关于建筑电气接地的相关问题思考

摘要：随着生活水平的提高，人们对建筑用电的安全提出了更高的要求，这样建筑电气中接地系统便愈显重要，为保证用电的安全需求，人们对电气接地 提出了多项要求，接地的一个主要目的就是为了保障人身的安全。因此对建筑电气接地的相关问题进行探讨具有重要的现实意义。首先列举了当前建筑电气接地 的主要类型，然后对建筑电气接地的施工技术要点进行了阐述，最后详细探讨了建筑电气接地的安装要点。

关键词：建筑电气，防雷接地，保护接地，电阻，等电位联结
1 当前建筑电气接地的主要类型
1.1 工作接地
工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位，它可设为电路系统中的某一段或某一点，其值多为零。若该基准电位不与大地相连，视为相对零电位，则它可能受到外界电磁场的变化影响也随之发生变化，这种不稳定的相对零电位可能引起系统参数变化，使得电路不能稳定工作。
1.2 保护接地
保护接地即将高压电气设备外壳同大地相连，其目的主要有3点：
（1）防止机壳上积累电荷，产生静电放电而引发人体触电或设备损坏事故，如电脑机箱的接地，可有效释放聚集在一起的电荷；
（2）保护接地可屏蔽设备巨大的电场，起到保护作用，如变压器外面的防护栏可屏蔽其自身巨大的电场；
（3）当设备的绝缘损坏而使机壳带电时，保护接地可引起电源保护动作而切断电源，确保人员安全，如电饭煲和电冰箱等的外壳接地。
总之保护接地的目的就是为了安全，因而也是应用最为广泛的一种接地形式。

