前言：最近有粉絲朋友提出想了解接地裝置方面的相關知識，張同學翻閱了相關資料，也在網上找了相關的資料來分享給大家，不足之處請諒解！

接地裝置和接地電阻，大家應該都有所了解。

接地裝置是指：埋設在地下的接地電極與由該接地電極到設備之間的連接導線的總稱。主要是防止設備漏電，如果漏電，就會通過接地線進入大地，促使保護電路跳閘或斷開，以免傷人或損壞設備。

而接地電阻是指：電流由接地裝置流入大地再經大地流向另一接地體或向遠處擴散所遇到的電阻。接地電阻值體現電氣裝置與“地”接觸的良好程度和反映接地網的規模。那麼接地氣按照作用分為幾種？接地裝置要求是什麼？接地電阻允許值一般是多少呢？下面我們一起來學習一下吧。

一、接地分類及作用

1、工作接地

在正常或異常情況下，為了保證正常且可靠地運行，必須将供電系統中的某點與地做可靠的金屬連接，稱為工作接地。如變壓器的中性點與接地裝置的可靠金屬連接等。其作用：①降低人體的接觸電壓，在中性點對地絕緣的系統中，當一相接地，而人體又觸及另一相時，人體将受到線電壓，但對中性點接地系統，人體受到的為相電壓。②迅速切斷故障設備。在中性點絕緣的系統中，一相接地時，接地電流僅為電容電流和洩漏電流，數值很小，不足以使保護裝置動作以切斷故障設備。在中性點接地系統中，發生碰地時将引起單相接地短路，能使保護裝置迅速動作以切斷故障。③減輕高壓竄入低壓的危險。

2、保護接地

在正常工作狀态下，各種電器的外殼是不帶電的。但由于某些原因，造成設備絕緣損壞後可能使外殼帶電，人或動物一旦接觸到這種外殼帶電的設備就有觸電的危險。為了防止這種現象出現時危及人身安全，将電器設備正常時不帶電的金屬外殼、配電裝置的金屬部分同大地做良好的電氣連接，稱作保護接地。

圖1，設備外殼不接地。當故障時，由于帶電線路對地電容的存在，将産生電容電流。又因為設備外殼與大地間的接觸電阻較大，若忽略其分流作用，則故障電流将全部由地中經人體返回設備外殼。

即人體中的電流為：Ir=Ijd。由于觸電的危害程度主要決定于通過人體的電流。人體最小的感覺電流工頻約為1mA，直流約為5mA。當工頻電流超過10mA時，手已難于擺脫電源；當超過50mA且觸電時間超過15~30s，即可緻命，所以，在絕緣損壞時，人碰觸到電器設備外殼是很危險的。

若要使人們觸及絕緣損壞的電器設備外殼不遭受觸電的危險，關鍵是減少設備外殼與大地間的接觸電阻，使流過人體的電流在安全要求的允許範圍内。保護接地的目的就在于此。如圖2所示，采用保護接地後，流入人體的電流為：Ir=Ijd*rjd/（rr rjd）。式中：Ijd----接地電流（A）；Ir----流入人體電流（A）；rjd----接地電阻（Ω）；rr----人體電阻（Ω）。

由于人體電阻遠大于接地電阻,則上式可以簡化為：Ir= rjd/rr。流過人體的電流Ir與接地電阻rjd和接地電流Ijd成正比。因此，為了保證人身安全，應設法盡量減少接地電阻和故障電流的損失。變電所（站）中需要保護接地的的部分一般有變壓器及各種電器設備的底座和外殼、開關電器的操作機構、互感器副邊繞組、配電屏與控制屏的框架、屋外配電裝置的金屬架構、鋼筋混凝土架構、電纜金屬支架以及靠近帶電部分的金屬遮欄、金屬門等。

3、保護接零

電器設備的中性點接地時，該點稱作零點。由零點引出的導線稱作零點。電器設備的外殼與零線連接時，稱作保護接零。在中性點直接接地的低壓電力網中采用保護接地時，由于中性點接地電阻設備外殼接地電阻值較大，而系統電壓又低（如220v），使得碰殼故障電流Ijd較小，無法起動保護裝置切斷電源，設備外殼長期帶電，危及人身安全，由于在低壓電網中為減少接地電阻而敷設接地網不經濟，故通常是利用已有的零線作為保護接地線，形成保護接零的保護方式。零線電阻小，故障時電流較大，使保護裝置可靠地動作切除電源，保證了人身及設備安全。此方法簡單、經濟、故在低壓電網中較多采用。

