接地是一項很復雜的龐大的系統工程,由于文章的篇幅,本文也只能介紹其中的鳳毛麟角,起到一個(gè)拋磚引玉的作用。
接地就是把設備的某一部分通過(guò)接地裝置同大地緊密連接起來(lái)。接地是zui古老的電氣**措施。到目前為止,接地仍然是應用zui廣泛的電氣**措施之一。不論是強電設備還是弱電設備,不論是交流設備還是直流設備,不論是高壓設備還是低壓設備,不論是固定式設備還是移動(dòng)式設備,不論是生產(chǎn)用設備還是生活用設備,不論是發(fā)電廠(chǎng)還是用戶(hù),都采用不同方式、不同用途的接地措施。
一、電氣接地的作用
接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設備和線(xiàn)路遭受損壞、預防火災和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統正常運行,現分別說(shuō)明如下。
(一)防止人身遭受電擊
正常情況下,將電氣設備不帶電的金屬部分與接地極之間作良好的金屬連接,以保護人體的**,防止人身遭受電擊。當電氣設備某處的絕緣體損壞時(shí),外殼就帶電,由于電源中性點(diǎn)接地,即使設備不接地,因線(xiàn)路與大地間存在電容,或者線(xiàn)路上某處絕緣不好,如果人體觸及此絕緣損壞的電氣設備外殼,電流就會(huì )流經(jīng)人體而成通路,從而遭受電擊的危害。有接地裝置的電氣設備,當絕緣損壞、外殼帶電時(shí),接地電流將同時(shí)沿著(zhù)接地極和人體兩條通路流過(guò),流過(guò)每一條通路的電流值將與其電阻的大小成反比。
(二)保障電氣系統正常運行
電力系統接地一般為中性點(diǎn)接地,中性點(diǎn)的接地電阻很小,因此中性點(diǎn)與地之間的電位差接近于零。當相線(xiàn)碰殼或接地時(shí),其他兩相對地電壓,在中性點(diǎn)絕緣系統中將升高為相電壓的萬(wàn)倍;而在中性點(diǎn)接地的系統中則接近于相電壓,因此中性點(diǎn)接地有利于系統穩定運行,防止系統振蕩,而且系統中的電氣設備和線(xiàn)路只要按相電壓考慮其絕緣水平,降低了電氣設備的制造成本和線(xiàn)路的建設費用。系統由于有了中性點(diǎn)的接地線(xiàn),也可保證繼電保護的可靠性。通信系統一般采用正極接地,可防止雜音竄人和保證通信設備正常運行。電子線(xiàn)路需要穩定的參考點(diǎn)才能正常運行,因此也要接地。、
(三)防止雷擊和靜電的危害
雷擊時(shí)產(chǎn)生的靜電感應和電磁感應以及物料在生產(chǎn)和運輸中因摩擦而引起的靜電,都可能造成電擊或火災危險 直擊雷造成的危害比感應雷造成的危害更大,而且發(fā)生的機會(huì )更多,所以,為了防止直擊雷,必須裝設防雷裝置。所有防雷裝置和防止靜電危險的措施,zui主要的方法都是設置接地裝置。
二、接地的目的
按照接地的形成情況,可將接地的目的分為正常接地和故障接地兩大類(lèi)。正常接地是為了某種需要而人為地造就的,故障接地則是由各種外界或自身因素自然地造成的。
(一)正常接地
正常接地就是設備在正常工作時(shí)必須接地,按照接地的不同作用,又可將正常接地分為工作接地和**接地兩大類(lèi)。
1) 工作接地
工作接地通常有以下三種情況:
(1)利用大地作回路的接地。此時(shí),正常情況下也有電流通過(guò)大地。如直流工作接地、弱電工作接地、“兩線(xiàn)一地”(上世紀七八十年代,為了節省材料,ABC三相供電時(shí),BC兩相采用架空線(xiàn)傳輸,而將A相通過(guò)大地傳輸)制供電方式中的一相接地等。這種接地的方式主要的優(yōu)點(diǎn)就是節約布線(xiàn)資源,節省成本,但是弊端也很明顯,當電流超過(guò)一定限度時(shí),接地點(diǎn)可能出現危險的高電位;地中電流可能對鄰近通訊線(xiàn)路產(chǎn)生感應電勢而造成干擾。對通訊有一定影響,有些故障保護不動(dòng)作。目前這種方式已經(jīng)很少使用。

(2)維持系統**運行的接地。正常情況下沒(méi)有電流或只有很小的不平衡電流通過(guò)大地。如110kV以上系統的中性點(diǎn)接地、低壓三相四線(xiàn)制系統的變壓器中性點(diǎn)接地等。
(3)防雷接地:為了防止雷擊和過(guò)電壓對設備及人身造成危害而設置的接地,即為過(guò)電壓保護接地,也叫防雷接地。
