论文部分内容阅读
【摘要】随着国民经济的快速发展，用户对供电的可靠性和安全性提出了越来越高的要求。接地是在长期实践中总结出来的对电气设备安全使用的必要保护措施。但因接地措施的缺陷，如接地不规范、接地不良、接地失效等，以致发生重大事故，在建筑物供配电设计中，接地系统设计占有重要的地位，一般建筑的接地主要包括接地方式、接地体（人工接地、基础接地）接地干线、等电位联结。
【关键词】电气保护；接地；方法
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
一、下面介绍一下几种接地系统：
1、一般建筑常用的接地方式是TN-C-S和TN-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。在住宅中采用TN-C-S系统，实际上就成了TN-S系统。也即PEN线在进入用户配电箱后，配电箱内分开设置了N端子板和PE端子板，N与PE线进入住宅便互相分开不再有任何电气连接了。
TN－S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。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。
2、TN—C系统
TN－C系统被称之为三相四线系统，该系统中性线N与保护接地PE合二为一，通称PNE线。适合用于三相负荷较平衡的场所，住宅用户大部分是单相用户，难以实现三相负荷的平衡，PEN中将有较大的、不稳定的不平衡电流流过，而且大量家电设备使用中产生的高次谐波也叠加在中性线N上，使中性线接地电位偏移。新规范中已明确规定住宅供电已不再使用TN—C系统了。
3、TT系统
TT系统亦为三相四线系统。系统有一点直接接地，系统无PE线。用电设备的外露可导电部分（PE）线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极上。TT系统的特点是中性点N与保护接地线无一点电气连接，即N与PE线是分开的，适用于公共电网供电的住宅，一般每栋住宅楼各有单独的接地极和PE线。当用电设备发生单相接地故障时，由于TT系统单相短路保护的灵敏度比TN系统低（TT系统以大地为故障电流通路，与电源和PE线的接地电阻有关故障电流小），熔断器和短路器往往不能立即动作，造成设备外壳带电。所以必须采用漏电保护来切断电源，才能提高TT系统触电保护的灵敏度，使TT系统更为安全可靠。
4、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），无相压压（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电流，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住宅建筑。
二、接地体
建筑物的接地装置一般分为两类，一种是人工接地体，另外一种是自然接地体（可利用建筑物基础内的钢筋）。一般情况我们尽量利用基础内钢筋网作接地体，但要注意，作为接地体的基础内钢筋网必须在室外地面以下距地面不小于0.5m，钢筋规格是通过需要钢筋表面积总和进行换算的，这在《建筑物防雷设计规范》中有具体计算公式。
1、人工接地：我们一般在无法利用自然接地体作接地极或者自然接地体电阻值不满足要求时才采用人工接地体的。人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢；埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100mm2，其厚度不应小于4mm；角钢厚度应小于4mm；钢管壁厚度应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。接地线应与水平接地体的截面相同。垂直接地体长2.5米，为降低相邻接地体的屏蔽作用，间距大于5米；这里我们不考虑人工接地体距建筑入口和人行道的距离，因此室外人工接地体埋深均要距地面1米以下，如果因受现场条件限制达不到深度要求，应按《建筑物防雷设计规范》第4.3.5条的其它办法进行处理。
2、基础接地：利用基础内钢筋做接地体的接地平面的画法很简单，只要在结构提供的基础平面上示意焊接网格。做法为：将室外埋深不小于0.5米的基础梁底或承台的主筋（直径不小于16，两根以上）焊成接地网（注意网格不宜大于18m），并将接地网经过的桩内钢筋与接地网焊接作为全楼的接地系統，并在与防雷引下线对应室外埋深大于0.5米处由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根40×4热镀锌扁钢伸向室外（刷沥青两道），距外墙皮距离大于1米（超出建筑散水坡）。如测试电阻达不到要求，要从此处外引人工接地体。
