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【摘 要】市政电气设计中的接地问题，关系到电气设计安全性，也是实现市政设计有效性的重点。在设计过程中，由于设计者对相关规范认识模糊，往往会引起一些问题，这就要求在设计中，根据电气设计要求，进行规范性和实际性设计，以实现设计的有效性。
【关键词】市政电气设计；防雷；配变电市政；接地故障；
中图分类号：TU856文献标识码： A
市政工程中与电气有关的设施随处可见，是人们日常生活中不可或缺的设施，但是因为市政电气是与电直接关联的设施，其在为民服务运行中，安全性和可靠性值得我们关注。接地是基于安全防护而进行的一项电力工作，其将电力电讯等相关性设备的外壳接上地线，充分利用大地的回流作用，来抑制触电事故的发生。在进行电气接地设计的工作中，常因对现存规范和标准的掌握和理解不够充分、全面，或因规范本身的某些不足，而造成一些不当做法和错误，本文就接地设计中存在的问题进行探讨。
一.市政电气接地设计中存在的问题
1.1 建筑物防雷接地问题
建筑物防雷接地设计是基础性的安全设计，由于防雷设计规范性的缺失，往往造成构建物的范围确定受限，这就不利于进行实际性的设计，而参照性规范的缺失，只能让设计者根据自身的经验对构建物进行确定，如高架桥、水处理厂等属于构建物，在其设计中，对污水处理厂进行电气设计，依据《建筑物防雷规范》将污水处理厂的氧化沟进行雷击次数计算，并根据计算数值设置相应的防御措施。在高架桥上，进行防雷分类与计算等，这具有一定的正确性。但是，从其具体做法来看，往往具有一定不规范性。如接闪器网格尺寸、防雷引下线的间距等不能满足实际要求，也不能达到《建筑物防雷规范》标准，这就造成其设计的准确性降低，进而引起相关性的安全问题。如高架桥的引下线为桥墩内钢筋，其间距较大，且高于引下线要求，这就造成防雷引下线与实际引下线的偏差加大，进而起不到防御风险的作用。
1.2 道路照明配电接地系统的存在的问题
在建筑物内采用TN—S及TN—C—S方式比较多.在成都市大部分市政道路照明配电接地系统也采用了TN—S方式，但根据使用单位反映.部分道路照明路灯经常出现跳闸现象，误动作太多。其实，处于室外环境的道路照明，条件不尽相同，使用TN—S不一定能完全保证安全，其中一个重要因素是室内环境要求作等电位联结，作为防电击的重要措施之一；而处于室外环境的道路照明则难以作等电位联结。这是TN—S广泛应用于建筑物内，而不适宜于室外的主要原因。在已经有较完善的剩余电流动作保护器的今天，有条件采用TT几方式，对于道路照明更符合安全要求。
1.3 水处理构筑物装置的接地问题
在市政电气设计中，往往将每个工艺构建物进行人工接地极设置，通常称之为“重复接地”或是“等电位接地”，而一些建筑物往往将竭力与配变电所的接地通过镀锌扁钢进行连接，这突出反映了很多工作者对接电与电位联结的认识并不清楚，并没有很好处理两者之间的关系。认为要进行电位联结必须进行接地设置，或是将两者完全同等化，这就造成设计中问题的存在。
1.4 10kV配变电问题
我国l0kV配电网一直采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统，其主要优点是在单相接地后可带故障继续运行1～2小时，不致立即中断供电，相对提高了供电可靠性。而随着城市化进程的加快，10kV网络电缆数量逐渐增多，对地电流也就超出了20A的最高限，而由于电弧能量的增加，使得发生单相接地故障时由于电弧能量的增大而使其自熄的概率极小，从而转化成相间短路，反而扩大了事故，使原有的优点不复存在。因此，很多城市根据电网电缆不断增加的趋势进行低电阻接地系统设置，但此系统发生接地故障时的接地电流可达数百或上千安培，给10/0.4kV配电设计带来一些影响。而在接地后的低电阻问题管理上，则没有直接性的参照，这就引起一些安全问题。
