工厂电气设备接地系统施工工艺对运行安全的影响研究

引言

工厂电气设备的安全运行高度依赖接地系统的可靠性能，而施工工艺是决定这一性能的核心环节。接地系统作为漏电防护、设备保护的关键屏障，其施工质量的优劣直接关系到生产安全与设备寿命。实际工程中，因焊接不牢、防腐失效等工艺问题导致的接地故障时有发生，不仅造成经济损失，更可能危及人员安全。深入探究施工工艺与运行安全的关联，对规范施工流程、降低安全风险具有重要现实意义。

一、工厂电气设备接地系统施工工艺中的常见缺陷与安全隐患

工厂电气设备接地系统施工工艺常见缺陷源于材料选择与施工操作不规范。接地体选材未考虑土壤腐蚀性，如在酸性或盐碱地用普通碳钢接地极，短期内锈蚀，致导体截面缩减、接地电阻上升，无法泄放故障电流。连接工艺有缺陷，搭接长度不足或焊接质量差，机械连接螺栓紧固力矩不足，接触电阻大，故障时可能熔断接地体。

埋深控制偏差破坏系统稳定性。接地体埋深过浅，接地电阻受地表温度和土壤干湿影响呈季节性波动，雷雨季节可能超安全阈值。沟槽开挖与回填粗糙，回填土混入硬物，接触不良削弱散流能力。高水位区域未降阻，地下水浮力会使接地体移位。

防腐处理缺陷加速系统老化。涂防腐漆未除锈，涂层结合不紧密，引发电化学腐蚀；牺牲阳极法防腐连接不实，主接地体优先腐蚀。穿越防爆区域接地干线未用防爆密封工艺，接头火花有安全隐患。

施工后测试与验收缺失，潜在缺陷未暴露。未多点测接地电阻，单点测试掩盖局部失效；未测跨步和接触电压，人员密集区可能触电。长期运行因未预留检测端子，无法监测性能，缺陷发展致事故。这些缺陷叠加使接地系统丧失保护功能，成为电气安全薄弱环节。

二、工厂电气设备接地系统施工工艺的优化路径与质量控制方法

工厂电气设备接地系统施工工艺的优化需从材料适配性入手。根据土壤电阻率检测结果选择接地体材质，酸性土壤优先采用铜包钢接地极，利用铜层的耐腐蚀性延长使用寿命；盐碱地环境则需选用高硅铸铁接地体，通过合金成分优化提升抗电化学腐蚀能力。接地干线采用热镀锌扁钢时，需确保锌层厚度符合规范，接头部位额外涂刷环氧树脂涂料，形成双重防腐屏障。对于高湿度区域，引入电解离子接地极，通过填充缓释型电解质改善土壤导电性能，稳定接地电阻值。连接工艺的优化聚焦于降低接触电阻与提升机械强度。搭接焊接时采用“三面施焊”工艺，确保焊缝长度不小于导体宽度的 2 倍，焊渣清除后涂刷防腐漆与沥青漆，形成复合保护层。螺栓连接时选用热镀锌螺栓并加装防松垫圈，紧固力矩按导体截面分级控制，铜铝连接部位采用铜铝过渡接头，避免异种金属接触产生的电化学腐蚀。爆炸危险区域的接地连接采用防爆活接头，螺纹啮合长度不小于 6 扣，接口处填充防爆密封胶，防止火花外泄。埋置工艺的优化需结合地质条件动态调整。接地体埋深根据冻土层厚度确定，确保位于冻土层以下 0.5 米，寒冷地区采用水平埋置方式增大散流面积。沟槽开挖后需清除碎石杂物，回填时分层夯实，采用降阻剂与细土混合回填，降阻剂铺设厚度均匀且包裹接地体全周，避免形成气隙。在高水位区域，接地体周围包裹级配砂石滤层，防止地下水流动带走土壤颗粒，同时设置止水环阻断腐蚀介质渗透路径。

质量控制需贯穿施工全流程。编制专项施工方案时明确关键工序控制点，对焊工进行资质审核与工艺培训，考核合格后方可上岗。施工过程中采用旁站监理制度，重点检查焊接质量、埋深尺寸及防腐处理，每道工序验收合格后方可进入下一道工序。引入接地电阻实时监测技术，在焊接完成后立即测试接触电阻，回填过程中动态监测接地电阻变化，确保满足设计要求。验收阶段实施多维度检测。采用四极法测量接地系统的工频接地电阻，测试点覆盖接地网不同区域，确保数据代表性；开展跨步电压与接触电压测试，模拟故障状态验证安全距离；对防爆区域的接地接头进行气密性检测，采用肥皂水法检查密封性能。建立施工技术档案，详细记录材料参数、施工数据及检测结果，为后期运维提供追溯依据。通过这些优化路径与控制方法，可系统性提升接地系统施工质量，从工艺源头消除安全隐患。

三、工厂电气设备接地系统施工工艺优化的实践效果与安全验证

工厂电气设备接地系统施工工艺优化的实践效果在多场景中得到体现。在高湿度生产车间，采用电解离子接地极与防腐处理工艺后，接地系统的稳定性显著提升，长期运行中接地电阻波动幅度明显减小，避免了因环境变化导致的保护功能失效。酸性土壤区域通过铜包钢接地体与级配砂石回填的组合工艺，接地体腐蚀速率大幅降低，系统使用寿命得到延长，减少了频繁更换带来的生产中断。

防爆车间的工艺优化效果尤为突出。采用防爆活接头与密封胶处理后，接地连接部位的气密性得到保障，模拟故障测试中未出现火花外泄现象，符合防爆区域的安全规范。螺栓连接部位经力矩控制与防松处理后，在振动环境下未发生松动，接触电阻保持稳定，确保了故障电流的有效传导。

安全验证通过多维度测试实现。工频接地电阻测试显示，优化后系统的电阻值分布更均匀，不同测试点的结果一致性提升，表明工艺优化增强了系统的整体可靠性。跨步电压与接触电压测试在人员密集区域开展，结果显示数值处于安全阈值内，验证了埋置深度与回填工艺调整的有效性。动态加载试验模拟了短路故障状态，接地系统的热稳定性表现良好，连接部位未出现过热熔断现象，故障电流泄放路径通畅，保护装置动作及时，避免了设备损坏与电弧灼伤风险。长期运行监测数据表明，优化后的系统在季节性温度变化与土壤干湿循环中保持性能稳定，未出现因工艺缺陷导致的异常数据波动。这些实践效果与验证结果共同证实，施工工艺优化能从根本上提升接地系统的安全冗余，为工厂电气设备的可靠运行提供了坚实保障，同时为不同环境条件下的工艺选择提供了实践依据。

结语

工厂电气设备接地系统施工工艺对运行安全的影响显著，工艺缺陷可能引发设备故障与人员安全风险。通过识别常见问题、优化施工流程及强化质量控制，可有效提升接地系统的可靠性。实践表明，规范的施工工艺能降低接地电阻波动，增强故障电流泄放能力。未来需结合新型材料与智能化监测技术，进一步完善工艺标准，为工厂电气系统的安全稳定运行提供更全面的技术支撑。

参考文献

[1]赵强,等.电气装置接地系统施工工艺优化研究[J].电气技术与经济,2023,30(4):36-39.

[2]钱明,等.工业厂房接地系统可靠性提升策略[J].建筑电气,2024,43(7): 51-55.

[3]孙健,等.工厂电气设备接地施工中的质量控制要点[J].安装,2023,(11):42-44.