【电气学院】电气设备接地技术原则，及技术要求

接地是为防止触电或保护设备的安全而把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线，利用大地作电流回路接地线的安全措施。在电力系统中，往往表现为将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气。接地的功用除了将一些无用的电流或噪声干扰导入大地外，最大功用为保护使用者不被电击，以UPS而言，有些 UPS 会将零线与地线间的电压标示出来，确保产品不会造成对人体的电击伤害。

1、电气设备接地技术原则

1.1 不同用途和不同电压的电气设备，除有特殊要求外，一般应使用一个总的接地体，按等电位联接要求，应将建筑物金属构件、金属管道与总接地体相连接。

1.2 人工总接地体不宜设在建筑物内，总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。

1.3 为保证人身和设备安全，各种电气设备均应根据国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》进行保护接地。保护接地线除用以实现规定的工作接地或保护接地的要求外，不应作其它用途。

2、电气设备接地装置的技术要求

2.1 易燃易爆场所的电气设备的保护接地

①易燃易爆场所的电气设备、机械设备、金属管道和建筑物的金属结构均应接地，并在管道接头处敷设跨接线。

②在1kV 以下中性点接地线路中，当线路过电流保护为熔断器时，其保护装置的动作安全系数不小于4，为断路器时，动作安全系数不小于2。

③接地干线与接地体的连接点不得少于2个，并在建筑物两端分别与接地体相连。

④为防止测量接地电阻时产生火花引起事故，需要测量时应在无爆炸危险的地方进行，或将测量用的端钮引至易燃易爆场所以外地方进行。

2.2 直流设备的接地

由于直流电流的作用，对金属腐蚀严重，使接触电阻增大，因此在直流线路上装设接地装置时，必须认真考虑以下措施：

①对直流设备的接地，不能利用自然接地体作为PE线或重复接地的接地体和接地线，且不能与自然接地体相连。

②直流系统的人工接地体，其厚度不应小于5mm，并要定期检查侵蚀情况。

2.3 变（配）电所的接地装置

①变（配）电所的接地装置的接地体应水平敷设。其接地体采用长度为2.5m、直径不小于12mm的圆钢或厚度不小于4mm的角钢，或厚度不小于4mm的钢管，并用截面不小于25mm×4mm的扁钢相连为闭合环形，外缘各角要做成弧形。

②接地体应埋设在变（配）所墙外，距离不小于3m，接地网的埋设深度应超过当地冻土层厚度，最小埋设深度不得小于0.6m。

③变（配）电所的主变压器，其工作接地和保护接地，要分别与人工接地网连接。

④避雷针（线）宜设独立的接地装置。

由接地体和接地线组成。直接与土壤接触的金属导体称为接地体。电工设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。接地体可分为自然接地体和人工接地体两类。自然接地体有：

①埋在地下的自来水管及其他金属管道（液体燃料和易燃、易爆气体的管道除外）；

②金属井管；

③建筑物和构筑物与大地接触的或水下的金属结构；

④建筑物的钢筋混凝土基础等。人工接地体可用垂直埋置的角钢、圆钢或钢管，以及水平埋置的圆钢、扁钢等。当土壤有强烈腐蚀性时，应将接地体表面镀锡或热镀锌，并适当加大截面。水平接地体一般可用直径为8～10毫米的圆钢。垂直接地体的钢管长度一般为2～3米，钢管外径为35～50毫米，角钢尺寸一般为40×40×4或50×50×4毫米。人工接地体的顶端应埋入地表面下0.5～1.5米处。这个深度以下，土壤电导率受季节影响变动较小，接地电阻稳定，且不易遭受外力破坏。

主要种类

• 保护接地

机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分（机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。原因是系统的供电是强电供电（380、220或110V），通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生（如主机电源故障或其它故障）造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。

• 工作接地

工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地。

机器逻辑地，也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是 5V等电源的输出地。

信号回路接地，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。

• 屏蔽接地（模拟信号屏蔽层的接地）。

本安接地，是本安仪表或安全栅的接地。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。本安接地会因为采用设备的本安措施不同而不同，下面以齐纳式安全栅为例，说明其接地内容。

安全栅的作用是保护危险现场端永远处于安全电源和安全电压范围之内。如果现场端短路，则由于负载电阻和安全栅电阻R的限流作用，会将导线上的电流限制在安全范围内，使现场端不至于产生很高的温度，引起燃烧。第二种情况，如果计算机一端产生故障，则高压电信号加入了信号回路，则由于齐纳二级的嵌位作用，也使电压位于安全范围。

值得提醒的是，由于安全栅的引入，使得信号回路上的电阻增大了许多，因此，在设计输出回路的负载能力时，除了要考虑真正的负载要求以外，还要充分考虑安全栅的电阻，留有余地。