關于建筑電氣接地的相關問題思考

唐繼華

（攀鋼集團工程技術有限公司成都分公司，四川 成都 610000）

1 當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電位，它可設為電路系統中的某一段或某一點，其值多為零。若該基準電位不與大地相連，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生變化，這種不穩定的相對零電位可能引起系統參數變化，使得電路不能穩定工作。

1.2 保護接地

保護接地即將高壓電氣設備外殼同大地相連，其目的主要有3點：

（1）防止機殼上積累電荷，產生靜電放電而引發人體觸電或設備損壞事故，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）當設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

如果電力電子設備遭遇雷擊，不管是感應雷擊或直接雷擊，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備設置防雷接地，通常在屋頂、煙囪頂部等較高的部位設置避雷針與大地相連，保護人員和電氣設備不受雷擊危害。

1.4 儀控接地

儀控接地也稱為電子系統接地。主要是指發電廠的熱力控制系統、計算機監控系統、數據采集系統、遠動通信系統、晶體管或微機型繼電保護系統等，為防止干擾、穩定電位而設置的接地。

2 建筑電氣接地的施工技術要點

2.1 等電位聯結的問題

等電位聯結即是將建筑物內的全部設備、組件、構架及金屬管道的金屬外殼聯結在一起，同建筑的防雷系統共同構成聯合接地系統，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，消除接地系統間的相互干擾，防止同一電氣裝置上電氣接地與設備接地不一致而損壞。

2.2 等電位聯結層次

等電位聯結可分為總等電位聯結、局部和輔助等電位聯結3個層次，前者對整個建筑物產生作用，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。后者是在導電部分間用導線直接連通，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結來解決。

2.3 等電位聯結的措施

（1）采用屏蔽信號電纜時，建議采取輔助等電位導體（如旁路的等電位聯結導體）來加強外屏蔽，以限制故障電流由電力系統流向數據電纜、信號電纜、接地的外護套或線芯。

（2）使用公用屏蔽信號或數據電纜時，應采用最小截面為16 mm的銅質材料或其他導體來作為旁路等電位導體。

（3）電力和信號電纜的金屬護套須進行等電位聯結。

（4）有的建筑物中含有大量信息設備，等電位系統為接地母排時，應將其做成環狀。

（5）等電位聯結的阻抗應盡可能小，可采用感應電抗和阻抗較低的截面形狀，并使聯結盡量短。

（6）建筑物中在每一層都有一種等電位網絡系統類型，應將這些不同的等電位系統進行互連，并且用導體至少連接兩處。

3 建筑電氣接地的保護技術

3.1 防雷接地

根據建筑物防雷設計規范規定，建筑物防雷要求分三類。一類、二類防雷建筑物中，應有防直擊雷、防雷電感應、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，還應著重考慮相關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荷，應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的網格，與屋面所有金屬構件做電氣連接；與引下線做可靠連接；圈梁鋼筋、樓層中鋼筋、外墻面上金屬構件、金屬門窗均應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設備，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根據落雷時的反擊條件來確定，防雷裝置如與電氣設備的工作接地合用一個總的工作接地時，接地電阻應符合其最小值要求。

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。必須注意，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。在高壓系統里，采用中性點接地方式可使接地繼電保護準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。例如將建筑物內所有的電氣設備和附近的金屬構造物用PE線連接起來，N線和PE線不能連接。在當代的智能建筑物中，這種連接非常常見，常用的強電的設備，弱電的設備或非帶點導電設備等都是通過這種方式接地的，以便電氣設備得到更好的保護。如果絕緣體被損壞，但電流直接接觸到人體，就會產生導電，嚴重的電擊會造成人員傷亡甚至更嚴重的問題。但在中性點接地中，接地短路電流經過人體后再回到大地，在中性點非直接接地的電力系統中，接地電流就直接進入大地，這會對附近電路的電氣設備造成影響，也很容易導致觸電事故。

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，應使用專用的接地電阻測試儀，并經過計量檢定合格。

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

（3）正確設置輔助接地極。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物等因素有關，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，否則測得的數據將不能反映產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，為了使語音數據設備可靠地運行，而且當雷擊和接地故障發生時能夠保護操作人員的安全，接地系統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據線。

直擊雷防雷設備的作用是接閃，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的各種金屬管線和用電設備。對于在接閃器保護范圍外的各種金屬導線以及由直擊雷所產生的感應雷電、建筑物內所產生的內部電流是不能保護的，對于由電力故障所產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、部分網絡和專用數據通信線被雷電直接擊中，建筑物內的感應電動機、備用發電機、中央空調、電梯等產生的內部電流，電力故障所產生的各種外部電流，因為靜電感應、電磁感應、電位反擊等所造成的各種感應雷電等等。

（3）機房接地不可等同于設備的電流防護，機房接地是計算機設備和精密電子設備正常工作的需要。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部、外部電涌。

5 無線通信設備的接地

5.1 無線通訊設備防直接雷接地

防直接雷襲擊，我們一般采用避雷針、避雷帶、避雷網等傳統避雷裝置，但要注意，避雷針應當裝在高于天線尖端數米，避雷針與天線之間應有一定的間隔，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線。

（3）為了增大地表層的泄放面積，可采用埋設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 無線通信設備防感應雷的接地

無論多么完善的避雷針，對感應雷擊都無能為力，由于其來自線路的感應電流，加之有的系統屏蔽差，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成一套完整的感應雷防雷體系。

（1）機房內的設備首先要做到保護地、工作地等電位連接，特別是相關設備機箱的外殼必須接地，以最大程度上減少二次感應雷擊的危害。機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、墻面或走線架上，接地匯集線應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，應在上廓、下部和經走線架進機房入口處就近接地，在入機房處的接地應與地網引出的接地線直接連通，以瀉放線纜在外界感應的雷電流。

6 結語

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

[1] 蔡政國.建筑電氣接地的施工技術探討[J].門窗，2012（6）

[2] 陳俊梅.對建筑電氣接地技術的探討[J].廣東科技，2007（9）

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