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(xiàn)連接到接地極上，稱(chēng)為接地。亦可說(shuō)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(xiàn)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(xiàn)組成。與土壤直接接觸的金屬體稱(chēng)為接地體；連接電氣設(shè)備與接地體之間的導(dǎo)線(xiàn)（或?qū)w）稱(chēng)為接地線(xiàn)。
1 接地的種類(lèi)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(guò)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(xiàn)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(guò)電壓對(duì)人身或設(shè)備產(chǎn)生危害，而設(shè)置的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的接地，稱(chēng)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(xiàn)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(xiàn)進(jìn)行重復(fù)接地。系統(tǒng)中的重復(fù)接地點(diǎn)為：架空線(xiàn)路的終端及線(xiàn)路中適當(dāng)點(diǎn)；四芯電纜的中性線(xiàn)；電纜或架空線(xiàn)路在建筑物或車(chē)間的進(jìn)線(xiàn)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(chē)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(xiàn)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(guò)交流收音機(jī)的人幾乎都受到過(guò)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(guò)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(xiàn)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(chēng)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(wú)法避免相線(xiàn)碰殼或相線(xiàn)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(xiàn)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(guó)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(xiàn)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(mǎn)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(zhuān)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(xiàn)制供電系統(tǒng)中的中性線(xiàn)，即為保護(hù)接零線(xiàn)，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(xiàn)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(xiàn)連接起來(lái)，當(dāng)一相發(fā)生漏電或碰殼時(shí)，由于金屬外殼與零線(xiàn)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(xiàn)不允許斷開(kāi)，如果中線(xiàn)斷開(kāi)，將會(huì)失去保護(hù)作用。通常系統(tǒng)中采用零線(xiàn)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(chēng)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(xiàn)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(guò)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(xiàn)隔離開(kāi)來(lái)，從而抑制來(lái)自接地線(xiàn)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(lái)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(guò)接地導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)中或多或少有阻抗。串聯(lián)接地電路電流I1，I2，，，，IN都經(jīng)過(guò)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(jiǎn)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(xiàn)和電路本身布局的電感都將增加接地線(xiàn)的阻抗，一點(diǎn)接地方式已不再適用。為了降低接地線(xiàn)阻抗及減少地線(xiàn)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。