目前在我国，10千伏配电网运用的是中性点不接地系统，其优势主要体现在在单相接地后不会马上断电，在有问题的同时可持续运转40多个小时，这样便加强了供电可靠性。在我国大多数城市中，10千伏网络电缆相比以前有了进一步的增加，对地电容电流远远地大于20A的极限数值。由于电弧能量的加强而导致其自熄的概率极低，出现单相接地问题时转变为相问短路，这样往往就会加大了事故，导致原来的优势无法体现。所以，目前许多城市电网在根据电网电缆持续增加的同时开始转变10千伏不接地系统，进而采用经低电阻接地的系统，这种情形的出现，有力的解决了系统单相接地时降低异常过电压，从而改良了电气设备运行，但问题在于此系统接地故障时的接地电流太过于高，直接影响到了10/0.4千伏配变电所的设计问题。因为没有引起足够的重视对于10千伏系统经低电阻接地后发生那种现象，在工程设计中，根本注意不到供电电源的10千伏系统是运用的哪种接地方式。
10千伏配电系统的电气设计，在中性点经低电阻接地后，往往出现的接地故障信号不仅作用于信号还作用于跳闸；采用零序电流来保护接地故障，而且，因为接地故障电流关联不到故障点的位置，只是关系到接地点的过渡电阻、线路的分布电容和中性点接地电阻等，所以，仅仅可采取带阶梯时限的零序电流保护来保证上、下级保护动作的选择性；电压互感器的接线改为V―V接線，原因在于不用去检测零序电压作用于信号；经低电阻接地后，10千伏系统可以减小谐振过电压的幅值并可阻止r弧光接地过电压。继而，可迅速切断电源，从而有效地降低了系统元件的绝缘水平，例如，电力电缆的电压等级U可由选择6/10千伏替代8.7/10千伏等，因此，一、二次线的设计都需要有变动。对于低压系统的防范主要是体现在10千伏侧接地故障过电压对人身和设备的损害。在变电所高压侧出现接地问题的时候，接地故障电流Id在变电所接地电阻R上产生的故障电压，随着Id的加强而变大，在TN系统中，因为高压保护接地与低压系统中性点接地同时使用同一R接地极．高达上千伏的故障电压U，直接沿着PE（PEN）线传送到低压系统，从而促使过电压导致人身触电的发生。
二.解决以上问题的针对性措施
2.1 建筑物防雷接地问题的解决
从现实的情况出发， 对如高架桥、水处理厂等构筑物而言，做好低阻抗接地和等电位联结的问题是电气设计的关键。在污水处理厂设计中，由于其氧化沟的占地面积较大，其结构钢筋和基础钢筋本身已形成良好的等电位联结并联通路和较低的接地电阻，因此，并不需要进行过多的处理；建筑物上的路线，应当在金属桥架内设置，并要求钢管和桥架接地，促使其屏蔽作用的发挥；而对于导线外露部分，则要求进行局部性的电位连接，以实现防护效能；在仪表信号线路设计时，则要求经过仪表内的电涌保护器后进行接地电位联结。在高架桥设计时，也要进行同样要求的设计，如桥墩内作为引下线的钢筋应与上部桥面的结构钢筋、金属栏杆（包括灯杆）和基础钢筋做好连接，形成良好的低阻抗电气通路；桥上的路灯线路应穿钢管并接地；桥下箱式变的接地装置应与防雷引下线接地共用接地装置，其接地电阻主要取决于电气装置对人身安全的合理要求值；如果分为两个接地系统，往往难以满足隔离间距的要求，则两者应实施等电位联结，以消除雷电流在两接地体之间土壤阻抗Zearth上的共模电位差对电气装置的危害，以实现对人身安全的保护性。
2.2 道路照明配电接地问题的解决
解决目前一般道路照明配电体统TN-S接地方式所导致的安全问题，主要措施是在已经有较完善的剩余电流动作保护器的今天，采用对于道路照明更符合安全要求的TT方式。其优势在于：TT方式的接地故障电流比TN方式更小，使用熔断器或断路器更不能满足规范要求，所以应选用剩余电流动作保护器，这种保护器的动作电流仅为几十 、以至几百毫安，最大达几安培，容易使之动作，更能保证安全。附加一个好处，是TN方式，不设PE线，比TN—S方式省了一条线，对三相配电线路，选用四芯电缆（或架空线）即可。TT方式要求灯杆接地，由于多数使用金属灯杆，有良好接地条件，使用钢筋混凝土杆，接地条件也较好。TT方式的接地电阻要求不高，比之TN方式要求重复接地，并不会增加费用。
