芻議建筑大樓電氣接地系統的比較分析

林得文

(林產工業規劃設計院廈門分院，福建 廈門 361004）

隨著社會的發展，新型建筑特別是智能化水平高的建筑對接地系統設計提出了更高的要求。計算機系統作為建筑智能化必不可少的基礎設施，其接地系統的好壞將直接影響到精密電子設備運行的可靠性、穩定性、安全性，故而顯得尤為重要。根據建筑物的設計要求及各類用電設備的功能不同，接地系統也應有所不同。

1 常見的接地系統分析

1.1 TN-C系統

TN-C系統被稱為三相四線系統，該系統中性線（N）與保護接地線（PE）合二為一，通稱PEN線。該系統中設備金屬外殼通過PEN線接地。這種接地系統雖對接地出現故障靈敏度高、線路經濟簡單，但它只適合用于三相負荷較平衡的場所，比如三相負荷較多的工業建筑。智能化建筑內，單相負荷較多，難以實現三相負荷平衡，在非故障情況下，中性點接地電位不穩定，不但會使與PEN線相接的設備金屬外殼帶電，造成安全隱患，而且對信息系統和電子設備易產生干擾，使得精密電子設備無法準確可靠運行。因此，TN-C接地系統不能作為智能化建筑的接地系統。

1.2 TN-S系統

TN-S系統是一個三相五線接地系統。通常，在建筑物內設有獨立變配電所時采用該系統。TN-S系統的特點是:中性線（N）與保護接地線（PE）在整個系統中是獨立分開的。該系統適合單相負荷比較集中的場所，在正常運行中其中性線（N）是帶電的，而PE線不帶電，設備金屬外殼通過PE線接地能夠具備安全的基準電位，保障人與設備的安全性。智能建筑物采用這種接地系統比較常見。

1.3 TN-C-S系統

TN-C-S系統由兩個接地系統組成，即TN-C系統和TN-S系統，其分界面在N線與PE線的連接點。該系統一般用在建筑物的供電由室外區域變電所引來的場所，進戶之前采用TN-C系統，入戶處做重復接地，在此處PEN線變成PE線和N線，室內采用TN-S系統。該系統中室內部分等同TN-S系統，其PE線連接的設備金屬外殼在系統正常運行時，始終不會帶電。故TN-C-S系統作為智能型建筑物的接地系統也比較常見。

1.4 TT系統

電源有一點直接接地，設備的外露導電部分接至電氣上與電源接地點無關的接地極的系統即為TT系統。該系統中電源端不引出接地保護線（PE），僅有中性線（N），即為三相四線制系統。在正常運行時，不管三相負荷平衡與否，該系統的設備金屬外殼均不會帶電，保障人與設備的安全性。由于這種接地系統耗材大，施工麻煩，在我國建筑施工中較少采用這種接地系統，所以TT系統較少被智能化大樓采用。

1.5 IT系統

IT系統是三相三線式接地系統，該系統變壓器中性點不接地或經阻抗接地，無中性線N不適用于單相設備較多的智能化建筑。

2智能化建筑應采取的接地措施分析

2.1 防雷接地

智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統，這些電子設備及布線系統一般抗過電壓、過電流能力低，在遭雷擊電磁脈沖的侵入時，經常會致使設備和系統癱瘓或永久性損壞，因此對智能化建筑的防雷接地設計必須嚴密、可靠。智能化建筑的所有功能接地，必須以防雷接地系統為基礎，并建立嚴密、完整的防雷接地系統，以保證能迅速的將雷電流導入大地，防止雷擊造成損害。

現代智能建筑多為高層建筑，一般按二類防雷建筑物的保護措施設計，接閃器采用避雷針、避雷帶或針帶組合的接閃器。避雷帶一般采用φ10圓鋼或25mmX4mm鍍鋅扁鋼在屋頂組成10mX10m或12mX8m的網格，并與屋面金屬構件作電氣連接，利用結構屋頂梁、柱、基礎內主鋼筋（兩根不小于φ16圓鋼）作為引下線，同時將外墻面裸露的所有金屬構件與防雷系統連接，組成具有一個屏蔽的立體防雷體系。這樣可以有效防止雷擊損壞樓內電子設備，并防止外來的各種電磁干擾。