當零線斷線而未采用重複接地的電網中發生單相碰殼故障後，零線電位升高，故障相對零線電壓下降，而非故障相對零線電壓升高，接近線電壓，将産生不良後果。如産生故障相所接的電器電壓不夠，非故障相所接的用電器将産生高電壓而燒毀等。為了避免此類事故發生低壓用電器應采用重複接地。由于重複接地點與大地可靠連接，零線電位不再升高，保證了人身及設備的安全。

值得注意的是，采用重複接地也不是絕對安全的。因為重複接地點固定不變，而零線斷線點不定。當零線某點斷線後仍可能使一部分設備外殼帶有危險電壓。

4、防雷接地

防雷及接地清單計價中的計量單位為每項，清單計價表中的綜合單價為每項的價。提清單量時，如防雷及接地各自為一個系統，則可分别計算一個防雷裝置和一個接地裝置。如防雷及接地合用一組接地極，則可合并為一個編碼，清單量為一項。⑴接地裝置項目特征應表述清楚接地母線的材質、規格、敷設部位（室内還是室外）及接地極的材質、規格。如需作特别處理，如換土、化學處理時應表述出。工程内容應按實際需要描述清楚，隻作定性描述不作定量分析，既隻描述工程内容，不提出工程數量。⑵防雷裝置和接地裝置一樣對于項目特征須按設計要求表述清楚，工程内容描述清楚。⑶防雷及接地裝置接地電阻試驗應作編碼，其一項中不含接地電阻試驗。2.接地極一般用鋼。

二、防雷接地的特别分析

1、供電系統接地方式與室内電磁兼容的關系配電網接地系統的制式關系到電網的運行安全和建築物的供電安全。西方國家特别重視供電質量，對電源頻率和電壓質量都有嚴格的要求；他們對智能建築物内的電磁兼容問題也很重視，重要建築物廣泛采用屏蔽電纜的供電方式。現在我國智能建築的設計已經注意到這一點。

現在大城市中的配電變壓器已經采用小電阻接地方式，電源線已經廣泛采用TN-S和TN-C-S系統，俗稱三相五線制；在室内注意按綜合布線的規範敷設電氣線路。 如果把三相電源系統的火線比做上水管道，則N線有如下水管道，它輸送的電流有閃光燈和閘流管等電氣設備産生的雜波，還有電源系統故障時産生的過電流等。這樣電源自成閉合系統，PE線隻是起到接地固定電位的作用，平時并無電流流過。

如果把N線與PE線合并，這些雜波電流和過電流就會在地線中産生浮動電壓，使電子設備遭受損壞和不能正常工作。所以，N線必須絕緣敷設，PE線必須獨立敷設，這正是三相五線制供電系統建立的意義。檢查N線與PE線是否絕緣良好的辦法是測量PE線内的電流，正常情況下PE線内不應該有電流。我們在故宮防雷工程中測量某宮殿的防雷接地時，發現接地電阻表搖擺不定，從而發現N線與PE線有搭接的故障。PE線的作用就是，平時作為電子地(邏輯接地)和設備的保安接地，在雷擊時兼做防雷接地。

三相四線制的PEN線也有保安接地的作用，但是它不能做電子接地，因為它平時将有雜散電流通過，不能保證電子設備的穩定運行。例如：1993年在北京西便門立交橋東北側曾有一片平房(商店)發生火災，原因是有一輛高架貨車把電線挂斷，發生單相電弧接地事故，而該商店的電氣開關未能立即開斷，這片平房頂棚内的電線因過電流而熔化并引發火災。我國農村地區要特别警惕這種架空線配電建築物的安全問題。IEC防雷标準和我國現行建築物防雷标準選用SPD的U1ma時，隻考慮220／380V電網中性點接地方式，而沒有考慮其上一級10kV電網的中性點的接地制式。

以至常選用440V、470V的U1ma，這樣做是不妥當的。我國多數配電網是采用中性點絕緣或經消弧線圈接地的方式，這些電網發生單相接地故障可能運行幾個小時，此時相電壓變為線電壓，使SPD燒毀。我國水利電力部和機械工業部根據本國情況考慮荷電率制定的避雷器國家标準GBll02-2000，對220V級MOV規定U1ma=600V，相問MOV的U1ma =1200V。這樣做既能減少SPD燒毀，又能有效地防雷才是合理的。

