電氣接地和電氣安全的問題

苑星

【摘 ?要】將電力系統和電氣設備的某一部分經接地線連接到接地極上，稱為接地。亦可說成電氣設備的任何部分與大地（土壤）間作良好的電氣連接。

【關鍵詞】電氣安裝接地裝置接地保護

1接地保護的概念及作用

1.1 接地保護的概念

接地保護通常又被稱為保護接地，也就是將電力系統或電氣設備的某一部份經過接地線與專門的接地體連接成一體。在電力系統中接地的部份一般是中性點;電氣設備的接地部份則是正常情況下不帶電的金屬導體，一般是金屬外殼。為了保護安全的需要，把不屬于電氣系統或裝置的導體，例如：水管、風管及建筑物的金屬構件（如鋼結構或玻璃幕墻的金屬立柱）和接地體相連也可稱為接地保護。

1.2接地的作用

1.2.1防止電擊。人體阻抗和所處環境的狀況有極大的關系，環境越潮濕，人體的阻抗越低，也越容易遭受電擊。

1.2.2保證電力系統的正常運行。

1.2.3防止雷擊和靜電的危害。雷電發生時，除了直接雷外，還會生產感應雷，感應雷又分為靜電感應雷和電磁感應雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。

1.3 接地保護裝置的構成

接地保護裝置一般是由接地極、接地導體和總接地端子（總接地母排）等構成的。總接地端子（總接地母排）通過接地導體與接地極連接，實現電氣裝置需接地部分與地的連接，又可通過保護導體、保護聯結導體與電氣裝置內外露可導電部分、電氣裝置外可導電部分的聯結，實現總等電位聯結。

2 幾種接地系統的類型分析

2.1TN-C系統

TN-C系統屬于三相四線系統，該系統中性線N與保護接地PE合二為一，通稱為PEN線。該系統對接地故障靈敏度高，且線路經濟簡單，但是只適合用于三相負荷較平衡的場所。會使設備外殼（與PEN線連接）帶電，對人身安全構成威脅，也無法取到一個合適的電位基準點，精密電子設備無法準確可靠運行。因此TN-C接地系統不適合做智能建筑的接地系統。

2.2 TN-C-S系統

TN-C-S系統由兩部分組成，一是TN-C系統，二是TN-S系統，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區域變電所引來的場所，進戶之前采用TN-C系統，進戶處做重復接地，進戶后變成TN-S系統。PE線連接的設備外殼及金屬構件在系統正常運行時，始終不會帶電。TN-S接地系統明顯提高了安全性，如果采取接地引線，從接地體一點引出，并且選擇正確的接地電阻值，使電子設備共同獲得一個等電位基準點等措施，那么TN-C-S系統可以作為智能建筑的一種接地系統。

2.3 TN-S系統

TN-S屬于三相四線加PE線的接地系統。當建筑內設有獨立變配電所時，通常進線采用該系統。該系統的特點是中性線N與保護接地線PE，除了在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有電氣連接。中性線N帶電，PE線不帶電。該系統完全具備安全性和可靠性。如果對于計算機等電子設備沒有特殊的要求時，一般智能建筑都采用這種接地系統。

2.4 TT系統

TT系統一般被稱為三相四線接地系統。常用于來自公共電網的建筑供電。TT系統的特點中性點接地與PE線接地是分開的。系統在正常運行時，不管三相負荷平衡與否，在中性線N帶電情況下，PE線不會帶電。但是因為公共電網的電源質量不高，不能滿足智能化設備的要求，TT系統因此很少被智能建筑采用。

2.5 IT系統

IT系統被稱為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，只有線電壓（380V），無相電壓（220V），保護接地線PE獨立接地。優點是：當一相接地時，不會使外殼帶有較大的故障電流，系統可以照常運行。缺點是：不能配出中性線N。不適用于擁有大量單相設備的智能建筑。

