電子精密儀器接地系統研究

李秀1，高偉杰2

（1.中核第四研究設計工程有限公司，河北 石家莊 050021；2.北方工程設計研究院有限公司，河北 石家莊 050000）

接地系統在電子精密儀器設備運行中，能夠避免過量輸出電力導致的電子精密儀器被擊穿的危害。在接地的過程中，應該嚴格按照接地的原則，根據電子精密儀器運行的工作環節，將應用接地系統的形式明確，無論是管理措施，還是事后核檢措施等都要一并做好，整體的工程建設，對于電力網絡系統中電子精密儀器運行的需求能夠滿足，從而保障電力企業電子精密儀器設備的正常運行。

1 電子精密儀器接地的概念和目的

1.1 電子精密儀器接地概念

電子精密儀器接地，電子精密儀器金屬外殼與大地接觸，形成良好連接。直接接觸大地的金屬外殼通常稱為接地體。接地體主要包括2種：自然接地體和人工接地體。

（1）自然接地體，就是建筑物中鋼筋基礎以及金屬管道和金屬物等直接連接大地的接地體。

（2）人工接地體，就是將專門接地用的金屬物安裝到電子精密儀器設備上。

1.2 電子精密儀器接地的目的

電子精密儀器接地的主要目的，就是既要保護電子精密儀器和工作人員的安全，又要對外界的干擾進行抵御。電子精密儀器的金屬外殼直接連接大地，能夠將通路提供給電子精密儀器中流出的靜電電荷，以防儀器內部的靜電累積形成；電子精密儀器系統性基準連接大地，具有抵抗干擾的重要作用。

2 電子精密儀器接地系統的類型

2.1 保護接地

為了使工作人員安全得到保證，電子精密儀器金屬外殼與接地體的良好連接必須形成，也就是保護接地。當電壓太高或者機械操作損壞了電子精密儀器外層絕緣體時，沿著金屬導體電子精密儀器中的電流就會流入大地，流出的電流導致金屬外殼與大地之間的電壓變為零，能夠避免電擊事故發生，從而使工作人員安全得到保障。電子精密儀器保護接地主要包括2種：

（1）在鄰近接地網中接入電子精密儀器的保護地線。

（2）運用配電系統性保護導體實行接地保護。若同時應用兩種保護接地方式，就是重復保護接地，該方式能夠加強保護電子精密儀器。

2.2 屏蔽接地

為了防止外界電磁對電子精密儀器的干擾，而導致電子精密儀器無法正常運用，需要對電子精密儀器進行屏蔽接地。屏蔽接地包括2種方式：交變電場屏蔽和靜電屏蔽。

（1）交變電場屏蔽，就是將金屬屏蔽體設置在電路與干擾源之間，不但能夠使交變電場干擾電路減少，而且電路正常工作也能夠得到保證。

（2）靜電屏蔽，主要運用無破損金屬屏蔽全部包圍導體，致使等量于導體的同種電荷和異種電荷，金屬屏蔽的外側和體內都帶有接地屏蔽體，屏蔽體外側電荷便會流入大地，而屏蔽體外側的電場便沒有了，也就如同屏蔽了導體。

2.3 防雷接地

電子精密儀器設備遇到雷擊時，因為自身有電流通過，并且保護措施欠缺，容易遭到損壞，所以，為了防止雷擊損壞電子精密儀器，應該將過壓保護接地安裝到電子精密儀器上，例如，電涌保護器設置到電子精密設備電源進線側、建筑物上設置避雷針接等。

2.4 工作接地

電子精密儀器設備不同，工作需求也有所不同，電子精密儀器中某一部分接地，就是工作接地。工作接地的目的，就是能夠使電路系統的穩定性得到保證，以防突然低壓系統從高壓變成低壓，而危害到電子精密儀器設備。

2.5 防靜電接地

電子精密儀器的內部結構非常精密，在靜電作用下，很容易損壞靜電敏感元件，為了防止靜電損害電子精密儀器而實行的接地，就是防靜電接地。為了避免靜電的損害，電子精密儀器的接地必須達到3點以上，電子精密儀器距離埋置地線點應該達到20m以上。

