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【摘 要】电力系统的使用安全关系到建筑的正常使用，以及使用的安全性和可靠性，对于建筑内的设备和人员安全也是一个保证。为了更好地设计接地系统，就要清楚建筑中接地系统的分类以及它们之间的关系，这样才可以确保接地系统安全可靠。
【关键词】建筑电气 防雷 接地 功能
一、现代防雷设计的新重点
1.1注重雷电电磁感应的作用
传统的防雷设计侧重点为直击雷，强调的是防止机械性破坏及雷电反击；现在则是防止感应雷为重，强调的是电磁感应的破坏作用。传统的防雷技术中，在建筑物顶装有避雷针，这样可以避免直击雷直接击中建筑物造成危害，但是在雷电流从建筑物顶部泄放到大地的过程中，雷电电磁脉冲可以在周围产生很强的电场，建筑物表面及内部的导体均会产生感应电压（IEC标准表明，当雷电击中建筑物时，即使避雷针完全发挥作用。
1.2注重防雷设计的系统性
以前的防雷技术仅是一个孤立的系统，只有避雷针、引下线、接地网组成，目前来看这是远远不能满足现时要求的。现在越来越多的注意到了雷电入侵的不同渠道，要想更好的防止雷电造成各种危害，必须把防雷设计看成一个系统工程来做，把整个建筑进行分级、分区，对不同的部位设计不同的防雷措施，以其达到最大限度的减小雷击的损害。要想达到系统的设计就要对建筑物进行雷电防护区的划分。
1.3注重了等电位连接
传统的接地是否合格是通过检查接地电阻值来判定，目前则是注重接地结构兼顾接地电阻值。随着建筑物内部电气设备的频率不断增高，它的接地结构、等电位联接等都发生了很大的变化，必须兼顾到电磁兼容的设计。现在的智能住宅楼有许多不同性质的电气装置，它们需要不同的接地装置，例如防雷接地、交流电源的工作接地、电气安全接地、计算机系统接地等，通过这些接地可以有效防止雷电反应的危害。
二、低压系统的接地保护
2.1TN系统采用接零保护
2.1.1保护线的设置
TN系统变压器低压侧中心点经低电阻（4Ω或10Ω）直接接地，所有用电设备的金属外壳采用接零保护。在TN-C系统中，PE线及N线合成PEN线，它既是中心线，又是保护线，用电设备的金属外壳接PEN线；在TNCS中，线路进入用户后，将PEN线分成PE线；在TN-S中，自变压器中心直接分出PE及N线，所有用电设备的金属外壳接PE线。
PE线与N线一旦分开，两者不能再相连。因为N线上有单相用电设备的电流或不平衡电流，因此它有电位，两者相连成环路，就有环流，易于引起PE线发热，用电设备外壳长期带有电位，因此既不能相连，也不能混接，两者应严格分开。
2.1.210kV小电流接地系统中，TN系统的接零保护
在10kV小电流接地系统中，用户处10/0.4kV变压器的外壳采用接零保护，若变压器接地电阻为4Ω，当变压器高压侧发生单相碰壳短路时，在变压器中心点接地电阻上流过600A的电流，也就是说变压器中心点的电位升高到2400V，该电位将传遍所有接零设备的金属外壳，虽然10kV装置设有单相接地保护，当保护等级多时，远大于0.4s，万一人体碰上带有高电位的设备金属外壳，将有致使的危险。对这种系统，可用下列方法处理。
（1）用户处高压侧与低压侧系统分别接地，变压器低压侧中心点用绝缘导线引出变压器后再接地，高压侧接地装置与低压侧接地装置的距离应按防雷反击要求离开一定的距离，但不能小于3m，这样所有低压设备的外壳可免受高压侧单相接地短路时引起的危险高电位。
（2）低压部分采用TT系统，因为这种系统的用电设备金属外壳是单独接地的，不与变压器中心线有联系，因此高压侧单相接地短路，只会引起N线上的电位升高，而N线与相线间的电位不变，因此低压设备的绝缘不成问题，而设备外壳也不会带有危险的电位。
