智能建筑電器線路的接地保護探討

蔡曉鷹

（上饒市城鄉規劃建筑設計院，江西 上饒 334000）

1 智能建筑接地保護的參考依據：

1.1 《建筑物防雷設計規范》（GB50057-94）。

1.2 《民用建筑電器設計規范》（JGJ/T16-92）。

1.3 《建筑電器工程施工質量驗收規范》（GB50303-2002）。

1.4 《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》（GB/T50311-2000）。

1.5 《智能建筑設計標準》（GB/T50314-2000）。

1.6 《計算機機房防雷設計規范》（GB50174-93）。

1.7 《通信局（站）接地設計暫行技術規范》（YDJ26-89）。

2 對智能建筑電器線路的接地保護分析

2.1 防雷接地

為了使智能建筑內大量的電子設備和線路得到更有效的保護，除了采用一般防雷接地做法外，還應注意等位面和均壓空間的做法。對等位面的做法，采用的是利用樓層內鋼筋與周圍柱子鋼筋連接在一起。對均壓空間的做法，采用的是將建筑物30m及以上每3層的圈梁鋼筋與外墻所有柱子鋼筋連接在一起。各類防雷接地裝置的工頻接地電阻，根據落雷時的反擊條件來確定。防雷裝置與電氣設備的工作接地合用一個總的接地網時，接地電阻應符合其最小值要求，即接地電阻要小于1Ω。

2.2 工作接地

工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線（N線）接地，N線采用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子一般放在箱柜內。按照《民用建筑電器設計規范》（JGJ/T16-92）的要求，該接線端子不能外露；不能與其他接地系統，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。智能化樓宇的供電接地系統采用TN-S系統，對于TN-S系統，所有接到總等電位銅排的中性線N采用絕緣銅線，嚴禁中性線N和保護地線PE有任何電氣連接。在自備變電所設置60mm×5mm的總等電位銅排，將變壓器中性點、中性線N和總等電位銅排連接在一起。按規范采用一個總的共同接地裝置，即統一接地體。統一接地體為接地電位基準點，由此分別引出各種功能接地引線，利用總等電位和輔助等電位的方式組成一個完整的統一接地系統。在變配電所內設置總等電位銅排，該銅排一端通過構造柱或底板上的鋼筋與統一接地體連接，另一端通過不同的連接端子分別與交流工作接地系統中的中性線連接，與需要做安全保護接地的各設備連接，與防雷系統連接，與需做直流接地的電子設備的絕緣銅芯接地線連接。在智能大廈中，因為系統采用計算機參與管理或使用計算機作為工作工具，所以其接地系統宜采用單點接地并宜采取等電位措施。單點接地是指保護接地、工作接地、直流接地在設備上相互分開，各自成為獨立系統。可從機柜引出三個相互絕緣的接地端子，再由引線引到總等電位銅排上共同接地。不允許把三種接地聯結在一起，再用引線接到總等電位銅排上。實際上這是混合接地，這種接法既不安全又會產生干擾，現在的規范是不允許的。

2.3 保護接地干線PE

在智能化樓宇內，要求安全保護接地的設備非常多，有強電設備、弱電設備以及一些非帶電導電設備與構件，均必須采取安全保護接地措施。當沒有做安全保護接地的電氣設備的絕緣損壞時，其外殼有可能帶電。如果人體觸及此電氣設備的外殼，就可能被電擊傷或造成生命危險。在中性點直接接地的電力系統中，接地短路電流經人身、大地流回中性點；在中性點非直接接地的電力系統中，接地電流經人體流入大地，并經線路對地電容構成通路，這兩種情況都能造成人身觸電。加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是保障智能建筑電氣系統安全、有效運行的有效措施，也是保障非智能建筑內設備及人身安全的必要手段。當然，當前普遍采用的三相四線制，保護接地法并非防止觸電事故的良策。而比較理想的方法是采用三相五線制供電方式的電網，可將設備外殼與專用保護零線連接。在弱電井設置保護接地干線PE，采用40mm×4mm鍍錫銅排作為保護接地干線PE。保護接地干線PE和總等電位銅排連接，保護接地干線PE應該用絕緣子架設，與防雷接地系統隔離。防止雷電對保護地線PE的反擊和感應。

