淺析民用住宅接地系統(tǒng)

【摘 要】本文主要介紹接地系統(tǒng)的分類、接地型式以及民用住宅接地系統(tǒng)的組成，主要包括配電系統(tǒng)接地、信息系統(tǒng)接地、等電位接地及防雷接地。

【關(guān)鍵詞】接地；配電系統(tǒng)；信息系統(tǒng)；等電位；防雷

1 序言

接地是為了保證電氣設(shè)備正常工作和人身安全而采取的一種用電安全措施，接地通過金屬導(dǎo)線與接地裝置的連接來實(shí)現(xiàn)。接地裝置將電氣設(shè)備和其他生產(chǎn)設(shè)備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下，從而避免人身觸電和可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等事故。

2 接地系統(tǒng)的分類和型式

接地系統(tǒng)根據(jù)接地的作用和功能不同，一般可分為工作接地、保護(hù)接地及防雷接地。工作接地是為了滿足電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的運(yùn)行要求，而將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)進(jìn)行接地，如變壓器的中性點(diǎn)接地，消防、監(jiān)控系統(tǒng)的綜合接地；保護(hù)接地，也稱安全接地，是為了防止電氣設(shè)備因內(nèi)部絕緣損壞，導(dǎo)致可接觸外露導(dǎo)電體帶電，對(duì)人身安全造成危險(xiǎn)而進(jìn)行的接地，如變壓器、配電柜（箱）、照明器具金屬外殼的接地；防雷接地是為了防止建筑物和電力系統(tǒng)受雷擊時(shí)，產(chǎn)生的過電壓對(duì)建筑物和電力系統(tǒng)造成損壞而進(jìn)行的接地。

接地系統(tǒng)根據(jù)電源及電氣設(shè)備可外露導(dǎo)電體與地的關(guān)系，可分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)三種型式。

3 民用住宅接地系統(tǒng)的組成

3.1 配電系統(tǒng)接地

民用配電系統(tǒng)主要由高、低壓配電柜、變壓器及發(fā)電機(jī)組等部分組成，下面分別介紹它們的接地型式和方法。

3.1.1 高、低壓配電柜接地

高、低壓配電柜的接地包括保護(hù)接地、工作接地及屏蔽接地。保護(hù)接地是指高低壓柜外殼的接地，當(dāng)柜內(nèi)電氣設(shè)備的絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，流過保護(hù)接地裝置的故障電流可以使相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障設(shè)備。另外也可以降低接地電阻保證外殼的電位在人體安全電壓值之下，從而避免因外殼帶電而造成的觸電事故。工作接地是指高、低壓配電柜內(nèi)互感器二次線圈的接地，如果互感器二次回路沒有接地點(diǎn)，則接在互感器一次側(cè)的高電壓將通過互感器一、二次線圈間的分布電容和二次回路的對(duì)地電容形成分壓，將高電壓引入二次回路，從而影響測(cè)量的精度，甚至造成保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)作。屏蔽接地是指高、低壓配電柜引入的電力電纜和控制電纜屏蔽層的接地，目的是為了降低電纜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)周圍電氣設(shè)備及人員的傷害。高壓電纜屏蔽接地時(shí)要注意接地線不要通過高壓柜的零序互感器，以免對(duì)高壓保護(hù)系統(tǒng)造成誤動(dòng)作。

3.1.2 變壓器的接地

變壓器的接地包括工作接地和保護(hù)接地兩種，民用住宅中使用的變壓器，多為干式電力變壓器。工作接地是將變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn)直接接地，主要目的是保證三相線路的對(duì)地電壓平衡，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，產(chǎn)生的短路電流能使短路保護(hù)裝置動(dòng)作，迅速切除故障線路。保護(hù)接地是指變壓器的外殼接地，目的是防止因變壓器內(nèi)部絕緣損壞，致使外殼帶電，而對(duì)接觸的人造成人身傷害。

3.1.3 柴油發(fā)電機(jī)組的接地

柴油發(fā)電機(jī)組的接地包括工作接地、保護(hù)接地及防靜電接地。工作接地是指發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地；保護(hù)接地是指發(fā)電機(jī)組外殼及機(jī)座等可導(dǎo)電外殼的接地；防靜電接地是指燃油系統(tǒng)的設(shè)備及管道接地。

高、低壓配電柜、變壓器及發(fā)電機(jī)組的接地均要求與建筑物的主接地網(wǎng)做可靠連接，接地電阻不應(yīng)大于4歐姆。

3.2 信息系統(tǒng)接地

民用住宅信息系統(tǒng)主要包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、門禁樓宇對(duì)講系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)中的電子、電氣設(shè)備絕緣水平極低，對(duì)這些系統(tǒng)威脅最大的是雷電產(chǎn)生的過電壓。來自雷電的電壓一般會(huì)高達(dá)幾萬伏，甚至幾十萬伏，即使來自雷電的感應(yīng)電壓，也足以造成信息系統(tǒng)中電子、電氣設(shè)備的損壞，致使系統(tǒng)癱瘓。所以為保證這些系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一定要做好接地工作，主要包括以下兩個(gè)方面：

3.2.1 電磁屏蔽

在信息系統(tǒng)電子、電器設(shè)備較多的建筑物內(nèi)，應(yīng)根據(jù)圖紙和規(guī)范要求，將建筑物做成全屏蔽、部分屏蔽、局部屏蔽或設(shè)備及管線的屏蔽，使雷擊時(shí)的電磁場(chǎng)層層衰減，以達(dá)到防雷的目的。

