宇阳电力为您介绍电力工程的接地技术

一、接地简述

接地（earthing）接地指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。可以分为工作接地、防雷接地和保护接地。

二、接地分类及作用

按带电性质可分为交流接地系统和直流接地系统两大类。按用途可分为工作接地系统、保护接地系统和防雷接地系统。而防雷接地系统中又可分为设备防雷和建筑防雷。

2.1交流接地系统

交流接地系统有工作接地和保护接地。

(1)所谓工作地，在低压交流电网中是三相电源中的中性点直接接地

(2)所谓保护接地，是指电气设备在正常情况下与带电部分绝缘的金属外壳与接地装置进行良好的电气连接。

2.2直流接地系统

直流接地系统的分类

根据性质和用途的不同，直接接地系统可分为工作接地和保护接地。

工作接地用于保护通信设备和直流通信电源设备的正常运行;

保护接地用于保护人身和设备。

2)直流工作接地的作用

电力工程利用大地作为良好的参考零电位，保证各通信设备之间甚至各局(站)之间的参考电位无差，从而保证通信设备的正常运行。

减少由于用户线路对地绝缘不良而引起的通信回路间的串扰。

3)直流保护接地作用

防止在损坏直流设备的绝缘时对设备造成电击，确保维护人员的人身安全。

降低设备和电路中的电磁感应，保持稳定的电势，达到屏蔽的目的，减少噪声干扰，防止静电。

2.3联合接地系统

1)联合接地系统的组成

联合接地系统由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成。

2)联合接地系统的优点

(1)地电位平衡，同一层各线路系统电位大致相等，消除危及设备的电位差。

②公共接地母线建立了全球参考零电位点。当地电势上升时，各处地电势一致地上升，几乎在任何时候都没有电位差。

③消除了接地系统的干扰。通常根据不同的电气特性设计各种接地系统。它们相互作用，现在使用接地系统，接地系统工作时不受干扰。

(4)电磁兼容性能更好。由于强、弱电流、高、低频电流等电位，以及分屏蔽设备和分支接地线的方法，提高了电磁兼容性能。

2.4防雷接地

通信局(站)防雷接地有两种:

(一)一是为保护建筑物或天线免受雷击而专门设置避雷针避雷接地装置，由建筑部门设计安装;

(2)另一种是为防止雷击过电压对通信设备或电力设备造成损害，需要安装避雷器和埋设防雷接地装置。例如，高压避雷器的下端接接地装置。

三、保护接地和保护归零

3.1接地和接地设备

电气设备的一部分与地球之间良好的电气连接称为接地。

接地装置由接地体和接地线两部分组成。

(1)埋在地下，与地球直接接触的金属导体，称为接地体或接地极。专门用于接地和人工安装的接地体，称为人工接地体。也用作与大地直接接触的各种金属构件的接地体，建筑物的基础，称为自然接地体。

(2)电气设备的接地体与金属外壳之间的连接线称为接地线。设备正常运行时，地线不携带电流，但在发生故障时通过接地故障电流。接地线分为接地干线和接地支路。由几个接地体通过接地线在地面上相互连接而成的一个整体称为接地网。

1、接地体;2、接地线;3.接地支线;4、设备

3.2接地电流和接地电压

当电气设备发生接地故障时，电流通过接地体呈半球形分布到地球上，这种电流称为接地电流。试验表明，在距离单接地体或接地故障点约20米的地方，实际上，色散电阻已经接近于零，此电势为零，称为电“地”或“地”。电气设备的接地部分与零电位“地”(“地”)之间的电位差称为接地部分对地的电压。

3.3接触电压和步进电压

接触电压是指设备绝缘损坏时，机体同时接触的两个部分之间的电位差。如果站在发生接地故障的设备旁边，手接触到设备的金属外壳，则手和脚之间的电位差为接触电压。

步进电压是指在故障点附近行走时两脚之间的电位差。在避雷装置释放雷电电流的带电断流点和接地体附近行走时，也存在阶梯电压。

阶跃电压与到接地点的距离有关。距离短路接地点越远，阶跃电压越小。当它是20米远，阶跃电压近似为零。因此，在敷设变压器、配电站接地装置时，接地网电位分布应尽量均匀，以降低接触电压和步进电压。

四、接地的种类

4.1工作接地

工作接地用于保证电力系统和电气设备的正常运行，如电源中性点接地、防雷装置接地等。

每一种工作接地都有自己的功能。例如,电源的中性点直接接地,可保持地面的相电压的三相系统操作,和电源的中性点经消弧线圈接地,可消除单相接地时的连接地点的断续电弧，防止系统出现过电压。至于防雷装置的接地，其功能更是显而易见的，不进行接地就无法对地泄放雷电流，从而无法实现防雷的要求。

