电子电气设备接地浅析

【摘 要】电子电气设备的接地工作是用电安全以及用电设备安全使用的重要保证。本文分析介绍了电子电气设备接地的作用、分类、原则和方式。

【关键词】电子电气；设备接地；原则；方式

1 电子电气设备接地的作用

电子电气设备接地的作用众多，除了防止设备使用者发生触电事故以外，还有防止设备损坏、预防雷击及静电危害等多方面的作用，下面进行具体分析。

1.1 防止触电事故设备接地

人体具有导电性，并且人体电阻值的大小与人体所处环境的湿度密切相关，随着所处环境湿度的增大，人体电阻值将会减小，发生触电事故的可能性也会相应增大。电子电气设备的接地处理是防止触电事故发生的有效措施，电子电气设备接地后，设备电位大小会逐渐趋于地电位大小；但是，实际生产工作中设备接地存在不可避免的接地电阻，并且接地电阻值越大，设备电位相对于地电位越大，越容易造成严重触电事故。然而，如果不对电子电气设备采取接地措施，则会在设备出现故障时使设备外壳电位远大于设备接地时的接地电位，增加发生触电事故发生的可能性与严重性。

1.2 防止设备损坏设备接地

为有效防止电力系统故障造成电子电气设备损坏，实际生产工作中常常会采取电力系统接地措施。电力系统接地适用于变电站和变电所运行工作，通常采用电子电气设备接地网来实现设备中性点的接地工作，并且要求接地电阻阻值尽可能小以保证设备中性点相对于地的电位为零。配电站与配电所运行中常常会出现设备线路与设备外壳接触，以及设备线路断裂并接地的情况，此时，一旦设备中性点未能有效接地，势必会造成其他两相相电压的大幅度升高，损坏电子电气设备；在设备中性点采取了接地措施的情况下，一旦三相电流导线中某一相发生短路，其他两相相电压仍可以保持稳定，避免电子电气设备的损坏。

1.3 防止雷击及静电危害设备接地

雷电现象常常是感应雷与直接雷的同时产生，感应雷与直接雷又均能导致电子电气设备电压的升高，采取合理的设备接地保护措施，可有效降低雷电导致设备电压急剧升高，造成设备烧毁事故的可能。

2 电子电气设备接地的分类

电子电气设备接地工作的接地部位、接地目的及电路性质差异明显，从接地性质方面可将设备接地分为保护接地、屏蔽接地和系统接地三类。

2.1 保护接地

顾名思义，保护接地是指将电子电气设备可导电部件与大地相连，使部件电荷传导给大地，以达到消除设备与大地电位差，保证设备运行顺利、人员生命安全的目的。

2.2 屏蔽接地

屏蔽接地主要针对电磁感应现象对设备运行所带来的负面影响，是指通过将电磁场屏蔽设备接地来提高屏蔽设备对电磁场的屏蔽效果，尽可能减小电磁感应现象给设备运行及人员生命安全带来的威胁。

2.3系统接地

系统接地的目的是为了提高设备运行的稳定性，可通过将设备等电位点接地来降低接地阻抗及阻抗耦合现象对于设备正常运行的不利影响，保证设备运行质量。

3 电子电气设备接地的原则

电子电气设备接地工作的开展应充分考虑实际条件及技术要求，针对不同工作类型的电子电气设备也应采取不同的接地原则，下面就不同电路频率下电子电气设备的接地原则分别进行讨论。

3.1 低频电路设备接地原则

低频电路设备接地工作中通常采用一点接地的接地原则，一点接地也被称为辐射式接地，并可简单分为串联一点接地与并联一点接地。一点接地是指现将若干电路连接在一起，然后再将它们同时接地，一点接地凭借其简单实用，以及不存在公共阻抗祸合和低频地环路的优势在低频电路设备接地工作中得到了广泛运用。设备一点接地要求各电路模块必须与单点地接触，各接线则需汇聚于一点后再与地面连接。在电路频率低于1MHz的情况下，设备一点接线使用效果极好，然而，电路频率升高会引起阻抗与共模电压的增大，严重影响一点接地的工作效果。

