线和PE 线是分开的。它的优点是PE 线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE 线上的其他设备产生电磁干扰。此外，由于N 线与PE 线分开，N 线断开也不会影响PE 线的保护作用。但TN-S 系统耗用的导电材料较多,投资较大(如图4-4)。

图4-4 TN-S系统的接地方式

TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统)。系统中有一部分中性线和保护是合第 13页

一的；而且一部分是分开的。它兼有TN-C 系统和TN-S 系统的特点，常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所(如图4-5)。

图4-5 TN-C-S系统的接地方式

供电系统应根据其类别、性质、用途以及用电设备的特殊要求，并结合低压供电系统保护接地的工作原理，选择不同的供电系统，采用正确的接地形式，以确保用电设备的正常运行和人身安全，避免发生用电安全事故。

第5章 供电系统的电气安全

5.1 电气安全

5.1.1电气事故的危害

电气安全是为防止各种电气事故危害而采取一些列的技术措施。电气事故的危害有直接危害和间接危害两种。直接危害包括触电和电弧烧伤；间接危害包括电气故障造成的大面积停电、火灾等。电气安全技术的内容很多，人们最关心的是人体触电的生理反应、防触电措施、用电设备和电力系统安全运行等问题。

5.1.2电气事故的分类及处理方法

电气事故按发生灾害的形式，可以分为人身事故、设备事故、电气火灾和爆炸事故等；按发生事故时的电路状况，可以分为短路事故、断线事故、接地事故、漏电事故等；按事故的严重性，可以分为特大性事故、重大事故、一般事故等；按伤害的程

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度，可以分为死亡、重伤、轻伤三种。如果按事故的基本原因，电气事故可分为以下几类：

1．触电事故。人身触及带电体（或过分接近高压带电体）时，由于电流流过人体而造成的人身伤害事故。触电事故是由于电流能量施于人体而造成的。触电又可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电三种。对于触电事故，我们避免与带电体接触，远离危险点，在自己未验电的情况下不得对带电体进行操作。

2．雷电和静电事故。局部范围内暂时失去平衡的正、负电荷，在一定条件下将电荷的能量释放出来，对人体造成的伤害或引发的其他事故。雷击常可摧毁建筑物，伤及人、畜，还可能引起火灾；静电放电的最大威胁是引起火灾或爆炸事故，也可能造成对人体的伤害。在这类事故中，我们在设备投入使用前做好防雷接地的工作，保证不会因雷电和静电而发生安全事故。

3．电路故障。电能在传递、分配、转换过程中或者由于线路老化、绝缘损坏等原因，而失去控制而造成的事故。线路和设备故障不但威胁人身安全，而且也会严重损坏电气设备。电路故障在实际的生产运行中必然会出现，要保证电路出现故障时不对人和设备造成危害，要做到以下几点：在电力线路中接入可靠的保护装置，如过电流继电器等；安装电力线路时，应选择质量过硬、正规厂家生产的导线、设备，避免在使用过程中绝缘损坏，发生事故；电力线路投入生产使用后，定期对设备、线路进行安全隐患检查，做到提前发现，提前处理，杜绝事故。

5.2 人体触电的生理反应

电流通过人体时，会产生各种反应，其中最危险的是电流通过心脏，产生心室颤动，导致死亡。反应的程度与电流种类、电流通过的路径、电流大小、电流通过的时间长短、人体状况等因素有关。25～300Hz的正弦交流电流引起的生理反应最严重，50Hz工频交流电流引起的生理反应是很重的；1000Hz以上的电流引起的生理反应明显减轻；直流和冲击电流引起的生理反应小于工频交流电流。电流从左手到胸部通过人体时危险性最大；从手到手、从手到脚，危险性也很大；从脚到脚，危险性较小。通过人体的电流愈大，生理反应愈严重。按通过人体的工频电流大小(有效值)，可分为感知电流、摆脱电流、致命电流三级。感知电流，是人能感觉的最小电流，成年男

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性约为1.1mA，成年女性约为O.7mA。摆脱电流，人能自主摆脱电源的最大电流，成年男性约为16mA，成年女性约为10.5mA。从安全考虑，宜取99.5％的人都能摆脱的电流作为依据，称为最小摆脱电流，成年男性约为9mA，成年女性约为6mA。致命电流，是在较短时间内就危及人的生命的最小电流。

一般认为，能产生心室颤动的电流是致命电流。电流通过人体的时间愈长，生理反应愈大。

1．感知电流，对应于概率50%的感知电流成年男子约1.1mA,成年女子约0.7mA,对于直流电约为0.5mA 2．最大摆脱电流，对应于概率50%的摆脱电流成年男子约16mA,成年女子约10.5mA,对于直流电约为50mA 3．致命电流，在较短时间内危及生命的最小电流称为致命电流，一般情况下通过人体的电流超过50mA时心脏就会停止跳动，出现致命的危险。

5.3 触电时的应急措施与急救

当发现有人触电后，应迅速使其脱离电源。总的原则是使电源离开人，或是使人离开电源。

如果触电是在低压系统上触电，可以拉开就近的开关；拔下就近的插头；取下就近的熔断器；剪断导线；使用相应的绝缘物挑开带电导线等措施。

如果在设备上触电，可采取安全措施将人拖离带电设备。如触电者衣服干燥可拉其衣服(但不得触及触电人身体)；用绝缘物(如围巾、尼龙绳、绝缘导线等)将触电人套住拖离电源。如触电人是在高压系统上触电，应设法尽快通知有关部门停电(拉开有关断路器或跌开式熔断器)。

在紧急情况下，如果是高压线路上触电，可采用投掷裸导体使线路短路，迫使上级断路器掉闸的方法解救。在使触电人脱离电源的同时，要防止自身触电还要防止触电人脱离电源后发生二次伤害。在高压系统发生触电事故时，救护者还应注意跨步电压的发生。

现场救护中一般是人工呼吸法和胸外挤压法两种急救方法并用，如图5-1。同时应打120到医院进行救冶。

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图5-1 触电急救

结 论

目前，供电系统的防雷、接地保护及电气安全是保证供电系统安全稳定运行必不可少的保护措施。在供电系统的防雷中，需将电源部分和配电部分分别作防雷保护，在电源部分安装防雷设备作防雷保护，配电终端部分的防雷主要是作等电位连接。对供电系统的接地保护设计为接地保护和接零保护，分为IT系统、TT系统、TN系统，不同的系统应用与不同的用电场所。在电气安全方面，阐述了电气事故的分类，以及对人体触电的急救方法和处理办法。只有做好了供电系统的防雷、接地保护等预防措施，学会对电气事故的正确处理方式，才能保证供电系统安全、可靠运行，避免电气事故的发生，保证人身和设备安全。

所以，现代的供电防雷、接地保护设计应该全面考虑电气危害的各种因素，应采用综合防雷系统设计，由外部防直击雷，内部防雷电电磁脉冲，接地、接零措施等各种措施来保护人员、建筑和设备的安全，同时还须对各类电气安全事故有一定的认识，第 17页

能正确处理各种事故和急救措施。

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致 谢

本论文是在导师的亲切关怀和悉心指导下完成的，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。导师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。最后感谢父母多年来在学业和生活上给予我的物质帮助，感谢所有支持过我的人，你们的关心和鼓励将使我在工作和学习中不断进取，不负大家对我的期望。

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参 考 文 献

[1] 杨金夕.防雷、接地及电气安全技术.机械工业出版社

[2] 编委会.新编防雷、避雷装置设计安装实用手册.中国知识出版社.2009 [3] 董振亚.电力系统的过电压保护.中国电力出版社,1997 [4] 张小石 罗佳俊 曾祥标.微型断路器在防雷中的应用.广东气象.2009 [5] 潘军 钟一帆 蒙剑.雷电防护技术在现代建筑中的应用,气象研究与应用.2008 [6] 颜伟忠.电工学.高等教育出版社 [7] 建筑物防雷设计规范 GB50057－94 [8] 供配电系统设计规范 GB50052－2009 [9] 通用用电设备配电设计规范 GB50055-93

浅析电气施工防雷接地保护技术 篇3

【关键词】电气工程；防雷接地；保护技术

0.前言

改革开放以来，我国人民的生活水平逐步提高，奔向小康社会的步伐也不断加快，人民对于生活的要求不单单满足于温饱，而是把注意力聚焦到了生活的舒适性和安全性，在住房方面亦是如此。在我国，雷电灾害是目前三大灾害之一，每年由于雷电灾害而伤亡的人数高达几千人，由于雷电灾害而造成经济损失更是高达十几亿元，雷电灾害已经严重影响到我们正常的工作生活。

