关于电气工程接地装置设计的研究

摘要：接地装置对建筑物的安全而言，具有十分重要的意义，它能够有效避免建筑物内电气设备带电造成意外危险，是实用性很强的安全保护措施。因此，要高度重视电气工程接地装置的设计与安装工作，要严格执行有关安全标准和规定，根据建筑功能需要，确定最佳接地方案和施工方式，以提高建筑物电气设备的安全性和可靠性。

关键词：电气工程 接地装置 设计

接地装置主要由三个主要部分构成，即接地极引线、接地极和总接地端子。一般而言，接地极为具有导电性能的金属材质，它将大地连接以实现电流导入。 接地导体则是负责连接主接地端子和电气设备的导线。总接地端子连接了多个接地极，实现了建筑物或电气设备与保护导体的连接，促使形成了多个电位联结线的总等电位联结。

接地装置设计的好坏直接关系到建筑物和电气设备使用者人身安全、降低电气系统故障，对保证社会正常生产生活具有重要作用。

一、接地方式的分类

1、TN-C三相四线系统

在该系统中，将接地线PE与中性线N结合在一起，我们称之为PEN线，利用它在侧进线处进行二次接地。该种接地方式具有故障灵敏度高、经济适用的有点，在三相负荷相对平衡的用电场所比较适用，例如一些拥有独立变压器和电工人员的大型生产企业。

2、TN-S三相五线系统

该接地系统主要特色在于，PE线与带电外壳连接，组成了三相四线加PE线的接地系统，PE与N在变压器的中性点处同时接地。由于具有相对稳定的基准电位，该接地系统一般被拥有独立配电所的建筑单位所采用，例如酒店、商场、机关单位大楼等。

3、TN-C-S“先四后五”系统

该系统包含两个子接地系统，在入户处二次接线，变压器引出适用TN-C的方式，TN-S系统设置在N线与PE线的连接点后面。在入户时N与PE同时接地，电气设备外壳及金属部位由PE线连接，平时正常工作时不带电。通常在一般民用建筑内会采用该种接地系统。

4、TT外壳直接接地系统

双T字母的含义是表示双接地，即电力系统的中性点接地及电气设备不带电构件接地。在该系统中，中性线N与接地线PE是独立分开的。接地系统运转时，PE不带电，中性线N带电。在一些需公共电网供电的场合，例如农村住户或相对分散的居民楼。

5、IT三相三线系统

该接地系统没有中性线N，只有PE单独接地，变压器中性点与地面绝缘。系统不具备断零保护功能，设备在一相接地情况下依然可以运转。配置该接地方式的电气设备漏电电流相对微弱，易调控接触电压。

二、接地功用的分类

接地系统的分类，按在电气系统中的使用功能可细分为：安全接地、避雷接地、工作接地、电子系统接地等，下面主要介绍三种最常见的接地种类。

1、安全接地。通常具有金属外壳或者保护罩的电气设备使用这种接地方式，安全接地方式主要通过将金属外壳和电缆表皮接地，以避免强电流在绝缘受损等情况发生时暴露在外，消除对工作人员的安全威胁。一般分接地保护和接零保护两个种类。

2、避雷接地。许多高楼或高空构造物由于相比其他建筑物更易受雷击，而采用避雷接地防止雷电流导入对建筑物的的破坏。日常生活中常见的避雷针就是一种简单的避雷装置，它能够分流雷电电流，将其导入大地，避免其在建筑物体上面停留对人体造成危害。

3、工作接地。为了保证电气设备运转正常，使得电力系统维持在正常状态，通常使用工作接地方式。其工作原理是，对电力系统中的某个点进行接地，以防范电力系统在工作中突然遇到突变高电压所造成的损害。

接地方式具有相对灵活的设置方法，既可以使用独立的接地方法也可以采用综合性的接地方式。值得注意的是，如果在电气系统中采取独立设置接地装置的方式，十分可能出现不同接地极彼此干扰的情况，要避免这种情况发生必须保证接地极彼此间隔超过25公分。这在实践中很难实现，因而常常采用综合接地方式，形成统一的接地。

三、接地设计

1、接地电阻

在设计电气设备接地方案之前，必须要确定接地电阻。按照有关技术规定，接地电阻不超过0.5Ω。一般土壤具有较高的电阻，为解决这个问题，可考虑采取添加降阻剂、增设地下接地水网、调节地网面积大小等办法。如果接地位置土壤电阻率过低，可以敷设引外接地极。如果建筑物地下施工不受限制，也可以建造井式接地极。

2、接地极

（1）必须要根据施工环境来选择接地极材料的性质和规格，以满足接地设备的抗腐防蚀要求，同时具有一定的抗机械损害的能力。以有效避免各种意外事故。

（2）地极类型的确定，要建立在充分考虑土壤电阻和接地电阻情况的基础之上，如果土壤具有较低的电阻性能、较高的含水量条件，可以适当减少地线填埋深度。

（3）接地极尽量使用自然接地体，能够显著节约工程造价、减少施工量，提高接地系统的使用。

（4）要在避雷针等避雷设施的引下线处增设垂直接地极，以消除散泄雷电。

3、接地导体

要确保接连接地导体与接地极的导体安全稳定，具有良好的导电性。连接方式建议使用机械连接法例如压力、夹具等，安装过程中要认真遵守操纵准则，以提高接地极和导体的稳定性。同时，要保证导体横截面积要达到瞬间电源所需最小面积的要求，提高导体对超大电流的承受能力。

4、总接地母排

总接地母排的设置要保留可单独拆分功能，与接地导体稳定连接。要对建筑物采取屏蔽措施，接地母线用绝缘材料包裹，以保证接地系统相互独立不受干扰。

结语

总而言之，在当代建筑工程中，接地技术的应用日益普及。随着电力行业不断发展壮大，各类电力设备在工程领域的应用程度越来越高，必须要充分重视建筑物的接地设计工作，不断提高接地设计水平和质量，促进其在工业、电子、化工、信息等不同领域的深入发展，为提高全社会的安全生产水平发挥重要作用，成为推进我国现代化与电气化快速发展的重要抓手。

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