電氣設(shè)備為什么要接地？
電氣設(shè)備為什么要接地？
論文摘要：將電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極上，稱為接地。亦可說成電氣設(shè)備的任何部分與大地（土壤）間作良好的電氣連接。電力系統(tǒng)中接地的部分一般是中性點(diǎn)，也可以是相線上的某一點(diǎn)。電氣設(shè)備的接地部分則是正常情況下不帶電的金屬導(dǎo)體，一般為金屬外殼。
電氣設(shè)備接地裝置由接地體和接地線組成。與土壤直接接觸的金屬體稱為接地體；連接電氣設(shè)備與接地體之間的導(dǎo)線（或?qū)w）稱為接地線。
1 接地的種類和目的
（一）安全保護(hù)接地。主要包括：為防止電力設(shè)施或電子電氣設(shè)備絕緣損壞、危及人身安全而設(shè)置的保護(hù)接地；為消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電積累，引起觸電或爆炸而設(shè)的靜電接地；為防止電磁感應(yīng)而對(duì)設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線外皮所進(jìn)行的屏蔽接地。其中保護(hù)接地應(yīng)用，它將機(jī)(外)殼接地。此種接地的目的是為了安全。
（二）系統(tǒng)接地。這種接地給電路系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)電位（參考電位），同時(shí)也可將干擾引走。此種接地目的是為了抵制外部的干擾。
（三）防雷接地。為防止雷電過電壓對(duì)人身或設(shè)備產(chǎn)生危害，而設(shè)置的過電壓保護(hù)設(shè)備的接地，稱為防雷接地，如避雷針、避雷器的接地。
（四）重復(fù)接地。在低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)中，為防止因中性線故障而失去接地保護(hù)作用，造成電擊危險(xiǎn)和損壞設(shè)備，對(duì)中性線進(jìn)行重復(fù)接地。系統(tǒng)中的重復(fù)接地點(diǎn)為：架空線路的終端及線路中適當(dāng)點(diǎn)；四芯電纜的中性線；電纜或架空線路在建筑物或車間的進(jìn)線處。
（五）防靜電接地。為了消除靜電對(duì)人身和設(shè)備產(chǎn)生危害而進(jìn)行的接地，如將某些液體或氣體的金屬輸送管道或車輛的接地。
（六）屏蔽接地。為防止電氣設(shè)備因受電磁干擾，而影響其工作或?qū)ζ渌O(shè)備造成電磁干擾的屏蔽設(shè)備的接地。
2 接地的作用
我們往往只知道接地可防止人身遭受電擊，其實(shí)接地除了這一作用外，還可以防止設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)、防止雷擊、防止靜電損害和保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
（一）防止電擊。人體阻抗和所處環(huán)境的狀況有極大的關(guān)系，環(huán)境越潮濕，人體的阻抗越低，也越容易遭受電擊。例如，自裝過交流收音機(jī)的人幾乎都受到過電擊，但幾乎都能擺脫電源，因?yàn)榇藭r(shí)人所處的環(huán)境干燥，皮膚也較干燥。接地是防止電擊的一種有效的方法。電氣設(shè)備通過接地裝置接地后，使電氣設(shè)備的電位接近地電位。由于接地電阻的存在，電氣設(shè)備對(duì)地電位總是存在的，電氣設(shè)備的接地電阻越大，發(fā)生故障時(shí)，電氣設(shè)備的對(duì)地電位也越大，人觸及時(shí)的危險(xiǎn)性也越大。但是，如果不設(shè)置接地裝置，故障設(shè)備外殼的電壓就和相線對(duì)地電壓相同，比起接地電壓還是高出很多的，因此危險(xiǎn)性也相應(yīng)增加。
（二）保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)的接地，又稱工作接地，一般在變電站或變電所對(duì)中性點(diǎn)進(jìn)行接地。工作接地的接地電阻要求很小，對(duì)大型的變電站要求有一個(gè)接地網(wǎng)，保證接地電阻小而且可靠。工作接地的目的是使電網(wǎng)的中性點(diǎn)與地之間的電位接近于零。
低壓配電系統(tǒng)無法避免相線碰殼或相線斷裂后碰地，如果中性點(diǎn)對(duì)地絕緣，就會(huì)使其他兩相的對(duì)地電壓升高到3倍的相電壓，其結(jié)果可能把工作電壓為220的電氣設(shè)備燒壞。對(duì)中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)，即使一相與地短路，另外二相仍可接近相電壓，因此接于其他二相的電氣設(shè)備不會(huì)損壞。此外可防止系統(tǒng)振蕩，電氣設(shè)備和線路只要按相電壓考慮其絕緣水平。
（三）防止雷擊和靜電的危害。雷電發(fā)生時(shí)，除了直接雷外，還會(huì)生產(chǎn)感應(yīng)雷，感應(yīng)雷又分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。所有防雷措施中zui主要的方法是接地。
3 電氣設(shè)備接地技術(shù)原則
（一）為保證人身和設(shè)備安全，各種電氣設(shè)備均應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14050《系統(tǒng)接地的形式及安全技術(shù)要求》進(jìn)行保護(hù)接地。保護(hù)接地線除用以實(shí)現(xiàn)規(guī)定的工作接地或保護(hù)接地的要求外，不應(yīng)作其他用途。
