民用建筑低壓供配電系統的接地與防雷技術

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摘要：低壓配電系統是民用建筑電氣系統的基本組成部分，配電系統由于電氣設備絕緣損壞、大自然雷電或其他原因，會對建筑物或電氣設備產生破壞作用并威脅人身安全。針對這樣的情況，建筑物一般采取防雷措施和安全接地系統，以避免危險事故發生。本文重點探討了民用建筑低壓供配電系統的接地與防雷技術。

關鍵詞：民建；接地；防雷

一、民用建筑低壓供配電系統的防雷接地目的

在建筑物供配電設計中，接地系統設計占有重要的地位，因為它關系到供電系統的可靠性，安全性。不管哪類建筑物，在供電設計中總包含有接地系統設計。而且，隨著建筑物的要求不同，各類設備的功能不同，接地系統也相應不同。雷電是一種常見的自然現象，具有一定的可預見性。氣象衛星的順利升空使得雷電的發生預測更具準確性，而且只要掌握常規的避雷方法，一般都可以躲避雷電的危害。而且通過生活經驗也可預測雷電的發生，根據云的顏色和厚度來預測雷電的準確度還是很高的。當要發生雷電之前，將所有的電閘斷開，就可以很大程度上避免雷擊。此外，由于建筑物里的導體是很多的，還有許多導電性能優良的金屬導體，在導體沒有通電的情況下也可能會產生雷擊的現象。防雷接地可以有效地防止這一現象發生。以上就是配電系統進行防雷接地保護的目的。

二、民用建筑低壓供配電系統的接地與防雷技術

（一）建筑物的防雷與接地

要想完善民建變配電系統的防雷性能，首先就要考慮民建變配電系統建筑物的防雷性能，因為最先進的防雷害措施就是根本不讓雷電進入到系統內部，而在民建變配電系統的建筑物上就將雷電隔離，將雷電的破壞性釋放殆盡，只有這樣才能最大限度的保證變配電系統的安全。在建筑物的防雷性能中最重要的就是建筑物本身的防雷性能，在建筑物的防雷技術領域，最新的國家建筑物防雷規范中明確指出，等電位防雷接地線能夠有效的減少雷電對建筑物本身和建筑物內部電氣設備的影響，所以在建筑物的防雷措施中等電位防雷線連接，已經開始取代傳統上獨立的接地網絡連接。

所謂的等電位接地連接方式，就是在建筑物的人工接地部分，自然接地部分（地基）和建筑物內部電氣設備裸露在建筑物之外的金屬導電部分，進行基于相等電位的接地連接，這樣做主要是因為在建筑物面對雷擊時，雷電的高電流和超高電壓會因為流經電路中線位電壓的微小不同，而造成在電氣設備的旁側閃爍，旁側閃爍是一種因為電路流經線路中電壓的極大差距而造成的高壓放電現象，會對電氣設備和操作者的人身安全產生重大影響，采用等電位接地連接就能有效的解決這一問題，因為在雷電電流流經建筑物和建筑物內部設備進入地面時，在建筑物自身的接地系統中和設備系統中都已經進行了相等電位的接地連接，雷電在進入地面的不同路徑中都處于同一個對地電位，這樣一來，高壓放電現象就會消失于無形。

（二）接地方式的選擇

低壓配電系統，應保障安全、配電可靠、經濟合理、維護方便。目前我國的民用建筑配電系統方式一般有三種：TT、TN-C-S和TN-S系統，在進行設計施工時可根據實際情況選擇接地系統，并在入樓處做總等電位聯結，相線與零線等截面。TN-S供配電系統將工作零線N和專用保護線PE分開了，稱作TN―S供電系統，它對特點有：當系統正常工作時，專用保護線上無電流，但是工作零線上會存在不平衡電流。PE線對地沒有電壓，所以電氣設備金屬外殼的接零保護是接在專用的保護線PE保護上，安全可靠。工作零線只用在單相照明負載回路。專用的保護線PE不允許斷線，也不能接到漏電開關上。干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而PE線有重復接地，所以TN―S供電系統干線上亦可安裝漏電保護器。TN―S方式安全可靠，在民建低壓供電系統中應用最多。

