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[摘 要] 通过对几种供电接地系统的介绍，筛选出适合作智能楼宇的供电接地系统，对应采取的各类接地措施作了较为详尽的说明与分析，从而提出了在智能楼宇的电气保护与接地方法的建议。
[关键词] 智能楼宇 电气系统
在目前施工的所有建筑物中，不管哪类建筑物，总包含有防雷接地系统设计。而且，随着建筑物要求的不同及各类设备功能的不同，接地系统也相应不同。尤其是大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的要求。在目前常用的几种接地方式中，哪一种能够适合智能化楼宇呢?
1、几种接地系统及分析
1.1.TN-C系统
TN-C系统被称为三相四线制系统。在该系统中，中性线N与保护接地PE线合二为一，通称PEN线。这种接地系统对接地故障灵敏度高，线路简单经济，但它只适合用于共相负荷较平衡的场所。而在智能化大楼内，单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，使中性线N电压波动。且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移。PEN线的不平衡电流加上线路中存在着高次谐波电流，不但会使设备外壳带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。
1.2.TN-S系统
TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。TN-S系统的特点是，中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的，而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。因此TN-S系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。
1.3.TN-C-S系统
TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电。因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线，各自都从接地体一点引出，及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施，那么TN-C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。
1.4.TT系统
通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。该系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时，不管三相负荷平衡不平衡，在中性线N带电情况下，PE线不会带电。只有单相接地故障时，由于保护接地灵敏度低，故障不能及时切断，设备外壳才可能带电。正常运行时的竹系统类似于TN-S系统，也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现，该系统也越来越多地作为智能型建筑物的接地系统。但由于公共电网的电源质量不高，难以满足智能化设备的要求，所以竹系统很少被智能化大楼采用。
1.5.IT系统
IT系统是三相三线式接地系统，该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地，无中性线N，只有线电压(380V)，无相电压(220v)，保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时，不会使外壳带有较大的故障電流，系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的智能化大楼的。
2、智能化楼宇应采取的接地措施
2.1.防雷接地
智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统，火灾报警及消防联动控制系统，楼宇自动化系统，保安监控系统，办公自动化系统，闭路电视系统等，以及他们相应的布线系统。从已建成的大楼看，大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种线路布满。这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。智能建筑多属于一级负荷，应按一级防雷建筑物的保护措施设计，接闪器采用针带组合接闪器，避雷带采用25mmx4mm镀锌扁钢在屋顶组成10mxlom或12mxsm的网格，该网格与屋面金属构件作电气连接，与大楼柱头钢筋作电气连接，引下线利用柱内中钢筋，圈梁钢筋，楼层钢筋与防雷系统连接，外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接，柱内钢筋与接地体连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。
各类防雷接地装置的工频接地电阻，一般应根据落雷时的反击条件来确定。防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。
2.2.交流工作接地
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露;不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接;也不能与PE线连接。在高压系统里，采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防正零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。
2.3.安全保护接地
在智能化楼宇内，要求安全保护接地的设备非常多，有强电设备，弱电设备，以及一些非带电导电设备与构件，均必须采取安全保护接地措施。当没有做安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时，其外壳有可能带电。如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。在中性点直接接地的电力系统中，接地短路电流经人身，大地流回中性点;在中性点非直接接地的电力系统中，接地电流经人体流人大地，并经线路对地电容构成通路，这两种情况都能造成人身体触电。
如果装有接地装置的电气设备的绝缘损坏使外壳带电时，接地短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过。我们知道:在一个并联电路中，.通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比，即:Id=Id，+Ir
式中:Id为接地回路中的电流总值;入Id，为沿接地体流过的电流; IR为流经人体的电流;rR为人体的电阻;rd为接地装置的接地电阻。由上式可以看出，接地电阻越小，流经人体的电流越小，通常人体电阻要比接地电阻大数百倍，经过人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。当接地电阻极小时，流过人体的电流几乎等于零。即Id=Id，。实际上，由于接地电阻很小，接地短路电流流过时所产生的压降很小，所以设备外壳对大地的电压是不高的。人站在大地上去碰触设备的外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。加装保护接地装置并且降低它的接地电阻，不仅是保障智能建筑电气系统安全，有效运行的有效措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。
2.4.直流接地
在一幢智能化楼宇内，包含有大量的计算机，通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。这些电子设备在进行输人信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作、输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网络进行工作。因此为了使其准确性高，稳定性好，除了需有一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接，严禁与N线连接。
2.5.屏蔽接地与防静电接地
在智能化楼宇内，电磁兼容设计是非常重要的，为了避免所用设备的机能障碍，避免甚至会出现的设备损坏，构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰。这些干扰的产生或者是因为导线之间的耦合现象，或者是因为电容效应或电感效应。其主要来源是超高电压、大功率辐射电磁场、自然雷击和静电放电。这些现象会对设计用来发送或接收很高传输频率的设备产生很大的干扰。因此对这些设备及其布线必须采取保护措施，免受来自各种方面的干扰。屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接;导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接;室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。在洁净、干燥的房间内，人的走步、移动设备，各自磨擦均会产生大量静电。例如在相对湿度10%~20%的环境中人的走步可以积聚3.5万伏的静电电压。
如果没有良好的接地，不仅仅会产生对电子设备的干扰，甚至会将设备芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过静电导体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳及室内(包括地坪)设施必须均与PE线多点可靠连接。
智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好，独立的防雷保护接地电阻应共≤10Ω;独立的安全保护接地电阻应落≤4Ω;独立的交流工作接地电阻应≤4Ω;独立的直流工作接地电阻应≤4Ω;防静电接地电阻一般要求≤100Ω。
参 考 文 献
[1]GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S」
[2]GB50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范[S].
