电气接地系统安装和维护指南

接地（也称为接地)是指为了安全和功能目的，借助低电阻线将电能直接释放到大地的过程。一般来说，电子设备的“地”有两种含义：一是连接“大地”。以大地为零电位，将电子设备的金属外壳和电路参考点接地，可以保护设备和人员的安全，如保护接地、防雷接地等。弱电系统不一定是真正意义上的大地与大地相连。具有提高系统稳定性、屏蔽和保护系统电磁兼容性的作用，

什么是电气接地？

目录

一个接地系统（英国和IEC）或接地系统（US）连接与地面电力系统的特定部分。接地是一种治疗技术，涉及进行“接地”或将您与地球电连接的活动。在现代接地概念中，对于线路工程师来说，这个术语的含义通常是线路电压的参考点；对于系统设计人员来说，它通常是一个机柜或机架；对于电气工程师来说，它是安全接地或连接到大地。更一般的定义是电流返回其源的低阻抗路径。请注意，要求是“低阻抗”和“路径”。

PE、PGND、FG：保护地或机箱
BGND 或 DC-RETURN：电源（电池）返回
GND：工作地
DGND：数字地
AGND：模拟地
LGND：防雷地

接地方式有多种，包括单点接地、多点接地和混合接地。其中，单点接地分为串联接地和并联接地。一般而言，单点接地用于简单的电路，例如不同功能模块之间的接地区别，以及低频（f<1MHz）电子电路。设计高频（>10MHz）电路时，应使用多点接地或多层板（完整接地平面）。以下是四种具体的接地方法。

1. 接地浮动
在电子设计中，一种常用的方法是浮动技术。这种方法电路板的信号地不与外部公共地相连，从而保证了电路的良好隔离。该电路与外部接地系统隔离良好，不易受到外部接地系统干扰的影响。但是，静电很容易在电路上积聚而引起静电干扰，从而可能产生危险电压。
小型低速（<1mhz）设备可以使用接地浮动，通过金属外壳单点接地。

2. 单点串联接地
这种接地方式比较简单，电路板设计就不用太注意了。所以它会被更多地使用。但是，这种电路会有共同的阻抗耦合，导致各个电路模块相互影响。

3、单点并联接地
这种接地方式，虽然摆脱了串联单点接地常见的阻抗耦合问题，但在实际使用中，会引入过多的接地线烦人，至于哪一种需要综合考虑在实际过程中进行评估。如果电路板面积允许，采用并联方式，如果各电路模块之间的连接简单，则采用串联方式。一般来说，下载的板子里有电源模块、模拟电路模块、数字电路模块和保护电路模块。在这种情况下，我使用并联单点接地方法。

4、多点接地
多点接地在日常电路设计中使用较多，特别是在多模块电路设计中。这种接地方式可以有效减少高频干扰问题，但也容易造成接地回路。这一点在设计中必须充分考虑，以提高电路稳定性。小型高速（>10MHz）设备的工作地应采用金属外壳多点接地。接地点之间的距离应小于最高工作频率波长的1/20，金属外壳应单点接地。
总之，在电子电路设计中，最重要的一点是减小电路的回路面积，提高电子设计的稳定性和电子系统的EMC设计。在实际设计中，对上述各种接地技术进行综合评价，以达到提高系统稳定性的目的。

至于接地功能，接地技术的引入原本是一种防止电气或电子设备被雷击的保护措施。目的是将产生的雷电流通过避雷针引入大地，从而保护建筑物。同时，接地也是保护人身安全的有效手段。当相线因某种原因（如导线绝缘不良、线路老化等）接触到设备外壳时，设备外壳会产生危险电压。产生的故障电流将通过中性线流向大地，从而起到保护作用。
随着电子通信等数字领域的发展，在接地系统中仅考虑防雷和安全已经不够。例如，在通信系统中，大量设备之间的信号互连要求每个设备都有一个参考地作为信号参考地。并且随着电子设备的复杂化，信号频率越来越高。因此，在接地设计中，必须特别注意信号间的相互干扰等电磁兼容问题。否则，接地不当会严重影响系统运行的可靠性。另外，在高速信号回传技术中也引入了“接地”的概念。

以下问题围绕电气接地科学和接地物理学展开，以解释来自地球的电荷如何对我们的生活产生巨大影响。以及如何通过接地技术将电能直接排放到大地。这些问答也让您对接地系统的设计和安装给予了极大的关注。

