智能建筑及工業(yè)電氣設(shè)備安裝工程中的接地問題分析

阮 凱

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動了智能建筑的發(fā)展，智能建筑的內(nèi)部包括大量的電子設(shè)備，例如大樓設(shè)備自動化系統(tǒng)、通訊自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、衛(wèi)星電視系統(tǒng)以及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等。這些設(shè)備有著較低的耐壓等級，并且抗干擾的性能并不高，因此，在開展智能建筑設(shè)計(jì)施工作業(yè)時，不僅要注重設(shè)備的先進(jìn)性，同時還要關(guān)注建筑物的性能指標(biāo)，更需要注意的是接地技術(shù)的使用。接地系統(tǒng)安全的合理性，不僅能夠有效保障設(shè)備以及建筑物免受雷電以及意外故障電力的危害，同時還能夠確保人身安全。接地系統(tǒng)的安裝作業(yè)看起來比較簡單，但是實(shí)際上是一項(xiàng)比較復(fù)雜的過程，因此，應(yīng)該結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，在參考國外的施工工藝的前提下，探討現(xiàn)代智能化樓宇電氣設(shè)備安裝工程中的接地技術(shù)問題，以供同類智能建筑安裝施工時參考。

1 電氣接地裝置的技術(shù)要求

（1）在進(jìn)行電氣接地裝置安裝作業(yè)之前，應(yīng)該詳細(xì)掌握工程施工單位已批準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工，并且還應(yīng)該有監(jiān)理單位以及施工單位的監(jiān)督。（2）一般情況下，接地電阻的要求：低壓電氣設(shè)備的接地電阻應(yīng)該小于4 Ω，500 A以下的接地短路電流的高壓保護(hù)接地電阻應(yīng)該小于0.5 Ω；重復(fù)接地電阻應(yīng)該小于10 Ω；變壓器中性點(diǎn)的接地電阻應(yīng)該小于4 Ω；而防雷裝置的沖擊電阻應(yīng)該小于30 Ω。（3）設(shè)置接地系統(tǒng)。該環(huán)節(jié)的工作不僅需要用到自然接地體，同時還應(yīng)該確保接地導(dǎo)體以及接地極在滿足熱穩(wěn)定性要求的前提下還需要滿足機(jī)械強(qiáng)度以及防腐蝕要求。此外，還需要確保接地系統(tǒng)防腐蝕設(shè)計(jì)的年限與地面工程使用年限相同，防腐蝕的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐母g數(shù)據(jù)確定。

2 接地保護(hù)系統(tǒng)的分類

2.1 工作接地

所謂的工作接地，就是為了確保電氣設(shè)備能夠正常工作或者在出現(xiàn)故障的時候也能正常工作而設(shè)置的接地系統(tǒng)，通常情況下，工作接地是借助電氣設(shè)備中的中性點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，因此，工作接地又可以稱之為中性點(diǎn)接地。比如，電壓互感器以及變壓器的中性點(diǎn)接地屬于工作接地，這種接地方式的接地電阻一般在0.5～10 Ω的范圍內(nèi)。

2.2 保護(hù)接地

為了保障工作人員的安全，把在正常工作時沒有電壓，而在絕緣損壞的情況下卻帶點(diǎn)的金屬稱之為保護(hù)接地，比

如，使高壓電氣設(shè)備的金屬外殼接地，在電氣設(shè)備絕緣損壞的情況下，金屬外殼帶電，此時產(chǎn)生的較大的故障電力就會啟動保護(hù)裝置，將已經(jīng)損壞的設(shè)備切除，或者使電氣設(shè)備外殼處的電位處于安全值，因此來避免觸電現(xiàn)象的產(chǎn)生，這種接地方式的電阻在1～10 Ω的范圍內(nèi)。

2.3 保護(hù)接零

如果中性點(diǎn)直接接地，此時將中性線和電氣設(shè)備的外殼直接進(jìn)行連接，就能夠?qū)θ似鸬奖Ｗo(hù)作用，這種方法稱為保護(hù)接零。該方法與保護(hù)接地相比較而言，可以更有效地確保人身安全，避免觸電事故的產(chǎn)生。

2.4 防雷接地

為了避免電壓以及雷擊給人和電氣設(shè)備帶來危害，就需要通過一系列的措施將強(qiáng)大的電流倒入地面，這種方式被稱之為防雷接地，同時也叫作電壓保護(hù)接地。這種方法是將避雷線、避雷針以及避雷器借助導(dǎo)體和大地直接連接，該方法的電阻值在1～30 Ω的范圍內(nèi)。

