李元源

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 鹽城 224000）

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，在常規(guī)的電力設(shè)備和控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和檢修等過(guò)程中，為了避免觸電事故的發(fā)生，保證電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在安全技術(shù)上應(yīng)滿足設(shè)備的接地或接零，這樣既能保障操作人員的人生安全，而且確保了設(shè)備的安全運(yùn)行。而接地裝置則是接地技術(shù)中最為重要實(shí)施主體，本次研究主要內(nèi)容就是對(duì)傳統(tǒng)的電力設(shè)備接地裝置進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。

1 電力設(shè)備接地的分類(lèi)

由于接地技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，種類(lèi)豐富，所以不同的分類(lèi)方法，接地技術(shù)的分類(lèi)結(jié)果各不相同。總體上來(lái)說(shuō)，接地技術(shù)可以分為兩類(lèi)。

一種是保護(hù)性接地。顧名思義，這種接地方式主要是防止電擊和靜電。首先是為了防止高壓串入低壓線路的漏電情況，其次是將靜電引入地面，防止靜電損傷，最后就是避雷接地，防止雷電流入電氣設(shè)備造成的破壞。另一種是功能性接地。這一技術(shù)主要應(yīng)用在控制系統(tǒng)的設(shè)備中，主要包括系統(tǒng)接地、信號(hào)接地、邏輯接地和屏蔽接地[1]。下面按照電氣系統(tǒng)中接地的功能，主要介紹以下四種接地種類(lèi)[2]。

（1）安全接地。這種接地方式主要是通過(guò)將設(shè)備金屬外殼或電線表皮接地，從而避免在設(shè)備絕緣受損情況下強(qiáng)電流對(duì)工作人員的損傷，一般分為接零保護(hù)和接地保護(hù)兩種類(lèi)型。

（2）避雷接地。在雷雨天氣里，雷電的高電壓和高電流可能會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成破壞性損傷，所以安裝避雷裝置，將雷電流導(dǎo)入大地，保障設(shè)備和人體的安全。

（3）工作接地。工作接地是指對(duì)電力系統(tǒng)中的某個(gè)點(diǎn)進(jìn)行接地，比如變壓器的中性點(diǎn)，還有220V低壓電網(wǎng)的保護(hù)接地，這樣可以防范電力設(shè)備在工作時(shí)突遇高電壓所造成的損害，維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（4）防靜電接地。在電氣設(shè)備中，當(dāng)靜電不斷聚集形成高電壓時(shí)，會(huì)危害到電力設(shè)備和操作人員的安全，同時(shí)靜電也會(huì)干擾弱電設(shè)備的正常工作，所以防靜電接地在電力系統(tǒng)中也是不可或缺的。

2 電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）接地體。接地體就是接地裝置直接與土壤接觸的金屬物體，也稱接地極。在實(shí)際應(yīng)用中工人專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的接地金屬我們稱為人工接地體，按照安裝方式分，人工接地體分為水平接地體和垂直接地體。垂直接地體在實(shí)際應(yīng)用中最為常見(jiàn)，本研究的接地體也是垂直接地形式。垂直接地體一般采用角鋼材質(zhì)，然后在相應(yīng)部位粉刷防腐漆，并且接地體的長(zhǎng)度也有一定要求，保證相鄰接地體不相互干擾。接地極的確定還必須遵守下面幾項(xiàng)原則：接地體的材料要根據(jù)施工環(huán)境來(lái)確定，要滿足一定的抗機(jī)械損傷，還要具有一定防腐蝕能力；設(shè)計(jì)者要結(jié)合土壤電阻和接地電阻，考慮確定接地極的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)尺寸；地極盡量使用自然接地體，節(jié)約制造和施工成本；如果是避雷設(shè)施，需增設(shè)垂直地極。

（2）接地電阻。根據(jù)不同形式的接地極，不同的工作環(huán)境，不同的電壓要求，接地電阻的計(jì)算不盡相同。下面我們主要介紹一般垂直接地極的接地電阻計(jì)算方法[3]，其公式為：當(dāng)l≥d時(shí)，有：

式中：R為垂直接地極的接地電阻（Ω）；ρ為土壤電阻率（Ω.m）；l為垂直接地極的長(zhǎng)度（m）；d為接地極用圓鋼時(shí)，圓鋼的直徑（m）。當(dāng)使用其他形式鋼材時(shí)，d另有等效的計(jì)算公式。

但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們也可以利用以下簡(jiǎn)化公式進(jìn)行接地電阻設(shè)計(jì)。

當(dāng)?shù)蛪弘娏υO(shè)備接地時(shí)，接地電阻不宜超過(guò)4歐。使用同一接地裝置的并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)、變壓器等電力設(shè)備，當(dāng)其總?cè)萘坎怀^(guò)100千伏安時(shí)，接地電阻不宜大于10Ω。

（3）接地引下線。接地引下線如果設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致接地線易高溫熔斷，使設(shè)備受到高壓電擊造成事故。根據(jù)熱穩(wěn)定行條件，在未考慮腐蝕情況下，接地線的最小截面積為：

式中：Sg為接地線的最小面積（mm2）；Ig為流過(guò)接地線的短路電流穩(wěn)定值（A）；te為接地故障的等效持續(xù)時(shí)間（s）；c為接地線的熱穩(wěn)定系數(shù)。

3 電力設(shè)備接地裝置改進(jìn)研究

文章在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)常規(guī)的手持式、移動(dòng)式電氣設(shè)備的接地裝置進(jìn)行了改進(jìn)。移動(dòng)式接地裝置的接地線要求采用多股軟銅線，截面不得低于1.5cm2，同時(shí)為了保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度，接地線與電氣設(shè)備、接地體間應(yīng)采用螺栓連接或?qū)Ｓ脢A具使其接觸良好，并且保證在特殊情況下動(dòng)、熱穩(wěn)定性要求。

圖1 接地裝置裝配圖

如圖1所示為接地裝置裝配圖，接地桿、連接板與接地套筒構(gòu)成的整體可與連接板之間的空隙中的土壤接觸，將電流傳向大地，接觸面積大，傳導(dǎo)效果好。過(guò)螺旋片的設(shè)置，可使接地桿、接地套筒與保護(hù)套構(gòu)成的整體容易進(jìn)入土中，也使進(jìn)入土壤中的保護(hù)套不易受外力而歪斜，通過(guò)保護(hù)套、壓套、定位螺釘與遮擋套的配合設(shè)置，可保護(hù)內(nèi)部的接地桿、連接板與接地套筒構(gòu)成的整體不與保護(hù)套外部經(jīng)過(guò)雨淋而變得較濕的土壤接觸，使接地桿、連接板與接地套筒不易發(fā)生銹蝕，使使用壽命得到延長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，接地裝置在各領(lǐng)域的電氣設(shè)備中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，文章從應(yīng)用角度闡述了目前接地設(shè)備的主要類(lèi)型，結(jié)合實(shí)際工程要求分析了接地設(shè)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，主要包括接地體、接地電阻和接地引下線的設(shè)計(jì)，最后對(duì)移動(dòng)式的電力設(shè)備接地裝置進(jìn)行了改造研究，新裝置不僅導(dǎo)電效果明顯，而且不易腐蝕，提高了在惡劣環(huán)境中裝置的使用壽命和穩(wěn)定性，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。