2.2TT系统采用接地保护
TT系统变压器中心点接地，用电设备的金属外壳采用接地保护。TT系统单相接地短路电流很小，因此单相接地保护大部分采用漏电保护，则单相接地短路电流只要几百几十毫安就可以使保护装置按时动作，所以设备金属外壳的接地电阻只要几十欧就可以了。其接地可以将同一等级漏电保护的设备（就近）组成一组，用接地干线相连后接地。
三、用电设备的接地保护
3.1接地保护设备的范围
凡属下列电气设备的金属外壳都需作接地保护：
（1）电机、变压器、手握式电器；
（2）电力设备的传动装置；
（3）室内外配电装置的金属构架，钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；
（4）配电屏及控制屏的框架；
（5）电力线路的金属保护管、各种金属接线盒（如开关、插座等金属接线盒），敷线的钢索、电缆桥架、线槽、起重运输设备的金属管道；
（6）电缆的金属外皮及电力电缆接线盒、终端盒；
3.2不需接地或接零的电力设备的金属外壳
（1）在木质或沥青等不良导电地坪的干燥房间内，交流额定电压380V及以下、直流额定电压440V及以下的电力装置，而且维护人员不可能同时接触及电力装置的金属外壳及接地（或接零）物时。
（2）干燥场所交流额定电压50V及以下、直流额定电压110kV及以下的电力设备。
（3）安装在配电屏、控制屏已接地的金属框架上的电气测量仪表、继电器及其他金属外壳，安装在已接地的金属框架上的绝缘子、套管等的金属坚固件。
以上设备的金属外壳及金属构件在没有其他特殊规定时，可以不采用接零或接地保护。
3.3严禁用接地保护的设备
（1）设置绝缘场所的所有电气设备及装置的金属外壳，不能采用接零或接地保护。 （2）采用不接地的局部等电位连接保护方式的所有电气装置的金属外壳。
（3）采用电气隔离保护方式的电气设备及装置的金属外壳。
（4）采用双重绝缘及加强绝缘保护方式中的绝缘外护物里面的金属外壳等。
四、电子设备的接地保护
4.1电子设备的接地
（1）信号接地，为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
（2）功率接地，除电子设备以外的其他交、直流电路的接地。
（3）保护接地，为保证人身及设备安全的接地。
（4）防静电接地，有些电子设备需要防静电，则采用防静电地板，并将此地板中的金属件进行接地。
上述四种接地的接地电阻一般都为4Ω。在现代建筑中都采用共用接地装置，因此凡是有电子设备的建筑物共用接地装置都为环状接地体，其接地电阻应小于或等于1Ω。
4.2电子设备的接地形式
一般可根据接地引线长度（L）及设备的工作效率来确定。
（1）当L<λ/20（λ为波长），频率在1MHz以下时，一般采用辐射式接地系统。即把它的信号接地、功率接地和保护接地分开敷设在引下线接至电子设备电源室的总端子板，再将此总端子板引至共用接地装置。
（2）当L>λ/20，频率在10MNz以下时，一般采用环状接地系统。即把它的信号接地、功率接地和保护接地分开敷设的引下线接至电子设备电源室的接地环上，再将此环引至共用接地装置。
（3）L=λ/20，频率在1～10MHz之间，采用混合式接地系统。
接地引下线都用绝缘导线穿PVC管，其引下线的截面一般取用不小于16mm2铜芯线，但引下线的长度应避开波长的1/4及1/4的奇数倍，以防产生驻波或起振。防静电接地可接至附近的与接地装置相连的柱子主筋，也可接至就近的PE干线。
结束语：
综上所述，对于建筑电气系统中常见设备及位置的防雷接地一定要严格按照设计标准及规范进行设计，防止出现纰漏与失误。对于接地的敏感场所更要严格的控制，防止危险甚至是严重事故的发生。