[3]GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S]
[4]GB50339-2003智育罐筑工程质量验收规范[S].■
[关键词] 智能楼宇 电气系统
在目前施工的所有建筑物中，不管哪类建筑物，总包含有防雷接地系统设计。而且，随着建筑物要求的不同及各类设备功能的不同，接地系统也相应不同。尤其是大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的要求。在目前常用的几种接地方式中，哪一种能够适合智能化楼宇呢?
1、几种接地系统及分析
1.1.TN-C系统
TN-C系统被称为三相四线制系统。在该系统中，中性线N与保护接地PE线合二为一，通称PEN线。这种接地系统对接地故障灵敏度高，线路简单经济，但它只适合用于共相负荷较平衡的场所。而在智能化大楼内，单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，使中性线N电压波动。且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移。PEN线的不平衡电流加上线路中存在着高次谐波电流，不但会使设备外壳带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。
1.2.TN-S系统
TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。TN-S系统的特点是，中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的，而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。因此TN-S系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。
1.3.TN-C-S系统
TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电。因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线，各自都从接地体一点引出，及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施，那么TN-C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。
1.4.TT系统
通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。该系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时，不管三相负荷平衡不平衡，在中性线N带电情况下，PE线不会带电。只有单相接地故障时，由于保护接地灵敏度低，故障不能及时切断，设备外壳才可能带电。正常运行时的竹系统类似于TN-S系统，也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现，该系统也越来越多地作为智能型建筑物的接地系统。但由于公共电网的电源质量不高，难以满足智能化设备的要求，所以竹系统很少被智能化大楼采用。
1.5.IT系统
IT系统是三相三线式接地系统，该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地，无中性线N，只有线电压(380V)，无相电压(220v)，保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时，不会使外壳带有较大的故障電流，系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的智能化大楼的。
2、智能化楼宇应采取的接地措施
2.1.防雷接地
智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统，火灾报警及消防联动控制系统，楼宇自动化系统，保安监控系统，办公自动化系统，闭路电视系统等，以及他们相应的布线系统。从已建成的大楼看，大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种线路布满。这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。智能建筑多属于一级负荷，应按一级防雷建筑物的保护措施设计，接闪器采用针带组合接闪器，避雷带采用25mmx4mm镀锌扁钢在屋顶组成10mxlom或12mxsm的网格，该网格与屋面金属构件作电气连接，与大楼柱头钢筋作电气连接，引下线利用柱内中钢筋，圈梁钢筋，楼层钢筋与防雷系统连接，外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接，柱内钢筋与接地体连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。
各类防雷接地装置的工频接地电阻，一般应根据落雷时的反击条件来确定。防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。
2.2.交流工作接地
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露;不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接;也不能与PE线连接。在高压系统里，采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防正零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。
2.3.安全保护接地
在智能化楼宇内，要求安全保护接地的设备非常多，有强电设备，弱电设备，以及一些非带电导电设备与构件，均必须采取安全保护接地措施。当没有做安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时，其外壳有可能带电。如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。在中性点直接接地的电力系统中，接地短路电流经人身，大地流回中性点;在中性点非直接接地的电力系统中，接地电流经人体流人大地，并经线路对地电容构成通路，这两种情况都能造成人身体触电。
如果装有接地装置的电气设备的绝缘损坏使外壳带电时，接地短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过。我们知道:在一个并联电路中，.通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比，即:Id=Id，+Ir
式中:Id为接地回路中的电流总值;入Id，为沿接地体流过的电流; IR为流经人体的电流;rR为人体的电阻;rd为接地装置的接地电阻。由上式可以看出，接地电阻越小，流经人体的电流越小，通常人体电阻要比接地电阻大数百倍，经过人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。当接地电阻极小时，流过人体的电流几乎等于零。即Id=Id，。实际上，由于接地电阻很小，接地短路电流流过时所产生的压降很小，所以设备外壳对大地的电压是不高的。人站在大地上去碰触设备的外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。加装保护接地装置并且降低它的接地电阻，不仅是保障智能建筑电气系统安全，有效运行的有效措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。
2.4.直流接地
在一幢智能化楼宇内，包含有大量的计算机，通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。这些电子设备在进行输人信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作、输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网络进行工作。因此为了使其准确性高，稳定性好，除了需有一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接，严禁与N线连接。
2.5.屏蔽接地与防静电接地
在智能化楼宇内，电磁兼容设计是非常重要的，为了避免所用设备的机能障碍，避免甚至会出现的设备损坏，构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰。这些干扰的产生或者是因为导线之间的耦合现象，或者是因为电容效应或电感效应。其主要来源是超高电压、大功率辐射电磁场、自然雷击和静电放电。这些现象会对设计用来发送或接收很高传输频率的设备产生很大的干扰。因此对这些设备及其布线必须采取保护措施，免受来自各种方面的干扰。屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接;导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接;室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。在洁净、干燥的房间内，人的走步、移动设备，各自磨擦均会产生大量静电。例如在相对湿度10%~20%的环境中人的走步可以积聚3.5万伏的静电电压。
如果没有良好的接地，不仅仅会产生对电子设备的干扰，甚至会将设备芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过静电导体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳及室内(包括地坪)设施必须均与PE线多点可靠连接。
智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好，独立的防雷保护接地电阻应共≤10Ω;独立的安全保护接地电阻应落≤4Ω;独立的交流工作接地电阻应≤4Ω;独立的直流工作接地电阻应≤4Ω;防静电接地电阻一般要求≤100Ω。
参 考 文 献
[1]GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S」
[2]GB50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范[S].
[3]GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S]
[4]GB50339-2003智育罐筑工程质量验收规范[S].■