电气自动化中电气接地及电气保护技术分析

李嘉铮+夏韵

摘要：随着我国经济的高速发展，人们对电气安装工程质量提出了更高的要求。目前，我国各种电气设备和民用电器有了很大的发展，建筑电气安装工程技术也随之提高。本文结合笔者多年的工作实践， 对电气自动化中电气接地及电气保护技术分析。

关键词：电子自动化；电气接地；电气保护

引言

为了方便大家，给大家营造一个安全舒适的电气系统供应环境，高层建筑设计者在电气的安装上采用了符合相关标准的接地设备，为提高电气系统的安全概率，减少电气的安全隐患，电气系统的安全运行就成为了高层建筑中的主要因素，因此电气系统的安全性成为了最主要的施工标准之一，必须加强接地保护系统建设研究。

1 电气接地

在建筑物供配电设计中，接地系统设计占有重要的地位，因为它关系到供电系统的可靠性，安全性。尤其近年来，大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的内容。目前的电气接地主要有以下两种方式：

1.1 TN-S系统

TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN-S系统的特点是，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。中性线N是带电的，而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要象TN-C-S接地系统，采取同样的技术措施，TN-S系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。

在智能建筑里，单相用电设备较多，单相负荷比重较大，三相负荷通常是不平衡的，因此在中性线N中带有随机电流。另外，由于大量采用荧光灯照明，其所产生的三次谐波叠加在N线上，加大了N线上的电流量，如果将N线接到设备外壳上，会造成电击或火灾事故；如果在TN-S系统中将N线与PE线连在一起再接到设备外壳上，那么危险更大，凡是接到PE线上的设备，外壳均带电；会扩大电击事故的范围；如果将N线、PE线、直流接地线均接在一起除会发生上述的危险外，电子设备将会受到干扰而无法工作。因此智能建筑应设置电子设备的直流接地，交流工作接地，安全保护接地，及普通建筑也应具备的防雷保护接地。此外，由于智能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换机房，计算机房，消防及火灾报警监控室，以及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备，所以在智能楼宇的设计和施工中，还应考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。

1.2 TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。TN-C系统前面已做分析。TN-S系统的特点是：中性线N与保护接地PE在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接。该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源。

二、分析问题

土壤特性对电气设备影响方面的问题：（1）在测得土壤的电阻率后，时常会发现土壤的电阻率不符合要求，这时，应考虑如何降低其电阻率。（2）为了保证电力系统安全可靠地运行，装置的接地电阻须尽量减低。

在三大系统的存在问题：（1）TT系统中的电源某一点和电气装置的外露可导电部分都是直接接地，此接地点在电气上是独立于电源端的接地点，通常情况下这样是不安全的。（2）每一个系统并不是普遍适用的，须根据具体设备选择的系统。

对于弱电机房中而言，内部的接地设备并不足以解决问题，弱电机房还需要外部安装防雷设施。

三、电气自动化中电气接地系统保护技术分析

在实际管理机制建立和运行过程中，要积极践行更加系统化的处理机制，为后续接地系统的处理工作提供保障。传统的处理机制中，有两种方式应用的较为广泛，但是都存在自身的劣势。一方面，土壤中添加无机盐，尽管这种方式的成本较低，但是，由于盐体并不稳定，若是下雨，土壤会恢复到无机盐状态，对于接地系统的作用就会消失。另一方面，对土壤中的含水量进行集中管控，但是，大面积洒水的方法会造成耗时耗力的弊端。

基于此，要对土壤进行有效的处理，主要是向土壤中添加接地增效剂，整体性能较为稳定且安全，并不需要非常严格的维护机制，能有效改善土壤的接地性能。在实际应用过程中，较为常见的接地增效剂包括膨润土、导电水泥以及碳粉，其导电性能较好，而导电水泥最为理想，既能在湿润的土壤环境中发挥作用，在干燥土壤中也能优化土壤接地性能。

（一）合理化降低电阻

为了进一步提高系统运行效果，确保接地处理符合标准，要对接地电阻数值进行集中控制。第一，要利用外引接地的方式对整个系统进行处理，主接地网区域要将主变系统和电阻率低的接地装置连接在一起，减少接地电阻阻值的同时，优化接地效果，这种处理机制的限制条件较多，需要技术人员对其进行综合性分析。第二，有效扩大接地网面积，在条件允许下，要保证有效增加接地网面积，降低电阻值。第三，提高接地网的埋深。

（二）合理化整合接地系统

在接地系统管理的过程中，要对系统运行结构和控制体系予以全面重视，尤其要整合三大接地系统。其中，IT系统和TN系统不能同时安装。TN系统运行过程存在三种基础性方式，且相关适用范围并不一致，要对不同情况进行集中处理。第一，TN-C-S系统在应用过程中，对于这个电力系统的供电水平和质量要求较高，要确保安全性能稳定，才能适用该系统，从而有效发挥接地系统的实际价值。第二，TN-C系统，在实际线路运行和管理的过程中，要系统对于线路沒有较为繁琐的要求，能简化线路并且提高安全性，爆炸問题非常少，因此，在工作环境较为简单的区域应用该系统较为常见。

（三）合理化控制电涌防护器

在实际设备处理和管控过程中，要对电涌防护器进行整合，将接地线长度布置设置为最短最直，延长接地线长度，就能有效增大阻抗数值。确保高频瞬时电压和谐振总阻抗能形成有效的开路结构，保证设备和运行系统的整体效果。另外，在电涌防护器应用的过程中，也要借助屏蔽防护装置对电缆进行综合性隔离，确保处理效果符合预期。除此之外，技术热源要对接地线质量展开深度处理，利用双股绞线，设计过程和设计要求都要符合材料的基本标准，并且有效避免使用单股铜线，提高质量的同时，完善设计效果和应用水平，促进整个接地系统的优化运行。

四、结束语

在电气自动化电气接地保护技术运行过程中，要结合设备和具体要求，充分考量土壤的特殊性，有效应对施工问题，重视接地系统的应用效果，在保证安全的基础上，提升系统的稳定性，也要实现多元化管理机制，增强系统的实用性，为电力管理工作的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]曾丽.浅析电气设备接地保护的重要性[J].通讯世界.2015（03）

[2]王新宇.电气接地保护安全技术下的安全管理问题探讨[J].内蒙古煤炭经济.2014（12）

作者简介：

李嘉铮（1995.11.07）男，汉，身份证号：140303199511070017，本科生，山西省阳泉市，研究方向：金融类

夏韵（1997.01.04-）女，汉族，身份证号：330602199701040527，本科生，浙江省绍兴市，研究方向：国际金融类