關(guān)于建筑電氣接地的相關(guān)問題思考

唐繼華

（攀鋼集團工程技術(shù)有限公司成都分公司，四川 成都 610000）

1 當(dāng)前建筑電氣接地的主要類型

1.1 工作接地

工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準(zhǔn)電位，它可設(shè)為電路系統(tǒng)中的某一段或某一點，其值多為零。若該基準(zhǔn)電位不與大地相連，視為相對零電位，則它可能受到外界電磁場的變化影響也隨之發(fā)生變化，這種不穩(wěn)定的相對零電位可能引起系統(tǒng)參數(shù)變化，使得電路不能穩(wěn)定工作。

1.2 保護接地

保護接地即將高壓電氣設(shè)備外殼同大地相連，其目的主要有3點：

（1）防止機殼上積累電荷，產(chǎn)生靜電放電而引發(fā)人體觸電或設(shè)備損壞事故，如電腦機箱的接地，可有效釋放聚集在一起的電荷；

（2）保護接地可屏蔽設(shè)備巨大的電場，起到保護作用，如變壓器外面的防護欄可屏蔽其自身巨大的電場；

（3）當(dāng)設(shè)備的絕緣損壞而使機殼帶電時，保護接地可引起電源保護動作而切斷電源，確保人員安全，如電飯煲和電冰箱等的外殼接地。

總之，保護接地的目的就是為了安全，因而也是應(yīng)用最為廣泛的一種接地形式。

1.3 防雷接地

如果電力電子設(shè)備遭遇雷擊，不管是感應(yīng)雷擊或直接雷擊，若沒有做好防范保護措施，就有可能損壞電氣設(shè)備，甚至直接造成其報廢。所以為防止雷擊， 需要針對防雷保護設(shè)備設(shè)置防雷接地，通常在屋頂、煙囪頂部等較高的部位設(shè)置避雷針與大地相連，保護人員和電氣設(shè)備不受雷擊危害。

1.4 儀控接地

儀控接地也稱為電子系統(tǒng)接地。主要是指發(fā)電廠的熱力控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遠(yuǎn)動通信系統(tǒng)、晶體管或微機型繼電保護系統(tǒng)等，為防止干擾、穩(wěn)定電位而設(shè)置的接地。

2 建筑電氣接地的施工技術(shù)要點

2.1 等電位聯(lián)結(jié)的問題

等電位聯(lián)結(jié)即是將建筑物內(nèi)的全部設(shè)備、組件、構(gòu)架及金屬管道的金屬外殼聯(lián)結(jié)在一起，同建筑的防雷系統(tǒng)共同構(gòu)成聯(lián)合接地系統(tǒng)，這樣可降低相互之間的電位差，可讓強電、弱電、高頻和低頻電都有一樣的參考對地電位，消除接地系統(tǒng)間的相互干擾，防止同一電氣裝置上電氣接地與設(shè)備接地不一致而損壞。

2.2 等電位聯(lián)結(jié)層次

等電位聯(lián)結(jié)可分為總等電位聯(lián)結(jié)、局部和輔助等電位聯(lián)結(jié)3個層次，前者對整個建筑物產(chǎn)生作用，可防止由各種金屬管道和電氣線路從建筑物外引入危險故障電壓，還可降低建筑內(nèi)間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差。后者是在導(dǎo)電部分間用導(dǎo)線直接連通，以減小它們之間的電位差。若電氣裝置的某部分接地故障保護不能滿足切斷回路的時間要求，就可通過做輔助等電位聯(lián)結(jié)來解決。

2.3 等電位聯(lián)結(jié)的措施

（1）采用屏蔽信號電纜時，建議采取輔助等電位導(dǎo)體（如旁路的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體）來加強外屏蔽，以限制故障電流由電力系統(tǒng)流向數(shù)據(jù)電纜、信號電纜、接地的外護套或線芯。

（2）使用公用屏蔽信號或數(shù)據(jù)電纜時，應(yīng)采用最小截面為16 mm的銅質(zhì)材料或其他導(dǎo)體來作為旁路等電位導(dǎo)體。