1、大地接地和电气接地有什么区别？
大地是一个电阻非常低而电容非常大的物体。它具有吸收无限电荷的能力，同时可以保持电位不变。因此，它被用作电气系统的参考电位，即电气接地。另外，在电子设备中，在电路的各级传输电流和信号转换时，都需要一个参考电位，以防止外界信号的干扰。该电位称为逻辑地或浮动地。

2. 地电位和逻辑地电位有什么区别？
由于地球可以吸收无限的电荷，因此地球的电位在宏观上看起来为零。由于地球上自然电场和人工电场的影响，地球各点的电位是不同的。在工程上，距人工电场20m处视为零电位（接地电位）。接地电位与电气系统注入大地的电流有关。当大电流流入电气接地时，电气接地电位可能会达到很高的电压，尤其是当雷电流流入电气接地时。电气接地的瞬时电位可以达到 100,000 伏。所以，

3.什么是外壳？
由于导线绝缘层损坏，相线与电气设备外壳接触，称为碰壳。如果相线绝缘和电气设备外壳不符合规定要求，则设备不能投入使用。绝缘下降的原因可能是受潮或绝缘层损坏，可根据电路设备的使用环境进行分析。

4. 什么是阶跃电压？
当电气设备对地发生短路故障时，故障电流从故障地流向接地电极并返回电源。因此，在故障点的地和接地电极的周围会产生电场，该电场远离故障点的接地或接地电极的接地。距离越近，电位越高，距离越远，电位越低。当一个人的两只脚之间的距离在0.8米左右时，站在这个电场中，由于两只脚处于不同的电位点，就会产生电位差。这种电位差称为阶跃电压。

5. 什么是接触电压？
当电器设备绝缘损坏，外壳发生短路时，接触电器设备的人就有触电的危险。定义危险程度时，测量电气设备发生故障时距电气设备水平方向0.8米处的设备电位。两者之间的电位差称为接触电压。

6、接地极与设备的接地电阻差是多少？
接地电压与接地电流的比值称为接地极的接地电阻。在工程中测量接地极电阻时，是在接地极上人为施加交流电压，然后测量流入接地极的电流。两者之比为接地电阻。设备的接地电阻为接地线电阻之和。

7、接地功能有哪些分类？
一般分为保护接地和功能接地两大类
1）保护接地可分为以下4种：
保护接地：将设备的外露导体部分接地称为保护接地。其目的是防止电气设备绝缘损坏或漏电，当人触摸时可能引起触电。
雷电接地：将雷电引入大地，防止触电或其他财产损失。
防静电接地：将静电荷引入大地，防止静电积聚对人体和设备造成伤害。
防腐接地：将金属体埋在地下作为牺牲阳极或阴极，以保护与其相连的金属体，如金属输油管道。
2）功能接地可分为以下4种：
工作接地：为了保证电力系统的运行，在电力系统的适当位置进行接地，称为工作接地。在交流系统中，该点一般为中性点。
逻辑接地：为获得稳定的参考电压，将电子设备中适当的金属部件作为参考零电位，将需要获得零电位的电子部件连接到该金属部件上。这种方法称为逻辑接地。
屏蔽接地：将金属外壳或金属网接地，以保护外壳或网内的电子设备不受外界电气干扰，或防止外壳或网内的电气设备对外界电子设备造成干扰。
信号接地：为确保信号具有稳定的参考电位而设置的接地方法。

8. 什么是工作场地？
为了保证电气设备的安全运行，设备导电部分的任何一点（通常是电源的中性点）的接地称为工作地。

9、安全电压与使用环境有什么关系？
安全电压是为了防止人身触电。触电的程度与人体的阻抗有关，人体的阻抗与接触情况有很大关系。在不同的条件下，它是不同的。
人体阻抗与接触条件的关系通常分为三类：
1) 高阻抗：干燥皮肤、干燥环境、高阻抗接地
2) 低阻抗：潮湿皮肤、潮湿环境、低阻抗接地
3) 零阻抗：对于例如，人体浸入水中

