基于市政電氣設計中的接地問題探討

馮潤本

摘要：在市政電氣設計中，接地設計占有十分重要的位置，因為接地與市政電氣系統運轉的安全性與穩定性有著非常密切的關系。在市政電氣接地設計的過程中，相關工作人員往往會出現以下一些問題：對設計規范的內容不是十分的了解、不注重設計細節等等。而一旦出現這些問題，整體的市政電氣設計都會受到影響。所以，相關工作人員一定要豐富自己的專業知識，在工作的時候集中精力，從而將市政電氣接地設計工作做好，使接地設計具有較高的實用性能。本文就接地設計中存在的問題進行探討。

關鍵詞：市政;接地概述;接地故障;電氣設計

1.接地概述

在一般情況下，接地可以分為兩種形式，第一種形式是：工作接地，顧名思義，工作接地主要是為了保證正常工作而實施的接地;第二種形式是：保護接地，保護接地主要是為了使電氣系統穩定運轉，確保使用者的安全而實施的。

2.接地設計中存在的問題

2.1線路保護和線路安全問題

因接地故障而引起的觸電問題是最為常見的電擊事故，而在其故障情況下，多會引發因電火花、電弧而產生的火災。而這種間接性的問題故障，其難度控制要高于直接觸電電擊。但是由于技能性的缺失或是不規范的操作，往往會造成間接性事故問題的增加，而反映在工程設計中，則是常用的IT系統在采用過流電進行保護中，往往會因為缺失對出線保護靈敏度和最大配電距離檢測，而造成線路安全危機。其主要發生在道路、高架橋等路線以及隧道電氣設計中，其照明以及檢修電源的干線回路多成帶狀，而在地下水或是滲透液的提升泵站點的鏈接式的配電干線，其負荷呈現出點狀或是分散狀。而在配電距離設計中，應當適應于電壓損失和過電流保護靈敏度的要求，但是由于檢驗過程較為麻煩，而且消耗大量經濟性資源，常會造成其檢驗擱置，進而影響了線路的安全性。

2.2道路照明配電接地系統存在的問題

目前，在一般建筑物中較多的采用TN-S及TN-C-S方式。但引發的現實問題是很多道路照明路燈都會發生經常性斷電現象，也就是跳閘問題。事實是，在室外照明中，環境和條件有很大的區別，采取TN-S有何大的不穩定性。主要原因就是預防電擊室內環境需要作電位聯結;然而，在室外環境的道路照明無法實現這一點。所以TN-S不適合用于室外而較多用于室內。但是，隨著科技的發展，現在已經具備了較完善的剩余電流動作保護器，我們已經具備采用1tI方式的條件，對于道路照明來說已經達到了相關的安全要求。

在低壓配電系統中，接地故障與帶電導體間的短路相比，是比較容易發生的故障。最為常見的是，因為接地故障而造成的間接接觸電擊事故。此外，生活中常見的電致火也是接地故障引起的電弧，電火花所造成。然而，對接地故障造成的間接接觸保護具有相當高的難度，原因就在于接地系統接地故障的防范措施和要求不盡相同。

2.3防雷接地問題

建筑物防雷接地設計在市政電氣設計中屬于較為基本的設計。建筑物防雷接地設計往往會出現以下幾種問題：1.防雷設計規范的內容不夠充足，致使防雷設計的實際施工會遇到一些困難;2.防雷設計參照性規范內容不夠全面，相關工作人員就只能根據以往的經驗進行防雷設計，致使防雷引線的間距、接閃器的網格尺寸等細節出現誤差，而這就會影響防雷設施的功能以及建筑物的安全性能。

2.4 10kV配變電應注意的問題

在10kV的配電網中，接地系統的中性點不需要接地，這種接地方式有兩大好處。第一個好處：即使供電系統發生問題，接地系統仍可以繼續運行，運行時間大約為1個半小時;第二個好處：這種接地方式的安全系數較高，保障了使用者的生命安全。對地電流允許通電的最大額度為20A，但是近幾年我國的工業發展的越來越好，自然而然10kV的電纜使用量也就大大的增加了，這也就意味著20A的對地電流已經無法滿足廣大民眾對電的需求了。而且，接地系統一旦發生問題，整個電路就易出現短路現象，這種情況嚴重的阻礙了市政電氣系統的運轉，也危害到了人民的生命安全。

