接地技术在电气电子设备运行中的应用对策

2020-02-16张慧良

设备管理与维修 2020年22期

张慧良

（内蒙古京隆发电有限责任公司，内蒙古乌兰察布 012199）

0 引言

在经济水平的不断提高下，电气电子设备在社会领域中的应用形式逐渐扩大，为人们生活及企业生产带来极大便利。然而，电气电子设备运行过程中具备一定的安全隐患，如设备内某一项电子元件发生破损将造成电流溢出的严重现象，加大周边设备及人员的安全风险问题。为此，电子设备运行过程中必须采用接地技术，将电子设备与大地连接，以此防护设备本身的电压溢出情况，为电气电子设备建构稳态的运营环境。

1 接地技术概述

1.1 接地技术概念

接地技术是将电气电子设备内部元器件与大地建立低电阻运行路径，将电子设备面临的高电压及时向外导通，防止设备因瞬时电压而被击穿。电子设备通过接地技术可有效形成电力荷载的防护，保证电子设备工作环境维系在稳压状态下。接地技术安装工序分为多种类别，通过不同种的接地形式建立屏蔽系统，有效将过载电流导入大地，降低电子设备高电压、高电流的运行风险。

1.2 接地技术类型

接地技术的作用是保护承接电子电气设备运行的电网，保证电子电气设备不受到频率干扰，且有效降低交变电流所产生的耦合效应。与此同时，接地技术可有效抑制与降低电流带来的干扰问题，保证电能在电子电气设备中稳定传输。一般来讲，接地技术类型包含以下两种。

（1）保护接地。此类技术一般由防静电与防电击两种类型组成。防静电是将电子设备运行中产生的耦合电力引入地下，其及时导通的特性，可有效避免电子设备内静电累积对设备所造成的持续性伤害。防电击则是针对电气电子设备外部裸露的金属性导电体进行接地，其具有一定的针对性，通过导电部分接地来避免因设备漏电而对周边设备及人员造成电击伤害，同时也可有效预防电压跳变的情况，当外部电压过大时导电体可与电气设备终端系统进行联动，实现自主电源切断，降低设备的损毁风险。

（2）功能性接地。功能性接机技术属于一类综合性集成系统，其涵盖逻辑性、屏蔽性、信号性等。通过建立多维度保障机制，令电子电气设备内的系统实现稳态运行。其逻辑性指利用电子电气设备内电路所形成的等电位面，建立设备相对应的节点，此类节点的参考设定可作为系统稳定运行的参考基准，通过衡量数据信息来界定设备运行是否满足常态。屏蔽性主要针对电子电气设备外界干扰因素进行相应屏蔽，通过电磁影响引入到地下，保证电子电气设备在运行中不会受到环境干扰。信号性主要指电气设备运行中核对基准电位消耗量，检查内部电源是否存在电位差值较大的情况，一旦信号波动值较大，证明设备本身的电位差存在异常，此时系统自动设备运行状态进行优化，令电位差保持在稳定范围内，以保证设备的正常运行。

1.3 接地技术原则

在对低频电路进行接地时，应以一点接地原则核心，在串并联混合电路中，通过单点接地的形式为并联电路提供传输载体，以消除线路内公共阻抗的弊端。但在实际接地时，分析整个线路的运营状态，查证电力线路属于哪一种连接方式，然后再采取串联单点或并联单点的形式进行处理。

在对高频电路进行接地时，应以多点接地原则为核心，通过多点位的接地可有效分化阻抗效果，通过核定相应的电阻值，可有效界定出电路的荷载量，两者之间呈现出正比状态。一般来讲，电路荷载量高于20 MHz 时，则应采取多点接地的形式，以此保证整个工作线路运行的完整性。

一点接地与多点接地可以混合使用，在混合接地时先将设备内电子线路进行分类，然后将线路与承接线路接地的总线对接，例如将设备电能驱动模块总线与电源总线对接，再将不同线路的接地线共同连接到公共接地区域中，通过线路的对接接地形式，提高电气电子设备的电力导通能力。

