论电气自动化中电气接地及电气保护技术

论电气自动化中电气接地及电气保护技术

王晓栋

华阳新材料集团碳基新材料有限责任公司 030000

摘要：在我国工业水平不断提高的同时，电气工程技术也在不断提高，其技术中的电气自动化技术如果发生接地故障，将导致工业系统瘫痪，甚至伤害到人身安全，因此提高接地技术的安全性至关重要。为此，本文将阐述电气接地的作用，探讨电气接地的主要类型，具体分析电气接地和电气保护技术。

关键词：电气自动化；电气接地；电气保护技术

前言：随着科学技术的飞速发展，电气自动化技术也迎来了技术创新，其技术得到了有效的应用，在人们的日常生活中得到广泛应用，因此需要保证电气自动化的运行，以保障人身安全，而能有效地降低电气设备的故障发生的技术就是电气接地和电气保护技术。

1. 电气接地的作用

1. 避免电击

人体自身存在电阻，能够避免人体因接触低电压而产生伤害，但人体电阻的阻抗和身处环境的状况有着极大的关联，环境越潮湿，人体阻抗越低，越容易被电流所伤害；而环境越干燥，低电压就越不好对人体产生威胁。接地是防止电击的有效方法之一，电气设备通过接地装置接地后，电气设备的电位便会接近地电位。由于接地电阻的存在，使电气设备对地电位总是存在的，在发生故障时，电气设备的接地电阻越大，电气设备的对地电位也就越大，当人体与电气设备进行接触时会产生较大的危险性。但如果不设置接地装置，故障设备的外壳带有的电压，就会等同于对地电压，这比起接地电压要高出很多，危险性也随之增加。

2. 保证系统正常运转

电力系统的接地，又可以称为工作接地，常见于变电站或是变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻受到严格要求，不能使之过大，对大型变电站则要求设立一个接地网，保证接地电阻小而安全。工作接地是为了让电网的中性点与地之间的电位接近于0。其技术可以保护电气设备与系统，通过系统中相关传输装置与地面连接处理，大幅提升电气系统正常工作的安全性。因此工作接地能够维持电气系统的正常运转，让电气系统能够满足日常生活需求。

2. 电气接地的主要类型

低压配电接电系统分为IT系统、TT系统、TN系统三种形式。在TN系统中，所有电气设备的外露可导电部分均接在保护线上，并与电源的接地点相连，这个接地点便是配电系统的中性点。根据其保护零线是否与工作零线分开这一特点将其划分为tn-c系统、tn-s系统、tn-c-s系统。

1. tn-c系统

系统特点为：第一，设备外壳带电时，接零保护系统能够将漏电电流转为短路电流，换言之便是，产生单相对地短路故障时熔丝会熔断或是自动开关跳闸，使故障设备断电，可以保障安全。第二，如果工作零线断开，保护接零的通电设备外壳便会带电。第三，如果电源的相线接地，设备的外壳电位便会升高，使中线上的危险电位蔓延。Tn-c系统的技术存在种种弊端，已经很少使用于生活中，尤其是在民用配电中，已基本不允许采用tn-c系统。

2. tn-s系统

系统特点为：第一，系统正常运行时，专用保护线上没有电流，而工作零线上会携带不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备的金属外壳接零保护金属外壳接零保护会接在专用的保护线PE上，安全而可靠。第二，工作零线只用作单项照明负载回路。第三，专用保护线PE不许短路，也不许进入漏电开关。第四，干线上使用漏电保护器，所以tn-s系统供电干线上可以安装漏电保护器。第五tn-s方式供电系统安全可靠，常见用于工业或是民用建筑等低压供电系统。tn-s系统最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后，不能再有任何电气连接，如果不能满足这一条件，tn-s系统便无法工作。

3. tn-c-s系统

系统特点为：第一，tn-c-s系统可以降低电动机外壳对地的电压，而电压的大小取决于负载不平衡的情况以及线路长度，要求负载不平衡电流则不能太大，并且在PE线上应作重复接地。第二，PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。tn-c-s系统从电源出来的那一段采用tn-c系统，因为在这一段中没有用电设备，只能传输电能到用电负荷某一点处。

3. 分析电气自动化系统中的电气接地与保护技术

1. 直接接地

随着技术的发展，电气自动化技术越发成熟，智能化技术与设备已经成为电气行业的主要技术设备，其中通信设备与自动化设备能够使得电气系统有高保护性的接地保护设计。在接地保护设计时，工作人员需要结合能量需求对设备的数据进行分析与转换，保证技术有效运用；也可以使用直接接地的方法，将大截面绝缘状态的铜芯作为接地引线，保证电子设备的电源、基准单位能够保持稳定。

2. 工作接地

工作接地在电气设备正常运作或是产生故障时，都能使其可靠运行，并且能够保护人体和设备自身的安全，系统的中性点直接垫底变为工作接地。工作接地具有以下作用：第一，能够减轻一相接地的危险性；第二，稳定系统的电位，限制电压不超过标准，减轻高压窜入低压的危险。

3. 防雷接地

电气自动化技术的迅速发展使智能化设备发挥巨大优势，工作人员需要结合实际情况做好防雷接地设计。建筑自身的防雷装置是建筑物内电气设备和系统防雷击的第一道屏障，建筑物自身的防雷性能直接影响到内部电气设备的防雷，因此，首先要对建筑物本体进行防雷。为防止雷击，可以在室外安装一根或多根避雷针，计算其保护范围，以满足保护要求。对室外构筑物和变压器中性点应增设避雷器保护，室外要做一接地网，所有设备的接地引下线与该接地体焊接，以保证等电位。电气设备内部各类金属屏、机柜外皮均可与基座槽钢使用焊接或是螺栓连接，保证接触良好，同时槽钢应与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接起来，形成一个大接地网。保证建筑防雷接电设计的正常运行是避免建筑因雷产生危险的最好方法。长春信达防雷设施检测中心便是一家优秀的防雷检测公司，其防雷设施检测项目包含建筑物防雷装置检测、电子装置安装工程的防雷检测、大型接地网检测等，遵照国家标准进行的检测作业可以保证检测结果具有说服力^[1]。

4. 屏蔽与防静电

接地设备有着极强的抗干扰作用，尤其是电磁与静电会使电气自动化系统产生运行困扰，因此设置防静电接地是十分重要的。苏州讯诺智能科技有限公司拥有ESD防静电接地工程，拥有专业铺设手法与测试技巧，并与多家公司有过合作，可见该公司的防静电接地工程技术非常完善且安全^[2]。

5. 安全保护

电气自动化系统的安全保护，是通过设备中不含电的金属配件进行连接，实现导电体与地体的连接。随着生活质量的提高，对电气的保护性也有着更高的需求，因此工作人员需要结合实际情况，做出优秀的接地设计，控制压降值，通过对接电地阻的控制，使压降值保持在安全范围内，为电气自动化系统的正常运行提供支持。

结论：科技的迅速发展使电器行业向着自动化、智能化方向迈进，电气自动化系统逐渐应用于生活中，因此保障电气自动化的运营，根据故障产生的原因使用相应措施减少故障发生，从而有效发挥其系统的性能，保障人身安全。

参考文献：

[1]杨志奇.电气自动化中电气接地及电气保护技术探究[J].电子测试,2021(10):98-99+55.

[2]黄新星.电气自动化中的电气接地及电气保护技术[J].工程技术研究,2020,5(18):112-113.