什么是電氣接地？電氣接地有什么方式？

一、接地簡述

接地（earthing）接地指電力系統(tǒng)和電氣裝置的中性點、電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分經(jīng)由導(dǎo)體與大地相連。可以分為工作接地、防雷接地和保護接地。

二、接地分類及作用

按帶電性質(zhì)可分為交流接地系統(tǒng)和直流接地系統(tǒng)兩大類。按用途可分為工作接地系統(tǒng)、保護接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)。而防雷接地系統(tǒng)中又可分為設(shè)備防雷和建筑防雷。

2.1 交流接地系統(tǒng)

交流接地系統(tǒng)有工作接地和保護接地。

(1)所謂工作接地，在低壓交流電網(wǎng)中就是將三相電源中的中性點直接接地

(2)所謂保護接地，就是將受電設(shè)備在正常情況下與帶電部分絕緣的金屬外殼部分與接地裝置作良好的電氣連接。

2.2直流接地系統(tǒng)

1) 直流接地系統(tǒng)分類

按照性質(zhì)和用途的不同，直接接地系統(tǒng)可分為工作接地和保護接地兩種。

工作接地用于保護通信設(shè)備和直流通信電源設(shè)備的正常工作；

保護接地則用于保護人身和設(shè)備的安全。

2)直流工作接地的作用

利用大地作良好的參考零電位，保證在各通信設(shè)備間甚至各局（站）間的參考電位沒有差異，從而保證通信設(shè)備的正常工作。

減少用戶線路對地絕緣不良時引起的通信回路間的串音。

3)直流保護接地的作用

防止直流設(shè)備絕緣損壞時發(fā)生觸電危險，保證維護人員的人身安全。

減小設(shè)備和線路中的電磁感應(yīng)，保持一個穩(wěn)定的電位，達到屏蔽的目的，減小雜音的干擾，以及防止靜電的發(fā)生。

2.3聯(lián)合接地系統(tǒng)

1)聯(lián)合接地系統(tǒng)組成

聯(lián)合接地示意圖聯(lián)合接地系統(tǒng)由接地體、接地引入、接地匯集線、接地線所組成。

2)聯(lián)合接地系統(tǒng)優(yōu)點

①地電位均衡，同層各地線系統(tǒng)電位大體相等，消除危及設(shè)備的電位差。

②公共接地母線為全局建立了基準零電位點。當發(fā)生地電位上升時，各處的地電位一齊上升，在任何時候，基本上不存在電位差。

③消除了地線系統(tǒng)的干擾。通常依據(jù)各種不同電特性設(shè)計出多種地線系統(tǒng)。彼此間存在相互影響，而今采用一個接地系統(tǒng)之后，使地線系統(tǒng)做到了無干擾。

④電磁兼容性能變好。由于強、弱電，高頻及低頻電等電位，又采用分屏蔽設(shè)備及分枝地線等方法，所以提高了電磁兼容性能。

2.4防雷接地

在通信局（站）中，通常有兩種防雷接地:

(1)一種是為保護建筑物或天線不受雷擊而專設(shè)的避雷針防雷接地裝置，這是由建筑部門設(shè)計安裝的；

(2)另一種是為了防止雷擊過電壓對通信設(shè)備或電源設(shè)備的破壞需安裝避雷器而埋設(shè)的防雷接地裝置。如高壓避雷器的下接線端匯接后接到接地裝置。

三、保護接地和保護接零

3.1 接地和接地裝置

電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。

接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成：

（1）埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體或接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、建筑物的基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。

（2）接地體與電氣設(shè)備的金屬外殼之間的連接線，稱為接地線。接地線在設(shè)備正常運行時是不載流的，但在故障情況下通過接地故障電流。接地線又分為接地干線和接地支線。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。

▲ 1.接地體；2.接地干線；3.接地支線；4.設(shè)備

3.2 接地電流和對地電壓

當電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流，稱為接地電流。試驗表明，在距單根接地體或接地故障點20米左右的地方，實際上散流電阻已趨近于零，這電位為零的地方，稱為電氣上的“地"或“大地"。電氣設(shè)備的接地部分與零電位的“地"（大地）之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓。

3.3 接觸電壓和跨步電壓

接觸電壓是指設(shè)備絕緣損壞時，在身體同時觸及的兩部分間出現(xiàn)的電位差。如人站在發(fā)生接地故障的設(shè)備旁，手觸及設(shè)備金屬外殼，則人手與腳之間的電位差，即為接觸電壓。

跨步電壓是指在故障點附近行走，兩腳間出現(xiàn)的電位差。在帶電的斷線落地點附近及防雷裝置泄放雷電流的接地體附近行走時，同樣也有跨步電壓。

跨步電壓的大小與距接地點的遠近有關(guān)，距離短路接地點愈遠，跨步電壓愈小，距離20米以外時，則跨步電壓近似等于零。因此在敷設(shè)變配電所的接地裝置時，應(yīng)盡量使接地網(wǎng)做到電位分布均勻，以降低接觸電壓和跨步電壓。

四、接地的種類

4.1工作接地

工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達到正常工作要求而進行的一種接地，例如電源中性點的接地、防雷裝置的接地等。

各種工作接地有各自的功能。例如電源中性點直接接地，能在運行中維持三相系統(tǒng)中相線對地電壓不變，而電源中性點經(jīng)消弧線圈接地，能在單相接地時消除接地點的斷續(xù)電弧，防止系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓。至于防雷裝置的接地，其功能更是顯而易見的，不進行接地就無法對地泄放雷電流，從而無法實現(xiàn)防雷的要求。

