淺談接地和接地裝置的制作
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日期：2017/4/9 18:15:37
接地在防止人身遭受雷電擊、減少財產損失和保證電力系統或電氣裝置正常運行中起著非常重要的作用。為了正確地開展接地工作，須明確“地”和“接地”的概念以及接地裝置的制作。
1 接地的概念
1.1 地的概念
1.1.1 電氣地
大地是一個電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且在吸收大量電荷后仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統中的參考電位體。這種“地”是“電氣地”，“電氣地”的范圍隨著大地結構的組成以及大地與帶電體接觸的情況而定。
1.1.2 地電位
與大地緊密接觸并形成電氣連接的一個或一組導電體稱為接地極，通常采用圓鋼或角鋼，也可采用銅棒或銅板。在距接地極越近的地方電阻越大，而在距接地極越遠的地方電阻越小。試驗證明，在距單根接地極或接地處20m以外的地方，呈半球形的球面已經很大，實際已沒有什么電阻存在，不再有什么電壓降。該處的電位已近于零。電位等于零的“電氣地”稱為“地電位”。若接地極不是單根而為多根時，屏蔽系數增大，上述20m的距離可能會增大。
1.1.3 邏輯地
電子設備中各級電路的電流傳輸、信息轉換要求有一個參考的電位，這個電位可防止外界電磁場信號的侵入，常稱這個電位為“邏輯地”。這個“地”不一定是大地，可能是電子設備的金屬機殼、底座、印刷電路板上的地線或建筑物內的總接地端子、接地干線等；邏輯地可與大地接觸，也可不接觸，而“電氣地”必須與大地接觸。
1.2 接地
將電力系統或電氣裝置的某一部分經接地線連接到接地極稱為“接地”。電氣裝置中接地點一般是中性點，也可能是相線上某一點。電氣裝置的接地部為外露導電部分。“外露導電部分”是電氣裝置中能被觸及的部分，它在正常時不帶電，但在故障情況下可能帶電，一般指金屬外殼。有時為了安全保護的需要，將裝置外導電部分與接地線相連接地。“裝置外導電部分”不屬于電氣裝置，一般是水、暖、煤氣、空調的金屬管道以及建筑物的金屬結構。外部導電部分可能引入電位，一般是地電位。接地線是連接到接地極的導線。接地裝置是接地極與接地線的總稱。接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設備和線路遭受損壞；預防火災和防止雷擊、防止靜電損害和保障系統正常運行。接地按功能可分為以下幾種類型：
1.2.1 工作接地。在工作或事故情況下，工作接地可以保證電氣設備可靠運行，降低人體接觸電壓，迅速切除故障設備或線路，降低電器設備或輸電線路的絕對水平。
1.2.2 保護接地。在中性點不接地系統中，如果電器設備沒有保護接地，當該設備某處絕緣損壞時，外殼將帶電，人將遭受觸電危險。設有保護接地后，電流將同時沿著接地體和人體兩條線路流過，接地體電阻越小，流過人體的電流也愈小，從而使人體避免觸電危險。
1.2.3 重復接地。將零線上的多點與大地多次做導體連接。當中性點連接系統中發生碰殼或接地短路時，可以降低對地電壓，在零線斷裂時，可以使故障危害減輕。
1.2.4 靜電接地。設備移動或物體在管道中移動，因磨擦產生靜電，它聚集在管道、容器和儲罐或加工設備上，形成很高電位，對人、設備都有害。有了靜電接地，靜電一旦產生就會導入大地，消除積聚的可能。
1.2.5 直接接地。計算機及微電子設備大部分采用中、大規模集成電路，工作的直流電壓較低。為使同一系統的計算機、微電子設備的工作電路具有同一“電位”參考點，將所有的“零”電位點接于同一接地裝置，它可以穩定電路的電位，防止外來干擾。