今天，我国的社会和经济水平已经发展到了一定的高度。人们的生活也逐渐向智能化发展，建筑电气化复杂程度也逐渐提高，同时发生雷击的事件也不断增多。因此，在建筑当中，电气防雷接地的施工一定要处理到位，才能保证电气线路和设备在使用的过程中处于安全的状态，人们的生命财产安全才能有所保障。由此也可见防雷接地施工技术的重要性，下面笔者将结合自身的工作经验对其进行粗略的分析探究。

1.防雷接地保护工作原理

1.1防雷接地

为把雷电迅速引入大地，以防止雷害为目的的接地。防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。

1.2交流工作接地

工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接；也不能与PE线连接。

1.3安全保护接地

安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，有PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。

1.4直流接地

为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。

1.5功率接地系统

电子设备中，为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入，影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器，滤波器的接地称功率接地。

2.施工前期准备工作

在进行电气防雷接地施工前，首先要严抓施工所使用的材料关，查看施工中材料和规格型号是否符合要求，有无质量检查合格证等，确保能够符合设计所达到的要求，防雷接地装置的材料不同于一般的建材，其表面要严格控制不能存在严重的缺陷和裂纹，对不同材料的特性和使用注意事项应该能够有深入的了解。如若采用镀锌材料作为接地的扁钢搭接时，所截取的长度也是非常有讲究的，以90°的角度斜撑搭接，利用焊接连接后，应该对表面进行清理并进行防腐处理；建筑物的电源线进线应该利用PE线进行重复的接地，如果建筑内的电气设备过多，接地点至少不能少于两个。

除此之外，加强对防爆区域的接地工作也是非常有必要的，应该安装防松装置，并在接地的端部涂上导电膏。

3.接地系统施工技术相关问题探讨

（1）在电气施工的过程当中，特别要注意PE线与N线的区别，这两者之间的特性存在巨大差异，施工人员若具备的专业施工技术不高且工作的责任心不强，稍不注意很容易会将严PE线和N线混接，当PE线内通过较大的工作电流，并且工作的负荷非常大的情况时，PE线中产所产生的压降也会出现变化，这样一来建筑内所有的用电设备上运行着危险电压，会极其容易发生安全事故。尤其是在人们装修的过程当中，由于缺少完整详细的施工图纸，导线的使用也非常的混乱，PE线与N线出现混接的情况时有出现。因此，首先就是要确保PE线与接地极能够实现可靠有效的连接，PE线的选用应该严格按照规范所指明的黄绿相间塑料铜芯线，尽量避免出现混接的情况。

（2）当建筑物内所采用的是Ⅰ类灯具，且与地面高度相差小于2.4 m的时候，灯具的裸露导体必须接地，同时还应该设有专用的接地螺栓并进行标识。建筑设计高度不够，加上装饰吊顶所要占据一定的空间，常用的壁灯、吊灯以及出口指示灯等没有配备PE出线的时候，这些灯具由于无法接地从而会留下极大的安全隐患。因此，电气安装施工队伍在进行图纸划定时候，要严格对装饰吊顶的标高进行核查，若存在上述的问题，应该及时向建设单位提出，经过商讨整改后给于解决，确保灯具安装过后的安全性。

（3）建筑物的发展朝着结构复杂、功能齐全的方面发展，所以不同专业工种在施工的过程中应该与防雷接地施工实现协调配合，如常见的电气、电梯以及综合布线等等这些都对接地施工有严格的要求，然而在实际中，建设单位会将其分包给不同的施工专业队伍，这样很容易造成不同专业工种在施工作业的过程中与接地系统的施工脱节，给工程留下安全隐患，加强不同专业工种与接地系统施工作业的协调配合是非常重要的，同时要应该加强对接地系统的验收工作，以保证能够实现全面可靠的地接地。

4.防雷装置施工技术相关问题分析

根据国际电工委员会标准对建筑的划定，建筑物的防雷系统应该由两部分组成，即外部防雷与内部防雷。传统建筑防雷装置的安装会在这两者当中选其一，但是随着时代的发展，人们对于建筑物的功能要求越来越高，外部防雷与内部防雷作为整体综合利用于建筑当中已成为发展的主要趋势，下面笔者将对防雷装置施工相关问题进行分析论。

（1）一般来说，现代智能建筑内设有多个弱电系统，并且对于接地电阻的要求也非常高，一般在控制在0.5Ω—1Ω之间，由于地质环境的影响，一些建筑不能达到设计要求的接地电阻，此时应该考虑通过设置换装闭合的人工接地体来进行补充，同时还应该将周边的土质进更换，回填电阻率比较土的土壤，以达到降低电阻的目的。

（2）为了使防雷装置起到应用的效果，应该着重采用导电性能佳、抗腐蚀的材料来作为接地体，通常采用的钢材由于在土壤当中容易起氧化作用，使用的期限非常短，所以在选用接地材料的时候，宜采用经热镀锌等防腐蚀处理过的钢材或相关性能优越的材料，如铜、铝等等。就目前来说，导电性、稳定性较好的非金属材料也逐渐受到青睐，最具代表性的就是石墨，采用石墨作为接地体能够耐高温，在氧化环境下能够表现出很强的稳定性，同时导电以及导热等等性能表现也比较优越，采用石墨替换钢材作为接地体还能节约大量的钢材和其他有色金属。

（3）避雷带的安装施工应该严格根据《建筑防雷设计规范》中相关的要求来进行操作，管壁的厚度不能小于2.5mm，对于钢管的对接部位应该进行跨接处理，以保证能够在闪雷的情况下能够接受电流通过。

（4）建筑物屋面应设置屋面避雷网，可以通过与建筑屋内构造柱以及墙体之间设置的钢筋，与接地装置形成巨大的网形避雷网，在雷电的作用下能够实现良好的均压以及避雷效果。

5.结语

电气设备接地与保护 篇4

一、煤矿井下电气设备的接地保护

1. 接地保护的原理。

接地保护主要是将电气设备不带电部分的金属外壳同接地系统之间做良好的电气连接, 将故障设备上的漏电电压控制在安全范围之内。无接地保护人体接触漏电电气设备模型如图1所示, 有接地保护人体接触漏电电气设备的模型如图2所示。

在图1情况下, 未采用接地保护, 当电源与电气设备的金属外壳相接触时, 接地电流Id通过人体和电网形成闭合回路, 为简化计算, 假设各相对地绝缘阻抗均相等, 那么漏电设备对地电压Ud为

式 (1) 中, U为电网相电压, Rr为人体电阻, Z为电网每相对地绝缘阻抗。由于绝缘阻抗是绝缘电阻与分布电流的并联阻抗, 所以当电网分布范围不大, 接用电气设备不多、且绝缘电阻较高时, 漏电设备对地电压不高;但当电网分布范围大, 接用电气设备较多时, 绝缘电阻将明显下降。

在图2情况下, 采用了接地保护, 在电路中, 接地电流通过人体电阻以及接地电阻Rd以及电网对地绝缘阻抗形成回路, 其中接地电阻与人体电阻相关联, 漏电设备的对地电压Ud为

式 (2) 中, Rd<<|Z|, 所以设备对地电压大大减小, 只需要适当的控制Rd, 就可以将漏电设备的对地电压控制在安全范围内, 从而防止人体触电。

2. 接地保护在煤矿井下电气设备中的应用。

对于井下的电气设备主要是通过将井下的各供电点的接地极用公共母线连接起来, 形成保护接地网。在该系统中, 公共母线主要采用铠装的电缆金属钢带帮铅套, 接地总线主要采用橡套电缆。保护接地网可以降低接地电阻总值, 防止同一台变压器供电的电气设备在不同接地点异相同时落地而造成落地事故。

二、煤矿井下电气设备的漏电保护

1. 漏电保护的作用。

当设备或线路漏电时, 通过保护装置的检测机构获得异常信号, 经中间机构转换和传递后, 促使执行机构动作, 自动切断电源, 从而起到保护作用。漏电保护可以防止人触电, 可以减小通过人体电流的大小和时间;可以防止漏电电流烧坏电气设备, 当电网中出现故障后, 将立即切断电源;可以防止矿井中瓦斯、煤尘的爆炸, 漏电保护器可以防止漏电电流产生火花;可以防止短路引起的接地故障, 一旦短路, 漏电保护器中的短路保护装置就会启动, 从而使开关跳闸。

