基于市政電氣設(shè)計(jì)中的接地問題探討

馮潤(rùn)本

摘要：在市政電氣設(shè)計(jì)中，接地設(shè)計(jì)占有十分重要的位置，因?yàn)榻拥嘏c市政電氣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性與穩(wěn)定性有著非常密切的關(guān)系。在市政電氣接地設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)工作人員往往會(huì)出現(xiàn)以下一些問題：對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的內(nèi)容不是十分的了解、不注重設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)等等。而一旦出現(xiàn)這些問題，整體的市政電氣設(shè)計(jì)都會(huì)受到影響。所以，相關(guān)工作人員一定要豐富自己的專業(yè)知識(shí)，在工作的時(shí)候集中精力，從而將市政電氣接地設(shè)計(jì)工作做好，使接地設(shè)計(jì)具有較高的實(shí)用性能。本文就接地設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：市政;接地概述;接地故障;電氣設(shè)計(jì)

1.接地概述

在一般情況下，接地可以分為兩種形式，第一種形式是：工作接地，顧名思義，工作接地主要是為了保證正常工作而實(shí)施的接地;第二種形式是：保護(hù)接地，保護(hù)接地主要是為了使電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，確保使用者的安全而實(shí)施的。

2.接地設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1線路保護(hù)和線路安全問題

因接地故障而引起的觸電問題是最為常見的電擊事故，而在其故障情況下，多會(huì)引發(fā)因電火花、電弧而產(chǎn)生的火災(zāi)。而這種間接性的問題故障，其難度控制要高于直接觸電電擊。但是由于技能性的缺失或是不規(guī)范的操作，往往會(huì)造成間接性事故問題的增加，而反映在工程設(shè)計(jì)中，則是常用的IT系統(tǒng)在采用過流電進(jìn)行保護(hù)中，往往會(huì)因?yàn)槿笔?duì)出線保護(hù)靈敏度和最大配電距離檢測(cè)，而造成線路安全危機(jī)。其主要發(fā)生在道路、高架橋等路線以及隧道電氣設(shè)計(jì)中，其照明以及檢修電源的干線回路多成帶狀，而在地下水或是滲透液的提升泵站點(diǎn)的鏈接式的配電干線，其負(fù)荷呈現(xiàn)出點(diǎn)狀或是分散狀。而在配電距離設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)于電壓損失和過電流保護(hù)靈敏度的要求，但是由于檢驗(yàn)過程較為麻煩，而且消耗大量經(jīng)濟(jì)性資源，常會(huì)造成其檢驗(yàn)擱置，進(jìn)而影響了線路的安全性。

2.2道路照明配電接地系統(tǒng)存在的問題

目前，在一般建筑物中較多的采用TN-S及TN-C-S方式。但引發(fā)的現(xiàn)實(shí)問題是很多道路照明路燈都會(huì)發(fā)生經(jīng)常性斷電現(xiàn)象，也就是跳閘問題。事實(shí)是，在室外照明中，環(huán)境和條件有很大的區(qū)別，采取TN-S有何大的不穩(wěn)定性。主要原因就是預(yù)防電擊室內(nèi)環(huán)境需要作電位聯(lián)結(jié);然而，在室外環(huán)境的道路照明無法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。所以TN-S不適合用于室外而較多用于室內(nèi)。但是，隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)具備了較完善的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，我們已經(jīng)具備采用1tI方式的條件，對(duì)于道路照明來說已經(jīng)達(dá)到了相關(guān)的安全要求。

在低壓配電系統(tǒng)中，接地故障與帶電導(dǎo)體間的短路相比，是比較容易發(fā)生的故障。最為常見的是，因?yàn)榻拥毓收隙斐傻拈g接接觸電擊事故。此外，生活中常見的電致火也是接地故障引起的電弧，電火花所造成。然而，對(duì)接地故障造成的間接接觸保護(hù)具有相當(dāng)高的難度，原因就在于接地系統(tǒng)接地故障的防范措施和要求不盡相同。

2.3防雷接地問題

建筑物防雷接地設(shè)計(jì)在市政電氣設(shè)計(jì)中屬于較為基本的設(shè)計(jì)。建筑物防雷接地設(shè)計(jì)往往會(huì)出現(xiàn)以下幾種問題：1.防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的內(nèi)容不夠充足，致使防雷設(shè)計(jì)的實(shí)際施工會(huì)遇到一些困難;2.防雷設(shè)計(jì)參照性規(guī)范內(nèi)容不夠全面，相關(guān)工作人員就只能根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，致使防雷引線的間距、接閃器的網(wǎng)格尺寸等細(xì)節(jié)出現(xiàn)誤差，而這就會(huì)影響防雷設(shè)施的功能以及建筑物的安全性能。

2.4 10kV配變電應(yīng)注意的問題

在10kV的配電網(wǎng)中，接地系統(tǒng)的中性點(diǎn)不需要接地，這種接地方式有兩大好處。第一個(gè)好處：即使供電系統(tǒng)發(fā)生問題，接地系統(tǒng)仍可以繼續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間大約為1個(gè)半小時(shí);第二個(gè)好處：這種接地方式的安全系數(shù)較高，保障了使用者的生命安全。對(duì)地電流允許通電的最大額度為20A，但是近幾年我國(guó)的工業(yè)發(fā)展的越來越好，自然而然10kV的電纜使用量也就大大的增加了，這也就意味著20A的對(duì)地電流已經(jīng)無法滿足廣大民眾對(duì)電的需求了。而且，接地系統(tǒng)一旦發(fā)生問題，整個(gè)電路就易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，這種情況嚴(yán)重的阻礙了市政電氣系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，也危害到了人民的生命安全。

