浅析电气安装工程中的接地保护

　　摘 要：将电力系统和电气设备的某一部分经接地线连接到接地极上，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。本文主要针对电气安装工程中各种接地保护型式的特点及使用要求作出了详细的分析，并介绍了在接地保护施工过程中应注意的问题及防范措施。

　　关键词：电气安装 接地装置 接地保护

　　一、接地保护的概念及作用

　　1.1 接地保护的概念

　　接地保护通常又被称为保护接地，也就是将电力系统或电气设备的某一部份经过接地线与专门的接地体连接成一体。在电力系统中接地的部份一般是中性点;电气设备的接地部份则是正常情况下不带电的金属导体，一般是金属外壳。为了保护安全的需要， 把不属于电气系统或装置的导体， 例如：水管、 风管及建筑物的金属构件 (如钢结构或玻璃幕墙的金属立柱)和接地体相连也可称为接地保护。

　　1.2接地的作用

　　1.2.1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。

　　1.2.2保证电力系统的正常运行。

　　1.2.3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。

　　1.3 接地保护装置的构成

　　接地保护装置一般是由接地极、 接地导体和总接地端子 (总接地母排) 等构成的。 总接地端子 (总接地母排) 通过接地导体与接地极连接， 实现电气装置需接地部分与地的连接， 又可通过保护导体、保护联结导体与电气装置内外露可导电部分、电气装置外可导电部分的联结， 实现总等电位联结。

　　1.4 接地保护的几种制式

　　1.4.1IT 接地保护制式

　　IT 接地保护制式指电源中性点不接地或经阻抗 (消弧线圈或大电阻的接地设备) 接地， 而电气设备的金属外壳经各自的 PE (protective wire)保护线直接接地的三相三线制低压配电系统， 也称小电流接地系统。 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，系统还可以正常运行， 缺点是没有中性线 N (neutral wire)， 只有线电压， 无相电压， 因此，不适用于拥有大量单相用电设备的系统

　　1.4.2TT 接地保护制式

　　TT 接地保护制式指电源中性点直接接地， 而电气设备的外露可导电部分经各自的 PE 保护线直接接地的三相四线制低压配电系统。其特点是中性线 N 与保护接地线 PE 是分开的， 没有互相连接，即中性点接地与 PE 接地是分开的。

　　1.4.3TN 接地保护制式

　　TN 接地保护制式指电源的中性点直接接地， 负载设备的外露可导电部分，通过保护线连接到电源接地点的接地系统。依据零线 N和保护线 PE 不同的安排方式 TN 系统又可以分为 TN—C 接地保护制式、 TN—S 接地保护制式、 TN—C—S 接地保护制式。

　　1)TN—C 接地保护制式：该系统中性线 N 与保护接地线 PE 合二为一， 统称为 PEN (protective neutral wire)线。所有设备的外露可导电部分均与 PEN线连接。

　　该系统特点是： 对接地故障灵敏度高戡路经济简单。在一般情况下.只要保护装置和 PEN 线截面选择适当，是能够满足供电可靠性和用电安全性的，但当三相负载不平衡或只有单相设备时， PEN 线有电流通过， 当 PEN 线断开时，在断线后的设备外壳上， 由于负载中性点偏移， 可能出现危险电压， 因此它只适合用于三相负荷较平衡的场所。

　　2) TN—S 接地保护制式： 该系统 N 线和 PE 线是分开设置的，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。 适合建筑物内设有独立变配电所时所使用， 其特点是： 一旦 N 线断开， 只影响用电设备的正常工作， 不会导致在断线点后的设备外壳上出现危险电压，既使负载电流在零线上产生较大的电位差， 与 PE 线相连的设备外壳上仍能保持零电位， 不会出现危险电压， 在用电设备之间不会产生电磁干扰。

　　3) TN—C—S 接地保护制式：由 TN-C、 TN—S 两个接地保护制式相组而成， 前面是 TN-C 接地保护制式， 后面是 TN—S 接地保护制式，分界面在 N 线和 PE 线的连接点，兼有 TN-C、 TN—S 两者的优点，保护性能介于两者之间， 适用于建筑物的供电由区域变电所引来的系统使用，进户前采用 TN—C 接地保护制式，进户处重复接地，进户后变成 TN—S 接地保护制式。

　　二、常用接地制式的使用及技术要求

　　2.1 几种接地保护制式的使用要求

　　2.1.1 对 IT 接地保护制式的使用要求

　　IT 接地保护制式特别适用于防爆区域的配电系统使用， 因为 IT接地保护制式当发生一相碰触到外壳或碰地故障时，由于故障电流较小， 不会产生电火花， 此时， 配电系统设置的报警设备会发出报警信号， 可通过检查来排除故障;