2. 漏电保护装置的特点。

(1) 可靠灵敏性。漏电保护装置在使用过程中, 主要对不同状况以及不同程度的漏电事故进行处理, 所以装置必须要求灵敏可靠, 不拒动、不误动, 能对很小的漏电故障做出较强的反应, 具有一定的自我检测功能。

(2) 安全性。漏电保护装置主要是为了保障工作人员、矿井以及设备的安全, 所以安全性是其必备的特性。安全系数要高, 以大大减小漏电电流, 缩短漏电时间, 降低出现严重事故的可能性。

(3) 可选择性。主要是能够切除漏电故障部分, 而非故障部分则继续运行, 以避免大面积停电事故的发生。选择性主要分为横向选择和纵向选择, 即分别为切断漏电故障支路和切断漏电故障所在段的电源, 并保护其他段的正常供电。

三、结论

电气设备接地与保护 篇5

1.引言

电子通信设备极大促进了科技的发展，它的出现使信息之间的传递成为可能，但是在接地技术方面还存在着一些问题，所以，找出接地技术存在的问题对提高电子通信设备性能至关重要。电子通信设备的稳定性在一定程度上依赖电磁的兼容性，而通过接地技术可以提高电磁的兼容性，所以接地技术直接关系到电子通信设备的稳定性问题。如果电子设备的接地技术处理恰当，可以减少通信设备受到外界干扰的程度，还能够减少向外界发射的电磁波，但如果电子设备的接地技术存在问题，就会影响到电子通信设备本身，可能在一定程度上，还会损害电子通信设备。

2.接地类型和接地方法

2.1接地类型

就现阶段而言，电子通信设备的接地类型有两种，一是分散式接地，二是并联接地。分散式接地就是将电子通信设备中各个部分分别接地，由于将电子通信设备中各个部分都分开接地，所以在际应用时，由于接地系统太分散，接地系统很多，不可避免的会造成对电子通信设备的干扰问题。并联接地就是将接地系统进行并联接地，这样就不会形成回路，从而减少了对电子设备的干扰。由于并联接地比分散接地减少了电子通信设备的干扰程度，所以现在通常使用并联接地。

2.2接地方法

在电子通信设备中，接地方法也有两种，一是直流地接大地方法，二是直流地悬浮方法。直流地接大地方法就是将电子通信设备的外壳与直流地分开，将电子通信设备直接与大地进行连接，这种接地方法有效避免了静电的产生，减少了对电子通信设备的干扰。而直流地悬浮方法需要建立一个基准点，不同于直流地接大地方法直接与大地进行连接，这个基准点可以避免直流地和交流地的的连接，从而减少干扰的产生。

3.电子通信设备接地技术存在的问题

3.1干扰问题

在电子通信设备连接过程中，由于不正确的接地方式或接地方法，会造成干扰，而干扰的存在又会影响到电子通信设备的正常使用，甚至影响到电子通信设备的性能。所以在电子通信设备中，分析引起干扰产生的因素很重要。在电子通信设备的连接时，不可避免的会存在压差，而此时若加之较大功率的电子通信设备，就会造成错误的电位，就很容易产生对电子通信设备的干扰，使通信设备不能正常使用，影响信息传递过程。因此，在电子通信设备中，干扰问题不可忽视。

3.2通信设备接地处理

通信设备由于功能和使用条件的不同，通信设备的材质也会不同，其中就有些通信设备是金属材质的，而在通信设备工作一段时间之后，就会带上一定的电荷，此时若是触碰方法不当，通信设备通过人体与大地进行连接，人体中就会通过一定的电流，若是电流较大，就会对人体造成伤害。所以，通信设备在使用时一定要注意方式方法，而工作人员在进行接地处理时，使用导电性能较好的导体，并按照规定，将与通信设备连接的导线深埋在两米以下。

3.3接地人员接地操作不当

工作人员将电子通信设备进行接地时，往往采用一根导线进行接地，而有的电子通信设备不仅仅需要一根导线，有的接地情况复杂，工作人员不能做出正确的接地处理，往往会造成电子通信设备的损害。在我国，接地人员素质有限，并不具备专业的接地技术，只是将电子通信设备与大地进行对接，经常忽略设备的调试，而电子通信设备的调试很重要，因为一个因素的改变，就会造成接地错误。接地人员技术存在问题，是现阶段我国通信设备接地问题的.一个很重要因素。

4.解决电子通信设备接地技术问题的措施

4.1提高接地人员技术素养

在电子通信设备接地过程中，接地人员的技术素养很重要。接地人员技术的素养在一定程度上关系着通信设备能否正常使用，如果通信设备本身不存在问题，而接地人员的素养有限，不能做到根据实际情况来选择合适的接地方式和接地方法，造成接地错误，就会影响到电子通信设备的正常使用，所以，提升接地人员技术素养迫在眉睫。在接地人员进行接地之前，相关的公司应该进行岗位培训，让接地人员掌握相关的接地方式和接地方法，并明白接地原理，这样在进行接地时，就可以根据不同的情况作出正确的接地处理，避免因接地人员的技术问题影响到电子通信设备的正常使用。

4.2采用合理的方法减少地线的阻抗

在电子通信设备进行接地处理时，地线也有一定的阻抗，地线的阻抗主要来自于电感和电阻，电感主要对高频率电子通信设备造成影响，电阻主要对低频率电子通信设备造成影响。针对不同的电子通信设备，要采用不同的解决方法减少地线的阻抗。

4.3减少公共阻抗

在电子通信设备接地时，合理布线可以减少因电位差存在引起的公共阻抗，减少电子通信设备受到影响的程度，所以掌握合理布线对于通信技术的发展很重要。目前，电子通信设备传输的主要是微弱信号，但是微弱信号常常由于各种因素受到干扰，而通过合理布线，就可以降低微弱信号受到干扰的程度，使电子通信设备保持稳定，使信息正确传导。

5.结语

电子通信设备的存在，极大程度上改变了人们的生活，使人们的生活更加信息化、电子化。接地技术影响着电子通信设备的正常运行，电子通信设备的接地类型有两种，分散式接地和并联接地。接地方法也有两种，直流地接大地方法和直流地悬浮方法。接地人员应该具备专业的接地技术，根据实际情况选择合适的接地类型和接地方法尤为重要。在通信设备进行连接时，干扰往往会存在，会影响电子通信设备的正常工作，阻断信息传递。所以，避免接地过程中产生的干扰对于通信设备的连接具有重要的意义。为减少干扰，在接地时，要尽量减少地线的阻抗和公共阻抗，合理布线。

参考文献：

[1]刘艳凤.电子通信设备的接地技术与问题分析[J].科技风，2014(22)：5.

[2]孙婷.电子通信设备接地问题分析[J].辽宁师专学报(自然科学版)，2014(4)：19～20，56.

[3]彭兴会.电子通信设备中的接地问题浅析[J].信息通信，2015(2)：221～222.

露天采场电器设备的保护接地 篇6

[关键词] 电器设备 接地 保护

3～10kV中性点不接地系统,即3～10kV侧变压器中性点不接地,设备外壳只作保护接地,这样的接地系统当发生单相接地时,通过故障点的电流仅仅是系统的电容电流,一般不超过10A,如果接地极及接地连线的总电阻不大于5欧则在故障点所产生的接触电压不超过50V,一般对人没有危险。但这样的接地系统对露天采场则可能产生很危险的情况。由于多数矿山的各个配电分支回路没有完善的接地保护装置,系统单相接地时仅在变电所3～10kV侧发出报警信号,而矿山的单相接地故障又比较多,因此往往使电器设备长期处于单相接地状态下运行。这不仅使非故障相的对地电压升高,危及电机的绝缘安全,更严重的是在单相接地故障期间,如果本系统设备中另一相又发生对地绝缘损坏,并且其中之一在电铲上,如图一所示,则故障电流将在接地线、大地及相应故障相导线中流动。在这种情况下,电铲机座对地电压实际等于故障电流在接地线和接地点G上所产生的电压降,如果接地点G接地电阻为4欧,接地线的电阻为1欧,对于6kV系统共两相接地故障电流可达到300～500A,对地电压为300～500V。如果电铲处不作接地,当电铲发生单相接地时,机座对地将会出现很高电压,此电压大小与系统电容电流大小和履带对地电阻大小有关,而单相接地故障,虽由于回路电阻较大,使故障电流大大减小,但由于履带对地电阻在整个故障电流回路中所占比例较大,因此电铲机座对地电压同样会很高。