3.解決以上問題的針對(duì)性措施

3.1線路保護(hù)和線路安全問題的解決

在設(shè)計(jì)中，要充分依據(jù)不同的接地系統(tǒng)采用不同的接電保障方式，以實(shí)現(xiàn)接地裝置的安全性。當(dāng)出現(xiàn)接地故障以過電流進(jìn)行防護(hù)時(shí)，要將出現(xiàn)電纜末端的電流值進(jìn)行精確性算出，其要根據(jù)變壓器和低壓側(cè)母線值進(jìn)行定位，以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓斷路器可靠性的判斷。在進(jìn)行單相短路計(jì)算時(shí)，要明確電阻溫度取值，可采用絕緣材料穩(wěn)定性計(jì)算和最高工作溫度計(jì)算實(shí)現(xiàn);當(dāng)采用低壓斷路器進(jìn)行接地保障時(shí)，要進(jìn)行保護(hù)靈敏度驗(yàn)算，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其靈敏度檢測(cè)，提升線路的安全性。

3.2道路照明配電接地問題的解決

解決目前一般道路照明配電體統(tǒng)TN-S接地方式所導(dǎo)致的安全問題，主要措施是在已經(jīng)有較完善的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的今天，采用對(duì)于道路照明更符合安全要求的TT方式。其優(yōu)勢(shì)在于：TT方式的接地故障電流比TN方式更小，使用熔斷器或斷路器更不能滿足規(guī)范要求，所以應(yīng)選用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，這種保護(hù)器的動(dòng)作電流僅為幾十、以至幾百毫安，最大達(dá)幾安培，容易使之動(dòng)作，更能保證安全。附加一個(gè)好處，是TN方式，不設(shè)PE線，比TN—S方式省了一條線，對(duì)三相配電線路，選用四芯電纜（或架空線）即可。TT方式要求燈桿接地，由于多數(shù)使用金屬燈桿，有良好接地條件，使用鋼筋混凝土桿，接地條件也較好。TT方式的接地電阻要求不高，比之TN方式要求重復(fù)接地，并不會(huì)增加費(fèi)用。

3.3建筑物防雷接地問題的解決

從現(xiàn)實(shí)的情況出發(fā)，對(duì)如高架橋、水處理廠等構(gòu)筑物而言，做好低阻抗接地和等電位聯(lián)結(jié)的問題是電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在污水處理廠設(shè)計(jì)中，由于其氧化溝的占地面積較大，其結(jié)構(gòu)鋼筋和基礎(chǔ)鋼筋本身已形成良好的等電位聯(lián)結(jié)并聯(lián)通路和較低的接地電阻，因此，并不需要進(jìn)行過多的處理;建筑物上的路線，應(yīng)當(dāng)在金屬橋架內(nèi)設(shè)置，并要求鋼管和橋架接地，促使其屏蔽作用的發(fā)揮;而對(duì)于導(dǎo)線外露部分，則要求進(jìn)行局部性的電位連接，以實(shí)現(xiàn)防護(hù)效能;在儀表信號(hào)線路設(shè)計(jì)時(shí)，則要求經(jīng)過儀表內(nèi)的電涌保護(hù)器后進(jìn)行接地電位聯(lián)結(jié)。在高架橋設(shè)計(jì)時(shí)，也要進(jìn)行同樣要求的設(shè)計(jì)，如橋墩內(nèi)作為引下線的鋼筋應(yīng)與上部橋面的結(jié)構(gòu)鋼筋、金屬欄桿（包括燈桿）和基礎(chǔ)鋼筋做好連接，形成良好的低阻抗電氣通路;橋上的路燈線路應(yīng)穿鋼管并接地;橋下箱式變的接地裝置應(yīng)與防雷引下線接地共用接地裝置，其接地電阻主要取決于電氣裝置對(duì)人身安全的合理要求值;如果分為兩個(gè)接地系統(tǒng)，往往難以滿足隔離間距的要求，則兩者應(yīng)實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)，以消除雷電流在兩接地體之間土壤阻抗Zearth上的共模電位差對(duì)電氣裝置的危害，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人身安全的保護(hù)性。

3.4 10kV配變電問題的解決

針對(duì)于其問題，首先，要嚴(yán)格按照《交流電氣裝置接地》要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定位，以不同位置設(shè)置不同的接地裝置，如當(dāng)變電所與低壓用戶在同一建筑內(nèi)時(shí)，可進(jìn)行共用接地設(shè)置;其次若在不同建筑內(nèi)，則進(jìn)行兩個(gè)接地，而且接地點(diǎn)要與配電電壓器距離適當(dāng)，其接地電阻要控制在4Ω，并在不具備等電位聯(lián)結(jié)設(shè)置的地方進(jìn)行TT系統(tǒng)設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)人身保護(hù)。

4.結(jié)語

總結(jié)，針對(duì)市政電氣安全的問題，重在預(yù)防，要從最源頭進(jìn)行防控，電氣設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮好各項(xiàng)問題，尤其是最普遍的電氣接地問題，更要綜合多方面因素，在設(shè)計(jì)過程中予以重視，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只有這樣才能保障電氣設(shè)施運(yùn)行中或特殊情況下的安全性。

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