2.3 水处理构筑物装置的接地问题的解决
针对于水处理构筑物装置的接地问题，必须全面认识接地与电位联结的差异性和联系。进行规范性接地。在接地设计中，要将TN系统充分利用，在电气装置与低压系统电源接地点的距离超出50米时，要采用PE进行重复接地，以实现重复接地后的对地电位降低功能，进而刺激接触电压的降低，实现安全保护；对于三相四線供电路线的重复接地，则会增强其设备保护的功能，防止设备烧坏或是烧毁；由于其功能的存在，往往将其运用到水处理构筑物设计上，若不进行重复接地，那么漏电设备和人体之间就不会存在电位差，也就不会发生人身电击危险。
2.4 10kV配变电问题的解决
针对于其问题，首先，要严格按照《交流电气装置接地》要求进行标准化定位，以不同位置设置不同的接地装置，如当变电所与低压用户在同一建筑内时，可进行共用接地设置；其次若在不同建筑内，则进行两个接地，而且接地点要与配电电压器距离适当，其接地电阻要控制在4Ω，并在不具备等电位联结设置的地方进行TT系统设置，以实现人身保护。
三.结语
针对市政电气安全的问题，重在预防，要从最源头进行防控，电气设计之初就应该考虑好各项问题，尤其是最普遍的电气接地问题，更要综合多方面因素，再设计过程中予以重视，严格按照标准执行，只有这样才能保障电气设施运行中或特殊情况下的安全性。
参考文献：
[1]谢聪华.市政电气设计有关问题的探讨[J].科园月刊,2008,(5):94-95. [2]凌红军.住宅电气设计若干问题探究[J].技术与市场，2010（12）.
[3]李树仁.住宅电气设计[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（2）.
[4]郭凤文.浅论市政电气设计中与接地有关的几个问题[J].电气应用,2006,25(8):108-112,119.
【关键词】市政电气设计；防雷；配变电市政；接地故障；
中图分类号：TU856文献标识码： A
市政工程中与电气有关的设施随处可见，是人们日常生活中不可或缺的设施，但是因为市政电气是与电直接关联的设施，其在为民服务运行中，安全性和可靠性值得我们关注。接地是基于安全防护而进行的一项电力工作，其将电力电讯等相关性设备的外壳接上地线，充分利用大地的回流作用，来抑制触电事故的发生。在进行电气接地设计的工作中，常因对现存规范和标准的掌握和理解不够充分、全面，或因规范本身的某些不足，而造成一些不当做法和错误，本文就接地设计中存在的问题进行探讨。
一.市政电气接地设计中存在的问题
1.1 建筑物防雷接地问题
建筑物防雷接地设计是基础性的安全设计，由于防雷设计规范性的缺失，往往造成构建物的范围确定受限，这就不利于进行实际性的设计，而参照性规范的缺失，只能让设计者根据自身的经验对构建物进行确定，如高架桥、水处理厂等属于构建物，在其设计中，对污水处理厂进行电气设计，依据《建筑物防雷规范》将污水处理厂的氧化沟进行雷击次数计算，并根据计算数值设置相应的防御措施。在高架桥上，进行防雷分类与计算等，这具有一定的正确性。但是，从其具体做法来看，往往具有一定不规范性。如接闪器网格尺寸、防雷引下线的间距等不能满足实际要求，也不能达到《建筑物防雷规范》标准，这就造成其设计的准确性降低，进而引起相关性的安全问题。如高架桥的引下线为桥墩内钢筋，其间距较大，且高于引下线要求，这就造成防雷引下线与实际引下线的偏差加大，进而起不到防御风险的作用。
1.2 道路照明配电接地系统的存在的问题