为了高度可靠的防止在电铲与大地之间产生危险电压,采用变压器中性点通过电阻接地方式,如图二所示:在变电所接地装置与变压器中性点之间介入一个限流电阻Z,把单相接地故障电流限制在25A一下。如果相线和电铲壳之间在X点发生接地短路,故障电流将从相应的变压器A向线圈A端,通过线路种A相导线故障点,在经过接地线和限流电阻Z回到变压器中性点。在这个回路上所施加的电压是相电压,电铲和大地之间的电位是故障电流在变电所至电铲间接地线上所产生的压降,在正常情况下接地线的电阻在2.5欧一下,因此电铲和大地之间的电位将被限制在62.5V一下。在6Kv系统中欲将单相接地故障电流限制在25A时,则限流电阻的电阻值约为140欧。

为及时切除接地故障,在变压器中性点与限流电阻之间的引线上装一只电流互感器。互感器二次侧接一只继电器LJ,当系统发生接地故障时经短时间延时,断开主变所中的断路器。这样的接地保护装置也可以分别装在各个馈电线地断路器上,但应具有更短的动作时间,以便有选择性跳闸。

对于3～10kV侧三角形连接的变压器,需要设置一个接地中性点,为此可以用一台接成星形或曲折星形的接地变压器,接入三相线路,如图三所示。接地变压器的中性点通过限流电阻接地,在这个接地变压器中,从任意相线上来的接地故障电流等量进入三相绕组,而绕组的阻抗很低。限制故障电流不超过规定值所需的阻抗,由接在大地与中性点之间的限流电阻提供。接地变压器的绕组容量应能负担最大故障电流的三分之一,连续工作。

为使设备接地系统经常保持完整,在移动设备上可装设一套接地线断线监测保护装置,其工作原理如图四所示。在移动电缆中增加一根控制线芯,同控制线芯、接地线与辅助变压器二次绕组连成闭合回路,是辅助变压器在正常情况下处于短路状态,电流继电器LJ通过可调电阻调到5A,其常闭触点断开。当接地线断线时,辅助变压器二次侧开路,电流继电器LJ线圈电流降至1A以下,继电器释放,其常闭接点闭合,使断路器跳闸或发出信号。

参考文献:

[1]天津大学编,电力系统继电保护原理,北京:电力出版社,1980

[2]夏道止。电力系统分析,北京:中国电力出版社,2006

[3]刘学等。继电保护原理,北京:中国电力出版社,2004

[4]李友文。工厂供电,北京:化学工业出版社,2001

[5]贺天枢、胡仁洋、宋占侠。国家标准电气制图应用指南,中国标准出版社,1989年9月

作者简介

电气设备接地与保护 篇7

众所周知, 雷电的危害巨大, 如:雷电流的高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压, 雷电流的高热效应会放出几十至上千安的强大电流, 并产生大量热能, 从而击穿设备的绝缘发生短路, 导致设备、建筑物等的燃烧、爆炸, 造成电网的崩溃、自动化系统的瘫痪及人身伤亡等, 使人民的生命财产受到很大的威胁。所以任何一个企业和单位都应非常重视防雷的保护措施, 如搞好接地系统的工作接地、保护接地、静电接地以及防雷接地等, 确保企业安全生产、促进社会和谐稳定。本文将对国内外的电气设备和电子设备的防雷与接地保护进行探讨, 以完善这项关键工作。

1 国内电气设备与电子设备防雷接地

1.1 建筑物的防雷

建筑物本身的防雷装置是建筑物内电气设备及系统防雷的第一道屏障, 建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的电气设备的防雷, 因此首先必须重视建筑物本体的防雷。

现代建筑物防雷主要由顶部避雷带、网状接闪器、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线, 利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。在建筑物设计和施工时就要考虑到作为网状接闪器、引下线和接地体的钢筋网络之间的电气连接, 使之成为较理想的"法拉第笼"式避雷器。防雷网与建筑物钢筋混凝土相结合, 因此在设计、施工时都应预留从各层楼板、梁、柱内钢筋焊出接头, 以便与室内外接地线相连。

1.2 室外设备的防雷

为了防止直击雷, 室外可根据需要, 安装一支或多支避雷针, 计算其保护范围, 以达到保护室外所有设备要求为原则。室外做一接地网, 所有设备的接地引下线都与该接地体焊接, 以保证等电位。

为了防止雷击产生过电压, 各种设备的绝缘水平应能满足电压对该设备的绝缘要求, 我们在设备定货和出厂试验时应严格把关, 按照规程要求确保设备绝缘耐压水平, 以防雷害击穿。这种防雷结构有很多优点:1) 可避免“绕击”;2) 能起“法拉第笼”的屏蔽作用, 可大大削弱雷电电磁脉冲的侵入;3) 因建筑物各层的梁、柱、楼板、墙体的钢筋和金属管线等导电体在电气上已连成一体, 做到几乎处处电位相等, 从而保证了设备的安全;4) “笼”式避雷装置的引下线是由为数众多的钢筋组成, 大大分散了雷电流, 并削弱了建筑物内信息设备所受到的脉冲电磁场冲击幅值;5) 接地体是分布在地下四周的钢筋混凝土基础, 可形成均匀分布的均压网, 与大地接触面广, 接地电阻低且又稳定。

1.3 室内设备的防雷

室内各种金属屏、柜外皮均应与底座槽钢可焊接或用螺栓连接, 保证接触良好, 同时槽钢应与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接起来, 形成一个整体, 与室外接地网形成一个完整的大接地网。对于关键设备可加装避雷器进行防雷。

1.4 设备的接地

所有的设备、保护管、桥架及结构都用镀锌扁铁或镀锌圆钢焊接或螺栓连接, 接地极则用镀锌角铁或镀锌圆钢制作。根据接地电阻的要求进行施工。根据不同土壤参数和土壤电阻率、热导率、热熔率、电渗透, 地下水位、温度等进行设计。所有连接均以镀锌扁铁或镀锌圆钢焊接或螺栓连接。

2 国外电气设备与电子设备防雷接地

根据我们在国外所施工的项目, 业主对防雷和接地要求都非常严格。

2.1 建筑物的防雷

建筑物的防雷以屋顶不同间距安装避雷针 (铜棒) 和裸铜线或铜母线进行螺栓连接, 连接后引入接地网。而不像国内多以建筑物金属部分充当连接体。它是个独立系统。

2.2 室外设备的防雷

建筑物防雷能保护范围以外与国内防雷方法大同小异。

2.3 室内设备的防雷

室内各种金属屏、柜外皮均应与底座槽钢用螺栓连接, 在不同位置安装接地母排, 从母排引入到各个设备及桥架。

2.4 设备的接地

接地体的施工:接地体根据不同土壤参数分铜包钢和硅铸铁两种方式 (目前已施工过) 。而且所要求的接地电阻不大于1Ω (国内不大于4Ω) , 每一接地极引出点均有接地井, 所有接地极均通过接地井用绿色绝缘铜导线连接, 导线与导线连接处用热熔焊接后进行防腐处理。所有设备的接地均由接地井引出到设备附近的接地铜牌上, 再由铜牌引到各设备上。像操作柱和电机均由接地铜牌单引连接, 电机和机座可串联连接, 所有连接线均为绿色绝缘铜线压铜鼻子连接, 所有桥架连接处均为铜线跨接连接, 所有设备可拆卸金属部分均有导线连接。

3 国内、外接地施工比较

综上所述, 我们对国内外接地的施工进行比较。国内的接地施工程序简单, 成本低。但可靠性较差, 检测不太方便, 耐腐蚀性也差。后增设备连接又麻烦。大部分设备连接串联点多, 一旦前端设备接地断开, 后端设备就没有接地保护, 对设备的正常运行和人身安全将造成危害。

虽然国外接地施工的程序复杂, 成本高。但运行可靠性强、运行周期长, 检测方便, 可方便查找接地断点, 便于维护。后增设备连接方便, 从长期运行角度出发, 运行检修成本将降低。

4 结论

近年随着现代科技的发展, 我国国民经济快速稳步增长, 电已成为最重要的资源之一, 同时也造成了电力的紧张。所以如何保证安全、平稳、可靠的供电至关重要。对电力设施加强防雷保护, 减少由于雷电击中电力设施而引起的跳闸次数, 有效保护变电站内电气设备的安全运行, 维持电力系统持续、可靠供电。我们要综合国内与国外电气设备与电子设备的防雷与接地保护的利弊, 不断改进我国防雷与接地的保护系统。确保国民经济发展和人民生活水平的提高。