（3）電力和信號電纜的金屬護套須進行等電位聯(lián)結(jié)。

（4）有的建筑物中含有大量信息設(shè)備，等電位系統(tǒng)為接地母排時，應(yīng)將其做成環(huán)狀。

（5）等電位聯(lián)結(jié)的阻抗應(yīng)盡可能小，可采用感應(yīng)電抗和阻抗較低的截面形狀，并使聯(lián)結(jié)盡量短。

（6）建筑物中在每一層都有一種等電位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類型，應(yīng)將這些不同的等電位系統(tǒng)進行互連，并且用導(dǎo)體至少連接兩處。

3 建筑電氣接地的保護技術(shù)

3.1 防雷接地

根據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范規(guī)定，建筑物防雷要求分三類。一類、二類防雷建筑物中，應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)、防雷電波侵入的措施。二類防雷建筑物、三類防雷建筑物上，應(yīng)有防直雷和防雷電波侵入的措施。在考慮一般工作防雷外，還應(yīng)著重考慮相關(guān)智能建筑部分防雷接地，使整個建筑物中的防雷接地形成一個較好的分項工程。智能建筑多屬于一級負(fù)荷，應(yīng)按一級防雷建筑的保護措施，接閃器采用針帶組合接閃器，避雷帶宜采用25 cm×4 cm鍍鋅扁鐵在屋頂組成 10 cm×10 cm的網(wǎng)格，與屋面所有金屬構(gòu)件做電氣連接；與引下線做可靠連接；圈梁鋼筋、樓層中鋼筋、外墻面上金屬構(gòu)件、金屬門窗均應(yīng)與避雷引下線做可靠連接，這樣不僅可以有效防止雷擊損壞樓內(nèi)設(shè)備，而且還能防止雷電形成的電磁干擾。

各種防雷接地裝置的工頻接地電阻一般應(yīng)根據(jù)落雷時的反擊條件來確定，防雷裝置如與電氣設(shè)備的工作接地合用一個總的工作接地時，接地電阻應(yīng)符合其最小值要求。

3.2 交流接地

工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線（N線接地）必須用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子一般均在箱柜內(nèi)。必須注意，該接線端子不能外露，不能與其他接地系統(tǒng)，如直流接地、屏蔽接地、防靜電接地等混接，也不能與PE線連接。在高壓系統(tǒng)里，采用中性點接地方式可使接地繼電保護準(zhǔn)確動作并消除單相電弧接地過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對于低壓系統(tǒng)很有意義，可以方便使用單相電源。

3.3 安全接地

安全接地是利用那些不帶電的金屬部分進行接地，但要與接地做好良好的金屬連接。例如將建筑物內(nèi)所有的電氣設(shè)備和附近的金屬構(gòu)造物用PE線連接起來，N線和PE線不能連接。在當(dāng)代的智能建筑物中，這種連接非常常見，常用的強電的設(shè)備，弱電的設(shè)備或非帶點導(dǎo)電設(shè)備等都是通過這種方式接地的，以便電氣設(shè)備得到更好的保護。如果絕緣體被損壞，但電流直接接觸到人體，就會產(chǎn)生導(dǎo)電，嚴(yán)重的電擊會造成人員傷亡甚至更嚴(yán)重的問題。但在中性點接地中，接地短路電流經(jīng)過人體后再回到大地，在中性點非直接接地的電力系統(tǒng)中，接地電流就直接進入大地，這會對附近電路的電氣設(shè)備造成影響，也很容易導(dǎo)致觸電事故。

4 建筑電氣接地中的安裝要點

4.1 接地電阻的測量方法

（1）測試接地電阻，應(yīng)使用專用的接地電阻測試儀，并經(jīng)過計量檢定合格。

（2）測量時要考慮環(huán)境條件。對接地極而言，大地是一個電阻性的包繞環(huán)境，在測量接地電阻時應(yīng)該考慮整個臨界土壤容積的電阻值，因為它能影響發(fā)生接地故障時流入大地的電流大小。

（3）正確設(shè)置輔助接地極。由于輔助接地極的正確定位與土壤濕度以及有無其他地下埋設(shè)物等因素有關(guān)，在選擇輔助接地極的位置時，不能讓輔助接地極太靠近被測接地極，否則測得的數(shù)據(jù)將不能反映產(chǎn)生接地故障時的全部電阻值。

4.2 弱電機房的保護接地及電流防護器的施工

（1）高層建筑物弱電機房的接地系統(tǒng)，為了使語音數(shù)據(jù)設(shè)備可靠地運行，而且當(dāng)雷擊和接地故障發(fā)生時能夠保護操作人員的安全，接地系統(tǒng)必須有正確的等電位連接和接地。

