工厂电气工程设计中接地系统研究

一、电源及用电设备的接地分类

1、功能性接地

1）工作接地

根据系统运行的需要进行的接地，如电力系统的中性点接地。

2）信号电路接地

设置一个等电位点作为电子设备基准电位

2、保护性接地

1）保护接地

电气装置的外露电源导电部分，配电装置的构架，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。在设计中，用电设备的金属外壳采用接地导线与接地体进行连接，这样的接地型式就是保护接地。

2）保护性接地其他类型

保护性接地还包括雷电防护接地、防静电接地、阴极保护接地等。

3、磁兼容性接地

保证器件、电路、设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰，为此目的所做的接地称为电磁兼容性接地。进行屏蔽是电磁兼容性要求的基本保护措施之一。

4、联合接地方式

建筑物内的多个用于不同目的的接地系统，分开接地方式不同电位所造成严重的不安全因素，不同接地导体间又有难以避免的耦合影响，引起相互干扰，因此产生了联合接地方式。联合接地方式就是将电气的功能性接地、保护性接地以及电磁兼容性接地与建筑物防雷接地采用公共用的接地系统，并实施等电位联结措施。接地装置的接地电阻必须按接入设备中要求最小值确定。

二、工厂电气工程设计中的接地系统类型

工厂低压供配电设计中的接地系统主要有：IT接地系统、TT接地系统、TN接地系统。

1、IT接地系统

IT接地系统中，供电线路不但没有中性线，也没有保护线，因此，选择的用电设备只能是三相对称用电设备或额定电压为线电压的单相用电设备。但是，如果需要中性线，也可以进行相应的配置，那么还需要在中性线上设置过电流保护装置，保证能够在短路故障发生时，有效的切断供电线路。IT接地系统的优点是，当发生单相短路时，三相电压会保持不变，这时，三相用电设备就可以正常的工作，用电设备的外壳也不会带电，就不会导致触电事件的发生；用电设备的金属外壳可以通过或导线与接地体相连，每个用电设备之间不会出现电磁干扰的现象。现阶段，工厂低供配电设计中对于IT接地系统的使用还比较少，一般被应用于生产、储存及装卸易燃易爆物品的工厂内。

2、TT接地系统

TT接地系统中，供电线路会有中性线，但是没有保护线，因此，选择的用电设备不但可以是三相用电设备，而且还可以是单相用电设备。TT接地系统中，采用用电设备的金属外壳通过导线与接地体相连，如果用电设备比较多，并且分布比较分散时，会大大的增加接地投入成本。TT接地系统的优点是，选择TT接地系统，如果发生用电设备漏电的情况，用电设备的中性点电位是比较高的，很容易导致触电事故的发生；TT系统的供电线路中没有保护线，一旦发生故障，故障电压不会沿着保护线进入其他用电设备内；每个用电设备有自己的保护线，不会存在电磁干扰的情况。现阶段，在工厂低压供配电设计过程中对于TT接地系统的采用是比较少的。

3、TN接地系统

TN接地系统中，电源采用的是工作接地，用电设备采用的是保护接零，零线为中性线和保护线，会根据中性线和保护线的实际组合情况的不同，TN接地系统可以分为TN-C接地系统、TN-S接地系统及TN-C-S接地系统。

1）TN-C接地系统中，中性线和保护线合二为一，这样的接地系统的供电线路不但可以接三相用

电设备，而且还可以接单相用电设备，当电流经过供电线路，会对用电设备形成电磁干扰。如果供电线路发生断线，用电设备的金属外壳就会接触到较高的电压，导致触电事故的发生。如果出现短路情况，过电流保护装置就会发挥切断电流的功能，有效的保证用电设备和工作人员的安全。TN-C接地系统被一些用电容量较小、接地要求较低的工厂电气工程设计所应用。

2）TN-S接地系统中，中性线和保护线在电源中性点处分开，这样的接地系统的供电线路不但可与三相用电设备相连，而且还可以与单相用电设备相连，在供电线路中，中性线会有很小的电流通过，保护线无电流通过，这样对用电设备不会造成电磁干扰。如果中性线断线，断点后用电设备的金属外壳上的电压就会是零，不会发生触电事故。如果发生短路，过电流保护装置就会自动进行电路切断，保护了用电设备和工作人员的安全。大多数的工厂中会采用TN-S接地系统。

3）TN-C-S接地系统中，中性线和保护线前部分是采用合用的方式，后部分就会完全分开，中性线和保护线分开以后是不能再进行合并的，中性线和保护线分开时都要进行重复接地处理。这样的接地系统前部分属于TN-C接地系统，后部分属于TN-S接地系统，在供电线路上，前后部分都可以与三相用电设备和单相用电设备相连接。

三、工厂低压供配电设计中的合理选择接地系统

合理的接地系统，可以进行有效保护用电设备的安全以及人身安全，保障提供可靠供电，有效降低对信息设备的干扰。在我国目前的建筑工程中，也都使用TN-S作为低压配电接地的标准形式。而在一些低压配电所中，使用的则是TN-C系统，从而在民用建筑中采用TN-C-S系统，即室外为TN-C，进入室内后PEN线分开为N线和PE线且不再合并。在TN-S系统中，由于其中性线同地面绝缘与其中性线与保护线绝缘的特点相同，如果低压线路范围较大，那么其中性线的路径就会很长，从而使中性线的阻抗增大。这种情况的存在就使得当三相不平衡时，电路中偏离的电位过多而影响用电设备的安全性。这时就应当使用TN-C-S系统，从而对用电人员的安全得以保证。保护线是低压配电系统在接地故障状态下，传送故障电流的导线。高压供配电系统保护中，保护线的设置是十分重要的一项技术措施，而常见的低压配电系统中同样非常重要，实现安全保护。其主要通过三种方式实现接地。其作用是在低压配电供电保护系统设计中，把可以触及到金属物体的所有电气保护设备均与保护线连接，对电气设备与操作人员形成保护。所以，在低压配电系统中，PE线的设置要求具体包含以下几个方面：载流能力必须达到保护装置灵敏度的要求；不能存在对建筑物或其内部隐藏的危险；载流时导线的温度以及电磁感应强度都必须控制在比较合理的范围内等。

结束语

在进行工厂电气工程设计中，要以实际环境为出发点，选择安全可靠的接地系统进行设计，要保证用电设备不会受到电磁干扰，能够有效的进行接地故障的保护工作，确保接地系统能够合理有效的对用电设备和施工人员进行保护，促使工厂能够正常的生产，人们的生命健康和财产安全得到保障，进而获得更多的经济效益，不断的促进我国工业事业和经济的发展。