3 電氣接地施工中的要點(diǎn)

3.1 接地電阻

該技術(shù)在電氣施工中具有非常重要的意義，要想使該技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的效果，首先應(yīng)該做好接地電阻的測量工作，通過選擇科學(xué)合理的適用于測量電阻的儀器來完成電阻值的測量，在測量過程中，應(yīng)該確保測量電流以及測量電壓兩個回路，然后通過科學(xué)的計(jì)算方法求得電阻值。在測量接地電阻的過程中，應(yīng)該將外部因素對其產(chǎn)生的影響考慮在內(nèi)，例如土壤的潮濕度以及土壤的結(jié)構(gòu)狀況等。此外，還需要測量輔助物體，使總接地體以及輔助接地體之間保持一定的距離，以此來確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性?？傊拥仉娮璧臏y量需要注意以下問題：

（1）儀器的選擇。一般情況下，在測量接地位置電阻時不可以用萬用表進(jìn)行測量，萬用表得到的測量結(jié)果不準(zhǔn)確，關(guān)鍵是沒有辦法消除瞬間電流給測量結(jié)構(gòu)帶來的影響。

（2）方法的選擇。接地電阻既可以測量電流同時又能夠測量電壓，根據(jù)相關(guān)方法以及公式，可以對所選位置處的電阻進(jìn)行測量。這種測量方法的優(yōu)勢在于，能夠避免瞬間電流所帶來的干擾，從而得到較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

（3）環(huán)境因素的限制。將大地作為接地極，大地的電阻性來源于接地極的形狀、土壤的種類以及電氣工程的具體要求，因此，在實(shí)際開展施工作業(yè)的過程中，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)要求，對環(huán)境因素進(jìn)行合理地排查，確保環(huán)境條件能夠滿足施工要求。

（4）正確安裝輔助的接地極。在具體開展測量工作的過程中，應(yīng)該要進(jìn)行輔助接地極的準(zhǔn)確安裝，因此來確保測量結(jié)果的有效性。在實(shí)際落實(shí)測量工作的過程中，需要對不同點(diǎn)進(jìn)行多次測量，從而篩選出最準(zhǔn)確、最優(yōu)的結(jié)果。

3.2 接地裝置

不同的電氣設(shè)備所用的接地施工技術(shù)也不一樣，以確保電氣系統(tǒng)的安全。對于變電設(shè)備而言，應(yīng)該將變電場所建于建筑物的外部，在該項(xiàng)工程項(xiàng)目建設(shè)的過程中，需要將凍土層挖開，并且在凍土層下方位置處水平鋪設(shè)接地體，與此同時，需要在接地體上分別連接變電設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地，之后再進(jìn)行獨(dú)立的避雷裝置的設(shè)置。對于直流設(shè)備而言，由于電流能夠直接腐蝕金屬，因此，在選擇該設(shè)備的接地體的時候，需要選擇滿足標(biāo)準(zhǔn)需求的接地體，并且還需要定期檢查腐蝕情況，使其不要與自然接地體連接。對于易燃易爆區(qū)域中的設(shè)備而言，需要對其安裝對應(yīng)的接地裝置，與此同時，還應(yīng)該給接地裝置設(shè)置一定的保護(hù)空間。

4 處理建筑電氣接地安裝工程施工中常見質(zhì)量問題的措施探討

4.1 選用質(zhì)量可靠的電氣材料

在開展建筑電氣接地裝置安裝工作中，為了能夠有效確保該項(xiàng)工作的安裝質(zhì)量，需要選擇具有良好質(zhì)量的電氣材料，并且使這些材料發(fā)揮出應(yīng)有的效果。在選擇電氣材料的時候需要注意以下方面的內(nèi)容：（1）配電箱的選擇應(yīng)該保證漏電開關(guān)以及內(nèi)部空氣斷路器的質(zhì)量合格，并且還應(yīng)該按照施工方案的需求，選擇對應(yīng)的漏電開關(guān)以及空氣斷路器的型號。同時，要保障額定電流值滿足設(shè)計(jì)要求，從而確保建筑電氣接地裝置的安裝質(zhì)量，這樣一來在進(jìn)行工程項(xiàng)目建設(shè)過程中也能夠?qū)﹄姎獠牧线M(jìn)行高效運(yùn)用。（2）在建筑電氣接地安裝施工實(shí)際情況以及工程需求的角度而言，在選擇電線以及電纜等材料的時候，應(yīng)該注意這些材料在使用過程中是否會發(fā)熱，以此來提升工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。