3 電子精密儀器運行中存在的問題

3.1 靜電問題

眾所周知，摩擦會起靜電，但是在電子精密儀器運行的過程中，通常靜電問題會產生很大的負面影響。靜電放電的一瞬間，不但電流會流經，而且附近線路和設備也會受到干擾，同時靜電產生電流，電子精密儀器損壞和電位變動等相關問題也會引起。

科學技術快速地發展，半導體元件也在向集成化和高密度的方向發展，靜電問題也越來越嚴重，通常靜電電流能夠擊穿MOS電路，造成電子精密儀器運行錯誤產生和受控器件誤動等現象出現，這些問題的影響率和程度等也有所不同，致使有關工作人員很難排查和尋找相關問題，使留存問題很大程度地影響了電子精密儀器運行的質量。并且因為手機和計算機等一些電子精密儀器自身也具有控制和儲存功能，導致靜電過高，運行出錯和丟失數據以及控制失靈等相關問題也會出現，從而使電子精密儀器的使用和運行受到嚴重的影響。

此外，通常引起靜電問題產生的原因比較多，例如，座位與衣服摩擦、鞋底與地毯摩擦等都會導致人體帶有靜電，當人體接觸到電子精密儀器控制面板時，自身帶有的靜電有可能會對電子精密儀器放電，導致靜電問題產生。接地系統靜電感應的結構框圖，如圖1。

圖1 接地系統靜電感應的結構框圖

3.2 電磁干擾

對于一個城市而言，當代電力能源是城市能夠正常運行至關重要的基礎能源，但是，在電力企業中，供電能力不斷地提高，電磁干擾也更加嚴重。所以，為了使電子精密儀器能夠穩定運行，正常供電，許多電力企業中的工作人員都會日常查看電子精密儀器。但是，在電子精密儀器干擾比較強的環境中工作，不但工作人員察看安全和健康會受到影響，而且還會影響工作人員檢測的準確性。

另外，嚴重電子干擾對于監控系統和保護裝置以及檢測裝置等都具有負面的影響，致使保護人機一體化工作產生問題。獲得了保護裝置錯誤的信息，開關誤跳閘等一些功能紊亂情況就會出現，使電子精密儀器正常的運行受到嚴重的影響，很大程度上也影響了現時代電力生活的穩定。主要原因就是電子干擾問題形成的原因比較繁雜，例如，電力精密儀器運行的過程中，截流導線導致電磁干擾和對周圍磁場的干擾，并且雷電問題對其也會有干擾，雷電流經相關儀器和線路以及雷電直擊電子精密儀器，電子精密儀器正常的運行都會受到嚴重的影響；還有一些低頻干擾和靜電干擾等相關問題，電磁場干擾的現象也經常會出現。

4 接地系統在電子精密儀器運行中的實施與應用

4.1 接地系統在電子精密儀器運行中實施

現在，許多電力供應系統都是應用三相四線制，該類系統運行的過程中，中性線連接大地，表示保護接零為該類接地的形式。在電力網絡中，精密儀器中性點不需要總線的轉接，就能夠直接接地處理，而內部電子精密儀器需要設置保護接零。電子精密儀器運行的過程中，可以將電子精密儀器的金屬導體外殼連接接地零線，電力精密儀器一旦有過壓電流現象出現，由于金屬外殼已連接接地零線，可以將該回路看作單相電路短路的狀態，短時間內電流有瞬增趨勢出現，承接電子精密儀器的繼電保護裝置就會自動出現反應，電源迅速切斷，將整個帶電系統與繼電保護裝置內的組件隔離開，這時金屬外殼的任何電性都不會帶有。但是，電子精密儀器運行中實施接地系統時，承接電子精密儀器運行的電源中線必須永遠處在連接的狀態，將中線與電子精密儀器的防護機制構建起來，從而使電子精密儀器運行更加的穩定。