3.2 高频电路设备接地原则

高频电路与数字电路中电流的自感与互感现象过于明显，这也是造成设备接地阻抗增大的主要原因。这种情况下如果仍采取一点接地的设备接地原则，设备接地阻抗增大和阻抗耦合现象将会严重影响设备使用的稳定性。针对高频电路接地阻抗增大及阻抗耦合的问题，实际工作中常会采取多点接地的设备接地原则，多点接地就是指尽可能将每个电路系统的地线与阻抗较小的地线相连接。电子电气设备多点接地多用于高频电路设备接地工作中，尤其是在电路频率高于10MHz的情况下，优势极其显著。设备多点接地工作的关键环节在于对接地线杂散电感和分布电容的有效减小与控制。

3.3 整机系统的混合接地原则

整机系统的混合接地原则适用于设备电路频率较为复杂的情况，既需要在低频条件下采取设备一点接地的原则，又需要在高频条件下采取设备多点接地的原则。混合接地需要将设备地线分为电源地线、信号地线与屏蔽地线三类，先将各电源地线、信号地线与屏蔽地线分别与电源总地线、信号总地线与屏蔽总地线相连，再将各总地线集中接地。

4 电子电气设备接地的方式

电子电气设备接地作用、分类及原则复杂，接地方式也必然多种多样，下面就保护接地、系统接地这2种主要接地方式展开具体分析讨论。

4.1 保护接地

针对强电电压高、容量大，危及人身安全严重的特点，需对电子电气设备的外壳、底盘及机座进行接地工作，以达到设备故障时能对人身安全起到有效保护的目的。

4.1.1 保护接零

保护接零即是零线接地保护措施，也是设备保护接地的主要方式。目前生产生活中采用三相四线制供电系统，其中零线是中性保护接地线，将零线接地可起到防止设备损坏与人身安全受到威胁的作用。

4.1.2 保护接地

在三相四线供电系统中，除了零线，还有一根将设备外壳、底盘、机座等导电部件与大地相连接的保护线，这根保护线可将设备漏电产生的电荷、电压传向大地，达到设备外壳、底盘、机座与大地之间电位差为零的目的，既能有效避免人体触电事故的发生，又能对相关用电设备起到一定的保护作用。

4.2 系统接地

仅仅对电子电气设备采取保护接地还无法保证设备的正常安全使用，还必须同时采取系统接地的设备接地方式。系统接地是指将设备内部系统中各个电路工作的参考电位接地的接地方式，系统接地也是电子电气设备工作中最常见的问题。

4.2.1浮空地

浮空地的基本要求是使电路某部分不与大地连接，减弱接地线阻抗及阻抗耦合对于电路及电子电气设备的影响。然而，设备对地的较大电容分布会对基准点位的准确性产生较大影响，。此外，设备存在的电容分布还会导致经典效应的产生，威胁设备及人员生命安全。

4.2.2 系统地直接接大地

系统地直接接大地与浮空地的接地方式恰恰完全相反，此接地方式通过优选设备接地部件种类及数目，降低阻抗及耦合现象对于设备工作稳定性和精确度的影响。系统地直接接大地的设备接地方式较适用于设备存在较大对地电容分布的情况。

4.2.3 电容接地方式

电容接地方式是指使用电容，尤其是高频电容将设备与大地连接起来，以减弱设备对地分布电容给设备运行带来的负面效果。为提高电容接地方式的适用效果，应在低频电路的情况下使用此方式，并要选择高频特性与耐压值性能较好的电容。

5 结束语

（1）电子电气设备接地是设备正常运行及人员生命安全的重要保证，具有极大的实用价值，生产生活中应加大对电子电气设备接地措施的重视程度。

（2）电子电气设备接地是一项难度较高的复杂工作，具体接地原则、接地方法的选用一定充分考虑实际情况与设备接地的目的，切勿纸上谈兵。

参考文献：

[1]韦国柱.浅谈电气设备的接地问题[J].电子科学，2012（11）.

[2]黄耀峰.电子电气设备的接地[J].电源技术应用，2009（10）.