4.2保護接地

由于絕緣的損壞，在正常情況下不帶電的電力設(shè)備外殼有可能帶電，為了保障人身安全，將電力設(shè)備正常情況不帶電的外殼與接地體之間作良好的金屬連接，稱為保護接地

保護接地一般應(yīng)用在高壓系統(tǒng)中，在中性點直接接地的低壓系統(tǒng)中有時也有應(yīng)用。

保護接地可分為三種不同類型：

TN系統(tǒng)（保護接零）

IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)（保護接地）

安全接地：包括 保護接地 和防雷接地

TN-C系統(tǒng)：中性線N與保護線PE是合在一起的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相連，適用于三相負荷比較平衡且單相負荷不大的場所，在工廠低壓設(shè)備接地保護中使用相當普遍。

TN-S系統(tǒng)：中性線N與保護線PE分開，電氣設(shè)備的金屬外殼接在保護線PE上，適用于環(huán)境條件較差、安全可靠要求較高以及設(shè)備對電磁干擾要求較嚴的場所。

TN-C-S系統(tǒng)：是兩者的綜合，電氣設(shè)備大部分采用TN-C系統(tǒng)接線，在設(shè)備有特殊要求場合局部采用專設(shè)保護線接成TN-S形式

IT系統(tǒng)：是對電源小電流接地系統(tǒng)的保護接地方式，電氣設(shè)備的不帶電金屬部分直接經(jīng)接地體接地。當電氣設(shè)備因故障金屬外殼帶電時，接地電容電流分別經(jīng)接地體和人體兩條支路通過，只要接地裝置的接地電阻在一定范圍內(nèi)，就會使流經(jīng)人體的電流被限制在安全范圍。

TT系統(tǒng)：針對大電流接地系統(tǒng)的保護接地。配電系統(tǒng)的中性線N引出，但電氣設(shè)備的不帶電金屬部分經(jīng)各自的接地裝置直接接地，與系統(tǒng)接線不發(fā)生關(guān)系

發(fā)生絕緣損壞故障時，故障電流較大，對小容量設(shè)備，可使其熔絲熔斷或自動開關(guān)跳閘切斷電源；但對大容量設(shè)備無法確保切斷電源，無法保障人身安全，可通過加裝漏電保護開關(guān)彌補。

4.3保護接地和保護接零中注意的問題

（1）同一中性點接地系統(tǒng)中，不能有的采取保護接地，有的又采取保護接零，否則當采取保護接地的設(shè)備發(fā)生單相接地故障時，采取保護接零的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分將帶上危險的電壓。

（2）中性點不接地系統(tǒng)中，凡有電聯(lián)系的設(shè)備的保護接地裝置應(yīng)連為一體。因為設(shè)備發(fā)生雙碰殼時，將使所有設(shè)備外殼上出現(xiàn)危險的對地電壓。

（3）在零線上不允許安裝熔斷器和開關(guān)，以防零線斷線，失去保護接零的作用，為安全起見，中性線還必須實行重復(fù)接地，以保證接零保護的可靠性。

（4）不能把保護接地裝置引下線作為單相設(shè)備的中性線。

（5）不能把中性線有作為保護零線，安全性差。

4.4重復(fù)接地

在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，將零線上的一點或多點再次與大地作金屬性連接，稱為重復(fù)接地。

作用是：當系統(tǒng)中發(fā)生碰殼短路時，可以降低零線的對地電壓，當零線斷裂時，或當零線與相線交叉連接時，都可以減輕觸電的危險。

在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中采用接零時，必須實行重復(fù)接地。對實行重復(fù)接地的要求如下：

在低壓架空線末端及沿線每1km處；當高低壓線路共桿架設(shè)時，在共桿架設(shè)段的兩端終端桿上，低壓線路的零線要接地；沒有專用線芯作零線，或利用電纜金屬外皮作零線的低壓電纜線路；電纜和架空線在引入車間或大型建筑物處。

五、接地裝置

5.1自然接地體的利用

裝設(shè)接地裝置時，首先利用自然接地體，以節(jié)約投資。可作為自然接地體的有：與大地有可靠連接的建筑物的剛結(jié)構(gòu)和鋼筋、行車的鋼軌、埋地的非可燃可爆的金屬管等。對于變配電所來說，可利用其建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為自然接利用自然接地體時，一定要保證良好的電氣連接，在建構(gòu)筑物的結(jié)合處，除已焊接者外，凡用螺栓連接或其它連接的，都應(yīng)采用跨接焊接，而且跨接線不得小于規(guī)定值。

5.2人工接地體的埋設(shè)

人工接地體的埋設(shè)，應(yīng)注意不要埋設(shè)在垃圾、爐渣和有強烈腐蝕性土壤處，遇有這些情況應(yīng)進行換土。

5.3接地線

自然接地線為了節(jié)約金屬，減少投資，應(yīng)盡量選擇自然導(dǎo)體作為接地線。如建筑物的金屬構(gòu)架、電梯豎井、電纜的金屬外皮等都可以作為自然接地線。各種金屬管道（可燃液體、可燃或爆炸性氣體的金屬管道除外）可作為低壓電力設(shè)備的自然接地線。

人工接地線為了連接可靠并有一定的機械強度，一般采用鋼作為人工接地線。對于接地體和接地線的截面積應(yīng)符合我國電氣規(guī)定的最小規(guī)格。

接地電阻是接地體的散流電阻與接地線和接地體電阻的總和。由于接地體和接地線的電阻相對較小，可略去不計。因此接地電阻可認為就是接地體的散流電阻。