1.2.6 防雷接地。為防雷電浪涌電流泄入大地，使被保護物免遭直擊雷或雷電感應等浪涌過電壓、過電流的危害，所有建筑物、電氣設備、線路、網絡等正常不帶電金屬部分、金屬護套、避雷器、SPD以及一切水、氣管道均應與防雷接地裝置作金屬性連接。
2 接地系統的組成及其建造
2.1 建造一個好的接地裝置取決于許多因數，例如土壤的性質及其隨季節的變化，腐蝕所帶來的影響，建筑物所在場地的限制等等。接地裝置主要由以下四個部分組成。
2.1.1 接地電極的選用。為使電流入地擴散而設計或使用的與大地成電氣接觸的良導體（金屬或石墨）部件及部件群，在普通土壤條件下，鍍鋅角鋼應是接地電極的首選材料，價格低、施工易、可用年限較長。在土壤電阻率過高條件下，例如只有沙石并無土的地方可選用廠家生產的石墨接地電極。
2.1.2 接地導線的選用。采用截面為50至120 mm2之間的銅線或銅棒，還應有絕緣防腐保護層。在選用時應該考慮到各種裝置的最大故障電流。在雷電保護接地系統中，則應根據雷擊電流的大小和延時來決定。
2.1.3 接地匯集線（匯流排）的選用。根據接地分配系統接線需要和總故障電流的大小，建議采用截面為120至240 mm2之間的銅板或矩形銅棒。
2.1.4 接地分配系統。把必須接地的各個部分連接到接地匯集線上去。
2.2 接地裝置的建造
本文只介紹采用鍍鋅角鋼做接地電極時的建造方法（要求在晴朗的天氣條件下施工）。
2.2.1 確定接地極的排列方式并挖溝。首先根據建筑物所處的地理位置確定接地電極埋設時的排列方式并進行挖溝，可采用一字排列、矩形排列、環形排列等，其中一字型排列是最常見的一種排列方法。當一字排列時，溝深可挖1.8m，溝底寬以方便人員操作為宜；當矩形排列時，如圍繞障礙物可按一字溝要求挖掘，否則溝底寬不得少于1.2m。環形排列要求類同。
2.2.2 打入接地電極。將鍍鋅角鋼每2m一根截斷，一端切割成尖銳狀，按溝均勻布放（角鋼間隔一般不少于1.2m）。打入時一人扶正，一人打錘，保證角鋼垂直和焊接扁鋼面在一條直線上。當角鋼頂部與溝底還有30～40cm時，停止打入，以便焊接扁鋼。
2.2.3 焊接鍍鋅扁鋼。采用電焊和氧氣焊。在焊接前用老虎鉗將鍍鋅扁鋼與角鋼面夾緊，保證全面接觸并上下左右焊四條焊縫。焊縫應連續無虛焊。
2.2.4 測量接地電阻。所有角鋼都焊接好后，即可測量接地電阻。當所測電阻值不符合規范要求，則需沿溝方向將地線延長，增加角根數，同時測量電阻值，直到接地電阻合格為止（當矩形或環形排列時可在中間增加角鋼根數，也可向方便挖溝一側延長）。
2.2.5 連接接地導線。當用于直流工作接地（或與保護接地合用）時，須選用VV1kV-70至120mm2銅芯電力電纜做接地導線，其余可用鍍鋅扁鋼。
當用電力電纜做接地導線時，須選用鑄造成形的銅鼻子（銅管壓制的壁很薄的不宜選用），并選用M12的鍍鋅螺栓一套。將壓接牢固的銅鼻子電纜與溝內的扁鋼用鑼栓連接緊固，并留有余長，以防回土后將銅鼻子掙脫。
2.2.6 防腐處理。用瀝青對所有連接處均做防腐處理。在刷瀝青前應做到以下幾點：a、將角鋼與扁鋼各焊接處的焊渣除凈，刷防銹油漆（包括各角鋼的頂部）；b、用高壓絕緣膠帶將接地導線的銅鼻子纏繞幾層并與扁鋼連接處纏繞幾層（包括連接鑼栓）；c、將融化的瀝青向已處理過的連接處刷兩遍，對包扎高壓絕膠帶的連接處應重點做防腐處理，并用麻布等包扎好。
2.2.7 回土夯實。待瀝青凝固既可回填土，回填土時每隔30～40cm夯實一次，直至回填完畢。
2.2.8 核實接地電阻。用接地電阻測試儀測量，此時的接地電阻值應是回土前測試值的3/4左右。保證后期天氣比施工時氣候還要干燥時阻值也符合要求。
2.2.9 連接接地匯集線（匯流排）。將接地導線穿入金屬蛇皮管內（包括室外地下部分和過墻部分），引入室內與接地匯集線（匯流排）用M12的鍍鋅鑼栓緊固。
3 結束語
雷電防護和建造接地系統是一項專業性很強的系統工程。在勘察設計整體建筑物時要整體規劃，全面考察，規范設計。施工時，更應由專業隊伍承攬，保證施工質量。