图9-12接地电流、对地电压及接地电位分布曲线
试验证明：在离接地点20m处，实际散流电流为零。
对地电压UE是指电气设备的接地部分（如接地的外壳等）与零电位的地之间的电位差。 3.接触电压和跨步电压
接触电压Ut，是指设备在绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。跨步电压Us，是指在接地故障点附近行走时，两脚之间所产生的电位差。越靠近接地点及跨步越大，则跨步电压越高。一般离接地点20m时，跨步电压为零。如图9-13所示。
图9-13接触电压和跨步电压
如果人体同时接触具有不同电压的两处，则人体有触电电流流过。对人体有危险的接触电压是50V以上，对人体有危险的跨步电压是100V以上。
4.接地的类型
接地可分为下列几类：
(1）按装置属性分，有自然接地和人工接地。
(2）按电流性质分，有交流电路系统接地和直流电路系统接地。 (3)按电压分：
1)高压系统接地，其中又包括直接接地和不接地两种类型。 2)低压系统接地，包括TN系统（TN-C, TN-S和TN-C-S系统）、TT系统和IT系统。 （4）按作用分：
1)保护性接地：防雷接地，保护接地，防静电接地，防电蚀接地等。 2)功能性接地：工作接地，屏蔽接地，逻辑接地和信号接地等。
（5)按装置方式分：
1)按布置方式分：有外引式和环路式。
2）按接地体分：有垂直式，水平式和混合式。
3）按材料分：有钢（角钢、圆钢、钢管、扁钢）和铜（圆铜、铜板钢等）。 4）按形状分：有管形、带形和环形。
下面就各接地类型分别介绍其定义及作用：
（1)保护性接地有如下几种：
1)防雷接地。又有防雷接地和防雷电感应接地两种。以防止雷电作用而作的接地称为防雷接地；以防止雷电感应产生高电位、产生火花放电或局部发热，从而造成易燃、易爆物品燃烧或爆炸而作的接地称为防雷电感应接地。
2)保护接地。保护接地是为保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地。保护接地的形式有两种：一是设备的外露可导电部分经各自的接地线直接接地，如TT和IT系统中的接地；二是设备的外露可导电部分经公共的PE线或经PEN线接地，这种接地形式，在我国过去习惯上称为“保护接零”。如图9-14所示。
图9-14保护接地示意图
注意：在同一低压系统中，一般来说不能一部分采取保护接地，另一部分采用保护接零，否则当采取保护接地的设备发生单相接地故障时，采用保护接零设备的外露可导电部分将带上危险的过电压。
3)防静电接地。为防止可能产生或聚集的静电荷，对设备、管道和容器等进行的接地，称为防静电接地。设备在移动或物体在管道中流动时，因磨擦产生的静电，聚集在导管、容器或加工设备上，形成很高的电位，对人身安全和建筑物都有危害。防静电接地的作用是当静电产生后，通过静电接地线，把静电引向大地，从而防止静电产生后对人体和设备造成的危害。
4)防电蚀接地。地下埋设的金属体，如电缆金属外皮、金属导管等，接地后可防止电蚀侵人。 (2)功能性接地有如下几种：
1)工作接地。工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的一种接地，如电源中性点接地、防雷装置的接地等。各种工作接地都有其各自的功能。例如，电源中性点直接接地，能在运行中维持三相系统中相线对地电压不变；电源中性点经消弧线圈接地，能在单相接地时消除接地点的断续电弧，防止系统出现过电压。至于防雷装置的接地，其功能是泄放雷电流，从而实现防雷的要求。如图9-15所示，相线L1、L2、L3的公共联接处的接地为工作接地，电动机外壳与PEN线的联结为保护接零，右侧PEN线的再次接地为重复接地。
图9-15工作接地、重复接地和保护接地示意图
2)重复接地。重复接地是为确保PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地方进行重复接地：一是在架空线路终端及沿线每1km处；二是电缆和架空线引人车间或大型建筑物处。
3)屏蔽接地。为了防止和抑制外来电磁感应干扰，而将电气干扰源引人大地的一种接地，如对电气设备的金属外壳、屏蔽罩、屏蔽线的外皮或建筑物的金属屏蔽体等进行的接地。这种接地，既可抑制外来电磁干扰对电子设备运行的影响，也可减少某一电子设备产生的干扰影响其他电子设备。
4)逻辑接地。为了确保稳定的参考电位而将电子设备中适当的金属件进行的接地形式，如一般将电子设备的金属底板进行接地。通常把逻辑接地及其他信号系统的接地称为“直流地”。
5)信号接地。为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
二、电气装置的接地和接地电阻
1．电气装置的接地
根据我国的国标规定，电气装置应接地的金属部位有：
（1)电机、变压器、电器、携带式或移动式用具等的金属底座和外壳。 (2)电气设备的传动装置。
(3)室内外装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门。 (4）配电、控制、保护用的屏及操作台等的金属框架和底座。
(5）交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管。
(6）电缆桥架、支架和井架。
(7）装有避雷线的电力线路杆塔。 （8）装在配电线路杆上的电力设备。
(9)在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地电流架空线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。 （10）电除尘器的构架。
(11)封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分。
(12）六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体。 （13)电热设备的金属外壳。 (14）控制电缆的金属护层。
2.接地电阻及要求