参考文献：
[1]安靖胡大平简述建筑电气防雷接地系统施工民营科技2013（07）
[2]李华仁建筑电气系统的接地与防雷建筑安全2010（11）
【关键词】建筑电气 防雷 接地 功能
一、现代防雷设计的新重点
1.1注重雷电电磁感应的作用
传统的防雷设计侧重点为直击雷，强调的是防止机械性破坏及雷电反击；现在则是防止感应雷为重，强调的是电磁感应的破坏作用。传统的防雷技术中，在建筑物顶装有避雷针，这样可以避免直击雷直接击中建筑物造成危害，但是在雷电流从建筑物顶部泄放到大地的过程中，雷电电磁脉冲可以在周围产生很强的电场，建筑物表面及内部的导体均会产生感应电压（IEC标准表明，当雷电击中建筑物时，即使避雷针完全发挥作用。
1.2注重防雷设计的系统性
以前的防雷技术仅是一个孤立的系统，只有避雷针、引下线、接地网组成，目前来看这是远远不能满足现时要求的。现在越来越多的注意到了雷电入侵的不同渠道，要想更好的防止雷电造成各种危害，必须把防雷设计看成一个系统工程来做，把整个建筑进行分级、分区，对不同的部位设计不同的防雷措施，以其达到最大限度的减小雷击的损害。要想达到系统的设计就要对建筑物进行雷电防护区的划分。
1.3注重了等电位连接
传统的接地是否合格是通过检查接地电阻值来判定，目前则是注重接地结构兼顾接地电阻值。随着建筑物内部电气设备的频率不断增高，它的接地结构、等电位联接等都发生了很大的变化，必须兼顾到电磁兼容的设计。现在的智能住宅楼有许多不同性质的电气装置，它们需要不同的接地装置，例如防雷接地、交流电源的工作接地、电气安全接地、计算机系统接地等，通过这些接地可以有效防止雷电反应的危害。
二、低压系统的接地保护
2.1TN系统采用接零保护
2.1.1保护线的设置
TN系统变压器低压侧中心点经低电阻（4Ω或10Ω）直接接地，所有用电设备的金属外壳采用接零保护。在TN-C系统中，PE线及N线合成PEN线，它既是中心线，又是保护线，用电设备的金属外壳接PEN线；在TNCS中，线路进入用户后，将PEN线分成PE线；在TN-S中，自变压器中心直接分出PE及N线，所有用电设备的金属外壳接PE线。
PE线与N线一旦分开，两者不能再相连。因为N线上有单相用电设备的电流或不平衡电流，因此它有电位，两者相连成环路，就有环流，易于引起PE线发热，用电设备外壳长期带有电位，因此既不能相连，也不能混接，两者应严格分开。
2.1.210kV小电流接地系统中，TN系统的接零保护
在10kV小电流接地系统中，用户处10/0.4kV变压器的外壳采用接零保护，若变压器接地电阻为4Ω，当变压器高压侧发生单相碰壳短路时，在变压器中心点接地电阻上流过600A的电流，也就是说变压器中心点的电位升高到2400V，该电位将传遍所有接零设备的金属外壳，虽然10kV装置设有单相接地保护，当保护等级多时，远大于0.4s，万一人体碰上带有高电位的设备金属外壳，将有致使的危险。对这种系统，可用下列方法处理。
（1）用户处高压侧与低压侧系统分别接地，变压器低压侧中心点用绝缘导线引出变压器后再接地，高压侧接地装置与低压侧接地装置的距离应按防雷反击要求离开一定的距离，但不能小于3m，这样所有低压设备的外壳可免受高压侧单相接地短路时引起的危险高电位。
（2）低压部分采用TT系统，因为这种系统的用电设备金属外壳是单独接地的，不与变压器中心线有联系，因此高压侧单相接地短路，只会引起N线上的电位升高，而N线与相线间的电位不变，因此低压设备的绝缘不成问题，而设备外壳也不会带有危险的电位。
2.2TT系统采用接地保护