(上接第71页)

压倒槽、东北路冷空气, 此形势一直维持到11日20时, 预报与实况基本相符。500h Pa的高度场及各层的风场预报与实况基本相符, 这对前期发布降温降雪消息提供了正确的依据。

6 结论

微机室的电气保护与接地系统 篇8

关键词：负荷平衡,电位基准点,TN-S,防静电接地

在建筑物供配电设计中, 接地系统设计占有重要的地位, 因为它关系到供电系统的可靠性, 安全性。不管哪类建筑物, 在供电设计中总包含有接地系统设计。而且, 随着建筑物的要求不同, 各类设备的功能不同, 接地系统也相应不同。尤其进入90年代后, 大量的微机室的出现对接地系统设计提出了许多新的内容。在常用的几种接地方式中, 哪一种能够适合微机室呢?我们不妨分析一下下面几种接地系统。

一、TN-C系统

TN-C系统被称之为三相四线系统, 该系统中性线N与保护接地PE合二为一, 通称PEN线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高, 线路经济简单, 但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。智能化大楼内, 单相负荷所占比重较大, 难以实现三相负荷平衡, PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管 (可控硅) 等设备引起的高次谐波电流, 在非故障情况下, 会在中性线N上叠加, 使中性线N电压波动, 且电流时大时小极不稳定, 造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳 (与PEN线连接) 带电, 对人身造成不安全, 而且也无法取到一个合适的电位基准点, 精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为微机室的接地系统。

二、TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个接地系统组成, 第一部分是TN-C系统, 第二部分是TN-S系统, 分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所, 进户之前采用TN-C系统, 进户处做重复接地, 进户后变成TN-S系统。TN-C系统前面已做分析。TN-S系统的特点是:中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后, 不能再有任何电气连接。该系统中, 中性线N常会带电, 保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时, 始终不会带电。因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线, 各自都从接地体一点引出, 及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施, 那么TN-C-S系统可以作为微机室的一种接地系统。

三、TN-S系统

TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN-S系统的特点是, 中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外, 两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的, 而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要像TN-C-S接地系统, 采取同样的技术措施, TN-S系统可以用作微机室的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时, 一般都采用这种接地系统。

四、TT系统

通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接, 即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时, 不管三相负荷平衡不平衡, 在中性线N带电情况下, PE线不会带电。只有单相接地故障时, 由于保护接地灵敏度低, 故障不能及时切断, 设备外壳才可能带电。正常运行时的TT系统类似于TN-S系统, 也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现, 该系统也会越来越作为智能型建筑物的接地系统。从目前的情况来看, 由于公共电网的电源质量不高, 难以满足智能化设备的要求, 所以TT系统很少被微机室采用。

五、IT系统

IT系统是三相三线式接地系统, 该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地, 无中性线N, 只有线电压 (380V) , 无相电压 (220V) , 保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时, 不会使外壳带有较大的故障电流, 系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的微机室的。

电气设备接地与保护 篇9

智能化楼宇的供电接地系统宜采用TN-C-S系统, 按规范宜采用一个总的共同接地装置, 即统一接地体。统一接地体为接地电位基准点, 由此分别引出各种功能接地引线, 利用总等电位和辅助等电位的方式组成一个完整的统一接地系统。通常情况下, 统一接地系统可利用大楼的桩基钢筋, 并用40x4 (mm) 镀锌扁钢将其连成一体, 作为自然接地体。根据规范, 该系统与防雷接地系统共用, 其接地电阻应≤1Ω。

1 智能楼宇电气安装施工的特点

智能化楼宇BAS系统的线路包括电源线、网络通信线和信号线, 电源线一般采用BV- (500V) 2.5mm2铜芯聚氯乙烯 (PVC) 绝缘线;网络通信线一般采用同轴电缆, 有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线, 在强干扰环境中和远距离传输时宜选用光缆, 一般来说, 实现BAS系统管、槽、布线的工程量较大, 与装修、空调等专业配合点较多, 施工存在一定难度。因此要根据设计图纸及现场实际情况, 明确弱电竖井设置和重要公共场所的位置。施工中, 垂直线槽敷设要和装修专业配合, 充分考虑美观和检修方便。水平金属线槽从弱电竖井出来后在电梯间、走廊吊顶内敷设, 一般采用镀锌钢管进入室内。工作区使用按实际需要选用合适的活动地板, 导线进入室内后在活动地板下金属线槽内敷设, 引到工作区。具体安装施工特点难点如下:

由于电梯间及走廊内风管、水管和强电管线多, 各专业难免交叉冲突, 本着“小管让大管, 弱电让强电”的原则, 需要在施工之前与各专业沟通, 科学布置天花板截面图, 严格按照图纸施工。垂直主线槽按照不同系统在竖井内进行施工, 电源槽和弱电槽分开施工。统一安排各弱电系统在竖井内的管、槽分布。水平线槽按照不同系统分线槽施工, 电源槽和弱电槽分开施工, 线管在墙面和地面工程进行时预埋, 并进行接地保护。

2 智能楼宇电气设备安装施工技术要点

电气竖井内电气管线设备安装。母线槽安装时, 用钢卷尺在最高层的楼板预留孔位置量好母线槽两侧[10槽钢的间距, 依次固定各层预留孔位置上的槽钢。固定时应使用每相外壳的纵向间隙分配均匀, 两相邻的母线与外壳间同心, 其误差不得超过5mm。母线槽安装完毕后, 应在其四周砌一周50mm高的阻水圈。桥架安装时, 应确定支吊架的安装位置, 根据支吊架承受的荷载, 选择相应的金属膨胀螺栓及钻头埋好螺栓后, 可用螺母配上相应的垫圈将支架或吊架直接固定在金属膨胀螺栓上。桥架水平或垂直敷设直线部份的平直程度和垂直度允许偏差不超过5mm。每层金属电缆桥架及其支架接地采用一条25mm扁平软铜线与-50×5接地铜排连接。分支电缆的固定, 用电缆卡箍。配电箱安装, 用金属膨胀螺栓, 把配电箱固定在混凝土墙或砖墙上。配电箱与钢管、桥架的连接当配电箱开孔时应整齐并与管径相吻合, 保证一管一孔。当配电箱与桥架连接时应保证开孔尺寸与桥架大小相吻合。最后做好孔洞封堵。

楼层板面电气安装施工。电气管路预埋考虑到电气竖井内配电箱为明装, 公共照明电源回路电管预埋至电气竖井时应根据配电箱位置预埋, 管道应排列整齐以方便下道工序施工, 保证管路与配电箱正确连接, 提高连接质量与观感标准。

控制系统电气设备安装施工。主要是做好传感器和执行器的安装, 使用安装说明书、装配图以及有关技术标准等进行施工, 精心操作, 防止设备损坏。

3 电气接地保护安装技术措施

为把雷电流迅速导人大地, 以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地, 主要针对信息机房及建筑内信号源采取针对性防雷措施。由于建筑内常常布设大量的电子贵重设备和智能综合布线系统, 这些设备、系统的耐压等级低、防干扰要求高, 很容易受到雷击。

具体措施:接闪器采用针带组合接闪器, 避雷带采用25mm×4m m镀锌扁钢在屋顶组成≤5m×5m (或4m×6m) 的网格。该网格与屋面金属构件做电气连接, 与结构柱内钢筋做电气连接, 引下线利用结构柱内钢筋、圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接, 外墙面所有金属构件也与防雷系统连接, 柱内钢筋与接地体连接, 组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备, 而且还能防止外来的电磁干扰。

工作接地是将电力系统电气装置中, 为运行需要所设的接地。综合建筑内主要的工作接地是变压器中性点或是中性线。中性点接地可以防止零序电压偏移, 保持三相电压基本平衡, 这对于低压系统很有意义, 保证满足单相电源设备使用要求。

安全保护接地是将电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线杆塔等, 由于绝缘损坏有可能带电, 为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。强电设备、弱电设备以及一些非带电导电设备与构件等, 均要求采取安全保护接地措施。安全保护接地是保障智能化综合建筑电气系统内设备及人身安全的必要装置。

电力和信号电缆的金属护套或保护罩应进行等电位联结, 采用屏蔽信号电缆时, 应限制故障电流由电力系统流向信号电缆、数据电缆、接地的外护套或线芯。宜采取辅助等电位导体来加强外屏蔽, 如采用旁路的等电位联结导体。使用公用屏蔽信号或数据电缆时, 采用旁路等电位导体应是最小截面为16mm的铜质材料或具有相同电导体的导体。等电位联结的阻抗应尽可能小, 因此应使联结尽量短, 或采用感应电抗和阻抗较低的截面形状。接地母排用于等电位系统时, 应做成环状。建筑物中等电位联结网络系统类型, 在每一层都有一种等电位网络系统类型, 不同的等电位系统应互连, 并且用导体至少连接两处。

4 结语

总之, 根据智能建筑电气设备工程的特点, 只有严格按规范和施工工艺要求进行安装施工, 运行调试过程中各系统运行正常, 才能充分发挥系统的运行效率, 取得了良好的施工效果和经济效益。

参考文献

[1]赵思亮.现代智能楼宇电气设备安装技术与接地保护措施分析探讨[J].中外建筑, 2009.