2.4 直流接地

在一幢智能化樓宇內，包含有大量的計算機、通信設備和帶有電腦的大樓自動化設備。這些電子設備在進行輸入信息、傳輸信息、轉換能量、放大信號、邏輯動作、輸出信息等一系列過程中都是通過微電位或微電流快速進行，且設備之間常要通過互聯網進行工作。因此為了使其準確性高、穩定性好，除了需要一個穩定的供電電源外，還必須具備一個穩定的基準電位。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。設備的直流接地采用截面積不小于35mm2的多芯絕緣銅線穿鋼管或線槽引到輔助等電位銅排。

2.5 屏蔽接地及防靜電接地

在智能化樓宇內，電磁兼容設計是非常重要的，為了避免所用設備的機能障礙，避免出現設備損壞，構成布線系統的設備應當能夠防止內部自身傳導和外來干擾。這些干擾的產生或者是因為導線之間的耦合現象，或者是因為電容效應或電感效應。其主要來源是超高電壓、大功率幅射電磁場、自然雷擊和靜電放電。這些現象會對設計用來發送或接收很高傳輸頻率的設備產生很大的干擾。因此對這些設備及其布線必須采取保護措施，免受來自各種方面的干擾。防靜電干擾也很重要。在潔凈、干燥的房間內，人的走步、移動設備、各自磨擦均會產生大量靜電。例如在相對濕度10%-20%的環境中人的走步可以積聚3.5KV的靜電電壓，如果沒有良好的接地，不僅會產生對電子設備的干擾，甚至會將設備芯片擊壞。

3 智能建筑電器線路接地保護的歸納

對智能建筑電器線路的接地保護一般采用共用接地系統，接地體利用大樓基礎地梁內主筋，防雷接地、保護接地及各弱電設備接地利用同一接地體。統一接地系統利用大樓的樁基鋼筋，并用40mm×4mm鍍鋅扁鋼將其連成一體，作為自然接地體。根據規范，該系統與防雷接地系統共用，其接地電阻≤1Ω。若達不到要求，必須增加人工接地體或采用化學降阻法，使接地電阻≤1Ω。對酸性腐蝕相對較大，可采用防腐性能相對較高的17.2mm×300mm。

紫銅搭接地桿接地。必要時基礎地梁內主筋可以和樁基鋼筋連接在一起。實踐證明，這種做法不但可以節約大量投資，而且非常科學合理，切實可行和施工方便，同時可以得到極佳的效果。明確地講，所說的共用接地系統是將防雷地、工作交流地（N線）、靜電地、屏蔽地、直流地、絕緣地、安全保護地等做在一個接地裝置上（通常是大樓基礎地），接地電阻值取其中的最低值。完全的共地系統不僅采用公共的接地裝置，而且采用公共的接地系統，共地可使電子設備避免受到地電位反擊。將設備外殼用多芯絕緣銅線聯結到輔助等電位銅排。其截面積，按照額定工作電流而定，一般用6mm2的多芯絕緣銅線。

4 結束語

隨著我國國民經濟的迅猛發展，智能建筑的數量越來越多，功能也越來越完善。在實際工作中，設計人員和建設方一般都比較重視智能建筑功能的完善、性能指標的高低和設備的先進性等指標。當然這些都對智能建筑是否成功起著關鍵作用。但在智能建筑設計和工程施工中還應注意智能建筑中各種設備的接地。接地對于智能建筑中設備的安全運行和數據的可靠傳輸有著很大影響。

[1]民用建筑電器設計規范（JGJ/T16-92）.北京：中國計劃出版社，1992.

[2]智能建筑設計標準（GB/T50314-2000）.北京：中國計劃出版社，2000.

[3]朱林根.21世紀建筑電氣設計手冊.北京：中國建筑工業出版社，2001.