配電工程（九） 接地工程 主講人：王廷興 博士 台北科技大學冷凍空調系 副教授 主講人：王廷興 博士 台北科技大學冷凍空調系 副教授 消防設備師，電機技師，建管甲級技術士，合格仲裁人，升降梯檢查員
接地的目的 配電線路或用電設備因絕緣劣化、損壞等原因引起漏電或感應現象而導致非電帶金屬(外殼)部分之電位升高。為防止此等事故之發生，可將設備之非帶電金屬部分予以接地，使其電位與大地相近，並提供漏電電流及感應電荷之疏導回路。
接地的方式及種類 設備接地 內線系統接地 低壓電源系統接地 設備與系統共同接地
1.設備接地 高低壓用電設備非帶電金屬部份之接地，其目的是當用電設備因絕緣劣化、損壞而引起漏電或因感應現象而導致設備非帶電金屬部份之電位升高或電荷之積聚時，可是供一低阻抗回路供漏電電流或感應電荷疏導至大地，使非帶電金屬之電位與大地接近，藉以防止感電及保障人員設備之安全。
1.設備接地
2.內線系統接地 屋內線路屬於被接地一線之再行接地，其接地位置在接戶開關之電源側及電表之負載側的適當地點。其目的在補救電源系統單獨一處接地不足，使低壓線路遭受雷擊或其它原因所致之異常電壓能被阻絕於屋外，以保持屋內低壓線路對地電壓不致升高。
3.低壓電源系統接地 配電變壓器之二次側低壓線或中性線之接地，其目的在穩定低壓線對地之電壓與限制線路對地電位的升高。
4.設備與系統共同接地 內線系統與設備接地共用一接地線或同一接地電極。採用此法可以降低接地電阻成本，並使故障時之電流較大，接地電驛較易動作。
接地工程之特點 特種接地：適用3Φ4W式接地系統供電電壓之用戶變壓器的低壓電源系統接地。(變壓器外殼亦得與該系統共同接地) 第一種接地：適用非接地系統之高壓用電設備接地。包括高壓電動機、油開關、油斷路器、高壓器具之金屬外殼和高壓設備之金屬支持物等。
接地工程之特點 第二種接地：適用3Φ3W式非接地系統供電電壓之用戶變壓器的低壓電源系統接地。(變壓器之金屬外殼亦得與該系統共同接地) 第三種接地：適用低壓用電設備接地、內線系統接地及PT、CT之二次側接地、支持低壓用電設備之金屬體接地。
系統接地 非接地系統(Ungrounded System)在系統與大地間不加任何接地線，但因為每一帶電的電線、匯流排，或機器的線圈等與大地間都有電容的存在，故實際上是屬於容抗接地系統。
系統接地
系統接地
系統接地 直接接地系統(Solidly Grounded System)在系統與大地間連接一適當無阻抗接地線，抑制過電壓的效果最佳，但將產生最大接地故障電流，此為直接接地系統的一大缺點，因此需要有效的設備接地配合之。
系統接地 電阻接地系統(Resistance Grounded System)在系統中性點與大地間連接適當之電阻器接地。電阻與系統導線與大地間的容抗並聯，使成為電阻性電路而非電容性電路。電阻接地系統又分為高電阻接地與低電阻接地系統。 電抗接地系統(Reactance Grounded System)亦稱諧振接地，連接於系統與大地間之電抗值可加調整，其值使當一相發生接地時，流經接地電抗器之額定頻率接地電流適等於非故障相對大地間所流之額定頻率之電容性充電電流。
電阻接地系統 高電阻接地系統：此種方式中之接地故障電流很小，但至少須等於系統對地之總充電電流，且須配合保護器使能立即跳脫。 低電阻接地系統：此種方式有立即清除故障之好處，其電阻值須使故障時有足夠的最小接地故障電流，以促使接地電驛動作。
非接地系統缺點 任一相接地將導致其他兩正常相之線對地電壓升高為原來之√3倍，亦即有高過正常電壓73%之過電壓。 啟斷非接地系統之相接地故障時，因電弧復擊現象會產生更高之暫態過電壓，此電壓會波及系統之其他線路，而引起二次故障。如此會使維護人員無法判斷是何設備最先發生故障。 對雷擊之保護較接地系統者為劣。 無法如接地系統般消除靜電電壓。
非接地系統優點 一相接地之故障電流為充電電流，數值不大，可減少因接地故障而啟斷之機會。必要時甚至仍可強迫繼續供電，至可停電時再予以修護，以減少停電損失。 因故障電流有限，對其供電之高壓設備所造成之壓升有限。
系統接地以中性點直接接地之優點 可降低暫態過電壓 雷擊保護效果較佳 故障點較易找出 供電可靠性較高 人員與設備之安全性較高
系統接地地點之選擇要點 每一電壓等級，皆應實施接地 在電源側接地 每一主匯流排皆須施以接地 單一電源時的接地 多重電源時的接地
發電機或電源變壓器為Δ連接時，則須使用接地變壓器來獲得適當的接地中性點。接地變壓器有Y-Δ連接接地變壓器及曲折連接接地變壓器兩種。
低壓設備之接地 保護接地法(Protective Earthing) 多重接地保護法(Protective Multiple Earthing) 漏電斷路器保護法(Earth-leakage Breaker Protection)
漏電斷路器之動作原理與接線