[2]李有忠.同时采用接地保护和接零保护的危害[J].科技情报开发与经济, 2007.

[3]张涛.建设机械电气设备的接地保护探讨[J].建设机械技术与管理, 1995.

电气设备接地与保护 篇10

关键词：接地系统,PEN线,负荷平衡,TN-S,防静电接地,统一接地体

在民用建筑供配电设计中, 接地系统设计占有重要的地位, 它关系到供电系统的可靠性, 安全性。随着建筑物的要求不同, 各类设备的功能不同, 接地系统也相应不同。低压配电系统的接地型式有;TN、TT和IT三种。TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种。以下分析几种常见的接地系统。

1 TN-C系统

TN-C系统被称之为三相四线系统, 该系统中性线N与保护接地PE合二为一, 通称PEN线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高, 线路经济简单, 但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。在民用建筑中单相负荷所占比重较大, 难以实现三相负荷平衡, 在非故障情况下, 会在中性线N上叠加, 使中性线N带电, 且电流时大时小极不稳定, 造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳 (与PEN线连接) 带电, 对人身造成不安全, 而且也无法取到一个合适的电位基准点。因此TN-C接地系统不宜作为民用建筑的接地系统。

2 TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个接地系统组成, 第一部分是TN-C系统, 第二部分是TN-S系统, 分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所, 进户之前采用TN-C系统, 进户处做重复接地, 进户后变成TN-S系统。TN-C系统前面已做分析。TN-S系统的特点是:中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后, 不能再有任何电气连接。该系统中, 中性线N常会带电, 保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时, 始终不会带电。因此只要我们采取接地引线, 各自都从接地体一点引出, 及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施, 那么TN-C-S系统可以作为民用建筑物的一种接地系统。

3 TN-S系统

TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN-S系统的特点是, 中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外, 两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的, 而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要按TN-S接地系统, 采取同样的技术措施, TN-S系统可以用作民用建筑物的接地系统。

4 TT系统

通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接, 即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时, 不管三相负荷平衡不平衡, 在中性线N带电情况下, PE线不会带电。只有单相接地故障时, 由于保护接地灵敏度低, 故障不能及时切断, 设备外壳才可能带电。正常运行时的TT系统类似于TN-S系统, 也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。该系统也会越来越作为民用建筑物的接地系统。由于公共电网的电源质量不高, 难以满足建筑现代化设备的要求, 所以TT系统很少被高层建筑大楼采用。

5 IT系统

IT系统是三相三线式接地系统, 该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地, 无中性线N, 只有线电压 (380V) , 无相电压 (220V) , 保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时, 不会使外壳带有较大的故障电流, 系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的建筑大楼。

在民用建筑中, 要求保护接地的设备非常多, 均必须采用有效的保护接地。如果采用TN-C系统, 将TN-C系统中的N线同时用做接地线;或者在TN-S系统中将N线与PE线接在一起, 再连接到底板上去;再或不设置电子设备的直流接地引线, 而将直流接地直接接到PE线上;有的干脆把N线、PE线、直流接地线混接在一起。以上这些做法都是不符合接地要求的。在民用建筑内, 单相用电设备较多, 因此在中性线N中带有随机电流。如果将N线接到设备外壳上, 会造成电击或火灾事故;如果在TN-S系统中将N线与PE线连在一起, 再接到设备外壳上, 那么危险更大;因此高层建筑应设置电子设备的直流接地, 直流工作接地, 工作安全保护接地, 信息系统接地, 防雷保护接地, 防静电接地和屏蔽接地。

6 分析建筑物内应采取的各种接地措施

6.1 防雷接地

建筑物防雷接地是一个系统工程, 必须将外部防雷接地措施和内部防雷接地措施作为整体综合考虑。为把雷电流迅速导入大地, 以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。

民用建筑内有大量的电子设备与布线系统, , 以及他们相应的布线系统。从已建成的大楼看, 不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此对建筑的防雷接地设计必须严密、可靠。

各类防雷接地装置的工频接地电阻, 一般应根据落雷时的反击条件来确定。防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的接地网时, 接地电阻应符合其最小值要求。

6.2 交流工作接地

将电力系统中的某一点, 直接或经特殊设备 (如阻抗, 电阻等) 与大地作金属连接, 称为工作接地。

工作接地主要指的是变压器中性点或中性线 (N线) 接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子, 等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意, 该接线端子不能外露;不能与其它接地系统, 如直流接地, 屏蔽接地, 防静电接地等混接;也不能与PE线连接。

6.3 安全保护接地

安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件, 用PE线连接起来, 但严禁将PE线与N线连接。

加装保护接地装置并且降低它的接地电阻, 不仅是保障建筑电气系统安全, 有效运行的有效措施, 也是保障非建筑内设备及人身安全的必要手段。

6.4 直流接地

在一幢综合性建筑物里, 包含有大量的自动化设备。为了使其准确性高, 稳定性好, 除了需要一个稳定的供电电源外, 还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线, 一端直接与基准电位连接, 另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接, 严禁与N线连接。

6.5 屏蔽接地与防静电接地

在民用建筑内, 电磁兼容设计是非常重要的, 为了避免所用设备的机能障碍, 避免会出现的设备损坏, 构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰。。因此对这些设备及其布线必须采取保护措施, 免受来自各种方面的干扰。屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接;导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接;室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。将带静电物体或有可能产生静电的物体 (非绝缘体) , 通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁静干燥环境中, 所有设备外壳及室内 (包括地坪) 设施必须均与PE线多点可靠连接。

民用建筑接地装置的接地电阻越小越好, 独立的防雷保护接地电阻应≤10Ω;独立的安全保护接地电阻应≤4Ω;独立的交流工作接地电阻应≤4Ω;独立的直流工作接地电阻应≤4Ω;防静电接地电阻一般要求≤100Ω。

7 结束语

通过以上的分析, 供电接地系统宜采用TN-S系统, 按规范宜采用一个总的共同接地装置, 即统一接地体。统一接地体为接地电位基准点, 由此分别引出各种功能接地引线, 利用总等电位和辅助等电位的方式组成一个完整的统一接地系统。通常情况下, 统一接地系统可利用大楼的桩基钢筋, 并用40*4 (mm) 镀锌扁钢将其连成一体, 作为自然接地体。根据规范, 该系统与防雷接地系统共用, 其接地电阻应≤1Ω。若达不到要求, 必须增加人工接地体或采用化学降阻法, 使接地电阻≤1Ω。在变配电所内设置总等电位铜排, 该铜排一端通过构造柱或底板上的钢筋与统一接地体连接。另一端通过不同的连接端子分别与交流工作接地系统中的中性线连接, 与需要做安全保护接地的各设备连接, 与防雷系统连接, 与需做直流接地的电子设备的绝缘铜芯接地线连接。在智能大厦中, 因为系统采用计算机参与管理或使用计算机作为工作工具, 所以其接地系统宜采用单点接地并宜采取等电位措施。单点接地是指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开, 各自成为独立系统。可从机柜引出三个相互绝缘的接地端子, 再由引线引到总等电位铜排上共同接地。不允许把三种接地联结在一起, 再用引线接到总等电位铜排上。实际上这是混合接地, 这种接法极不安全。

