探讨电气设备的接地
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摘要：将电力系统,电气装置和电气设备的某一部分与大地作良好的电气连接称为接地。亦可说成电气设备的任何部分与大地（土壤）间作良好的电气连接。电力系统中接地的部分一般是中性点，也可以是相线上的某一点。电气设备的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体，一般为金属外壳。
电气设备接地装置由接地体和接地线组成。与土壤直接接触的金属体称为接地体；连接电气设备与接地体之间的导线（或导体）称为接地线。
关键词：电气设备；接地
1 接地的种类和目的
（一）保护接地。保护接地是指电气设备或电气装置的正常不带电的金属部分和金属外壳的接地.在大多数场合,保护接地能够防止人员触及因绝缘损坏,漏电而带有危险电压的金属部分而遭到的电击;保护接地也能够防止因漏电或对地短路引起的火灾.
（二）工作接地。工作接地是一种功能性的接地,主要是指包括高,低压在内的电力系统的接地.在正常或者事故情况下,为保证电力系统和电气设备的可靠运行,必须将电力系统中某一点(如发电机,变压器的中性点,电动机的中性点,某一相的中点,防止过电压的避雷器的某一点等)直接或者经消弧线圈,电抗器,电阻器,击穿熔断器等设备与大地作良好的电气连接,这便是工作接地.
（三）防雷及防过电压接地。为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地。
（四）防静电接地。为了消除静电对人身和设备产生危害而进行的接地，如将某些液体或气体的金属输送管道或车辆的接地。
（五）屏蔽接地。为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其他设备造成电磁干扰的屏蔽设备的接地。
2 接地的作用
我们往往只知道接地可防止人身遭受电击，其实接地除了这一作用外，还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统的正常运行。
（一）防止电击。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。
（二）保证电力系统的正常运行。电力系统的接地，又称工作接地，一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小，对大型的变电站要求有一个接地网，保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。
低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地，如果中性点对地绝缘，就会使其他两相的对地电压升高到3倍的相电压，其结果可能把工作电压为220V的电气设备烧坏。对中性点接地的系统，即使一相与地短路，另外二相仍可接近相电压，因此接于其他二相的电气设备不会损坏。此外可防止系统振荡，电气设备和线路只要按相电压考虑其绝缘水平。
（三）防止雷击和静电的危害。雷电发生时，除了直接雷外，还会生产感应雷，感应雷又分为静电感应雷和电磁感应雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。
3 电气设备接地技术原则
（一）为保证人身和设备安全，各种电气设备均应根据国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》进行保护接地。保护接地线除用以实现规定的工作接地或保护接地的要求外，不应作其他用途。
（二）不同用途和不同电压的电气设备，除有特殊要求外，一般应使用一个总的接地体，按等电位连接要求，应将建筑物金属构件、金属管道（输送易燃易爆物的金属管道除外）与总接地体相连接。
（三）人工总接地体不宜设在建筑物内，总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。
（四）有特殊要求的接地，如弱电系统、计算机系统及中压系统，为中性点直接接地或经小电阻接地时，应按有关专项规定执行。
4 电气设备接地方法
（一）保护接地
为防止触电事故而装设的接地，称之为保护接地。保护接地仅适用于中性点不接地的电网。凡在这个电网中的电气设备的金属外壳、支架及相连的金属部分均应接地。中性点接地的电路系统不宜采用保护接地。
（二）工作接地
系统接地线既是各电路中的静态、动态电流通道，又是各级电路通过共同的接地阻抗而相互偶合的途径，从而形成电路间相互干扰的薄弱环节。所以，电子电气仪器设备中的一切抗干扰技术，都和接地有关。正确的接地是抵制噪声和防止干扰的主要途径，它不仅能保证电子电气设备正常、稳定和可靠地工作，而且能提高电路的工作精度。电子电气仪器设备中的系统接地是否要接大地和如何接大地，与系统的工作稳定性有着密切的关系，通常有4种方式。
1、浮地方式。浮地就是不接大地，是一种悬浮的方式，其目的是将电路或设备与公共地或可能引起环流的公共导线隔离开来，从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连，容易出现静电积累现象，这样积累起来的电荷达到一定程度后，在设备和大地之间会产生具有强大放电电流的静电击穿现象，这是一种破坏性很强的干扰源。为此，在采用浮地方式时，应在设备与大地之间接一个阻值很大的泄放电阻，以消除静电积累的影响。
2、单点接地方式。由于2点接地易形成接地环路，所以一点接地的功能是消除和防止形成接地环路。单点接地有串联和并联2种方式。单点接地是为许多接在一起的电路系统提供共同参考点。电流流过接地导线时，导线中或多或少有阻抗。串联接地电路电流I1，I2，，，，IN都经过阻抗Z1，Z1是电路1，2……N共有的共同阻抗，因此，电路1，2……N的电位受I1，I2……IN共同影响，它们之间互相牵制。而并联接地方式没有公共阻抗，电路1，2……N互不干扰，所以并联接地最为简单实用。一点接地方式适合工作频率低于1MHz以下的低频电路。
3、多点接地方式。对于高频电路（信号频率为10MHz以上），由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗，一点接地方式已不再适用。为了降低接地线阻抗及减少地线间的杂散电感和分布电容所造成的电路间的相互偶合，应短距离把各元器件接地端子接在此地面上。
4、混合接地。电路系统既有低频电路，又有高频电路或数字电路时，在系统中应采用混合接地方式。电路系统中的低频部分采用单点接地，而高频部分则需要多点接地，这样的接地方式既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性，从而达到最佳抑制干扰的目的。
(三)防雷及防过电压接地
接地网的布置应尽量使电位分布均匀,以减少接触电压和跨步电压.如将接地装置布置成环形,可在环形装置内部加设相互平行的均压带,距离一般为4~5米.
(四)防静电接地。防静电的措施有；
1. 储存易燃的液体,气体和粉末状产品用的金属容器,设备.输送管路及上述非导电材料可能与金属外皮相摩擦的部分,都应可靠接地.
2. 厂房内相对湿度保持在70%以上.
3. 机械传动的连接最好不用皮带传动,用平皮带传动时,应采取措施增加其导电性,减少静电荷积聚,如涂特殊油膏.
(五)屏蔽接地。屏蔽接地的具体做法如下:
1. 对较小的单台装置,如控制箱等,可设一专用的屏蔽接地端子,汇集各根电缆的屏蔽层的引线.对大的装置,在柜内设屏蔽接地母线,各屏蔽层接至此母线.将屏蔽接地端子或母线与其他种类接地连接后一起引致接地体.
2. 当有多台装置时,设独立的屏蔽接地母线,此母线可单独引至独立的接地体,也可与其他种类接地连接后一起引至接地体.
3. 为保证一点接地,屏蔽层必须有绝缘护套,而且应保证施工时不致损坏护套.屏蔽层经过装置时,应接至专用端子,以确保屏蔽层的连续性.