关于接地电阻的要求各类规范内都有明确，共用接地体的情况下一般考虑各系统要求的接地电阻的最小值。电气设备保安接地电阻不大于10欧，防雷系统冲击接地电阻不大于10欧，变压器中性点接地电阻不大于4欧，弱电系统（非设备外壳）接地电阻不大于1欧，电梯精密控制系统接地电阻不大于1欧。因此建筑物内各系统共用接地体时，如果有变配电房总接地电阻不大于4欧，如果有电梯总接地电阻不大于1欧，如果有弱电机房（要考虑弱电系统接地）总接地电阻不大于1欧。
三、接地干线
我们在设计接地平面时要考虑各类接地引上干线的预留。比如与防雷引下线的联结线的引上，设备房、变配电房接地端子盒、箱的接地干线引上，设备房金属桥架线槽的重复接地干线的引上（可在桥架线槽安装高度的适当位置设置接地端子盒），电梯井道接地干线的引上，电梯机房控制系统接地干线的引上，变压器中性点接地干线的引上，发电机中性点接地干线的引上等等。
有些车间内电气设备较多且复杂，我们可以考虑在建筑内四周墙面设置接地干线，为车间内的金属构件（工艺设备，工艺管道等）提供接地条件。接地干线做法可以参考图集《接地装置安装》03D501-4/P29，P41（《防雷与接地安装》合订本中有）的相关部分。接地干线（可采用-40×4镀锌扁钢或其它导电材质）沿墙明敷设，在经过门处转为暗敷设，其它位置埋地敷设或者在电缆沟内明敷设。
四、等电位联结
建筑总等电位端子箱（MEB），一般设置在配电总箱附近，安装高度距地面0.5米，其规格和建筑等电位作法可以看看<<等电位联结安装>>图集02D501-2的相关部分。如果建筑面积和规模较大，我们可以在建筑四角相应位置或建筑适当处多设置几个MEB总等电位端子箱。建筑内的设备金属外壳、设备基础钢构件以及其它金属构件均要通过MEB或直接与接地体可靠联结。进出建筑物的金属管线及铠装电缆金属外皮在出入建筑物处须和接地系统联结。
【参考文献】
[1]刘建林.智能建筑的电气保护接地应用研究[J].制造业自动化,2011(4).
[2]韩志军,裴祥友.智能化大厦电气保护接地的探讨[J].山西建筑,2005(10).
[3]刘洋.住宅电气保护接地有关问题探析[J].建材发展导向（下）,2012(1).
[4]刘伟,郭永超.浅谈电气保护接地[J].煤矿现代化,2008(6).
【关键词】电气保护；接地；方法
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
一、下面介绍一下几种接地系统：
1、一般建筑常用的接地方式是TN-C-S和TN-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。在住宅中采用TN-C-S系统，实际上就成了TN-S系统。也即PEN线在进入用户配电箱后，配电箱内分开设置了N端子板和PE端子板，N与PE线进入住宅便互相分开不再有任何电气连接了。
TN－S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。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。
2、TN—C系统
TN－C系统被称之为三相四线系统，该系统中性线N与保护接地PE合二为一，通称PNE线。适合用于三相负荷较平衡的场所，住宅用户大部分是单相用户，难以实现三相负荷的平衡，PEN中将有较大的、不稳定的不平衡电流流过，而且大量家电设备使用中产生的高次谐波也叠加在中性线N上，使中性线接地电位偏移。新规范中已明确规定住宅供电已不再使用TN—C系统了。
3、TT系统
TT系统亦为三相四线系统。系统有一点直接接地，系统无PE线。用电设备的外露可导电部分（PE）线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极上。TT系统的特点是中性点N与保护接地线无一点电气连接，即N与PE线是分开的，适用于公共电网供电的住宅，一般每栋住宅楼各有单独的接地极和PE线。当用电设备发生单相接地故障时，由于TT系统单相短路保护的灵敏度比TN系统低（TT系统以大地为故障电流通路，与电源和PE线的接地电阻有关故障电流小），熔断器和短路器往往不能立即动作，造成设备外壳带电。所以必须采用漏电保护来切断电源，才能提高TT系统触电保护的灵敏度，使TT系统更为安全可靠。