接地电阻是接地体的流散电阻与接地线和接地体电阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，可忽略不计，因此接地电阻主要就是接地体的流散电阻。
工频接地电流流过接地装置所呈现的接地电阻，称为工频接地电阻，用RΣ表示。
雷电流流过接地装置所呈现的接地电阻，称为冲击接地电阻，用Rsh表示。 三、接地装置的装设 1.自然接地体的利用
在设计和装设接地装置时，首先应考虑自然接地体的利用，以节约投资，节约钢材。如果实地测量所利用的自然接地体电阻能满足要求，而且这些自然接地体又满足热稳定条件时，就不必再装设人工接地装置。否则，应加装人工接地装置。
可作为自然接地体的有：与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋在地里的金属管道（但不包括可燃或有爆炸物质的管道），以及埋地敷设的不少于两根的电缆金属外皮等。对于变配电所来说，可利用建筑物钢筋混凝土基础作为自然接地体。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接，在建筑物结构的结合处，除已焊接者外，凡用螺栓连接或其他连接的，都必须要采用跨接焊接，而且跨接线不小于规定值。
2．人工接地体的装设
人工接地体是特地为接地体而装设的接地装置。人工接地体基本结构有两种：垂直埋设的人工接地体和水平埋设的人工接地体，如图9-16所示。人工接地体的接地电阻至少要占要求电阻值的一半以上。
图9-16人工接地体的结构
a)垂直埋设的人工接地体b)水平埋设的人工接地体
按GB5016-1992《电气装置安装工程·接地装置施工及验收规范》的规定，钢接地体和接地线的截面不应小于表9-4的规定。对于110kV及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置，应采用热镀锌钢材，或适当加大截面。
表9-4钢接地体的最小尺寸
接地网的布置应尽量使地面电位分布均匀，以降低接触电压和跨步电压，如图9-17所示为加装均压带的接地网。
图9-17加装均压带的接地网
3．防雷装置接地的要求
避雷针宜装设独立的接地装置，防雷的接地装置及避雷针引下线的结构尺寸，应符合GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》的规定。
为了防止雷击时雷电流在接地装置上产生的高电位对被保护的建筑物和配电装置及其接地装置进行“反击闪络”，危及建筑物和配电装置的安全，防直击雷的接地装置与建筑物和配电装置之间，应有一定的安全距离，此距离与建筑物的防雷等级有关。一般来说，空气中安全距离为大于5m，地下为3m。为了降低跨步电压，保障人身安全，防直击雷的人工接地体距离建筑物出人口或人行道的距离不应小于3m，否则要采取其他措施。
五、低压配电系统的等电位联结
等电位联结，是指使电气装置各外露可导电部分及装置外的导电部分的电位作实质上相等的电气联结。等电位联结的作用是降低接触电压，保障人身安全。图9-18所示为一个总等电位联结和辅助等电位联结的示意图。
图9-18总等电位联结和辅助等电位联结 MEB－总等电位联结；LEB－辅助等电位联结
按《低压配电设计规范》(GB50054 -1995）的规定，进行低压接地故障保护时，应在建筑物内作总等电位联结（用文字符号MEB表示）；当电气装置或某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，还应在局部范围作局部等电位联结（用文字符号LEB表示）。
电位差是引起电气事故的重要起因。我国以前对电网和线路的安全比较重视，但忽视了电位差的危害。实际上，尤其是在低压配电系统中，电位差的存在是造成人身电击、电气火灾以及电气、电子设备损坏的重要原因。
总等电位联结，是在建筑物的电源线路进线处，将PE干线或PEN线与电气装置的接地干线、建筑物金属构件及各种金属都相互作电气联结，使它们的电位基本相等，如图9-18所示的MEB部分。 辅助等电位联结是总等电位联结的辅助措施，它是某一局部范围内的等电位联结，如在远离总等电位的联结处、非常潮湿及触电危险性大的局部地域进行的补充等电位联结。如图9-18所示的LEB部分。 在一般电气装置中，要求等电位联结系统的导通良好，从等电位联结端子到被联结体末端的阻抗不大于4Ω。
注意：无论是总等电位联结，还是辅助等电位联结，与每一电气装置的其他系统只可联结一次。
第三节 静电及其防护
静电现象是一种常见的带电现象。它有其可利用的一面：如静电复印等；但也有其有害的一面：如静电放电，在粉尘和可燃气体多的地方，甚至可能引起爆炸等。因此，对其有害的一面应尽量避免。
一、静电的产生及其危害
1．静电的概念及其产生
摩擦起电是大家熟悉的一种物理现象，通过磨擦使物体带上的电荷称为“静电”。静电在我们的生活中可以说是无处不在。早在公元前600年就已经发现并记载了静电，当时称为“鬼火”。静电现象是一种常见的带电现象，包括雷电或电容器残留电荷、摩擦带电等。
物体的静电带电现象，按照伏特一赫姆霍兹假说，可以把静电带电机理分为接触、分离、摩擦三个过程。而我们日常生活中所遇见的静电现象绝大多数是固体与固体的接触和分离起电。分离起电的机理，就是指两种不同的固体紧密接触，分离以后，带上符号相反、电量相等的电荷，除了固体与固体接触，分离起电外，还有剥离起电、破裂起电、电解起电等。
在生产和生活中，由于两种不同物质的物体相互摩擦，就会产生静电。例如生产工艺中挤压、切割、搅拌、喷溅、流动和过滤，以及生活中的行走、起立、穿和脱衣服等都会产生静电。正负极性的电荷分别积蓄在两种物体上形成高电压。表9-6是常用物质的带电顺序表。从带正电的物质排起，逐次排到带负电的物质。其中任何两种物质摩擦时，可以按此判断它们各自所带电荷的极性，大致估计电荷的多少。
工作服和内衣摩擦时发生的静电是人体带电的主要原因之一，表9-7列出穿着不同工作服和内衣时人体所带的静电电压值。
2.静电的特点及其危害
表9-6常用物质的带电顺序表
表9-7质地不同的工作服和内衣摩擦时人体所带静电电压值