等電位聯結用連接導體或電涌保護器將分開的金屬物相互連接起來，安全導走可能加于其上的電流，減小它們之間危險的電位差。總等電位聯結通常位于建筑物的供配電進線處。局部等電位聯結是在遠離總等電位聯結處、非常潮濕、觸電危險性大的局部地區內進行等電位聯結。淋浴的衛生間等安全要求極高的地方需作局部等電位聯結。進入防雷區界面的所有導電物體和電力線、通訊線都應在界面處作等電位連接。可采用局部等電位連接帶完成此任務。設備外殼與各種屏蔽結構等局部金屬物體也連到該帶上。當外來導電物體與電力、通信線路在不同地點進入建筑物時，可以設置多個等電位連接帶，并就近連到環形接地體或內部環形導體上。要求它們在電氣上貫通的并連接到接地體。環形接地體和內部環形導體應連到鋼筋或金屬立面等屏蔽構件上。

（三）配電變壓器防雷接地

在配電變壓器防雷與接地過程中，主要是在雷電波進入變壓器時，避雷器會做出保護動作，其接地電阻經過電流能夠使得變壓器的電壓下降，而中性點的電壓則上升。若低壓三相繞組通過電流方向和大小均一致，那么低壓繞組內沖擊電流將完全轉化成為激磁電流，并引發較高的磁通，使高壓端能夠對較高的電勢起到感應作用，并順著低壓繞組均勻分布。當中性點電壓幅值得到最大值時，將導致中性點的絕緣受到雷擊破壞，而匝間及層間電位的上升，使得高壓繞組內的匝間及層間受到雷擊破壞。因此，可以在高壓端安裝避雷器，讓高壓端接地和中性點接地相分離，在獨立設置接地網及接地線，發揮大地衰減雷電波的作用，使得中性點高壓導致的絕緣擊穿現象得以消除。

（四）低壓配電線路與地網接地

低壓線路應從變壓器出口處安裝低壓避雷器或擊穿保險器，同時做好接地，接地裝置的接地電阻不應大于4Ω。中性點直接接地的低壓電力網中的中性線應在電源點接地。低壓配電線路，在干線和分支線終端處應重復接地，每年重復接地裝置的接地電阻應不大于10Ω，對于較長的線路，重復接地應不少于3處。特別是防止雷電波沿低壓配電線路侵入用戶，對于接戶線上的絕緣子鐵角應接地，接地電阻應不大于30Ω，這一點對于進行一戶一表改造工作尤其應引起重視。

供配電工程中的地網問題主要有：供配電施工過程中，未能在規定的時間內完成開挖施工任務，且地網測量中不按照標準規范進行，使得供配電工程中的地網缺陷不能及時發現和解決，從而造成潛在的供電系統隱患；擴建的地網和原接的地網連接可靠性差，接地網在長期使用過程中，其電阻會隨著時間的推移而發生腐蝕現象或脫焊，使接地電阻發生變化，甚至超標。為了減少這類問題，使得一些供配電工程采取了另行敷設地網方式，這些供配電工程常以地形、地貌為依據，在原地網末端加打接地樁向外延伸，在接地樁延伸過程中，如果接地裝置焊接處防腐處理不當，可能會加快焊接處腐蝕速度并使焊接點成為易斷點，從而使地網質量得不到保證；主地網與避雷針地網的安全距離與實際標準不符，在供配電工程接地網施工中，部分施工作業人員為了快速、省時省力的完成施工任務，不按照標準規定隨意開挖敷設，使得主接地網和避雷針網之間的距離出現偏差或出現相連接狀況，使得電網系統無法正常運行。

（五）屏蔽接地與防靜電接地

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，避免可能會出現的設備損壞，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。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護方法。可將設備外殼與PE線連接；導線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內屏蔽也應多點與PE線可靠連接。防靜電接地要求在潔凈干燥環境中，所有設備外殼及室內（包括地坪）設施必須均與PE線多點可靠連接。

參考文獻：

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