在建筑物内采用TN—S及TN—C—S方式比较多.在成都市大部分市政道路照明配电接地系统也采用了TN—S方式，但根据使用单位反映.部分道路照明路灯经常出现跳闸现象，误动作太多。其实，处于室外环境的道路照明，条件不尽相同，使用TN—S不一定能完全保证安全，其中一个重要因素是室内环境要求作等电位联结，作为防电击的重要措施之一；而处于室外环境的道路照明则难以作等电位联结。这是TN—S广泛应用于建筑物内，而不适宜于室外的主要原因。在已经有较完善的剩余电流动作保护器的今天，有条件采用TT几方式，对于道路照明更符合安全要求。
1.3 水处理构筑物装置的接地问题
在市政电气设计中，往往将每个工艺构建物进行人工接地极设置，通常称之为“重复接地”或是“等电位接地”，而一些建筑物往往将竭力与配变电所的接地通过镀锌扁钢进行连接，这突出反映了很多工作者对接电与电位联结的认识并不清楚，并没有很好处理两者之间的关系。认为要进行电位联结必须进行接地设置，或是将两者完全同等化，这就造成设计中问题的存在。
1.4 10kV配变电问题
我国l0kV配电网一直采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统，其主要优点是在单相接地后可带故障继续运行1～2小时，不致立即中断供电，相对提高了供电可靠性。而随着城市化进程的加快，10kV网络电缆数量逐渐增多，对地电流也就超出了20A的最高限，而由于电弧能量的增加，使得发生单相接地故障时由于电弧能量的增大而使其自熄的概率极小，从而转化成相间短路，反而扩大了事故，使原有的优点不复存在。因此，很多城市根据电网电缆不断增加的趋势进行低电阻接地系统设置，但此系统发生接地故障时的接地电流可达数百或上千安培，给10/0.4kV配电设计带来一些影响。而在接地后的低电阻问题管理上，则没有直接性的参照，这就引起一些安全问题。
目前在我国，10千伏配电网运用的是中性点不接地系统，其优势主要体现在在单相接地后不会马上断电，在有问题的同时可持续运转40多个小时，这样便加强了供电可靠性。在我国大多数城市中，10千伏网络电缆相比以前有了进一步的增加，对地电容电流远远地大于20A的极限数值。由于电弧能量的加强而导致其自熄的概率极低，出现单相接地问题时转变为相问短路，这样往往就会加大了事故，导致原来的优势无法体现。所以，目前许多城市电网在根据电网电缆持续增加的同时开始转变10千伏不接地系统，进而采用经低电阻接地的系统，这种情形的出现，有力的解决了系统单相接地时降低异常过电压，从而改良了电气设备运行，但问题在于此系统接地故障时的接地电流太过于高，直接影响到了10/0.4千伏配变电所的设计问题。因为没有引起足够的重视对于10千伏系统经低电阻接地后发生那种现象，在工程设计中，根本注意不到供电电源的10千伏系统是运用的哪种接地方式。
10千伏配电系统的电气设计，在中性点经低电阻接地后，往往出现的接地故障信号不仅作用于信号还作用于跳闸；采用零序电流来保护接地故障，而且，因为接地故障电流关联不到故障点的位置，只是关系到接地点的过渡电阻、线路的分布电容和中性点接地电阻等，所以，仅仅可采取带阶梯时限的零序电流保护来保证上、下级保护动作的选择性；电压互感器的接线改为V―V接線，原因在于不用去检测零序电压作用于信号；经低电阻接地后，10千伏系统可以减小谐振过电压的幅值并可阻止r弧光接地过电压。继而，可迅速切断电源，从而有效地降低了系统元件的绝缘水平，例如，电力电缆的电压等级U可由选择6/10千伏替代8.7/10千伏等，因此，一、二次线的设计都需要有变动。对于低压系统的防范主要是体现在10千伏侧接地故障过电压对人身和设备的损害。在变电所高压侧出现接地问题的时候，接地故障电流Id在变电所接地电阻R上产生的故障电压，随着Id的加强而变大，在TN系统中，因为高压保护接地与低压系统中性点接地同时使用同一R接地极．高达上千伏的故障电压U，直接沿着PE（PEN）线传送到低压系统，从而促使过电压导致人身触电的发生。
