智能建筑及工業電氣設備安裝工程中的接地問題分析

王建強

摘 要：科學技術的快速發展使我國各行業有了新的發展空間和機遇。在開展建筑電氣設備安裝以及施工作業的過程中，確保接地系統安裝工作的有效性以及合理性，不僅能夠保障建筑物免于危險因素的損壞，同時還能夠確保施工人員的生命安全。

關鍵詞：智能建筑及工業電氣設備；安裝工程；接地問題

1 引言

我國經濟的快速發展推動我國建筑行業發展迅速。在具體的建筑施工和電氣設備安裝過程中，接地系統的合理、有效的安裝不僅可以保護建筑物免遭安全因素的損害，還能夠保護施工人員和相應人員的人身安全。雖然接地系統的安裝步驟簡單，看似比較容易，但是實際操作起來非常繁雜。

2 電氣接地裝置的技術要求

（1）在進行電氣接地裝置安裝作業之前，應該詳細掌握工程施工單位已批準的要求進行施工，并且還應該有監理單位以及施工單位的監督。（2）一般情況下，接地電阻的要求：低壓電氣設備的接地電阻應該小于4Ω，500A以下的接地短路電流的高壓保護接地電阻應該小于0.5Ω；重復接地電阻應該小于10Ω；變壓器中性點的接地電阻應該小于4Ω；而防雷裝置的沖擊電阻應該小于30Ω。（3）設置接地系統。該環節的工作不僅需要用到自然接地體，同時還應該確保接地導體以及接地極在滿足熱穩定性要求的前提下還需要滿足機械強度以及防腐蝕要求。此外，還需要確保接地系統防腐蝕設計的年限與地面工程使用年限相同，防腐蝕的設計應該根據當地的腐蝕數據確定。

3 接地系統對土壤性質的要求

在電氣設備的實際安裝過程中，良好的接地系統能夠為故障電流和雷電感應電流提供一個流入大地的導體通道，從而保證電氣設備在遭受上述電流影響時能夠安全運行。這就要求電氣設備的接地系統安裝必須要符合相關標準和要求，對相應的材料、連接方法以及土壤條件進行嚴格篩選。研究表明，接地系統的安裝中對土壤性質的要求如下：首先，土壤的含水量要足。通常情況下，土壤的含水量越多，其電阻率越低，其導電性能越好，更能將電流導入到大地之中；其次，選取合適的溫度層。一般情況下，若土壤的溫度過低，對其電阻率將明顯升高，不利于電流的導入，因此，若在寒冷地區安裝該系統，必須要將其安裝到凍土層以下，以保證系統的要求；最后，土壤的類型對接地系統也有一定的影響。研究表明，黑色土壤以及有機物含量豐富的土壤就有更好的電解性能，也能夠保持住較多的水分，其電阻率較低，相比之下，沙土地不能維持住水分其電解性能也非常差，因而電阻率非常高。因而在施工過程中要嚴格篩選土壤的類型。為了保證接地系統的正確安裝和運轉的有效性，在安裝之前工作人員首先要用電阻測試儀器對其電阻率進行測試。通常采用的方法為：四點測量法、三點測量法和兩點測量法，其中四點測量法的實踐效果最有效，三點測量法適用于不同深度土壤層的測量。在測量完土壤的電阻率之后，要想方設法降低其不符合要求土壤的電阻率，我們通常用增加土壤的含水量的方法進行操作，普遍的做法為：在土壤層中加入電解質，比如硫酸銅和氯化鈉等物質，該方法雖然檔次成本較低，但需要反復操作，造成不必要的成本損失；采用接地增效劑，該法的性能較好、效果穩定，不需要進行后期維護，此法值得在實踐中進一步推廣應用。