TT系统变压器中心点接地，用电设备的金属外壳采用接地保护。TT系统单相接地短路电流很小，因此单相接地保护大部分采用漏电保护，则单相接地短路电流只要几百几十毫安就可以使保护装置按时动作，所以设备金属外壳的接地电阻只要几十欧就可以了。其接地可以将同一等级漏电保护的设备（就近）组成一组，用接地干线相连后接地。
三、用电设备的接地保护
3.1接地保护设备的范围
凡属下列电气设备的金属外壳都需作接地保护：
（1）电机、变压器、手握式电器；
（2）电力设备的传动装置；
（3）室内外配电装置的金属构架，钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；
（4）配电屏及控制屏的框架；
（5）电力线路的金属保护管、各种金属接线盒（如开关、插座等金属接线盒），敷线的钢索、电缆桥架、线槽、起重运输设备的金属管道；
（6）电缆的金属外皮及电力电缆接线盒、终端盒；
3.2不需接地或接零的电力设备的金属外壳
（1）在木质或沥青等不良导电地坪的干燥房间内，交流额定电压380V及以下、直流额定电压440V及以下的电力装置，而且维护人员不可能同时接触及电力装置的金属外壳及接地（或接零）物时。
（2）干燥场所交流额定电压50V及以下、直流额定电压110kV及以下的电力设备。
（3）安装在配电屏、控制屏已接地的金属框架上的电气测量仪表、继电器及其他金属外壳，安装在已接地的金属框架上的绝缘子、套管等的金属坚固件。
以上设备的金属外壳及金属构件在没有其他特殊规定时，可以不采用接零或接地保护。
3.3严禁用接地保护的设备
（1）设置绝缘场所的所有电气设备及装置的金属外壳，不能采用接零或接地保护。 （2）采用不接地的局部等电位连接保护方式的所有电气装置的金属外壳。
（3）采用电气隔离保护方式的电气设备及装置的金属外壳。
（4）采用双重绝缘及加强绝缘保护方式中的绝缘外护物里面的金属外壳等。
四、电子设备的接地保护
4.1电子设备的接地
（1）信号接地，为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
（2）功率接地，除电子设备以外的其他交、直流电路的接地。
（3）保护接地，为保证人身及设备安全的接地。
（4）防静电接地，有些电子设备需要防静电，则采用防静电地板，并将此地板中的金属件进行接地。
上述四种接地的接地电阻一般都为4Ω。在现代建筑中都采用共用接地装置，因此凡是有电子设备的建筑物共用接地装置都为环状接地体，其接地电阻应小于或等于1Ω。
4.2电子设备的接地形式
一般可根据接地引线长度（L）及设备的工作效率来确定。
（1）当L<λ/20（λ为波长），频率在1MHz以下时，一般采用辐射式接地系统。即把它的信号接地、功率接地和保护接地分开敷设在引下线接至电子设备电源室的总端子板，再将此总端子板引至共用接地装置。
（2）当L>λ/20，频率在10MNz以下时，一般采用环状接地系统。即把它的信号接地、功率接地和保护接地分开敷设的引下线接至电子设备电源室的接地环上，再将此环引至共用接地装置。
（3）L=λ/20，频率在1～10MHz之间，采用混合式接地系统。
接地引下线都用绝缘导线穿PVC管，其引下线的截面一般取用不小于16mm2铜芯线，但引下线的长度应避开波长的1/4及1/4的奇数倍，以防产生驻波或起振。防静电接地可接至附近的与接地装置相连的柱子主筋，也可接至就近的PE干线。
结束语：
综上所述，对于建筑电气系统中常见设备及位置的防雷接地一定要严格按照设计标准及规范进行设计，防止出现纰漏与失误。对于接地的敏感场所更要严格的控制，防止危险甚至是严重事故的发生。
参考文献：
[1]安靖胡大平简述建筑电气防雷接地系统施工民营科技2013（07）
[2]李华仁建筑电气系统的接地与防雷建筑安全2010（11）