浅谈接地火灾

摘要：

众所周知，接地是建筑电气设计中最重要的一环，它关系到人的生命安全及财产。在配电线路短路起火中，接地故障引自的火灾远多于带电导体间的电弧火灾。这是因为接地故障发生的几率远大于带电导体间的短路。身为设计人，预防火灾肯定是设计过程中的重中之重。本文列举了一些，预防火灾发生的具体措施。

关键词：接地，火灾，预防

一、何为接地

接地，比较直观的就是接大地。实际上，接地是一个系统级的概念，接大地已经不能清晰地描述系统接地的概念了。为了清楚表达接地的概念，可以引用亨利.奥特的定义：“接地是为电流返回其源提供的低阻抗通道”。 接地为防止触电或保护设备的安全，把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线；利用大地作电流回路接地线。在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。接地的功用除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地外，最大功用为保护使用者不被电击，以 UPS 而言，有些 UPS 会将零线与地线间的电压标示出来，确保产品不会造成对人体的电击伤害。

对于不同的应用，有不同的理解，对于线路工程师来说，接地的含义通常是线路电压的参考点；对于系统设计师来说，它常常是机柜或机架；而对电气工程师来说，它却是绿色安全地线或接到大地的意思。

二、接地的目的及作用

接地的目的：

1、在电力系统中，运行需要的接地，如中性点接地等，称为工作接地。

2、电气设备的金属外壳，钢筋混凝土杆和金属杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种电压危及人身安全而设的接地，称为保护接地。保护接地是中性点不接地的低压配电系统和电力高压系统中，电气设备和电气线路最采用的一种保安措施。

3、接地电压保护装置，如避雷针、避雷器和保间隙等，为了消除过电压危险而设的接地，称为过电压保护接地。

4、易燃油、天然气贮罐和管道等，为了防止静电危险影响而设的接地，称为防静电接地。

接地的作用：

1.防止电磁耦合干扰：如数字设备接地；射频电缆布线屏蔽层接地等；

2.防止强电和雷击通信设备：如列架及一般通信设备机壳接地，防止设备、仪表、人身伤害；

3.通信系统工作需要：如海缆中继设备的远供系统采用导线――大地制方式。

四、电气设备接地故障

电力线路受机械损伤而发生短路，如当导线与金属管道构件接触而无套管保护时，长期摩擦使绝缘破坏掉，这种短路多为单相接地故障产生的，容易发生电弧性短路。通常电气的设备绝缘破坏产生电弧性接地故障情况还包括：导线和电气设备绝缘老化；电器或电动机接线端子周围绝缘引长期发热碳化；电动机过载而发生闸间短路；电气设备等受潮或严重凝露；在电气设备中有导电尘埃积累。这些故障会引起接地电弧性短路，容易造成火灾。在这种情况下，泄漏电流发热功率约为60～100W，此时功率若释放在几个平方毫米上，且周围有可燃材料就会引自火灾。

五、防范接地故障电弧火灾应采取的措施

1 RCD的广泛使用

由于电弧阻抗限制了短路电流，带电导体间的电弧短路是难以用一般过电流保护电器切断电源的。总容易引起的火灾接地故障，无论是金属性的还是电弧性的，都可以用RCD及时有效的切断电源或发出信号，避免了火灾的发生。道理解释起来很容易，500mA以上的电弧能力才能引起火灾，RCD对接地故障的动作灵敏度完全可以满足要求，用RCD防止接地引起的短路起火是非常高效的。

2 等电位联结的设置

虽然总等电位联结对各种接地系统的作用和重要性并不相同，单为了确保电气安全和防雷电的危害，以及信息设备电磁兼容的需要，各类接地系统建筑物电气装置内，都需设置总等电位联结，并通过总等电位连接将各种电气系统电气设备实习共同接地。

当一个大型建筑物有很多个电源进线时，每个电源进线都需要按要求实施总等电位联结。各个总等电位联结系统应将近通过联结线互相导通，使整个建筑物处于同一电位水平上。在电气装置故障情况下，建筑物的电位水平高于建筑物外电位水平，就低压电气装置来说，户内外引故障引起的电位差是有限的，不需考虑户内外工频跨步电压的危害。

六、接地装置的选择

1、一般规定

首先充分利用自然接地体，节约投资，如果实地测量的自然接地体电阻已满足接地电阻值的要求而且又满足热稳定条件时，不必再装设人工接地装置，否则应装设人工接地装置作为补充。

人工接地装置的布置应使接地装置附近的电位分布尽量均匀，以降低接触电压和跨步电压，保证人身安全。

2、自然接地体的利用

建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋地的金属管道（可燃液体和可燃可爆气体的管道除外）以及敷设于地下而数量不少于两根的电缆金属外皮等，均可作为自然接地体。变配电所可利用它的建筑物钢筋混凝土基础作为自然接地体。利用自然接地体时，一定要保证电气连接良好。

3、人工接地体的装设

人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种基本结构型式。

常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管或L50×5的角钢，为了减少外界温度变化对流散电阻的影响，埋入地下的垂直接地体上端距地面不应小于0.7m。

对于敷设在腐蚀性较强的场所的接地装置，应根据腐蚀的性质，采用热镀锡、热镀锌等防腐蚀措施，或适当加大截面。

当多根接地体相互靠近时，入地电流的流散相互排挤，这种影响称为屏蔽效应。这使接地装置的利用率下降，所以垂直接地体的间距不宜小于5m，水平接地体的间距也不宜小于5m。

接地网的布置，应尽量使地面的电位分布均匀，以减小接触电压和跨步电压。人工接地网外缘应闭合，外缘各角应作成圆弧形。35～110kV/6～10kV变电所的接地网内应敷设水平均压带。为了减小建筑物的接触电压，接地体与建筑物的基础间应保持不小于1.5m的水平距离，一般取2～3m。

七、总结

通过近一段时间在对现场设备及临时电网的维修与维护，发现许多问题的发生及一些最终的解决方法都是与接地有密切关系的，也让我彻底改变了从前对供电系统及用电设备接地不重视、有时候则有要不要没有关系的想法，让自己总是停留在一个业余者的角度上。通过认真地请教、查询资料等途径，来充实自己。在电力系统运行中接地装置起着至关重要的作用。它不仅是电力系统的重要组成部分，而且还是保护人身安全及用电器的主要措施。