建築物雷害事故統計表明：80～90％的事故是由電氣線路引入的，直接雷擊的事故并不多。在山區和農村中建築物的供電用架空線直接引入不是好辦法；建議改用鐵管穿線屏蔽敷設：進線杆前連接一段長度大幹15m的架空伸長地線兼做避雷線，此段線路的作用是增加屏蔽鐵管前主線路的電感，使1#SPD(氧化鋅避雷器)便于啟動，在進線杆前再連接2#SPD，進線杆的鐵腳和鐵管的上端聯合接地。

2、取決接地電阻大小的要素

經驗表明，接地體的電阻主要決定于它與地的接觸電阻。我們在打接地棒後立即測量其接地電阻值是否測得某一數值；隻要抓住接地棒的上端搖一搖，再測試其接地電阻值将增加。這是因為接地棒與其附近的土壤脫離的緣故。在鑽孔埋接地體的時候，灌水和填土後其接地電阻值将有一個變化時期。開始其接地電阻值小，後來變大(土壤與接地體脫離)，長時期後又變小(因土壤壓實)。用碳棒和碳質模塊做接地體時其接地電阻值并不如計算的那樣理想，但是如果在它們的周圍塗以LRCP降阻劑則可較理想地達到預期的接地電阻值。這些都說明接地體與地的接觸電阻是決定接地電阻的重要因素。

接地網的接地電阻與接地網的面積S的開方成反比，在接地網内再補充打接地棒和接地樁，對于降低接地電阻的作用不大。因為接地網的周邊接地棒對其中心有屏蔽作用。而且，電子地的穩定不是單*降低接地電阻值所能解決的，重要的是要想辦法降低接地網的電感和使接地聯線中沒有電流(此時，接地線的電感電壓降占重要地位)。解決的辦法是用星形接法連接儀器設備；如果還有困難，接地聯線用絕緣線，把接地線用鐵管套起來，屏蔽鐵管的兩端與其附近PE線相連。其道理是使接地線的電壓不能耦合到電子回路中去。内部防雷的系統中要避免采用開關型和間隙型過電壓保護器，這些間隙在放電時電壓急劇截斷将引發電路中分布電容和電感的震蕩過程，使電子設備遭到損壞。

3、接地網的結構及其防雷性能的分析

在雷擊建築物時，在鋼筋混凝土的結構鋼筋内将有震蕩電流産生。這些震蕩電流将感應室内的電氣線路産生二次電流。這些二次電流将造成電氣設備的損壞。采用SPD限制作用在電氣設備上的電壓是内部防雷的任務，接地網的等電位連接措施使這二次電流回路中的電流不會很大，用8/20μs電流波形檢驗。

防雷導體流經的雷電流是一次電流，它是排出建築物的外部放電過程。内部防雷子系統與外部防雷子系統之間雖有電路上的聯系，但是各自自成系統，要分别計算不能夠混淆，否則将發生嚴重的計算錯誤。采用電纜段進線和穿鐵管屏蔽進線的防雷方法，是防止雷電流經SPD向電源系統反灌的重要措施。

建築物的基礎接地和其周圍的埋地接地網是安全散流和整體電位浮動的保證條件。如果防雷接地體是獨立的或是室外的一條接地帶，則不能保證建築物的屏蔽條件。對此北京電力科學院的科學家曾經做過屏蔽理論推算和實驗檢驗。探讨了高電壓試驗室的接地，它的道理可以運用在建築物防雷中，它說明了減少接地網電感的道理和穿線鐵管是屏蔽的有效措施。

在某通訊站測量其天線陣地和機房的接地電阻，兩座機房接地用的是室外接地帶，天線陣地用的是接地網。測量結果發現：機房和天線接地網的聯合接地電阻值比單獨的天線接地網的接地電阻值還要大，大出的部分是接地帶所形成的連線電阻。所以機房的接地一定要做成圍繞機房的周圍的接地網，不能用機房外的接地帶來代替。

4、個人的看法

（1） 公用連接網CBN的作用是安全散流和保證等電位。它必須采用周圈式接地帶，其外圍可敷設一些接地棒。埋地是散流的重要條件，在土壤電阻率比較低的地方打接地棒對降低接地電阻有效；但是在土壤電阻率比較高、沒有地下水的山地，打接地棒很難，對降低接地電阻的作用也不明顯。

