电气接地的探讨.pdf

经验交流
机史工程技2010年第39卷第04期
电气接地的探讨
吴春良,许霞,倪学云2
(1.江苏博大环保股份有限公司,江苏宜兴214205;2.无锡万博自动化设备有限公司,江苏无锡214072)
摘要:从多角度分析了电气接地的概念,介绍了我国采用的低压供电方式、电气接地的施工及现场调试中解决电磁干扰的方法
关键词;电气接地;供电;干扰
中图分类号:TMO8
文献标识码:A文章编号:1009-9492(2010)04-0108-03
1前言
筑物结构的金属构件或水管(若也是金属)的电位也与大
对于接地问题的讨论由来已久。正确的接地,既能抑
地非常接近。
制电磁干扰又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,
大地是一个电阻非常低、电容非常大的物体,拥有吸
反而会引入严重的干扰信号,使系统无法正常工作。随着
收无限电荷的能力,而且在吸收大量电荷后仍能保持电位
大型传动、各种现场总线技术的发展,接地变得日益重不变,因此适合作为电气系统中的参考电位体。这种
要。项目设计初期,如何使得整个接地系统更加规范?安
“地”是“电气地”,并不等于“地理地”,但却包含在
装阶段,如何按照规范进行标准施工?现场调试阶段,如
“地理地”之中。“电气地”的范围随着大地结构的组成
何从错综复杂的现象表面得到解决问题的处理方案?…
和大地与带电体接触的情况而定。
接地问题的处理不当,会给系统的正常运行埋下诸多隐
与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体
患
称为接地极,通常采用圆钢或角钢,也可采用铜棒或铜
2电气接地的概念
板。当流入地中的电流通过接地极向大地作半球形散开
电气设备或设施的任何部位,与大地(土壤)间作良
时,由于这半球形的球面,在距离接地极越近的地方电阻
好的连接,称为电气接地。术语“地( ground)”是指大地
越大,而距离接地极越远的地方电阻越小。试验证明:在
(地球)或指代替大地的某一物体,而术语“被接地距离单根接地极或碰地处20m以外的地方,实际已经没有
( grounded)”是指一个系统中的某一个部分元件被特意地
什么电阻存在,不再有什么电压降。换句话说,该处的电
接到“地”上。许多资料和美国标准都采用“ grouded”和
位已近于零。这电位等于零的“电气地”称为“地电位”。
“ grounding”,在英国是用“ earth”和“ earthing”这个词来
若接地极不是单根而为多跟组成时,屏蔽系数大增,上述
代替“ ground”和“ grounding”的,这显得更切当。
20m的距离可能会增大。
不是所有系统都需要接地,而实际上也不是所有电气
电子设备中各级电路电流的传输和信息转换要求有
系统均被接地,但是当谈到电气系统提起电压值时,就很
个参考的电位,这个电位还可防止外界电磁场信号的侵
自然联系到对地电位而言的电压。因此“地( ground)”实入,常称这个电位为“逻辑地”。这个“地”不一定是
际表达了一个对电压参考电位点,或者叫“0”电位点。“地理地”,可能是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路
当设备通信时,零电位对它们正常运作是非常重要的。
板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等;逻辑
由于大地就在身边,因此大多情况下,它是零电位点
地可与大地接触,也可不接触,而“电气地”必须与大地
的最佳选择。当一个人站在地上时,他身体的电位与大地
接触。
的电位是非常接近的。如果建筑物是金属结构的,那么建
电气接地可以防止人身遭受电击、设备和线路遭受损
收稿日期:2010-01-21
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机电工程技木2(01の年第39卷第()4期
经验交流
坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保护电力系统电的,而PF.线不带电。该接地系统完全具备安全核对可
正常运行。按接地作用分有保护接地和工作接地两种。
靠的基准电位。只要象TN-C-S接地系统一样,采取同样
为了保证人身安全,避免发生人体触电事故,将电气
的技术措施,TN-S系统可以作为智能型建筑物的接地系
设备的金属外壳与接地装置联接的方式称为保护接地。当
统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时,一般都采
人体触及到外壳已带电的电气设备时。由于接地体的接触
用这种接地系统。
电阻远小于人体电阻,绝大部分电流经接地体进入大地,
(4)TT系统
只有很小部分流过人体,不致对人的生命造成危害
通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于
为了保证电气设备在正常和试过情况下可靠地工作而
建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性线
进行的接地称为工作接地,如中性直接接地和间接接地以
N与保护接地线PE无一点电气连接,即中性点接地与PE
及零线的重复接地、防雷接地等都是工作接地。
线接地是分开的。该系统在正常运行时,不管三相负荷平
3几种供电方式电气接地
衡不平衡,在中性线N带电情况下,PE线不会带电。只
在供配电设计中,接地系统设计占有重要的地位,它有单相接地故障时,由于保护接地灵敏度低,故障不能及
关系到供电系统的可靠行性、安全性。这种可靠性、安全
时切断,设备外売才可能带电。正常运行时的TT系统类
性关系到人身和设备两个方面。
似于TN-S系统,也能获得人与物的安全性和取得合格的
我国的低压供电方式可分为几儿种,分别介绍如下。
基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现,该系统
(1)TYV-C系统
越来越适合作为接地系统。但从目前的情况来看,由于公
TN-C系统系统被称为三相四线系统,该系统中性线
共电网的电源质量不高,难以满足智能化设备的要求,所
N与保护接地PE合二为一,通称PEN线。这种接地系统
以TT系统很少被采用。
虽对接地故障灵敏度高,线路经济简单,但它只适合用于
5)m系统
三相负荷较平衡的场所。在单相负荷所占比重较大的系统
T系统是三相三线式接地系统,该系统变压器中性点
中,难以实现三相负荷平衡,PFN线的不平衡电流加上线不接地或经阻抗接地,无中性线N,只有线电压(380V)
路中存在着的由于荧光灯、晶闸管(可控硅)灯设备引起无相压(22V),保护接地线FE各自独立接地。该系统的
的高次谐波电流,在非故障情况下,会在中性线N土叠
优点是当一相接地时,不会使外壳带有较大的故障电流,
加,使中性线N电压波动,且电流时大时小极不稳定,造
系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它不
成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳(与
适用于拥有大量单相设备的系统
PEN线连接)带电,对人身造成不安全,而且也无法取到
不管哪类供电系统及相关建筑物,在供电设计中总包
个合适的电位基准点,精密电子设备无法准确可靠运
含有接地系统设计。而且,随着建筑物的要求不同,各类
行。因此TN-C接地系统不能作为智能化接地系统。
设备的功能不同,接地系统也相应不同。尤其进入90年
(2)TN-C-S系统
代后,对接地系统设计提出了许多新的内容。在常用的几
TN-C-S系统由两个接地系统组成,第一部分是TN-C
种接地方式中,要判断哪一种能够适合,需分析几种接地

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