4 防雷接地

雷電是自然界中常見的災害之一，雷電會對各種電氣設備的運行產生嚴重影響，因此將雷電流迅速導人大地，以防止雷害是建筑接地保護中的常用方式，在智能化建筑中有大量電子設備以及綜合布線系統，一旦受到雷擊則很有可能會導致整個系統癱瘓，防雷接地主要針對建筑物內的信息機房以及建筑內信號源。防雷接地有兩種方式，一種是在外部布設防雷系統，一種是在建筑內部進行防雷接地設計。（1）智能化建筑外部防雷系統。智能樓宇物外部防雷系統裝置主要包括接閃器、引下線、接地裝置和屏蔽裝置。同時，在智能樓宇物材料的選擇上，要盡量選擇一些具有雷電防護功能的材料，例如智能樓宇物的天花板、墻和地板中可以設置金屬加強鋼筋、金屬框架、金屬屋頂等，從而形成格柵型空間，對雷電災害進行有效屏蔽。另外，在智能樓宇物設計過程中要加強避雷針、避雷帶、避雷網等設施的應用，將這些設備與引下線相連，從而有效防止雷擊災害。（2）智能化建筑內部防雷設計。接地是將雷電電流引入地下的重要過程，在智能樓宇電氣系統建設過程中必須要做好接地工作，尤其是一些新建的電子設備機房，機房中的電氣設備繁多，接線復雜，共用接地模式可以極大地提高電氣設備系統的穩定性，出現雷電災害時可以減少雷電災害的沖擊。在智能化建筑內部防雷設計中主要有以下幾種方式：第一，等電位聯結。等電位聯結是指用連接導線將處于防雷空間內的防雷物體、金屬物體、電氣電信裝置等連接在一起，其目的是為了消除電位差，使得防雷空間中的電位處于一個相對平衡的狀態，從而降低空間內的接觸電壓。智能化建筑的等電位聯結有兩種方式，一種是總等電位聯結，一種是局部等電位聯結。第二，安裝浪涌保護器。對于智能樓宇低壓配電系統設計而言，安裝電涌保護器時，首先要對其位置進行合理選擇，在穿過智能樓宇物兩個不同的雷電保護區交界處的供電和配電線路上可以安裝浪涌保護器，浪涌保護器應該要符合I級分類試驗。在穿過兩個不同的雷電保護區交界處的電源線路上可以安裝符合II級分類試驗的浪涌保護器。

5 接地故障泄漏電流的監測

隨著智能化建筑的增多和工業設備性能的提高，設備安裝工程中對接地可靠性的要求越來越高。為此，對于對接地要求高的建筑物和設備，應當注意對接地故障電流的監測。監測故障電流的方法是讓相線和中性線穿過一個電流互感器。電流互感器用于檢測相線和中性線電流的瞬時向量和。如果系統內沒有對地泄漏電流，電流互感器檢測出的電流和應該近似為零。如果三相負荷不平衡，則電流差會通過中性線。監測故障電流的方法視電流互感器的安裝位置可以有以下幾種情況：（1）監測含有中性線的主干回路。對只有很少幾臺設備的小型電氣系統這種方法是可行的。但是對于大型電氣系統需要裝多個電流互感器，否則難以查找故障點。（2）監測變壓器中性點到總接地端子板間的電流。這種方法是直接監測泄漏電流而不是相線和中性線的向量和。（3）監測參考接地線上的電流。這種方法用于監測有專門參考接地線的電氣系統。采用這種方法，裝在參考接地線上的電流互感器不僅可以監測泄漏電流，還可以檢驗接線錯誤、導線和與參考接地線連接的設備的絕緣等問題。（4）隔離變壓器或噪音抑制變壓器二次回路的監測。這種方法可以監測可編程控制器和其它敏感電子設備的絕緣水平、接線有無錯誤以及二次回路上是否存在故障。

6 結語

總而言之，在對接地系統進行設計以及安裝的過程中，除了要考慮系統的理論線路之外，還應該考慮施工所在地的土壤特性、施工環境、接地導體的材料以及安裝技術等方面的內容。只有對各個環節進行科學合理的把控，才能確保建筑電氣接地系統的安裝質量，從而保障設備安全穩定運行。

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