（二）不同用途和不同電壓的電氣設(shè)備，除有特殊要求外，一般應(yīng)使用一個(gè)總的接地體，按等電位連接要求，應(yīng)將建筑物金屬構(gòu)件、金屬管道（輸送易燃易爆物的金屬管道除外）與總接地體相連接。
（三）人工總接地體不宜設(shè)在建筑物內(nèi)，總接地體的接地電阻應(yīng)滿足各種接地中zui小的接地電阻要求。
（四）有特殊要求的接地，如弱電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及中壓系統(tǒng)，為中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地時(shí)，應(yīng)按有關(guān)專項(xiàng)規(guī)定執(zhí)行。
4 電氣設(shè)備接地方法
（一）安全保護(hù)接地
1、保護(hù)接零。三相四線制供電系統(tǒng)中的中性線，即為保護(hù)接零線，它是電路環(huán)路的重要組成部分。在中性點(diǎn)直接接地的三相四線制電網(wǎng)中，電子電氣設(shè)備應(yīng)保護(hù)接零。將電子電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬外殼與電網(wǎng)的零線連接起來，當(dāng)一相發(fā)生漏電或碰殼時(shí)，由于金屬外殼與零線相連，形成單相短路，電流很大，使電路保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷電源。在采用接零保護(hù)時(shí)，電源中線不允許斷開，如果中線斷開，將會(huì)失去保護(hù)作用。通常系統(tǒng)中采用零線重復(fù)接地的方法實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。
2、保護(hù)接地。為防止觸電事故而裝設(shè)的接地，稱之為保護(hù)接地。保護(hù)接地僅適用于中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)。凡在這個(gè)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備的金屬外殼、支架及相連的金屬部分均應(yīng)接地。中性點(diǎn)接地的電路系統(tǒng)不宜采用保護(hù)接地。
（二）系統(tǒng)接地
系統(tǒng)接地線既是各電路中的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)電流通道，又是各級(jí)電路通過共同的接地阻抗而相互耦合的途徑，從而形成電路間相互干擾的薄弱環(huán)節(jié)。所以，電子電氣儀器設(shè)備中的一切抗干擾技術(shù)，都和接地有關(guān)。正確的接地是抵制噪聲和防止干擾的主要途徑，它不僅能保證電子電氣設(shè)備正常、穩(wěn)定和可靠地工作，而且能提高電路的工作精度。電子電氣儀器設(shè)備中的系統(tǒng)接地是否要接大地和如何接大地，與系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性有著密切的關(guān)系，通常有4種方式。
1、浮地方式。浮地就是不接大地，是一種懸浮的方式，其目的是將電路或設(shè)備與公共地或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開來，從而抑制來自接地線的干擾。這種接地方式的缺點(diǎn)是設(shè)備不與大地直接相連，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，這樣積累起來的電荷達(dá)到一定程度后，在設(shè)備和大地之間會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)大放電電流的靜電擊穿現(xiàn)象，這是一種破壞性很強(qiáng)的干擾源。為此，在采用浮地方式時(shí)，應(yīng)在設(shè)備與大地之間接一個(gè)阻值很大的泄放電阻，以消除靜電積累的影響。
2、單點(diǎn)接地方式。由于2點(diǎn)接地易形成接地環(huán)路，所以一點(diǎn)接地的功能是消除和防止形成接地環(huán)路。單點(diǎn)接地有串聯(lián)和并聯(lián)2種方式。單點(diǎn)接地是為許多接在一起的電路系統(tǒng)提供共同參考點(diǎn)。電流流過接地導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線中或多或少有阻抗。串聯(lián)接地電路電流I1，I2，，，，IN都經(jīng)過阻抗Z1，Z1是電路1，2……N共有的共同阻抗，因此，電路1，2……N的電位受I1，I2……IN共同影響，它們之間互相牽制。而并聯(lián)接地方式?jīng)]有公共阻抗，電路1，2……N互不干擾，所以并聯(lián)接地zui為簡單實(shí)用。一點(diǎn)接地方式適合工作頻率低于1MHz以下的低頻電路。
3、多點(diǎn)接地方式。對(duì)于高頻電路（信號(hào)頻率為10MHz以上），由于各元器件的引線和電路本身布局的電感都將增加接地線的阻抗，一點(diǎn)接地方式已不再適用。為了降低接地線阻抗及減少地線間的雜散電感和分布電容所造成的電路間的相互耦合，應(yīng)短距離把各元器件接地端子接在此地面上。
4、混合接地。電路系統(tǒng)既有低頻電路，又有高頻電路或數(shù)字電路時(shí)，在系統(tǒng)中應(yīng)采用混合接地方式。電路系統(tǒng)中的低頻部分采用單點(diǎn)接地，而高頻部分則需要多點(diǎn)接地，這樣的接地方式既包含了單點(diǎn)接地的特性，又包含了多點(diǎn)接地的特性，從而達(dá)到抑制干擾的目的。