智能建筑要求保護接地的設備很多，強、弱電設備以及不帶電的導電設備與構件，都須采用有效地保護接地。采用TN-C系統，將TN-C系統中的N線同時用做接地線;在TN-S系統中將N線與PE線接在一起，再連接到底板;不設置電子設備的直流接地引線，將直流接地直接接到PE線上;干脆把N線、PE線、直流接地線混接在一起。如果在TN-S系統中將N線與PE線連在一起再接到設備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設備，外殼均帶電，會擴大電擊;若將N線、PE線、直流接地線均接在一起，除了會發生以上危險外，電子設備會受到干擾導致無法工作。所以智能建筑內應設置電子設備的直流接地、交流工作接地、安全保護接地，及防雷保護接地。由于建筑內大多設有具有防靜電要求的程控交換機房、計算機房、消防及火災報警監控室，和大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設備，還要考慮到防靜電接地以及屏蔽接地的要求。

3智能建筑電氣保護接地的措施

3.1防雷接地

防雷接地作用是雷電流迅速導入大地，以防止雷害。智能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通常都屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。所以對智能建筑的防雷接地設計必須要嚴密、可靠。所有功能接地，必須要以防雷接地系統為基礎，建立嚴密、完整的防雷結構。

智能建筑基本上屬于一級負荷，要按一級防雷建筑物的保護措施設計。接閃器采用針帶組合接閃器;避雷帶采用φ10鍍鋅圓鋼在屋頂組成≤10m×10m的網格，該網格與屋面金屬構件作電氣連接，與大樓柱頭鋼筋作電氣連接，引下線利用柱頭中鋼筋、圈梁鋼筋、樓層鋼筋與防雷系統連接;如果防雷裝置與電氣設備的工作接地合用一個總的接地網時，接地電阻應符合其最小值要求。

3.2交流工作接地

將電力系統中的某一點，直接或經特殊設備與大地作金屬連接，被稱為工作接地。工作接地主要是變壓器中性點或中性線（N線）接地。N線必須用銅芯絕緣線，在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子在箱柜內。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，方便使用單相電源。

3.3安全保護接地

安全保護接地是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬相連接。通常人體電阻要比接地電阻大數百倍，經過人體的電流也比流過接地體的電流小數百倍。當接地電阻極小時，流過人體的電流幾乎等于零。加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是智能建筑電氣系統安全、有效運行的有效保障措施，也是設備及人身安全的必要保障手段。

3.4直流工作接地

在智能建筑內，包含有大量的計算機、通訊設備和帶電腦的大樓自動化設備。一般可采用不小于10mm2的較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。

3.5屏蔽接地與防靜電接地

為了避免設備的機能障礙和設備損壞，構成布線系統的設備應能夠防止內部自身傳導和外來干擾。可將設備外殼與PE線連接;導線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接;室內屏蔽也應多點與PE線可靠連接。如在相對濕度10%～20%的環境中人的走步可以積聚35kV的靜電電壓，沒有良好的接地，不僅會產生對電子設備的干擾，還會擊壞設備芯片。

對以上各種電氣保護接地，其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≤10Ω;獨立的安全保護接地電阻應≤4Ω;獨立的交流工作接地電阻應≤4Ω;獨立的直流工作接地電阻應≤4Ω;防靜電接地電阻一般要求≤100Ω。

4結語

在智能建筑供配電設計中，接地系統占有重要的地位，由于3A智能化建筑的發展前景廣闊，所以在智能建筑中宜選用TN-S系統，即集防雷接地、交直流工作接地、電氣設備安全保護接地、屏蔽接地與防靜電接地于一體的統一接地系統。（在有些工程中，有時也會采用TN-C-S系統）才能保證供電系統的可靠性。發揮智能建筑的作用。

參考文獻：

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[2]王遠鵬.低壓斷路器的選擇安裝與維護[J].山西建筑，2004，（04）.術，2009，（04）.

（作者單位：河北圣松建筑工程有限公司）