浅析电气设备的接地与测量

摘要：电气设备的任何部分与大地（土壤）间作良好的电气连接称为接地。接地是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施之一。电气设备接地通过接地装置实现。

关键词：电气设备；接地；措施；作用；原则

中图分类号：F407 文献标识码： A

前言：为了用电的安全，电气设备必须接地，建筑物的防雷等也需要设置接地。电力系统中接地的部分一般是中性点，也可以是相线上的某一点。电气设备的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体，一般为金属外壳。接地的目的是为了人身和设备的安全。因此测量接地，检查接地是否可靠是很必要的。接地测量似乎很简单，用一只接地电阻测试仪就可以完成，但无论是测量对象还是测量方法，在工程中都会出现不少问题。

1.电气设备接地的作用及分类

1.1电气设备接地的作用

我们往往只知道接地可防止人身遭受电击，其实接地除了这一作用外，还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统的正常运行。

（1）防止电击。人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系，环境越潮湿，人体的阻抗越低，也越容易遭受电击。例如，自装过交流收音机的人几乎都受到过电击，但几乎都能摆脱电源，因为此时人所处的环境干燥，皮肤也较干燥。接地是防止电击的一种有效的方法。电气设备通过接地装置接地后，使电气设备的电位接近地电位。由于接地电阻的存在，电气设备对地电位总是存在的，电气设备的接地电阻越大，发生故障时，电气设备的对地电位也越大，人触及时的危险性也越大。但是，如果不设置接地装置，故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同，比起接地电压还是高出很多的，因此危险性也相应增加。

（2）保证电力系统的正常运行。电力系统的接地，又称工作接地，一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小，对大型的变电站要求有一个接地网，保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。

低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地，如果中性点对地绝缘，就会使其他两相的对地电压升高到3倍的相电压，其结果可能把工作电压为220的电气设备烧坏。对中性点接地的系统，即使一相与地短路，另外二相仍可接近相电压，因此接于其他二相的电气设备不会损坏。此外可防止系统振荡，电气设备和线路只要按相电压考虑其绝缘水平[1]。

一般地说，电子电气设备有许多需要接地的部位，由于电路的性质和接地的目的不同，必须加以严格区分，需要分成若干独立的子系统，然后连接在一起进行总接地。从接地的性质看，把接地分为三大类：

（1）保护接地

电子电气设备的金属外壳、底盘、机座用良好的导体与大地连接成等电位，称为保护接地，它对电子电气设备的安全运行和维护人员的生命安全起到十分重要的作用。

（2）屏蔽接地

为了抑制变化的电磁场的干扰而采用的多种屏蔽层、屏蔽体，都必须良好地接地，才能起到良好的屏蔽作用。

（3）系统接地

要使电子电气设备能正常地运行和稳定可靠地工作，也必须处理好等电位点的接地问题，这类接地称之为系统接地。对于系统接地来说，由于其工作性质和用途的不同，又可分为：信号地、模拟地、数字地、电源地、计算机地、负荷地、外设地等。

2.电气设备接地技术原则

2.1为保证人身和设备安全，各种电气设备均应根据国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》进行保护接地。保护接地线除用以实现规定的工作接地或保护接地的要求外，不应作其他用途。

2.2不同用途和不同电压的电气设备，除有特殊要求外，一般应使用一个总的接地体，按等电位连接要求，应将建筑物金属构件、金属管道（输送易燃易爆物的金属管道除外）与总接地体相连接。

2.3人工总接地体不宜设在建筑物内，总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。

2.4有特殊要求的接地，如弱电系统、计算机系统及中压系统，为中性点直接接地或经小电阻接地时，应按有关专项规定执行。

3. 电气设备接地措施

3.1安全保护接地

（1）保护接零。三相四线制供电系统中的中性线，即为保护接零线，它是电路环路的重要组成部分。在中性点直接接地的三相四线制电网中，电子电气设备应保护接零。将电子电气设备正常运行时不带电的金属外壳与电网的零线连接起来，当一相发生漏电或碰壳时，由于金属外壳与零线相连，形成单相短路，电流很大，使电路保护装置迅速动作，切断电源。在采用接零保护时，电源中线不允许断开，如果中线断开，将会失去保护作用。通常系统中采用零线重复接地的方法实现保护作用。

（2）保护接地。

为防止触电事故而装设的接地，称之保护接地。保护接地仅适用于中性点不接地的电网。凡在这个电网中的电气设备的金属外壳、支架及相连的金属部分均应接地。中性点接地的电路系统不宜采用保护接地。

3.2系统接地

系统接地线既是各电路中的静态、动态电流通道，又是各级电路通过共同的接地阻抗而相互耦合的途径，从而形成电路间相互干扰的薄弱环节。所以，电子电气仪器设备中的一切抗干扰技术，都和接地有关。正确的接地是抵制噪声和防止干扰的主要途径，它不仅能保证电子电气设备正常、稳定和可靠地工作，而且能提高电路的工作精度。电子电气仪器设备中的系统接地是否要接大地和如何接大地，与系统的工作稳定性有着密切的关系，通常有4种方式。

（1）浮地方式

浮地就是不接大地，是一种悬浮的方式，其目的是将电路或设备与公共地或可能引起环流的公共导线隔离开来，从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连，容易出现静电积累现象，这样积累起来的电荷达到一定程度后，在设备和大地之间会产生具有强大放电电流的静电击穿现象，这是一种破坏性很强的干扰源。为此，在采用浮地方式时，应在设备与大地之间接一个阻值很大的泄放电阻，以消除静电积累的影响。

（2）单点接地方式。

（3）多点接地方式。

对于高频电路（信号频率为10MHz以上），由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗，一点接地方式已不再适用。为了降低接地线阻抗及减少地线间的杂散电感和分布电容所造成的电路间的相互耦合，应短距离把各元器件接地端子接在此地面上。

（4）混合接地。

电路系统既有低频电路，又有高频电路或数字电路时，在系统中应采用混合接地方式。电路系统中的低频部分采用单点接地，而高频部分则需要多点接地，这样的接地方式既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性，从而达到最佳抑制干扰的目的。

4.结语

良好的接地系统设计，不仅可以有效地抑制外来电磁干扰的侵袭，使电气设备安全稳定和可靠的运行，而且保证较少地向外界大自然环境施放噪声和电磁污染；因此，对于接地系统的问题必须给予足够的重视，从系统工程的角度出发，去研究解决电子电气设备的接地问题，一定会收到良好的经济效果和社会效果。