漏電斷路器之種類 類別 額定動作電流 (m A) 動作時間 高感度形 高速形 3、15、30 額定動作電流0.1秒以內 延時形 額定動作電流0.1秒以上2秒以內 中感度形 50、100、200 300、500、1000 註:漏電斷路器之最小動作電流，係額定動作電流50%以上之電流值。
高壓設備之接地 1.供電系統為直接接地者 其供電對象限於變壓器等靜止之設備，且宜集中裝置於變電站內，以便施行共同接地。在變電站內高壓設備與低壓系統係共同接地的，故該項該備接地之接地電阻可認為應在5Ω以下。
高壓設備之接地 2.供電系統為非接地者 其高壓設備發生一相接地時，其接地電流為系統對地之充電電流。非接地系統適用於電壓在6.6KV以下者，因電壓不高，充電電流僅約數安培。
高壓設備之接地 3.供電系統為電阻接地者 特高壓用戶常將特高壓降為電阻接地之11.95KV、6.9KV及3.45KV等電壓系統，以供應變壓器及電動機等高壓設備。此等用戶之高壓設備接地應與高壓系統之電阻接地使用同一電極共同接地。
避雷器接地 避電器之主要構造包括控制元件(放電間隙)、阻抗元件(可變電阻)及電磁吹弧元件。在正常運轉時，阻抗元件具高電阻，並由控制元件之放電間隙阻絕正常電流通過，當系統出現異常高壓(如電或突波)時，放電間隙破壞而放電，且阻抗元件電阻自動降低，以流通突波電流，避免損壞系統。系統正常後，避雷器亦恢復原狀。
避雷器接地 避電器應裝設於進屋線隔離開關之電源側各非接地導線上，但進屋線如為電纜者，則裝設於進屋口或接戶電桿之責任分界點處。電源若以地下配線，且受電變壓器裝置於屋外者，則接近變壓器一次側處再加裝一套避雷器。其應儘可能接近被保護之設備，以求較佳之保護效果。且其裝置處應遠離通道及可燃物，或與被保護設備同置於金屬箱內以策安全。
避雷器接地線之保護裝置
實務工程之應用
接地種類 種類 適用處所 電阻值 特種接地 三相四線多重接地系統供電地區用戶變壓器之低壓電源系統接地，或高壓用電設備接地。 10Ω以下 第一種 接地 非接地系統之高壓用電設備接地。 20Ω以下 第二種 三相三線式非接地系統供電地區用戶變壓器之低壓電源系統接地。 50Ω以下 第三種 1.低壓用電設備接地。 2.內線系統接地。 3.變壓器二次接地。 4.支持低壓用電設備之金屬體接地。 1.對地電壓150V以下:100 Ω以下 2. 對地電壓151V至300V:50 Ω以下。 3.對地電壓310V以上:10 Ω以下。 註：裝用漏電斷路器，其接地電阻值可按表辦理。
內線系統單獨接地或與設備共同接地之接地引接線線徑 接戶線中之最大截面積(mm2) 銅接地導線大小(mm2) 30以下 38-50 60-80 超過80-200 超過200-325 超過325-500 超過500 8 14 22 30 50 60 80
用電設備單獨接地之接地線或用電設備與內線系統共同接地之連接線線徑 過電流保護器之額定或標置 銅接地導線之大小 20A以下 30A以下 60A以下 100A以下 200A以下 400A以下 600A以下 800A以下 1000A以下 1200A以下 1600A以下 2000A以下 1.6mm(2.0mm2) 2.0mm(3.5mm2) 5.5mm2 8mm2 14mm2 22mm2 38mm2 50mm2 60mm2 80mm2 100mm2 125mm2 註：移動性電具，其接地與電源線共同置於軟管或電纜內，得與電源線同等線徑。
接地電阻之測定
接地網之使用方法
∠PEC在30。以內
簡易測定法
大地電阻係數之測定
接地極形狀和 接地電阻計算式 1 2 3
大地電阻係數之概數
接地電阻之測定
設備與系統共同接地圖
第一款第一目
第一款第二目
移動性設備金屬外殼接地線與接地型插座間的連接圖
單相三線式110/220電源線中，中性線可做為接地線之用
接地銅板
接地鐵管或鋼管
接地銅棒
接地系統檢討 1.採系統與設備共同接地，接地電阻要求在10Ω以下 2.接地電阻計算如下：每處接地棒採3/4x10，包銅接地棒三支埋入筏基下，接地母線採100BCW，接地引線與接地棒採鑄焊方式連接。 計算式： R1=-------------(1n--------- -1) =-------------(1n--------- -1) =19.37Ω ∮ 2丌L 4L a R1:每支接地棒之接地電阻 ∮：大地導電率(6000 Ω/CM) a：接地棒半徑(0.9525CM) L：接地棒長度(303CM) 6000 2丌x303 4x303 0.9525
總接地電阻值RT(接地之接地電阻略去不計，接地效率以80%) 3.接地導線大小及方式 (1)高壓落地盤之外殼採第一種接地，導線採100PVC線並接至接地系統。 (2)低壓用電設備外殼接地採第三種接地方式，依內規第26條規定辦理。 R1 3X0.8 19.37 3X0.8