参考文献

[1] (民用建筑电气设计规范) JGJ16-2008.2008年6月第一版.中国建筑工业出版社出版

电气设备接地与保护 篇11

【关键词】 保护接地；保护接零；配电网；剩余电流保护器

一、当前矿山低压配电网负荷端保护接地

我们知道，我国的家用电器大多采用三芯电源线配三脚电源插头或四芯电源线配四脚电源插头，对于三相四线制的电器设备，电器外壳会另附一根黄绿两色的保护接地线，以便在电器工作时实行保护接地。由于现行的公用配电网络中，并没有采用统一专用的接地（或接零）线与之相适应。同时，每一个客户并也不是都具备这方面的专业技术知识，再加上城镇居住条件的客观环境、房屋配电系统设计施工的不规范、供电部门的安全宣传管理不到位等因素的限制或影响。对于一般的电力客户来说，要想真正能够正确有效地实施保护接地，并不是一件容易的事。因此，大多数的客户在产品买回去后，往往都是将产品设计中要求使用的保护接地线弃而不用。有些既使采用了一定措施，使用了保护接地线，也往往很难达到规程要求的技术标准，存在着诸多的不安全因素，甚至因此反而埋下了许多事故隐患。这样一来，产品中原本是为了客户安全使用电器，而必须要求客户采用的保护接地，反而变成了摆设和累赘。

笔者通过实地走访和入户调查发现，在随机抽查的500户家庭（或单位）中：能够正确选择使用保护接地的客户没有一家；电器买回去后，接地线弃置不用的占总户数的95.6%；选择使用了保护接地，但不正确的客户占总户数的4.4%；不了解自己所在的配电网是何种配电系统的客户，占总户数的98%；能够正确区分接地保护与接零保护的客户不到总户数的1%。

二、接地系统接线类型

在我国的《民用电气设计规范》（JGJ/T16-92）标准中将低压配电系统分为三种，即TN、TT、IT三种形式。其中，第一个大写字母Ｔ表示电源变压器中性点直接接地；Ｉ则表示电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）。第二个大写字母Ｔ表示电气设备的外壳直接接地，但和电网的接地系统没有联系；Ｎ表示电气设备的外壳与系统的接地中性线相连。

TN系统：电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。

TT系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳没有专用保护接地线（PE）。

IT系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备外壳没有专用保护接地线（PE）。

三、正确认识和掌握保护接地的两种保护方式的不同点和使用范围

实践证明，采用保护接地是当前我国低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施。由于保护接地又分为接地保护和接零保护，两种不同的保护方式使用的客观环境又不同，因此如果选择使用不当，不仅会影响客户使用的保护性能，还会影响电网的供电可靠性。那么作为公用配电网络中的电力客户，如何才能正确合理地选择和使用保护接地呢？

电力客户究竟应该采取何种保护方式，首先必须取决于其所在的供电系统采取的是是何种配电系统。如果客户所在的公用配电网络是TT系统，客户应该统一采取接地保护；如果客户所在的公用配电网络是TN-C系统，则应统一采取接零保护。

TT系统和TN-C系统是两个具有各自独立特性的系统，虽然两个系统都可以为客户提供220/380V的单、三相混合电源，但它们之间不仅不能相互替代，同时在保护措施上的要求又是截然的不同。这是因为，同一配电系统里，如果两种保护方式同时存在的话，采取接地保护的设备一旦发生相线碰壳故障，零线的对地电压将会升高到相电压的一半或更高，这时接零保护（因设备的金属外壳与零线直接连接）的所有设备上便会带上同样高的电位，使的设备外壳等金属部分呈现较高的对地电压，从而危及使用人员的安全。因此，同一配电系统只能采用同一种保护方式，两种保护方式不得混用。其次是客户必须懂得什么叫保护接地，正确区分接地与接零保护的不同点。保护接地是指家用电器、电力设备等由于绝缘的损坏可能使得其金属外壳带电，为了防止这种电压危及人身安全而设置的接地称为保护接地。将金属外壳用保护接地线（PEE）与接地极直接连接的叫接地保护，如图1所示（图略）。

四、如何正确选择和使用接地保护与接零保护

规范客户受电端建筑物内的配电线路设计、施工工艺标准和要求，通过对新建或改造的客户建筑物的室内配电部分，实施以局部三相五线制或单相三线制，取代TT或TN-C系统中的三相四线制或单相二线制配电模式，可以有效实现客户端的保护接地。所谓“局部三相五线制或单相三线制”就是在低压线路接入客户后，客户要改变原来的传统配线模式，在原来的三相四线制和单相二线制配线的基础上，分别各增加一条保护线接入到客户每一个需要实施接地保护电器插座的接地线端子上。为了便于维护和管理，这条保护线的室内引出和室外引入端的交汇处应装设在电源引入的配电盘上，然后再根据客户所在的配电系统，分别设置保护线的接入方法。

五、使用保护接地时应注意的问题

1．TT系统中客户使用的电器外露可导电部分要全部作接地保护

在TT系统中，受电设备外露可导电部分如果不作接地保护，一旦绝缘破损，外壳即呈现有危险电压，人触及后通过人体的电流值，可达数百毫安足以致人于死地。

2．TN-C系统中客户所有使用的电器外露可导电部分要用保护线连接到保护中性线上，严禁保护线（PE）断线

在TN-C系统中，接保护中性线是为了防止受电设备因绝缘破坏，外壳带电伤人，而将受电设备的外露可导电部分用保护线与保护中性线相连接。之所以起保护作用，主要是利用相线碰壳时，产生的短路电流，短路电流经相线—中性线回路，而不经过电源中性点接地装置，使过流保护装置动作而中断电源，起到保护作用。其保护效能要好于接地保护的保护效能。但在具体实施过程中，如果稍有疏忽大意，不能严格按照规程要求实施保护要求，接零保护系统导致的触电危险性仍然是很高的。如果连接客户电器设备的保护线（PE）发生断线或电器设备未连接保护线（PE），一旦发生设备绝缘损坏碰壳故障，不仅不能形成单相金属性短路，反而使得电器设备的外壳带电危及人身和设备安全。

3．合理设置熔断器的位置

在TT系统不宜在N线上装设电器将N线断开，当需要断开N线时，应装设相线和N线一起断开的保护电器。在TN-C系统，严禁断开PEN线，不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线上装设电器时，只能相应断开相线回路。

4．正确安装使用末级剩余电流保护器

安装剩余电流保护器是防止低压电网剩余电流造成故障危害的有效技术措施。在低压配电网络中，作为客戶端的末级保护，通常采用剩余电流保护装置，也称漏电开关作为附加保护。客户在选择安装剩余电流保护装置时，不仅要充分考虑供电线路、供电方式、供电电压及系统的接地型式；还要严格区分中性线和保护线，三极四线式或四极式剩余电流保护装置的中性线应接入剩余电流保护装置。要特别注意的是：无论客户使用什么样的配电系统，中性线一旦经过剩余电流保护装置就不得再作为保护线使用，也不得重复接地或接设备外露可导电部分，保护线也不得接入剩余电流保护装置。剩余电流保护装置安装后，负荷侧的中性线，不得与其他回路共用，被保护的电气设备、线路的正常运行时的绝缘电阻不应小0.5MΩ。

5．规范室内配线

规范客户端的室内配线和安装工艺，严格按照《农村低压电力技术规程》要求进行电器安装。同一场所的电器进线方式要统一，如配电盘的开关进线为面向配电盘，三相四线从左到右为N、A、B、C；单相排列为中性线、相线。所有电器设备的开关均应控制相线。要特别注意插座的接线要求，必须是：单相2孔插座，水平安装时面对插座的右接线柱接相线，左接线柱接中性线，垂直安装时插座的上接线柱接相线，下接线柱接中性线；单相3孔插座，面对插座的上孔接线柱在TT系统接接地线，在TN-C系统接保护中性线，右孔接线柱接相线，左孔接线柱接中性线；三相4孔插座，面对插座的上方接线柱在TT系统接接地线，在TN-C系统接保护中性线，相线则由左孔接线柱起分别接A、B、C三相。不同电压的插座安装于统一场所时，应有明显区别，且插头不能相互插入。

6．杜绝违章用电行为

客户在使用电能的时候，要严格遵守《煤矿安全用电规程》，杜绝用电违章行为。

一是要严格按照电器使用的说明书操作，对需要采取保护接地的电器设备，一定要根据自己所在的电力系统选择相应的保护接地方式。

二是要经常试验剩余电流保护装置的动作可靠性，对不能正常动作的要及时通知供电部门进行更换或维修，在发现剩余电流保护装置动作后无法正常投远时，要及时检查故障原因，待故障设备排除后，方可送电，严禁私自退出剩余电流保护装置的运行，强制送电。