10. 短路和接地故障有什么区别？
相互绝缘的带电导体之间由于绝缘损坏而产生的电气连接称为短路。例如，不同相的相线之间，或相线与中性线之间存在电气连接，可能存在短路。带电导体与大地之间的电气连接错误称为接地故障。此外，火线不仅指相线，还指中性线。接地是指接地的电气设备的金属外壳、非电气金属管道和大地。

11、接地装置由哪些部分组成？
接地装置是接地极和接地线的总称。
接地极是埋在土壤或混凝土地基中用于耗散电流的导体。可分为天然接地极和人工接地极两种。
有几种类型的自然接地电极：地下金属管道系统、建筑物的金属结构和钢筋混凝土结构。
人工接地极宜采用水平铺设的圆钢、扁钢、金属接地板，垂直铺设的角钢、钢管、圆钢等。

12、防止直接触电的措施有哪些？
使带电物体绝缘
使用屏蔽或屏障来阻止人体接触带电物体
使用漏电开关作为额外保护

13、防止间接触电的措施有哪些？
设置自动断电装置
双重绝缘设备
采取不接地的局部电位连接
电气隔离

14、高压系统的接地系统有哪些类型？
1）直接接地，即变压器或发电机的中性点直接或通过小电阻（如电流互感器）与接地装置相连。这种接地方式在发生单相接地短路时有较大的接地电流，故又称大电流接地系统。
2）不接地，本系统中变压器的中性点不接地或与消弧线圈、大电阻、接地装置等接地设备相连。

15、自然接地极能否用于直流电气设备的接地？
交流电气装置的接地应充分利用埋在地下的自然接地极。直流电气装置的接地，不允许使用自然接地极作为电流型的PE线、接地线和接地极。接地装置与自然接地相连。接地装置与交流电气装置之间的距离不应小于1m，以免发生电腐蚀。

16、总等电位联结的作用是什么？
总等电位联结（MEB）的作用是降低建筑物和不同电位的不同金属部件间接接触电击的接触电压，消除通过电线和各种金属管道从建筑物外部引入的危险故障电压。

17. 什么是补充粘接？
两个导电部分直接用导线连接，使故障的接触电压降到接触电压极限以下，称为补充或附加等电位联结（接地）。当接地装置失效时，不能满足自动切断电源的间接接触保护条件，应设置补充联结。还应安装在浴室、医院、游泳池等有特殊要求的场所。

18.什么是局部等电位联结？
本地等电位联结（LEB）是指通过本地板中的联结端子连接多个补充等电位联结，称为本地等电位联结。

19、如何检查等电位联结的导电性？
1) 焊接质量检查
2) 螺栓连接质量检查
3) 测量分支与主干之间的电阻

20、电弧短路有什么特点？
短路和接地故障有两种形式：金属短路和电弧短路。金属短路电流很大，可使过电流保护器（断路器或熔断器）及时动作，故障不易继续。电弧短路的短路点有电弧或电火花，阻抗大，因此短路电流小。所以过流保护不会生效。但电弧短路点的温度很高，局部可达数千摄氏度。极易点燃短路点周围的物质而引起火灾。
电弧短路不仅发生在电气和接地故障中，导线之间的连接不良也会引起它。例如，引起白炽灯闪烁或干扰电视机。这时必须检查线路的连接点是否可靠。

有关电气接地系统基础知识的常见问题解答

1. 什么是电气接地和接地类型？

接地是实现电气安全的第一步。... 接地是为了保护用户免受电击。它是一组串联或并联连接的导体，以便将电位差立即消散到地中。从设备连接到大地的电线称为接地线。

2. 接地和接地有什么区别？

接地和接地之间的主要区别在于，术语“接地”意味着电路物理连接到地面，即对地（接地）的零伏电位。而在“接地”中，电路并未物理接地，但其电位相对于其他点为零。

3. 接地和接地一样吗？

接地和接地之间的主要区别在于，术语“接地”意味着电路物理连接到地面，即对地（接地）的零伏电位。而在“接地”中，电路并未物理接地，但其电位相对于其他点为零。

4. 接地的目的是什么？

接地用于保护您免受电击。它通过为故障电流流向大地提供路径（保护导体）来实现这一点。它还会使保护装置（断路器或熔断器）切断流向发生故障的电路的电流。

5. 用哪根线接地？

铜线
接地线或接地接头
尽管铜线通常用作接地线，但铜带更适合高位安装，因为它的面积更大，可以承载更高的故障电流值。