（2） 埋地接地網是保證建築物在雷擊時整體地電位浮動(屏蔽作用)的必要條件，如果接地體或接地帶敷設在建築物之外，它不能起到屏蔽的作用。接地網比獨立接地體和接地帶有更大的電容，在雷電先導形成和向地面發展的過程中，接地網上将産生大量的感應電荷，這些電荷與雷電先導電荷的符号相反，在主放電過程中它們複合，在接地導體中放出能量(變為熱能)，這樣産生的雷擊電壓将比獨立避雷針小，有利于整體的防雷效果。

（3）、設備連接網EBN的作用是保證等電位的條件，它本身要有一定的低電感的要求，這與安裝的電子設備情況有關，也與設備接地線的連接方法(S星形或M網形)有關。

（4） EBN接地連線的電感是造成幹擾和危險地電位浮動的根源。所以使電子地穩定的關鍵條件是使接地連線中的電流為零。要達到這一點就是要從地網CBN的中心部位在電梯井中引上接地線，并與各層樓闆的等電位連接闆和PE線相連接，要求嚴格的房間應敷設單獨的等電位接地闆(如用鐵闆拉網)。

（5） 建築物内的等電位狀态也不像靜電學等電位那樣理想，大樓内還有雜散電流在鋼筋中分布。在大樓内各種電氣線路都要受到雜散電流的電磁耦合作用。雜散電流在接地網上的電壓降(主要是電感分量)就是接地系統不同點的暫态電位差。這個電位差很難直接測量。實際上，更有實際意義的是所謂的開環電壓和閉環電流。

（6） 人們隻有明确了内部防雷和外部防雷兩個子系統中電磁震蕩的過程及其特性才能提出有效的抗幹擾的辦法，原則上是合理地運用隔離與連接的措施，消除不希望的電磁耦合，其中用鐵管穿線屏蔽電氣線路外，把冗餘的電氣線路的兩端全部短路并接地，這兩項措施經常是很重要的。

4、接地電阻測量的困惑

現在城市中建築物的密度很大，地下管網很多，鋼筋混凝土建築物的接地網接地電阻的測量實際上很難測準。因為接地電阻測量的拉線距離必須大于接地網直徑的4～5倍，這一點很難做到。實際上接地電阻的測量是在接地網的網眼中進行的，這與接地電阻的定義是不一緻的，其測量的結果是不可信的，(其總的趨勢是測量結果偏小，有時甚至成為負值)。現在廣泛采用的高頻接地電阻測量儀和脈沖接地電阻測量儀所測接地電阻與工頻接地電阻不同，它沒有标準定義的接地電阻的意義，但是它對接地線斷線的檢測有參考意義。

5、防止不切實際的行為(1) 我不贊成用銅材做接地體，接地體的尺寸是由機械強度和腐蝕因素決定的，不是由熱穩定條件決定的。銅是一種戰略物資，我們不應把它大量地埋在地下。西方國家現在都已改用鋼管做接地體了，我們卻宣傳用銅作接地體。這無非是要提高防雷裝置的造價，增加用戶的成本，給施工方帶來利益。(2) 不要聽信某些防雷公司的宣傳，在接地網的當中打接地樁，那樣做是無效的。電子地的穩定問題不僅在于接地電阻值的大小，關鍵在于要使接地線上沒有電流。類似“打接地樁”的宣傳是一種誤導。(3) 還要注意接地措施導緻的環境污染問題和對附近鋼鐵構築物的腐蝕效應問題。結束語在我們身邊日益增多的電器設備的安全和發生的自然災害面前、都要以人身安全及保護用電器安全為目的，做好接地，使我們生活的更安全，設備運行更正常。

三、接地電阻的測量

一般在小型接地裝置接地電阻的測量中，通常采用ZC-8型接地搖表。

在大面積接地網接地電阻的測試中，通常采用三極法的電流、電壓法。近年來，又有人提出了四極法、瓦特法、功率因數法和變頻法。下面介紹兩種：

（一）電流電壓法（三極直線法）

所有測量電阻的儀器或方法都是基于電流電壓法的原理，即通過被測物以一定的電流，同時測量其上的電壓，電壓與電流之比就是被測物的電阻。

2、極距的确定

所謂接地電阻系指電流從接地體流向無窮遠所遇到的電阻。但實際上電流回線不可能無窮遠，所以如何能夠準确地測得接地電阻值，就成為重要的問題。測量不準确，就會得出錯誤的結論。