4、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），无相压压（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电流，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住宅建筑。
二、接地体
建筑物的接地装置一般分为两类，一种是人工接地体，另外一种是自然接地体（可利用建筑物基础内的钢筋）。一般情况我们尽量利用基础内钢筋网作接地体，但要注意，作为接地体的基础内钢筋网必须在室外地面以下距地面不小于0.5m，钢筋规格是通过需要钢筋表面积总和进行换算的，这在《建筑物防雷设计规范》中有具体计算公式。
1、人工接地：我们一般在无法利用自然接地体作接地极或者自然接地体电阻值不满足要求时才采用人工接地体的。人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢；埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100mm2，其厚度不应小于4mm；角钢厚度应小于4mm；钢管壁厚度应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。接地线应与水平接地体的截面相同。垂直接地体长2.5米，为降低相邻接地体的屏蔽作用，间距大于5米；这里我们不考虑人工接地体距建筑入口和人行道的距离，因此室外人工接地体埋深均要距地面1米以下，如果因受现场条件限制达不到深度要求，应按《建筑物防雷设计规范》第4.3.5条的其它办法进行处理。
2、基础接地：利用基础内钢筋做接地体的接地平面的画法很简单，只要在结构提供的基础平面上示意焊接网格。做法为：将室外埋深不小于0.5米的基础梁底或承台的主筋（直径不小于16，两根以上）焊成接地网（注意网格不宜大于18m），并将接地网经过的桩内钢筋与接地网焊接作为全楼的接地系統，并在与防雷引下线对应室外埋深大于0.5米处由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根40×4热镀锌扁钢伸向室外（刷沥青两道），距外墙皮距离大于1米（超出建筑散水坡）。如测试电阻达不到要求，要从此处外引人工接地体。
关于接地电阻的要求各类规范内都有明确，共用接地体的情况下一般考虑各系统要求的接地电阻的最小值。电气设备保安接地电阻不大于10欧，防雷系统冲击接地电阻不大于10欧，变压器中性点接地电阻不大于4欧，弱电系统（非设备外壳）接地电阻不大于1欧，电梯精密控制系统接地电阻不大于1欧。因此建筑物内各系统共用接地体时，如果有变配电房总接地电阻不大于4欧，如果有电梯总接地电阻不大于1欧，如果有弱电机房（要考虑弱电系统接地）总接地电阻不大于1欧。
三、接地干线
我们在设计接地平面时要考虑各类接地引上干线的预留。比如与防雷引下线的联结线的引上，设备房、变配电房接地端子盒、箱的接地干线引上，设备房金属桥架线槽的重复接地干线的引上（可在桥架线槽安装高度的适当位置设置接地端子盒），电梯井道接地干线的引上，电梯机房控制系统接地干线的引上，变压器中性点接地干线的引上，发电机中性点接地干线的引上等等。
有些车间内电气设备较多且复杂，我们可以考虑在建筑内四周墙面设置接地干线，为车间内的金属构件（工艺设备，工艺管道等）提供接地条件。接地干线做法可以参考图集《接地装置安装》03D501-4/P29，P41（《防雷与接地安装》合订本中有）的相关部分。接地干线（可采用-40×4镀锌扁钢或其它导电材质）沿墙明敷设，在经过门处转为暗敷设，其它位置埋地敷设或者在电缆沟内明敷设。
四、等电位联结
建筑总等电位端子箱（MEB），一般设置在配电总箱附近，安装高度距地面0.5米，其规格和建筑等电位作法可以看看<<等电位联结安装>>图集02D501-2的相关部分。如果建筑面积和规模较大，我们可以在建筑四角相应位置或建筑适当处多设置几个MEB总等电位端子箱。建筑内的设备金属外壳、设备基础钢构件以及其它金属构件均要通过MEB或直接与接地体可靠联结。进出建筑物的金属管线及铠装电缆金属外皮在出入建筑物处须和接地系统联结。
【参考文献】
[1]刘建林.智能建筑的电气保护接地应用研究[J].制造业自动化,2011(4).
[2]韩志军,裴祥友.智能化大厦电气保护接地的探讨[J].山西建筑,2005(10).
[3]刘洋.住宅电气保护接地有关问题探析[J].建材发展导向（下）,2012(1).
[4]刘伟,郭永超.浅谈电气保护接地[J].煤矿现代化,2008(6).