3.2.2 安裝電涌保護(hù)器

在信息系統(tǒng)設(shè)備的各配電線路上安裝電涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器可遏制瞬態(tài)過電壓和泄放浪涌電流。從總進(jìn)線到用電設(shè)備端通常配置三級(jí)浪涌保護(hù)，經(jīng)過逐級(jí)限壓和放電，逐步消除雷電能量，保證信息設(shè)備的安全。對(duì)信息系統(tǒng)中的重要設(shè)備及主要終端設(shè)備，可在電源進(jìn)線端串聯(lián)安裝插座式防雷器，其作用是將雷電及其他浪涌電壓限制到對(duì)設(shè)備沒有損害的水平，對(duì)日常的電源系統(tǒng)操作過電壓、電源高次諧波也具有限制和保護(hù)作用。

3.3 等電位接地

建筑中的等電位聯(lián)結(jié)，是將建筑物中各電氣裝置和其它裝置外露的金屬及可導(dǎo)電部分與人工或自然接地體用導(dǎo)體連接起來，以減少電位差。等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和衛(wèi)生間等電位聯(lián)結(jié)。

3.3.1 總等電位和局部等電位

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，采用接地故障保護(hù)時(shí)，建筑物內(nèi)應(yīng)將下列導(dǎo)電體作總等電位聯(lián)結(jié)：（1）PE、PEN干線；（2）電氣裝置接地極的接地干線；（3）建筑物內(nèi)的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；（4）條件許可的建筑物金屬構(gòu)件等導(dǎo)電體。所以根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，要在建筑物內(nèi)設(shè)置等電位接地箱。一般每棟建筑內(nèi)都應(yīng)設(shè)置一個(gè)總等電位接地箱，然后根據(jù)需要，在建筑物內(nèi)的弱電機(jī)房、水泵房、消防值班室等室內(nèi)設(shè)置局部等電位接地箱。總等電位箱與建筑物的主接地網(wǎng)直接連接，局部等電位箱與總等電位箱連接，建筑物內(nèi)的所有非電氣裝置的金屬管線就近與等電位箱連接。

3.3.2 衛(wèi)生間等電位

衛(wèi)生間是一個(gè)對(duì)用電要求非常高的區(qū)域，人在洗浴時(shí)身體皮膚潮濕，阻抗下降，此時(shí)人體能承受的安全電壓不超過12V，若超過該電壓，人的心臟即發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)，血液循環(huán)尤其是中樞神經(jīng)的血液供應(yīng)不能維持，人將在極短時(shí)間內(nèi)因缺氧致死。為了人身安全要求，衛(wèi)生間內(nèi)必須要做局部等電位。衛(wèi)生間等電位的做法是將衛(wèi)生間內(nèi)的金屬物件，如水管、暖氣、金屬潔具等接到同一個(gè)等電位裝置上，這樣一旦其中某一部位帶電，通過與等電位箱的連接，衛(wèi)生間內(nèi)的所有金屬導(dǎo)電體都帶電，人體接觸到其中的兩個(gè)或兩個(gè)以上部位時(shí)，由于這些帶電體的所帶的電位相同，不會(huì)形成電位差，所以人體便無電流通過，就如同落在高壓線上的小鳥并不會(huì)被高壓電所電擊到一樣。

3.4 防雷接地

防雷接地，是指通過設(shè)置攔截、疏導(dǎo)最后泄放入地的一體化系統(tǒng)方式，以防止由直擊雷或雷電電磁脈沖對(duì)建筑物本身或其內(nèi)部設(shè)備造成損害的防護(hù)措施。流過防雷裝置的雷電流幅值很大，可以達(dá)到數(shù)百千安，但持續(xù)的時(shí)間很短，一般只有數(shù)十微秒。防雷接地系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：

3.4.1 雷電接受裝置：直接或間接接受雷電的金屬桿（接閃器），如避雷針、避雷帶（網(wǎng)）、架空地線及避雷器等；

3.4.2 接地線（引下線）：雷電接受裝置與接地裝置連接用的金屬導(dǎo)體。它的作用是把雷電接受裝置上的雷電流傳遞到接地裝置上，接地線一般采用圓鋼或扁鋼組成；

3.4.3 接地體：包括接地裝置和裝置周圍的土壤或混凝土，作用是把雷擊電流有效地泄入大地，現(xiàn)在常用的接地裝置有水平接地極、垂直接地極、延長(zhǎng)接地極和基礎(chǔ)接地極。

民用建筑中根據(jù)建筑物的高度和重要性的不同，一般可分為一類防雷、二類防雷和三類防雷，高層建筑為了防止雷側(cè)擊，還應(yīng)設(shè)置水平避雷帶和均壓環(huán)，與外墻上的欄桿、門窗等較大金屬物相連接。防雷施工時(shí)一定要根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，防雷工程還應(yīng)通過當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的驗(yàn)收。

4 結(jié)束語

建筑物的接地系統(tǒng)對(duì)建筑物的安全至關(guān)重要，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工和驗(yàn)收。只有建筑物的接地系統(tǒng)安全可靠，在發(fā)生危害時(shí)才能保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50169-2006

[2]《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95

[3] 百度文庫

作者簡(jiǎn)介：

李春巖，1981年1月出生，2004年7月畢業(yè)于吉林大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)。