摘要：接地是电气工作人员十分熟悉的电气安全措施，人和各类电气系统都位于地球上，地球是个导体，电气系统必须与地球做等电位联结，以避免它与地之间的电位差引起的种种电气灾害并保证电气系统的正常运作。在电气装置的设计、安装中应充分重视和保证接地装置抗机械损伤、腐蚀和其他有害影响的能力，确保导电的不中断。本文就配电装置接地系统的安装、接地电阻的构成、降低接地电阻的主要措施等问题提出一些粗浅的认识。
关键词：系统接地；保护接地；接地电阻构成；接地体；主要措施
接地是电气工作人员十分熟悉的电气安全措施，人和各类电气系统都位于地球上，地球是个导体，电气系统必须与地球做等电位联结，以避免它与地之间的电位差引起的种种电气灾害并保证电气系统的正常运作。为与地球等电位或与地球电位接近，需与地球作电气连接，但地球上没有电气连接端子，为此需在大地里面埋与大地接触的接地极作连接端子并引出接地线以取得大地电位作参考电位，这就是通常说的“接地”。由于接地极与大地间存在若干欧姆的连接电阻或接地电阻，故障电流在其上产生较大的电位差，因此与大地连接的接地，其等电位效果并不很理想。
配电系统都需要处理两个接地问题：一个是系统内电源端带电导体的接地；另一个是负荷端电气装置外露导电部分的接地。就低压配电系统而言，前者通常指变压器、发电机等绕组星形接点（常称中性点）的接地，称做系统接地（我国过去称工作接地）；后者通常指电气装置内电气设备金属外壳、布线金属管槽等外露导电部分的接地，称作保护接地。
１ 系统接地的作用
系统接地的作用是使系统带电导体取得大地电位为参考电位，降低系统对地绝缘水平的要求，保证系统的正常和安全运行。如当雷击时，地面强大的电磁场使架空线路感应幅值很大的瞬态过电压，它持续时间极短，以微秒计，但过电压幅值和变化陡度很大，使设备和线路承受危险电涌电压的冲击以致损伤。做系统接地后，线路感应的雷电荷获得对地泄放的通路，大大降低了这一对地瞬态过电压，减轻了设备和线路绝缘被击穿的危险。
2 保护接地的作用
保护接地是电气装置内外露导电部分的接地。当发生相线碰设备外壳接地故障后未作保护接地，设备外壳的对地电压即为相电压220V，人体若接触此电压，电击致死的危险很大。作保护接地后，设备外壳的对地电压仅为相电压220V的一部分，起到防人身电击和接地故障火灾等的作用。保护接地对电气安全是十分重要的，必须保证接地通路的导通。IEC标准规定包含有PE线的PEN线上不允许装设开关和熔断器以杜绝PE线的开断。
3 接地电阻的构成
任何生产商生产的电源装置，都对其产品的接地电阻阻值作出了严格的要求。在其接地设计时，要以电源装置的接地电阻要达到的阻值，作为设计其接地的技术依据。因此在此分析接地电阻的构成，以使在设计中可以在主要的环节采取相应的措施，以降低接地的电阻值。
（1）接地引线电阻，是指由接地体至电源装置接地母线间引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关；
（2）接地体（水平接地体、垂直接地体）本身的电阻，其阻值与接地体的材质和几何尺寸有关；
（3）接地体表面与土壤的接触电阻，其阻值与土壤的性质、颗粒、含水量及土壤与接地体的接触面和接触的紧密程度有关；
（4）从接地体开始向远处（20m）扩散电流所经过的路径土壤电阻，即散流电阻。决定散流电阻的主要因素是土壤的含水量。
4 降低接地电阻的主要措施
接地电阻虽由四部分构成，但前两部分所占接地电阻的比例较小，起决定作用的是接触电阻和散流电阻。故降低接地电阻阻值应从这两部分开展工作，从接地体的最佳埋设深度、不等长接地体技术及化学降阻剂等方面来讨论降低接触电阻和散流电阻的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.1 垂直接地体的最佳埋设深度
垂直接地体的最佳埋设深度，是指能使散流电阻尽可能小，而又易达到的埋设深度。决定垂直接地体最佳深度，应考虑到三维地网的因素。所谓三维地网是指接地体的埋设深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网（即埋设深度与等值半径之比大于1/10）。在可能的范围内埋设深度应尽可能取最大值，但并不是埋设深度越深越好，如果把垂直接地体近似为半球接地体，其电阻为：
R＝ρ／2πr＝ρ／2πL
式中：ρ—土壤电阻率；
L—垂直接地体的埋设深度。
从式中可见，R与L成反比，为使R减小，L越大越好，但对上式偏微分：
∂Ｒ／∂L=-ρ／2πL2
可以得出，随着Ｌ的增大，降阻率∂Ｒ／∂L与L2成反比下降，当增大L到一定程度后，基本上呈饱和状态，降阻率已趋近于零。垂直接地体的最佳埋设深度不是固定的，在设计中应按接地网的等值半径、区域内的地质情况来确定，一般取1.5ｍ～3.5ｍ之间为宜。
4.2 不等长接地体技术
由于在接地网中各单一接地体埋设的间距，一般仅等于各单一接地体长度的两倍左右，此时电流流入各单一接地体时，受到相互的制约而阻止电流的流散，即等于增加了各单一接地体散流电阻，这种影响电流流散的现象，成为屏蔽作用。为解决在设计实践与理论分析中的矛盾，采取不等长接地体技术，以便取得良好的效果。不等长接地体技术，即为各垂直接地体的长度各不相等，在接地体的布置上，采取垂直接地体布置为两长一短或一长两短，以使接地体组间的屏蔽作用减小到最小程度。不等长接地体技术，从理论上到实践中应用，都较好地解决了多个单一接地体间的屏蔽作用问题，提高了各单一接地体的利用系数，降低接地体组的散流电阻。
4.3 化学降阻剂的应用
化学降阻剂的降阻机理是，在液态下从接地体向外侧土壤渗出，若干分钟固化后起着增大散流电极接触面积的作用。因降阻剂本身是一种良好的导体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密接触，减小接地体与土壤的接触电阻，形成足够大的电流流通截面；另一方面，它能向周围的土壤渗透，降低土壤的电阻率，在接地体周围形成一个变化的低电阻区域。从而显著扩大接地体的等效直径和有效长度，对降低接触电阻及散流电阻有着明显效果。
5 结束语
无论是系统接地还是保护接地，其连接线都是关系人身安全的保护导体，必须保证其导通良好。所以在电气装置的设计、安装中应充分重视和保证接地装置抗机械损伤、腐蚀和其他有害影响的能力，确保导电的不中断。电源装置接地的设计，要根据电源装置的技术要求和所处地区的地理、地质条件，采取不同的措施，以最高的性能价格比，并尽量采用新技术和新材料来设计。
参考文献：
[1]《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92） 中华人民共和国建设部 1993年
[2]《供配电系统设计规范》 中华人民共和国建设部 1995年
[3]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 中华人民共和国建设部 2010年
[4]《低压电气装置的设计安装和检验》 中国电力出版社 2012年7月 王厚余 编著
[5]《建筑物电气装置600问》 中国电力出版社 2013年6月 王厚余 编著
论文作者:邱瑞耀
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/20
标签：电阻论文; 电气论文; 流电论文; 系统论文; 装置论文; 土壤论文; 电位论文; 《电力设备》2017年第24期论文;