對于有一些電力網絡內中性點沒有接地的情況，應該將獨立保護接地形式設置給電力網絡覆蓋區域內的電子精密儀器，對電力網絡耗能量進行分化，并且單獨接地處理電子精密儀器外部的金屬導電體。電力網絡與電子精密儀器正常運行的過程中，通常承接電子精密儀器接地的線路為電流空載的狀態，這種情況若檢測出接地線內有電流存在，大多是靜電場環境或者電子精密儀器運行導致的電流微弱。有效運用保護接地形式，能夠使電子精密儀器自身的電壓降數值降低，電子精密儀器運行機制為自動防護的狀態，既能夠使周邊工作人員安全得到保證，又能夠使其他關聯設備穩定運行。

4.2 接地系統在電子精密儀器運行中的應用

（1）工程施工以前的準備工作。埋設接地系統以前，要勘查場地環境和安裝位置等，工作人員應該對地質環境進一步了解，開展合理科學的埋設工作，以便后續接地和維護工作更好地開展?？辈榈倪^程中，處電阻率埋設要重視，結合地質中含水量，選擇合理科學的接地方式。若含水量比較高時，采用增效劑將其導致的負面影響降低，從而使發生的問題減少。

開展勘測電阻工作，相關人員對電阻值能夠準確地認識，從而使接地安裝工作更好地開展；并且開展埋設接地系統工作要有安全性，致使操作人員生命安全能夠得到保障；特別是開展電子精密儀器的接地工作過程中，通常需要運用有效的安全措施，例如，接地工作以前，應該首先處理電子精密儀器的金屬外殼，以防外殼導電有漏電問題產生。

電子精密儀器運行的過程中，通常有靜電聚焦導致的爆炸問題存在，因此，相關人員的接地工作要規范，或是有效運用相關儀器使電磁感應現象減少，預防問題的產生，從而使電子精密儀器運行過程中接地安全性得以保證。并且電子精密儀器運行的過程中，也會一定程度上受到自然災害的影響，比較嚴重的災害就是雷電，既能夠損壞電子精密儀器，使其不能正常地運行，又威脅到工作人員的安全，因此，電子精密儀器運行中，要預防各種自然災害，從而使電子精密儀器設備能夠安全正常地運行。

（2）接地網工程施工的過程。接地工程是一項隱蔽的工程，結束工程施工后，通常很難進一步檢測其中存在的問題，因此，必須規范嚴格地操作接地安裝施工的過程，并且預防有可能出現的問題，從而使接地工程施工的質量提升。

安裝接地的過程中，使用接地塊時，應該先將0.8～1m的土坑挖出，并且處理好坑底部；平整以后，埋設的接地塊的受力必須均勻，并且接地塊設置的過程中，將接地網絡與連接頭應用連接線連接好，固定螺栓以后，進行熱融接或者熱焊接，致使連接質量更好。焊接結束后，還要做好清理工作，并且采用防銹漆和防腐瀝青等相關材料養護處理焊接后的表面。

完成具體操作以后，回填挖坑，通常采用分層夯實方法進行回填，回填后土質保證密實以后，回填0.4～0.5m以后倒入相應的水分，使土質達到濕潤度；通常開挖后的地面高低不平，以及扁鋼自身也有稍微的彎曲。因此，接地的過程中，許多部位只是處在降阻劑勉強覆蓋全面的程度，致使鋼材防腐性能比較差，所以，工作人員操作過程中要重視防腐；運用降阻劑的過程中，包裹厚度要大于3cm，從而使鋼材腐蝕的速度很大程度地降低；該做法雖然使降阻劑用量和開挖工程量增加了，但是，材料防腐質量和工程整體降阻都能夠得到更好的保障。

在電子精密儀器穩定運行中，有效地運用接地系統是至關重要的保障，現在，接地系統能夠將一條新的渠道提供給電子精密儀器的應用，因此，相關工作人員要更好地了解和掌握接地系統，并且還要有效地運用接地系統，為電子精密儀器穩定可持續的運行奠定良好的基礎。