（2）弱電機房必須要加裝電流防護器以保護電源線和數(shù)據(jù)線。

直擊雷防雷設(shè)備的作用是接閃，即防止雷電直接擊中機房所在建筑物以及接閃器保護范圍內(nèi)的各種金屬管線和用電設(shè)備。對于在接閃器保護范圍外的各種金屬導(dǎo)線以及由直擊雷所產(chǎn)生的感應(yīng)雷電、建筑物內(nèi)所產(chǎn)生的內(nèi)部電流是不能保護的，對于由電力故障所產(chǎn)生的部分外部電流也是不能保護的。這包括：高壓、低壓動力電源線、部分網(wǎng)絡(luò)和專用數(shù)據(jù)通信線被雷電直接擊中，建筑物內(nèi)的感應(yīng)電動機、備用發(fā)電機、中央空調(diào)、電梯等產(chǎn)生的內(nèi)部電流，電力故障所產(chǎn)生的各種外部電流，因為靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、電位反擊等所造成的各種感應(yīng)雷電等等。

（3）機房接地不可等同于設(shè)備的電流防護，機房接地是計算機設(shè)備和精密電子設(shè)備正常工作的需要。機房接地主要是防止靜電，這樣可以保護機器和人員的安全，另外有些設(shè)備接地后才可以正常的工作。所以機房接地并不是用來防止雷電，必須要加裝電涌防護器才可以防止雷電和內(nèi)部、外部電涌。

5 無線通信設(shè)備的接地

5.1 無線通訊設(shè)備防直接雷接地

防直接雷襲擊，我們一般采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等傳統(tǒng)避雷裝置，但要注意，避雷針應(yīng)當(dāng)裝在高于天線尖端數(shù)米，避雷針與天線之間應(yīng)有一定的間隔，以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。

（1）避雷地線的直流通路的電阻要求足夠低，由于雷電浪涌電流較大，頻譜較寬且持續(xù)時間短，因此要求必須有盡量小的電感量。

（2）地線不能用扁平編織線或絞合線，因為這種線電感較大，不利于泄放雷擊電流，且容易被腐蝕。要盡可能使用實心金屬導(dǎo)線。

（3）為了增大地表層的泄放面積，可采用埋設(shè)有一定間隔的多根接地體，且相互焊接，接地體宜采用熱鍍鋅鋼材。

5.2 無線通信設(shè)備防感應(yīng)雷的接地

無論多么完善的避雷針，對感應(yīng)雷擊都無能為力，由于其來自線路的感應(yīng)電流，加之有的系統(tǒng)屏蔽差，以及沒有采取有效的等電位連接措施、綜合布線不合理、接地不規(guī)范造成地電位反擊等，因此需要運用完善的綜合防雷手段構(gòu)成一套完整的感應(yīng)雷防雷體系。

（1）機房內(nèi)的設(shè)備首先要做到保護地、工作地等電位連接，特別是相關(guān)設(shè)備機箱的外殼必須接地，以最大程度上減少二次感應(yīng)雷擊的危害。機房內(nèi)的接地匯集線可安裝在地槽內(nèi)、墻面或走線架上，接地匯集線應(yīng)與建筑鋼筋保持絕緣。

（2）通信站傳輸射頻信號的同軸電纜饋線一般都有金屬外護層，應(yīng)在上廓、下部和經(jīng)走線架進機房入口處就近接地，在入機房處的接地應(yīng)與地網(wǎng)引出的接地線直接連通，以瀉放線纜在外界感應(yīng)的雷電流。

6 結(jié)語

綜上，電氣工程人員一定要充分重視建筑電氣的接地問題，對建筑電氣設(shè)備選取合理的接地形式，并做好相關(guān)的接地設(shè)計和施工，以便防止人身遭受電擊、保證電力系統(tǒng)的正常運行、防止雷擊和靜電的危害，保證建筑的用電質(zhì)量和用電安全。

[1] 蔡政國.建筑電氣接地的施工技術(shù)探討[J].門窗，2012（6）

[2] 陳俊梅.對建筑電氣接地技術(shù)的探討[J].廣東科技，2007（9）

[3]陳秋瑜.多高層住宅建筑電氣接地設(shè)計的分析[J].黑龍江科技信息，2009（3）