4.2 筑物低壓電源進(jìn)戶處重復(fù)接地安裝

在具體實(shí)施建筑電氣接地安裝施工作業(yè)時，為了能夠有效降低質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率，并且嚴(yán)格把控安裝工作，就需要注意以下方面的內(nèi)容：（1）安裝人員應(yīng)該熟知行業(yè)技術(shù)規(guī)范以及施工方案，并且在其指導(dǎo)下具備區(qū)分保護(hù)接地以及重復(fù)接地的能力，同時還需要在建筑物的低壓電源進(jìn)戶位置處設(shè)置零干線，確保建筑物中的接地系統(tǒng)能夠處于高效、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。（2）對保護(hù)線和接地線的功能有所了解，安裝工作者需要考慮用電設(shè)備穩(wěn)定性以及電擊事故防范要求，在此基礎(chǔ)上開展建筑電氣接地安裝作業(yè)，從而確保電氣接地安裝工程的整體質(zhì)量。

4.3 施工現(xiàn)場的管理

對于建筑電氣接地安裝工程的施工而言，為了確保該項(xiàng)工作的質(zhì)量，需要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理工作，尤其是零星施工現(xiàn)場以及野外施工現(xiàn)場，需要按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開展施工作業(yè)，不能隨意變更，如有變更需求，需要在部門領(lǐng)導(dǎo)的同意之下，根據(jù)變革圖紙開展施工作業(yè)。為了避免因施工單位偷工減料以及施工人員專業(yè)水平欠缺引起的質(zhì)量問題，施工單位應(yīng)該加強(qiáng)對施工質(zhì)量的管理，并且要定期開展施工技術(shù)培訓(xùn)工作，此外，監(jiān)理單位以及建設(shè)單位應(yīng)該派專業(yè)人員監(jiān)督整個施工電氣接地安裝過程，尤其是隱蔽接地裝置的安裝，更是需要旁站人員以及專業(yè)的監(jiān)理人員監(jiān)督完成，并且要對完工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收檢查。

5 接地故障泄漏電流的監(jiān)測

隨著工業(yè)設(shè)備性能要求的不斷提升以及智能化建筑的不斷增多，設(shè)備安裝工程對于接地可靠性的要求逐漸提高。因此，對于接地有著較高要求的建筑設(shè)備以及建筑物，需要做好接地電流的監(jiān)測工作。

進(jìn)行故障電流監(jiān)測的方法是使中性線以及相線穿過電流的互感器，用電流互感器進(jìn)行中性線以及相線電流的監(jiān)測。如果系統(tǒng)中不存在對地泄漏電流的情況，此時電流互感器檢測所得的電流和應(yīng)該趨于零。如果三相負(fù)荷處于不平衡的狀態(tài)，就說明電流差會經(jīng)過中性線。

在對故障電流進(jìn)行監(jiān)測時，應(yīng)該確保電流互感器的安裝位置處于以下幾種狀態(tài)：

（1）對具有中性線的主干回路進(jìn)行檢測。這種方法適用于只有幾臺小型設(shè)備的電氣系統(tǒng)中。但是對于大型的電氣系統(tǒng)來說，應(yīng)該安裝多個電流互感器，不然就很難找到故障點(diǎn)。

（2）對總接地端子板到變壓器中性點(diǎn)之間的電流進(jìn)行監(jiān)測。這種監(jiān)測方法適合用在泄漏電流的直接監(jiān)測中，而不能用于對中性線向量以及中性線的監(jiān)測。

（3）對參考接地線上的電流進(jìn)行監(jiān)測。該方法用在特定參考接地線電氣系統(tǒng)的監(jiān)測中。使用這種方法，不僅能夠監(jiān)測泄漏電流，同時還能夠?qū)泳€錯誤情況進(jìn)行監(jiān)測。

（4）檢測噪音抑制變壓器以及隔離變壓器的二次回路。這種方法能夠監(jiān)測可編程控制器以及其他比較敏感的電子設(shè)備的絕緣水平、二次回路上出現(xiàn)的故障問題以及接線是否有誤的情況。

6 結(jié)語

總而言之，在對接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及安裝的過程中，除了要考慮系統(tǒng)的理論線路之外，還應(yīng)該考慮施工所在地的土壤特性、施工環(huán)境、接地導(dǎo)體的材料以及安裝技術(shù)等方面的內(nèi)容。只有對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)合理的把控，才能確保建筑電氣接地系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，從而保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。