我国的计算机从上世纪60年代的第一台电子管计算机,发展到现在研制的超大规模集成的大型亿次计算机,其中一个重要问题——“接地”技术,也在逐步地发展。从60年代开始的悬浮地、单点接地、多点接地、混合接地、电路接地、电源接地,至90年代智能化建筑中的联合“接地”系统中的防雷接地(防雷接地体、防雷接闪器)、等电位与均压环、工作接地、保护接地、直流接地(信号接地、逻辑接地、抗干扰接地)、屏蔽接地、静电接地、电子设备接地系统中的功率接地、高频接地、音/视频接地,以及在智能化大楼中自动控制设备的通信自动化系统(CAS)接地、办公自动化系统(OAS)接地、能量与环境管理系统(BAS)接地、自动消防系统(FAS)接地、楼宇保安系统(SAS)接地和停车自动化系统(PAS)等的接地。诸如此类接地有它的共同特点,同时还有各自的特殊性,接地的方式也有差异(如全钢结构的综合楼,内浇外挂的工艺楼,以及砖混结构的生活楼)。这样众多的接地要求,并不是一次形成的,而是由电子元器件的发展促进电子设备的发展,从而推动了电子信息技术的发展。由于网络经济的蓬勃发展和各行各业现代化的兴旺发达,原有的电子元器件不能满足电子设备的需求,反过来又促进了元器件从电子管、晶体管、厚膜、薄膜、小规模、中大规模、超大规模元器件的发展。用这些电子元器件逐步发展起来的电子设备,对电子信息平台的要求也是逐步提高,加之城市的现代化发展迅猛,高楼密度加大,缆线管路纵横,各类产业的人们在市区各处操纵着各种电子设备替代体力劳动,于是空间、地面、地下充斥各种高功率、宽频带,脉冲瞬态的电磁波。而自动化的微电子技术的飞跃发展,又使人们使用的各种电子设备趋向于高灵敏度、智能化、固体电路化、轻巧便携化,也就更容易受到相互干扰。总之,在当今的现代化城市中,空间的电磁环境日益严峻,地中的各种电流更为复杂,故电磁兼容性(EMC)的问题决不能忽视,在人员工作环境多样化和电子设备运行环境复杂化的条件下,妥善地运用接地系统就显得更为重要了。

1   接地概念

接地可分为四大类:

(1)用电设备接地;

(2)静电、雷电保护接地;

(3)连接“大地”;

(4)系统接地。

2   设备接地接地的目的:

(1)保证人员避免电击;

(2)提供载流能力;

(3)加强电气系统运行的优良性能。

如各类带电设备的金属部分,可能引起工作人员受电击而伤残,也认为带电的导线、电缆在某些意外情况下,与接近该导线、电缆的金属外壳、框架以及各种金属结构相接触时,该金属外壳、框架以及各种金属结构便趋于带有与带电导线相同或近似相同的电位,这些电位有威胁人员生命安全的危险,为了阻止这种趋势和避免出现危险的电击电压,用电设备就需要接地。接地也必须从被触及到的金属框架至电源引入设备上的零电位参考接地结点或接近于在建筑物内部开始单独分路的电气系统参考接地结点,形成一个低阻抗通路。

这中间一个比较重要的问题就是接地线的“阻抗”必须足够低,要能承受全部相线对地的故障电流,而不能产生大于危险值的阻抗电压降。设计人员往往忽略掉一个问题:他们认为接地导体电阻率低,只要将截面积加大就可以了,其实这只解决了一个“低阻”问题,而“低抗”就忽略掉了。解决“低抗”和接地材料形状有很大关系,从这里得知,供电系统可能达到的接地故障电流值是会直接影响到对接地线的要求,同时接地线还必须起到转移全部接地故障电流(故障电流有两个量化值:一个是它的量,一个是持续时间),同时还要使产生的故障电流不能升高到接地线的温升,引起火灾和爆炸,以及飞弧现象。

不难看出,单一的大面积异型接地线本身是不够的。接地线必须包括接地线的所有接地设备的故障线路的总阻抗,能允许系统中的保护设备、保护系统动作所需要的电流(幅值)通过,同时还必须提供更为合适的(更低阻抗的)故障电流返回通路。

工业索赔保险统计表明,大约每七场火灾中就有一场是由电气带来的火灾,起因除上述讨论到的由接地故障电流引起,还包括布线不合理等一些其他因素,由于电气系统引起的火灾,其灾后的分析推断是一个较为困难的事。

设计师在设备接地系统中的设计,要依据设备的需求、参考值来设计,严把材料的质量关。建筑的百年大计、千年大计,不能只停留在口头上,而要落实在器材把关中,这样对电气系统引起的火灾危险才可能减少。

3   避免接地带来的热损坏

在交流电的应用中,它是总阻抗(R+jx)控制着各并、串联通路中的电流分配。在工频的线路中额定电流等于或小于40A时,线路电抗(jx)是线路阻抗中的非主要部分;但是在额定电流为100～200A的线路中,电抗可能成为该线路阻抗中的重要组成部分;额定电流在200A以上的线路中,电抗就成为阻抗的主要组成部分,这点往往被忽略。交流线路的电抗主要取决于引出线与回程线间的间距,而导线的截面影响是微小的。正因为导线截面对线路电抗影响小,导线的电阻则直接受到截面的影响。作为一般的设计人员,就会增大导线截面尺寸,随之带来的X/R(感抗/电阻)比值,和电抗(jx)对线路阻抗的相对影响也随之增加。

这里要提到的是增大接地线和相线间的间距，不仅使接地线的电抗Xg增加，也使相线的零序电流X0相应增加。为什么我们在实际使用中，在80年代下半叶，就提出了《五芯电缆的使用》的基本原因。

但在直流系统中,各并联通路中电流的分配与电阻是成反比的。特别是在高电阻下,可用的载流能力低的接地线将成为通过总接地故障电流中比较小的部分。

所以,我们在设计和装配工频交流线路中额定电流大于40A时的情况下,必须按照所装设的有足够载流量的接地线的位置来装设设备,这样就能取得比其它更小载流量的并联通路低得多的电抗。

对于设备接地线路中的一个重要问题是沿接地线的各联接点和接线端子,必须具有该接地线所需要的短时载流能力。所以在信息设备的装设中,要求接地母线不能有接头,一点到位的要求。

在一般的设计中,所提供的设计要求是满足联接点和接线端子故障要求的,可能第一次接地故障不会有,但是随着大地接地电流的复杂性和设备承受电流的大小,这时对电子信息设备的接地要因地因事,还要因人等多种因素来考虑。（御风）