三是要根据自己的用电负荷合理选择熔断器和熔丝的大小，严禁用铜、铝线替代熔丝，尤其是采用接零保护的电力客户，如果不按规定选择使用熔断器和熔丝，电器设备一旦发生漏电故障，短路电流就不能使熔丝及时熔断，断开电源，使得接零保护难以发挥其应有的保护作用。这是因为该系统是利用设备绝缘损坏碰壳时，形成的单相金属性短路，产生的足够大的短路电流而使过流保护装置迅速动作，来切断漏电设备电源的。如果熔丝选择的熔断电流值大于短路电流值时，熔丝就不能及时熔断二失去切断电源之作用。四是不能以为安装了剩余电流保护装置就可以万事大吉了，任何丝毫的侥幸心理都会成为安全用电的隐患。

六、结论

不同的接地方式应选用不同的接地保护器。TT系统中，剩余电流保护装置是接地故障的适合保护器；而在TN-C系统，就不宜采用剩余电流保护装置；在TN-S，TN-C-S系统，均可采用剩余电流保护装置作保护器。为了达到保护人身安全，又不要扩大停电范围，要正确选择剩余电流保护装置的分级保护。安装剩余电流保护装置保护，要防止接地方式混乱，及接地、接零混用。还要正确使用，使用不当也会造成停电或事故。

参考文献：

[1]黄纯华，刘维仲.《工厂供电》.中央广播电视大学教学用书.天津大学出版社，1995年10月，第六次

[2]陈小虎.《工厂供电技术》（第2版）.高职高專教育.高等教育出版社.2006年5月第1次印刷

[3]贺家李，宋从炬.电力系统继电保护原理.北京：中国电力出版社，1999

电气设备接地接零保护应用分析 篇12

1 基本概念

1.1 接地保护, 又叫保护接地, 就是把电气设备的金属外壳用足够粗的金属导线与大地可靠地连接起来的保护方式。电气设备采用接地保护措施后, 设备外壳已通过导线与大地有良好的接触, 则当人体触及带电的外壳时, 人体相当于接地电阻的一条并联支路, 而人体电阻远远大于接地电阻, 所以通过人体的电流很小, 避免了触电事故。

1.2 接零保护, 又叫保护接零, 就是在中性点接地的系统中, 将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好金属连接的保护方式。当某一相绝缘损坏使设备外壳带电时, 由于外壳采用了保护接零措施, 因此该相线和零线构成同路, 单相短路电流很大, 足以使线路上的保护装置 (如熔断器) 迅速熔断, 从而将漏电设备电源断开, 从而避免人身触电的可能性。

2 保护接地、保护接零的应用分析

保护接地应用于中性点不接地的配电系统中。保护接零用于380/220V、三相四线制、电源的中性点直接接地的配电系统。电气设备采取采用接地或接零的保护方式, 与现场的配电方式有关: (l) 当电气设备在中性点非直接接地的低压供电系统中, 电力装置应采用低压接地保护; (2) 当电气设备在中性点直接接地的低压电系统中, 电力装置应采用低压接零保护。有时在中性点直接接地的三相四线制TN-C系统中, 使保护中性线PEN重复接地, 可降低漏电设备外壳的对地电压, 减轻因中性线中断而产生的触电危险。保护中性线截面不应小于相线截面的50%, 并应尽可能与相线相同; (3) 当电气设备在使用专用变压器供电的低压供电系统中, 宜采用中性点直接接地的三相五线制 (TN-S) 保护接零系统, 电气设备的金属外壳必须与专用保护零线 (PE) 可靠连接。

专用保护零线应由工作接地线、配电室 (箱式变压器) 的零线或第一级漏电保护器电源侧的零线引出。

2.1 保护接地分析

在中性点不接地的三相电源系统中, 接到这个系统上的某电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时, 如果人站在地上用手触及外壳, 由于输电线与地之间有分布电容存在, 将有电流通过人体及分布电容同到电源, 使人触电。在一般情况下这个电流是不大的。但是, 如果电网分布很广, 电网绝缘强度显著下降, 这个电流可能达到危险程度, 这就必须采取安全措施。电气设备采用保护接地措施后, 设备外壳已通过导线与大地有良好的接触, 则当人体触及带电的外壳时, 人体相当于接地电阻的一条并联支路, 南于人体电阻远远大于接地电阻, 所以通过人体的电流很小, 避免了触电事故。

在三相四线制供电系统中变压器低压侧中性点的接地称为工作接地。接地后的中性点称为中性线称为零线。工作接地提高了变压器供电的可靠性, 同时也可以降低高压窜入低压的危险。对高压侧中性点不接地系统, 单相接地电流通常不超过30A, 事故时低压中性点电压不超120V, 工作接地电阻不大于4欧姆, 就能满足接地要求。

2.2 保护接零分析

1) 在保护接零系统中, 零线起着非常重要的作用, 零线的连接应牢固可靠、接触良好, 且零线与设备的连接应该用螺栓压紧, 保证从电气设备接地体之间导电良好。所有电气设备的接零线上不可以有串联现象。在零线上禁止安装保险丝或单独的断流开关。在有腐蚀性物质的环境中, 为了防止零线的腐蚀, 应在其表面涂以必要的防腐涂料, 并保证地下接地体的安装距离。接地线接零宜采用钢质材料, 铝导体不得埋地, 携带型接地线要用多股软铜线。一旦出现零线断线, 如果在零线断线处后面有的电气设备外壳漏电, 则这台设备外壳长期带电, 而且所带电压接近于电源相电压, 危险性将被扩大。

2) 电源中性点不接地的三相四线制配电系统中, 不允许用保护接零, 而只能用保护接地。在中性点不接地的配电系统中, 任一相发生接地, 系统虽仍可照常运行, 但这时大地与接地的相线等电位, 则接在零线上的用电设备外壳对地的电压将等于接地的相线从接地点到电源中性点的电压值, 是十分危险的。

3) 在采用保护措施时, 必须注意不允许在同一系统上把一部分设备接零, 另一部分用电设备接地。当外壳接地的设备发生碰壳漏电, 而引起的事故电流烧不断熔丝时, 设备外壳就带电110V, 并使整个零线对地电位升高到11OV, 于是其他接零设备的外壳对地都有110V电位, 这是很危险的。由此可见, 在同一个系统上不准采用部分设备接零、部分设备接地的混合做法。

4) 在采用保护接零的系统中, 还要在电源中性点进行工作接地和在零线的一定间隔距离及终端进行重复接地。在三相四线制的配电系统中, 将配电变压器低压侧中性点通过接地装置与大地直接连接叫工作接地。将电源中性点接地, 可以降低每相电源的对地电压, 当人触及一相电源时, 人体受到的是相电压。而在中性点不接地系统中, 当一根相线接地, 人体触及另一根相线时, 作用于人体的是电源的线电压, 其危险性很大。同时配电变压器的中性点接地, 为采用保护接零方式提供必备条件。

在中性点接地的系统中, 除将配电变压器中性点作工作接地外, 将零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接称为重复接地。其作用主要是:降低漏电设备对地电压;减轻了零干线断线的危险;加速保护装置的动作速度, 缩短事故持续时间;改善架空线路的防雷性能。在作接零保护的线路中, 架空线路沿线每一公里处以及转角杆、分歧杆与终端杆处等, 零线应重复接地。电缆线路和架空线路在引入建筑物处, 零线亦应重复接地, 但是如无特殊要求时, 距接地点不超过50m的建筑物可以不作重复接地。

2.3 注意事项

在敷设保护零线时, 保护零线应单独敷设, 不作它用;保护零线的线路上不得装设开关或熔断器, 尤其是在施工用电与外电线路共用供电系统时, 电气设备应根据当地供电公司的要求采用保护接地或保护接零;在由同一发电机、同一变压器或同一母线供电的低压电力系统中, 不宜同时采用接地保护与接零保护。此外, 若用电设备厂家有明确的接地与接零规定, 首先应根据厂家说明进行必要的接地与接零保护。

3 结语

应根据用电时的特点、实际情况、规模和地质特征、设备状况以及操作维护情况, 合理确定接地或接零保护, 提高施工现场用电设备效率和安全可靠性, 最大限度地防止人身受到电流伤害, 达到保障人身安全的目的。

摘要：为确保配电网络中的电气设备安全、稳定的运行, 可靠供电, 合理选择保护方式是非常必要的。本文对接地、接零保护进行分析探讨, 以供同行参考。