為了防止人畜和建筑物遭受雷擊,常常在建筑物頂部裝設防雷裝置。防雷裝置分接閃器、引下線(xiàn)和接地裝置三部分。接閃器又稱(chēng)受雷裝置,即通??匆?jiàn)的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。防雷裝置受到雷擊時(shí),在接閃器、引下線(xiàn)和接地體上都會(huì )產(chǎn)生很高的電位。如果防雷裝置與建筑物內外的電氣設備、電線(xiàn)和其他金屬管道間絕緣距離不夠,它們之間就會(huì )產(chǎn)生放電現象,這種情況稱(chēng)為反擊。當架空線(xiàn)路直接受到雷擊或在它的附近發(fā)生雷擊時(shí),在線(xiàn)路上就會(huì )形成高達幾百千伏的感應過(guò)電壓,沿線(xiàn)路兩端傳人建筑物內,這稱(chēng)為高電位引入。防止高電位引人的保護措施,也是需要有接地裝置的。
2) **接地
**接地,顧名思義,就是為了**而設置的接地,**接地主要包括以下四種:
(1)為防止電力設施或電氣設備絕緣損壞危及人身**而設置的保護接地。
(2)為消除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的靜電積累,引起觸電或爆炸而設的靜電接地。
(3)為防止電磁作用而對設備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線(xiàn)外皮所進(jìn)行的屏蔽接地。
(4)為了防止管道受電化腐蝕,采用陰極保護或犧牲陽(yáng)極的電法保護接地等。
3) 屏蔽接地
為了防止外來(lái)電磁波的干擾和侵人,造成電子設備誤動(dòng)作或通信質(zhì)量下降,以及為了防止電子設備產(chǎn)生的高頻能向外部泄放,需將線(xiàn)路的濾波器、變壓器的靜電屏蔽層、電纜的屏蔽網(wǎng)等進(jìn)行接地,這種接地稱(chēng)為屏蔽接地。高層建筑為減少豎井內垂直管道受雷電流感應產(chǎn)生的感應電勢,將豎井混凝土壁內的鋼筋予以接地,這也屬于屏蔽接地。
4) 防靜電接地
靜電是由于摩擦等原因而產(chǎn)生的積蓄電荷,要防止靜電產(chǎn)生事故或影響電子設備的工作,就需要有使靜電荷迅速向大地泄放的接地,這種接地稱(chēng)為防靜電接地。
5) 等電位接地
醫院某些特殊的檢查和治 療室、手術(shù)室和病房中,病人所能接觸到的金屬部分(如床架、床燈、醫療電器等)不應發(fā)生有危險的電位差,因此要把這些金屬部分相互連接起來(lái)成為等電位體并予以接地,這種接地稱(chēng)為等電位接地。高層建筑中為了減少雷電流造成的電位差,將每層的鋼筋網(wǎng)及大型金屬物體連接成一體并接地,這也是等電位接地。
6) 電子設備的信號接地和功率接地
電子設備的信號接地(或稱(chēng)邏輯接地)是信號回路中放大器、混頻器、掃描電路、邏輯電路等的統一基準電位接地,目的是不致引起信號量的誤差,該參考電平不一定是0V。功率接地是所有繼電器、電動(dòng)機、電源裝置、大電流裝置、指示燈等電路的統一接地,以保證在這些電路中的干擾信號泄漏到地中,不致干擾靈敏的信號電路。
二、各種接地的作用
(一) 工作接地的作用
1) 降低人體的接觸電壓
如果中性點(diǎn)沒(méi)有進(jìn)行工作接地,一旦發(fā)生一相接地故障,則中性線(xiàn)對地電壓變?yōu)榻咏嚯妷旱臄抵?,使所有接零設備的對地電壓均接近相電壓,觸電危險性大。同時(shí)其他非接地兩相的對地電壓也可能接近線(xiàn)電壓,使單相觸電的危險程度加大。采用工作接地后,當發(fā)生一相導線(xiàn)接地故障時(shí),接零設備對地電壓即為零線(xiàn)對地電壓。
2) 迅速切斷故障設備
在中性點(diǎn)絕緣系統中,當一相碰地時(shí),由于接地電流很小,保護設備不能迅速動(dòng)作切斷電源,接地故障將長(cháng)時(shí)間地持續下去,這對人體是極不**的。在中性點(diǎn)接地系統中情況就不同了。當一相碰地時(shí),接地電流成為很大的單相短路電流,保護設備能準確而迅速的動(dòng)作,切斷申源,從而保證人體負于觸申。
(二) 保護接地的作用
保護接地是一種重要的**技術(shù)措施,無(wú)論在高壓或低壓系統、交流或直流系統以及在防止靜電等方面,都得到了廣泛應用。在電力系統中,保護接地主要應用于三相三線(xiàn)制電網(wǎng)。在三相三線(xiàn)制中性點(diǎn)不接地系統中,當電氣設備因絕緣損壞而使金屬外殼帶電時(shí),人體誤觸及該設備外殼,電流就會(huì )通過(guò)人體與大地和電網(wǎng)之間的阻抗(對地電容和絕緣電阻并聯(lián)阻抗)構成回路,造成觸電危險。