4.2保护接地

缘的损坏，在正常情况下不带电的电力设备外壳有可能带电，为了保障人身安全，将电力设备正常情况不带电的外壳与接地体之间作良好的金属连接，称为保护接地

保护接地一般应用在高压系统中，在中性点直接接地的低压系统中有时也有应用。

保护接地可分为三种不同类型：

TN系统（保护接零）、

IT系统和TT系统（保护接地）

安全接地：包括 保护接地 和防雷接地

Tn-c系统:中性线N与保护线PE组合在一起，将电气设备的不带电金属部分接在一起。适用于三相负荷相对平衡，单相负荷不大的地方。广泛应用于工厂低压设备的接地保护。

Tn-s系统:中性线N与保护线PE分开，电气设备金属外壳接在保护线PE上。适用于环境条件差、对安全可靠性要求高、对电磁干扰要求严格的场所。

Tn-c-s系统:它是两者的结合。大多数电气设备的接线采用Tn-c系统，当设备有特殊要求时，采用TN-S的形式将设备各部分连接起来

IT系统:IT是电源的小电流接地系统的保护接地方法。电气设备的不带电金属部分通过接地体直接接地。当电气设备金属外壳发生故障而带电时，接地电容电流分别通过接地体和人体的两个支路。只要接地装置的接地电阻在一定范围内，流经人体的电流就会被限制在一个安全的范围内。

TT系统:用于大电流接地系统的保护接地。配电系统中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分由各自的接地装置直接接地，与系统接线无关

绝缘损坏发生故障时，故障电流较大，对于小容量设备，可使其熔断器或熔断器自动开关跳闸切断电源;但大容量设备无法切断电源，人身安全无法保证。可通过安装漏电保护开关来弥补。

4.3保护接地和零连接注意事项

(1)在同一中性点接地系统中，有的不能取保护接地，有的取保护零，否则取保护接地的设备发生单相接地故障时，取保护零的设备外露导电部分将带来危险电压。

(2)在中性点不接地系统中，电气连接的设备的保护接地装置应连接成一个整体。由于设备双壳碰撞，会使所有设备外壳的危险电压落到地面。

(3)在零线上不得安装熔断器和开关，以防止零线断路而失去保护零接的功能。为安全起见，中性线必须多次接地，以保证零接保护的可靠性。

(4)保护接地装置不得作为单相设备的中性线脱机。

(5)中性线不能用作保护零线，安全性差。

4.4重复接地

中性点直接接地的低压电网采用零接时，将零线上的一个或多个点作为金属性重新与地球连接，称为重复接地。

功能是:当系统发生外壳短路时，可降低零线对地电压，当零线断线时，或当零线与相线交叉连接时，可降低触电危险。

中性点直接接地的低压电网采用零接时，必须多次接地。重复接地的要求如下:

低压架空线路末端及沿线每1公里;高低压线架设时，低压线的零线应在公用杆架设段的接线端子的两端接地;低压电缆线路无专用线芯作为中性线，或使用电缆金属外皮作为中性线;电缆和架空线路被引入车间或大型建筑。

5、接地装置

5.1自然接地体的利用

安装接地设备时，应先使用自然接地设备，以节省投资。可作为天然接地体:与地面有可靠连接的建筑物的刚性结构和钢筋、轨道传动、埋在地下的不燃易爆金属管。可供配电的建筑物由钢筋混凝土基础作为天然由使用的自然接地体，必须保证良好的电气连接，建筑物结构接点，除非有焊接、螺栓连接或其他连接，应采用跨接焊接，且跨接电缆不得小于规定值。

5.2人工接地体的埋设

人工接地体埋设时，应注意不要埋设在垃圾、矿渣和强腐蚀性土壤中，在这些情况下应进行更换。

5.3接地线

自然接地线为节约金属，减少投资，接地线选用天然导体。如建筑物金属框架、电梯竖井、电缆金属外皮等均可作为天然接地线。各种金属管道(易燃液体、易燃易爆气体除外)均可作为低压电气设备的自然接地线。

为保证可靠连接和机械强度，人工接地电缆一般采用钢结构。接地体和接地线的截面积应符合中国电气法规的最小规范。

接地电阻是指接地体的色散电阻与接地线、接地体的电阻之和。由于接地体和接地线的电阻比较小，可以省略。因此，接地电阻可以认为是接地体的色散电阻。

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