2.2 工作接地

工作接地是指對電子設備供電的交流電源工作接地和直流電源工作接地，即電源端中性點或中性線（N）直接接地。以保證電子設備有一個穩定可靠的供電電源，保證電子設備的準確、穩定的運行。

2.3 信號接地

為了使電子設備在工作時能有一個統一的工作參考電位（即基準電位），不至于因浮動而引起信號量的誤差，并防止其內外的有害電磁場的干擾，使電子設備穩定可靠地工作，實現固有的功能，電子設備中的信號電路應接地，這種接地即為信號接地。信號接地一般由總接地端子箱引出接地線與接地極相連接，以獲得基準電位，設備再通過專用的接地線與總接地端子箱的接地母線連接，保證電子設備中各部分都能獲得統一的基準電位，避免信號間干擾。

2.4 安全接地

為了保證人身和電子設備本身的安全，防止在發生接地故障時其外露導電部分上出現超過限值的危險的接觸電壓，將電氣設備外露導電部分通過保護線與接地體之間作良好連接即為安全保護接地。在智能化建筑內，用電設備非常多，當電氣設備絕緣損壞時，其外殼有可能帶電，如果沒有做安全接地，一旦人體觸及此設備的外殼可能被電擊傷或造成生命危險，所以通過將大樓內的用電設備以及設備附近的一些外露金屬構件，用PE線連接起來，降低有可能帶電電氣設備外殼對地的電位差，使人體所承受的電壓大大降低來保護人身安全。

2.5 屏蔽接地與防靜電接地

在現代智能建筑內，各種設備繁多，在設計中必須考慮電磁兼容問題。為了避免所有設備的機能障礙，避免出現設備非正常損壞，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。這些干擾的產生原因多種多樣，其最主要來源是超高電壓，大功率輻射電磁場，自然雷擊和靜電放電。這些現象會對用來發送或接受高頻率傳輸的設備產生很大的干擾，因此對這些設備及布線必須采取保護措施。屏蔽接地和防靜電接地是防止電磁干擾的最有效方法。將設備外殼與PE線連接，將需要屏蔽的導線管路兩端與PE線連接等都是非常有效的措施。

智能化建筑中的精密電子設備多布置在潔凈、干燥的房間內，在平時的運行、維護中難免有摩擦并產生大量的靜電，如果沒有良好的接地，不僅會對電子設備產生干擾，甚至會將設備芯片擊穿損壞。將帶靜電物體或有可能產生靜電的物體（非絕緣體）通過導靜電與大地構成電氣回路的接地即為防靜電接地。這就要求在潔凈干燥的環境中，將所有設備外殼及相關設施必須與PE線或導靜電地板多點可靠連接，防止靜電危害。

2.6 接地電阻

智能建筑接地裝置的接地電阻越小越好，獨立的防雷保護接地電阻應不大于10歐，獨立的安全保護接地電阻應不大于4歐，獨立的交流或直流工作接地電阻應不大于4歐，防靜電接地電阻一般要求不大于100歐。在智能化建筑中通常情況下，弱電、強電與防雷等接地其實是接在一起的，即為共用接地體（或聯合接地），這時要求接地電阻不大于1歐。

結語

因為智能化系統采用計算機參與管理或使用計算機作為工具，所以其接地系統宜采用單點接地(指工作接地、信號接地、安全接地在設備上相互分開、各自獨立的接地系統)及等電位措施。可從機柜引出三個相互絕緣的接地端子，再由引線引到總等電位銅排上共同接地，避免混合接地 (將工作接地、信號接地、安全接地三種接地聯結在一起再用引線接到總等電位銅排上)產生安全隱患。

[1]常永東;高層建筑電氣系統設計與線路安裝要點探析[J].中小企業管理與科技，2009.

[2]張洪艷;淺談住宅電氣設計經驗[J].科技資訊，2009(16).