3.解決以上問題的針對性措施

3.1線路保護和線路安全問題的解決

在設計中，要充分依據不同的接地系統采用不同的接電保障方式，以實現接地裝置的安全性。當出現接地故障以過電流進行防護時，要將出現電纜末端的電流值進行精確性算出，其要根據變壓器和低壓側母線值進行定位，以實現對低壓斷路器可靠性的判斷。在進行單相短路計算時，要明確電阻溫度取值，可采用絕緣材料穩定性計算和最高工作溫度計算實現;當采用低壓斷路器進行接地保障時，要進行保護靈敏度驗算，以實現對其靈敏度檢測，提升線路的安全性。

3.2道路照明配電接地問題的解決

解決目前一般道路照明配電體統TN-S接地方式所導致的安全問題，主要措施是在已經有較完善的剩余電流動作保護器的今天，采用對于道路照明更符合安全要求的TT方式。其優勢在于：TT方式的接地故障電流比TN方式更小，使用熔斷器或斷路器更不能滿足規范要求，所以應選用剩余電流動作保護器，這種保護器的動作電流僅為幾十、以至幾百毫安，最大達幾安培，容易使之動作，更能保證安全。附加一個好處，是TN方式，不設PE線，比TN—S方式省了一條線，對三相配電線路，選用四芯電纜（或架空線）即可。TT方式要求燈桿接地，由于多數使用金屬燈桿，有良好接地條件，使用鋼筋混凝土桿，接地條件也較好。TT方式的接地電阻要求不高，比之TN方式要求重復接地，并不會增加費用。

3.3建筑物防雷接地問題的解決

從現實的情況出發，對如高架橋、水處理廠等構筑物而言，做好低阻抗接地和等電位聯結的問題是電氣設計的關鍵。在污水處理廠設計中，由于其氧化溝的占地面積較大，其結構鋼筋和基礎鋼筋本身已形成良好的等電位聯結并聯通路和較低的接地電阻，因此，并不需要進行過多的處理;建筑物上的路線，應當在金屬橋架內設置，并要求鋼管和橋架接地，促使其屏蔽作用的發揮;而對于導線外露部分，則要求進行局部性的電位連接，以實現防護效能;在儀表信號線路設計時，則要求經過儀表內的電涌保護器后進行接地電位聯結。在高架橋設計時，也要進行同樣要求的設計，如橋墩內作為引下線的鋼筋應與上部橋面的結構鋼筋、金屬欄桿（包括燈桿）和基礎鋼筋做好連接，形成良好的低阻抗電氣通路;橋上的路燈線路應穿鋼管并接地;橋下箱式變的接地裝置應與防雷引下線接地共用接地裝置，其接地電阻主要取決于電氣裝置對人身安全的合理要求值;如果分為兩個接地系統，往往難以滿足隔離間距的要求，則兩者應實施等電位聯結，以消除雷電流在兩接地體之間土壤阻抗Zearth上的共模電位差對電氣裝置的危害，以實現對人身安全的保護性。

3.4 10kV配變電問題的解決

針對于其問題，首先，要嚴格按照《交流電氣裝置接地》要求進行標準化定位，以不同位置設置不同的接地裝置，如當變電所與低壓用戶在同一建筑內時，可進行共用接地設置;其次若在不同建筑內，則進行兩個接地，而且接地點要與配電電壓器距離適當，其接地電阻要控制在4Ω，并在不具備等電位聯結設置的地方進行TT系統設置，以實現人身保護。

4.結語

總結，針對市政電氣安全的問題，重在預防，要從最源頭進行防控，電氣設計之初就應該考慮好各項問題，尤其是最普遍的電氣接地問題，更要綜合多方面因素，在設計過程中予以重視，嚴格按照標準執行，只有這樣才能保障電氣設施運行中或特殊情況下的安全性。

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