1.3 防雷接地
如果电力电子设备遭遇雷击，不管是感应雷击或直接雷击，若没有做好防范保护措施，就有可能损坏电气设备，甚至直接造成其报废。所以为防止雷击， 需要针对防雷保护设备设置防雷接地，通常在屋顶、烟囱顶部等较高的部位设置避雷针与大地相连，保护人员和电气设备不受雷击危害。
1.4 仪控接地
仪控接地也称为电子系统接地。主要是指发电厂的热力控制系统、计算机监控系统、数据采集系统、远动通信系统、晶体管或微机型继电保护系统等，为防止干扰、稳定电位而设置的接地。
2 建筑电气接地的施工技术要点
2.1 等电位联结的问题
等电位联结即是将建筑物内的全部设备、组件、构架及金属管道的金属外壳联结在一起，同建筑的防雷系统共同构成联合接地系统，这样可降低相互之间 的电位差，可让强电、弱电、高频和低频电都有一样的参考对地电位，消除接地系统间的相互干扰，防止同一电气装置上电气接地与设备接地不一致而损坏。
2.2 等电位联结层次
等电位联结可分为总等电位联结、局部和辅助等电位联结3个层次，前者对整个建筑物产生作用，可防止由各种金属管道和电气线路从建筑物外引入危险 故障电压，还可降低建筑内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差。后者是在导电部分间用导线直接连通，以减小它们之间的电位差。若电气装置的某 部分接地故障保护不能满足切断回路的时间要求，就可通过做辅助等电位联结来解决。
2.3 等电位联结的措施
（1）采用屏蔽信号电缆时，建议采取辅助等电位导体（如旁路的等电位联结导体）来加强外屏蔽，以限制故障电流由电力系统流向数据电缆、信号电缆、接地的外护套或线芯。
（2）使用公用屏蔽信号或数据电缆时，应采用最小截面为16 mm的铜质材料或其他导体来作为旁路等电位导体。
（3）电力和信号电缆的金属护套须进行等电位联结。
（4）有的建筑物中含有大量信息设备，等电位系统为接地母排时，应将其做成环状。
（5）等电位联结的阻抗应尽可能小，可采用感应电抗和阻抗较低的截面形状，并使联结尽量短。
（6）建筑物中在每一层都有一种等电位网络系统类型，应将这些不同的等电位系统进行互连，并且用导体至少连接两处。
3 建筑电气接地的保护技术
3.1 防雷接地
根据建筑物防雷设计规范规定，建筑物防雷要求分三类。一类、二类防雷建筑物中，应有防直击雷、防雷电感应、防雷电波侵入的措施。二类防雷建筑 物、三类防雷建筑物上，应有防直雷和防雷电波侵入的措施。在考虑一般工作防雷外，还应着重考虑相关智能建筑部分防雷接地，使整个建筑物中的防雷接地形成一个较好的分项工程。智能建筑多属于一级负荷，应按一级防雷建筑的保护措施，接闪器采用针带组合接闪器，避雷带宜采用625px×100px镀锌扁铁在屋顶组成 250px×250px的网格，与屋面所有金属构件做电气连接；与引下线做可靠连接；圈梁钢筋、楼层中钢筋、外墙面上金属构件、金属门窗均应与避雷引下线做可 靠连接，这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止雷电形成的电磁干扰。
各种防雷接地装置的工频接地电阻一般应根据落雷时的反击条件来确定，防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的工作接地时，接地电阻应符合其最小值要求。
3.2 交流接地
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N线接地)必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须 注意，该接线端子不能外露，不能与其他接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接，也不能与PE线连接。在高压系统里，采用中性点接地方式可使接 地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。
3.3 安全接地
安全接地是利用那些不带电的金属部分进行接地，但要与接地做好良好的金属连接。例如将建筑物内所有的电设备和附近的金属构造物用PE线连接起 来，N线和PE线不能连接。在当代的智能建筑物中，这种连接非常常见，常用的强电的设备，弱电的设备或非带点导电设备等都是通过这种方式接地的，以便电气 设备得到更好的保护。如果绝缘体被损坏，但电流直接接触到人体，就会产生导电，严重的电击会造成人员伤亡甚至更严重的问题。但在中性点接地中，接地短路电 流经过人体后再回到大地，在中性点非直接接地的电力系统中，接地电流就直接进入大地，这会对附近电路的电气设备造成影响，也很容易导致触电事故。
4 建筑电气接地中的安装要点
4.1 接地电阻的测量方法
（1）测试接地电阻，应使用专用的接地电阻测试仪，并经过计量检定合格。
（2）测量时要考虑环境条件。对接地极而言，大地是一个电阻性的包绕环境，在测量接地电阻时应该考虑整个临界土壤容积的电阻值，因为它能影响发生接地故障时流人大地的电流大小。
（3）正确设置辅助接地极。由于辅助接地极的正确定位与土壤湿度以及有无其它地下埋设物等因素有关，在选择辅助接地极的位置时，不能让辅助接地极太靠近被测接地极，否则测得的数据将不能反映产生接地故障时的全部电阻值。
4.2 弱电机房的保护接地及电流防护器的施工
（1）高层建筑物弱电机房的接地系统，为了使语音数据设备可靠地运行，而且当雷击和接地故障发生时能够保护操作人员的安全，接地系统必须有正确的等电位连接和接地。
（2）弱电机房必须要加装电流防护器以保护电源线和数据线
直击雷防雷设备的作用是接闪，即防止雷电直接击中机房所在建筑物以及接闪器保护范围内的各种金属管线和用电设备。对于在接闪器保护范围外的各种 金属导线、以及由直击雷所产生的感应雷电、建筑物内所产生的内部电流是不能保护的，对于由电力故障所产生的部分外部电流也是不能保护的。这包括：高压、低 压动力电源线、部分网络和专用数据通信线被雷电直接击中，建筑物内的感应电动机、备用发电机、中央空调、电梯等产生的内部电流，电力故障所产生的各种外部 电流，因为静电感应、电磁感应、电位反击等所造成的各种感应雷电等等。
（3）机房接地不可等同于设备的电流防护，机房接地是计算机设备和精密电子设备正常工作的需要。机房接地主要是防止静电，这样可以保护机器和人员 的安全，另外有些设备接地后才可以正常的工作。所以机房接地并不是用来防止雷电，必须要加装电涌防护器才可以防止雷电和内部、外部电涌。
5 无线通信设备的接地
5.1 无线通讯设备防直接雷接地
防直接雷袭击，我们一般采用避雷针、避雷带、避雷网等传统避雷装置，但要注意，避雷针应当装在高于天线尖端数米，避雷针与天线之间应有一定的间隔，以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。
（1）避雷地线的直流通路的电阻要求足够低，由于雷电浪涌电流较大，频谱较宽且持续时间短，因此要求必须有尽量小的电感量。
（2）地线不能用扁平编织线或绞合线，因为这种线电感较大，不利于泄放雷击电流，且容易被腐蚀。要尽可能使用实心金属导线。
（3）为了增大地表层的泄放面积，可采用埋设有一定问隔的多根接地体，且相互焊接，接地体宜采用热镀锌钢材。
5.2 无线通信设备防感应雷的接地
无论多么完善的避雷针，对感应雷击都无能为力，由于其来自线路的感应电流，加之有的系统屏蔽差，以及没有采取有效的等电位连接措施、综合布线不合理、接地不规范造成地电位反击等，因此需要运用完善的综合防雷手段构成一套完整的感应雷防雷体系。
（1）机房内的设备首先要做到保护地、工作地等电位连接，特别是相关设各机箱的外壳必须接地，以最大程度上减少二次感应雷击的危害。机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上，接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。
（2）通信站传输射频信号的同轴电缆馈线一般都有金属外护层，应在上廓、下部和经走线架进机房入口处就近接地，在入机房处的接地应与地网引出的接地线直接连通，以泻放线缆在外界感应的雷电流。
6 结语
综上，电气工程人员一定充分建筑电气的接地问题，对建筑电气设备选取合理的接地形式，并合理做好相关的接地设计和施工，以便防止人身遭受电击、保证电力系统的正常运行、防止雷击和静电的危害，保证建筑的用电质量和用电安全。

【参考文献】
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[2] 陈俊梅.对建筑电气接地技术的探讨[J].广东科技，2007.9
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