二.解决以上问题的针对性措施
2.1 建筑物防雷接地问题的解决
从现实的情况出发， 对如高架桥、水处理厂等构筑物而言，做好低阻抗接地和等电位联结的问题是电气设计的关键。在污水处理厂设计中，由于其氧化沟的占地面积较大，其结构钢筋和基础钢筋本身已形成良好的等电位联结并联通路和较低的接地电阻，因此，并不需要进行过多的处理；建筑物上的路线，应当在金属桥架内设置，并要求钢管和桥架接地，促使其屏蔽作用的发挥；而对于导线外露部分，则要求进行局部性的电位连接，以实现防护效能；在仪表信号线路设计时，则要求经过仪表内的电涌保护器后进行接地电位联结。在高架桥设计时，也要进行同样要求的设计，如桥墩内作为引下线的钢筋应与上部桥面的结构钢筋、金属栏杆（包括灯杆）和基础钢筋做好连接，形成良好的低阻抗电气通路；桥上的路灯线路应穿钢管并接地；桥下箱式变的接地装置应与防雷引下线接地共用接地装置，其接地电阻主要取决于电气装置对人身安全的合理要求值；如果分为两个接地系统，往往难以满足隔离间距的要求，则两者应实施等电位联结，以消除雷电流在两接地体之间土壤阻抗Zearth上的共模电位差对电气装置的危害，以实现对人身安全的保护性。
2.2 道路照明配电接地问题的解决
解决目前一般道路照明配电体统TN-S接地方式所导致的安全问题，主要措施是在已经有较完善的剩余电流动作保护器的今天，采用对于道路照明更符合安全要求的TT方式。其优势在于：TT方式的接地故障电流比TN方式更小，使用熔断器或断路器更不能满足规范要求，所以应选用剩余电流动作保护器，这种保护器的动作电流仅为几十 、以至几百毫安，最大达几安培，容易使之动作，更能保证安全。附加一个好处，是TN方式，不设PE线，比TN—S方式省了一条线，对三相配电线路，选用四芯电缆（或架空线）即可。TT方式要求灯杆接地，由于多数使用金属灯杆，有良好接地条件，使用钢筋混凝土杆，接地条件也较好。TT方式的接地电阻要求不高，比之TN方式要求重复接地，并不会增加费用。
2.3 水处理构筑物装置的接地问题的解决
针对于水处理构筑物装置的接地问题，必须全面认识接地与电位联结的差异性和联系。进行规范性接地。在接地设计中，要将TN系统充分利用，在电气装置与低压系统电源接地点的距离超出50米时，要采用PE进行重复接地，以实现重复接地后的对地电位降低功能，进而刺激接触电压的降低，实现安全保护；对于三相四線供电路线的重复接地，则会增强其设备保护的功能，防止设备烧坏或是烧毁；由于其功能的存在，往往将其运用到水处理构筑物设计上，若不进行重复接地，那么漏电设备和人体之间就不会存在电位差，也就不会发生人身电击危险。
2.4 10kV配变电问题的解决
针对于其问题，首先，要严格按照《交流电气装置接地》要求进行标准化定位，以不同位置设置不同的接地装置，如当变电所与低压用户在同一建筑内时，可进行共用接地设置；其次若在不同建筑内，则进行两个接地，而且接地点要与配电电压器距离适当，其接地电阻要控制在4Ω，并在不具备等电位联结设置的地方进行TT系统设置，以实现人身保护。
三.结语
针对市政电气安全的问题，重在预防，要从最源头进行防控，电气设计之初就应该考虑好各项问题，尤其是最普遍的电气接地问题，更要综合多方面因素，再设计过程中予以重视，严格按照标准执行，只有这样才能保障电气设施运行中或特殊情况下的安全性。
参考文献：
[1]谢聪华.市政电气设计有关问题的探讨[J].科园月刊,2008,(5):94-95. [2]凌红军.住宅电气设计若干问题探究[J].技术与市场，2010（12）.
[3]李树仁.住宅电气设计[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（2）.
[4]郭凤文.浅论市政电气设计中与接地有关的几个问题[J].电气应用,2006,25(8):108-112,119.