2 电气电子设备运行中存在的问题

2.1 电磁干扰问题

电子电气设备运行中电力能源的支持是维系其运作的重要保障，然而随着用户终端对电能需求的逐渐加大，电力企业在实际运行中的电力能量输送效率也随之提高，在大容量的电能传输下，对设备产生的电磁干扰逐渐增强。此类电磁干扰情况不仅影响电子电气设备的运行精度，且工作人员在长时间的电磁环境下，将对自身健康造成严重危害。

电子电气设备一般采用高精密元件，电磁干扰会影响系统内部信息传输的稳定性，如影响继电保护装置的运行，一旦此类装置无法正确辨识系统数据参数，将无法起到保护作用，令系统面临着过载过压条件下无法跳闸，或者未达到指定的电压荷载下便自动跳闸的情况，严重影响电力设备的运行。

2.2 静电干扰问题

电子电气设备的运行将产生不同种的磁场与电场，每一类元件在释放电力及转接电力过程中，将引起电位发生跳动，进而形成一定的静电区域。当此类静电在线路中产生感应电流时，将严重影响电气电子设备原有的工作状态，例如静电电流击穿精密电路，造成设备无法正常运行。此外静电干扰也将对数据网络造成一定影响，如静电过高将不同网络结构在传递信息时加大耦合效应，甚至出现数据丢帧的情况，此类由静电问题所引发的网络服务器崩溃不易察觉，极大降低整体网络运营的效率。

3 接地技术在电气电子设备运转中的应用

3.1 接地技术方式

当前，多数电力供应系统采用三相四线制，此类系统运行过程中，中性线与大地连接，代表此类接地形式为保护接零。在电力网络中，设备的中性点无需再通过总线转接，便可直接进行接地处理，而内部电气设备则需进行相关保护接零设定。当电气电子设备在运行中，可将设备外部裸露的金属导体外壳与接地零线连接，一旦电力设备出现过压电流时，由于金属外壳与接地零线已经连接，此回路可以看成是基于单相电路的短路状态，当电流在短时间内呈现出瞬增趋势，则承接电气电子设备的继电保护装置将自动做出反应，及时切断电源，将继电保护装置内的组件与整个带电系统隔离开，此时金属外壳将不带有任何电性。但在此类技术施行时，应确保承接电气电子设备运行的电源中线处于永久连接状态，将中线本身与设备建立起防护机制，提高电气电子设备运转的稳定性。

此外，针对部分电力网络内中性点未能接地的现象，应对电力网络覆盖区域内的电气电子设备设定独立的保护接地形式，以分化电力网络的耗能量，同时电气电子设备外部裸露的金属导电体应进行单独接地处理。当设备与电力网络正常运行时，承接设备接地的线路一般属于电流空载状态，此种情况下，如果检测出接地线内存在电流时，多数情况下是由设备运行或静电场环境造成的微弱电流。通过保护接地的形式，可有效降低设备本身呈现出电压降数值，电气电子设备的运行机制则将处于自动防护状态，保证周边工作人员的安全，同时也可确保其他关联设备的稳定运行。

3.2 接地技术的具体应用

接地技术具有一定的危险性，在综合性运作模式的电力系统中，技术的施行必须以安全为主，建立相关安全管理机制，不仅可为设备建构安全的运行环境，还可提高设备运行工序的精准性。为此，安全工作的开展必须落实到设备各项运行环节中，通过将电气电子设备的金属外壳与大地相连接，可有效改善感应电动势、静电磁场等带来的电流波动效应，提高设备运行的稳定性。考虑到雷雨天气电子设备将面临电压击穿的风险，可在设备上添设避雷针装置，通过避雷针装置将瞬发雷击带来的高压电流及时导通到大地中。引流功用可对设备本身进行有效防护，也可有效解决雷击产生的静电效应，通过分化静电，降低静电集聚效应。

相关工作人员必须加大现场勘查力度，了解电气电子设备的工作环境和接地区域的地质属性，正确测定出土壤中的电阻率值，针对性地选取技术工艺。在测量相关数值时，应考虑到地区内所面临的环境变化态势，因为接地技术本身属于一项半永久的施工系统，必须严格考虑到设备应用过程中可能存在的问题，加大测量精度，为整体系统的稳定运行奠定坚实基础。