　　IT 接地保护制式相对于其他接地制式来讲，在工程中使用得较少。

　　2.1.2 对 TT 接地保护制式的使用要求。

　　TT 接地制式中的配电系统必须有一点直接接地，称为工作接地， 接地点一般设置在变配电所内， 接地点可以是变压器的中性点，也可以是变配电所内的低压配电柜的 N 排。

　　2.1.3 对 TN-C 接地保护制式的使用要求。

　　1) 采用 TN-C 接地保护制式时， 如果 PEN 线因意外而断开， 那么断开点后面的用电设备必然失去了保护，而且如果断开点后面用电设备中有单相用电设备， 断开点后的 N 线可通过单相负荷与相线相连而同电位，会造成断开点后面的用电设备外壳出现 220V 的电压， 对操作人员的人身安全构成致命的威胁。解决 PEN 线的意外断开可以采取两项较为有效的预防措施： 其一、 从提高 PEN 线的机械强度考虑， 当采用铜导线时， 截面不得小于 10mm2; 采用铝导线时，截面不得小于 16mm2。其二、 对用电设备采取重复接地也是一种有效的方法， 可在 PEN 线的中途或末端进行重复接地， 但重复接地的接地电阻要求不能大于 10Ω。

　　2) 电源线路小于 10mm2 的用电设备的 PE 线与 N 线必须分开，只能在 PEN 线上并接分别引入设备。

　　2.1.4 对 TN-S 接地保护制式的使用要求。

　　TN-S 接地保护制式有其优点： 不论是 N 线还是 PE 线因意外断开， 电气设备的外壳均不会带电。N 线断开， 只是使单相用电设备无法工作; PE 线断开， 只是使用电设备失去了接地保护。采用 TN-C 接地 保护制式时， N 线与 PE 线在用电设备端是不准接反及相互短路的。

　　2.1.5 对 TN-C-S 接地保护制式的使用要求。

　　在 TN-C-S 接地保护制式中， 设置重复接地是十分重要的，一般人会以为电气设备外壳接了地后， 电气设备外壳的电位就是零电位，但不要忘记了， 接地装置也存在有接地电阻。

　　2.2 接地保护装置各组成部份的技术要求

　　2.2.1 接地极

　　(1) 对接地极的材料和尺寸的选择，应使其既耐腐蚀又具有适当的机械强度。

　　(2) 任何一种接地极， 其功效都取决于当地的土壤条件。对给定的土壤条件和所要求的接地电阻值，应选择一个或多个接地极以满足接地的要求。

　　(3) 在选择接地极类型和确定其埋地深度时，应考虑到当地的条件和相关规程， 以便在土壤干燥和冻结的情况下， 接地极的接地电阻不致增加到会有损电击防护措施的阻值。

　　(4)应注意在接地配置中采用不同材料时的电解腐蚀问题。

　　(5)用于输送可燃性液体或气体的金属管道， 不应用作接地极。

　　2.2.2 接地导体

　　接地导体与接地极的连接应牢固， 且有良好的导电性能。 这种连接应采用热熔焊、 压力连接、 夹具或其它的机械连接。机械接头应按厂家的说明书安装。若采用夹具，则不得损伤接地极或接地导体。

　　2.2.3 总接地端子 (总接地母排)

　　(1)在采用保护联结的每个装置中都应配置有总接地端子 (总接地母排) ， 并应将下列导体与其连接：

　　—保护联结导体;

　　—接地导体;

　　—保护导体;

　　—功能接地导体 (如果适当的话) 。

　　(2) 接到总接地端子上的每根导体， 都应能被单独地拆开。这种连接应当牢固可靠， 而且只有用工具才能拆开。

　　2.2.4 保护导体

　　(1)保护导体最小截面积

　　保护导体的截面积都应满足关于自动切断电源所要求的条件，而且能承受预期的故障电流。

　　(2)保护导体类型

　　保护导体由下列的一种或多种导体组成：

　　-多芯电缆中的导体;

　　-与带电导体共用的外护物的绝缘的或裸露的导体;

　　-固定安装的裸露的或绝缘的导体;

　　三、结论

　　据统计，危险的间接接触电压时常导致电击人身伤害事件的发生。电气工程中接地目的就是为了减少接触电压， 而建筑施工中， 须按规范要求进行等电位联结， 这样便获得了相当低的接触电阻， 极大地降低了接触电压。进行等电位联结后， 还消除了建筑物外沿PE线窜入的危险故障电压， 消除电磁场干扰， 减少保护器动作不可靠所带来的危害以及防雷电等。

　　参考文献

　　[1]苏晓华，闻映红，电子设备的接地技术，安全与电磁兼容，2004，(01)。

　　[2]电气设备安装工程接地装置施工验收规范(GB50169—92).

　　[3]解广润 电力系统接地技术 水利电力出版社 1985

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文章名称： 浅析电气安装工程中的接地保护

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