通過分析，當電流極不能置于無窮遠處，則電位極必須放在電流極與被測接地極兩者距離之間的0.618處。

實際情況與這些分析出入很大，其差别程度随極距的縮小而增大。因為地網沒有一個是半球形。但是可以證明，不論接地體形狀如何，其等位面距中心越遠，接地體形狀越接近于半球形，所以極距越遠，接地體為半球形的假設越真實。(一般d13≥4r0即可)實際的接地網形狀是不一樣的，這給确定接地體中心帶來困難，在電流極距不太大而又不能确定接地體中心的情況下，是不可能得出正确測量結果，這一問題可用電位分布曲線拐點法解決。

測出電位分布曲線，将電位極沿電流極與接地體之聯線上，逐點移動，測出此聯線上的電壓分布曲線。如上圖所示，由曲線可找出拐點0，與拐點0相對應的電位極的位置，即是電流極與接地體中心聯體的中點，由此可找到0.618的點，即可決定接地體接地電阻的真實值。

在交流測量時，為了避免電流線與電壓線的幹擾，兩者不能放在一條上，而要有一定的夾角。

二）夾角法：

有的國家要求夾角不小于60℃，否則幹擾比較嚴重。在這種情況下，如仍按0.618的要求選擇電流極位置是比較困難的。甚至不可能，（當α=180°時，d12=∞，也隻相當于0.5）所以此時不必按0.618選擇電流極位置，此時一般取d12=d13≥2D D：接地網直徑，夾角α≈30°或d23=1/2 d12）。

測量大型接地網的接地電阻時，宜用電壓電流法，電極采用三角形布置。與直線法比較有下列優點：

（1）可以減少引線間互感的影響；

（2）在不均勻土壤中，當取d13=2D時，用三角法的測量結果相當于3D直線法的測量結果；

（3）三角形法：電壓極附近的變化較緩，從29℃到60℃電位變化相當于直線法從0.618d13到0.5d13的電位變化。

因此由于電極三角形布置位置偏移，電壓極與電流極到接地體之間的夾角不準及土壤電阻率不均勻，導緻電位分布不規則而引起的誤差，一般要比直線法小。

三）變電站接地網接地電阻實測結果分析：

由于用ZC-8型接地搖表測量接地電阻不能滿足該站的接地電阻設計值要求，故電流電壓直線法測量。

（6）測量時，利用10KV架空線，架空線引下電流、電壓線：線路端用25mm2接地銅線；變電站側通過10KV電纜，電流極再用6mm2多股銅線引入調壓器，電壓極用2.5mm2銅線接入電壓表。

（7）測量位置：主變壓器接地點。

3、工器具

（1）高内阻電壓表：0V~5V~25V~50V一塊；一般電壓表：0~300V0.5級；

（2）電流表：0~2.5A~25A 0.5級 一塊；

（3）三相調壓器10KVA一台、刀閘30A一塊、八磅錘2把、闆手、起手等。

4、工作人員：登杆、電流極、電壓極、站内測試人員若幹并保持通訊聯系。

5、實測參數：

實測幹擾電壓：0.49V

6、用ZC-8型接地搖表複測對照，因空中幹擾電壓原因，表計無法測量，不穩定。

7、分析法入電流越大，測量值越準确，正向、反向電電阻增減很小。

附：

标準接地電阻規範要求：

1）獨立的防雷保護接地電阻應小于等于10歐；

2）獨立的安全保護接地電阻應小于等于4歐；

3）獨立的交流工作接地電阻應小于等于4歐；

4）獨立的直流工作接地電阻應小于等于4歐；

5）防靜電接地電阻一般要求小于等于100歐；

6）共用接地體(聯合接地)應不大于接地電阻4歐；

7）共用接地體(含網絡、計算機系統的聯合接地)應不大于接地電阻1歐；

8）大電流接地系統（如發電廠、升壓站）接地電阻值不大于0.5歐。

接地極可采用下列設置：

1）嵌入地基的地下金屬結構網（基礎接地）。

2）金屬闆。

3）埋在地下混凝土（預應力混凝土除外）中的鋼筋。

4）金屬棒或管子。

5）金屬帶或線。

6）根據當地條件或要求所設電纜的金屬護套和其他金屬護層。

7）根據當地條件或要求設置的其他适用的地下金屬網。

下列金屬部分不應作為PE或保護聯結導體：

1）金屬水管。

2）含有可燃性氣體或液體的金屬管道。

3）正常使用中承受機械應力的結構部分。

4）柔性或可彎曲金屬導管（用于保護接地或保護聯結目的而特别設計的除外）。

5）柔性金屬部件。

6）支撐線

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