市政电气设计中与接地有关的几个问题

摘要：由于设计的不规范性，往往会出现防雷接地、构筑物装置接地、路线安全等问题，文章对这些问题进行了分析，并提出了针对性解决措施。

关键词：市政电气设计；接地故障；构建物；安全效益

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0134-02

接地是基于安全防护而进行的一项电力工作，其将电力电讯等相关性设备的外壳接上地线，充分利用大地的回流作用，来抑制触电事故的发生。由于市政建设的公开性和社会性，在进行电气设计中，更要考虑到接地防雷设计，以实现电气设计的安全效应。但是，由于不规范性的操作，往往会出现一些错误性设计，这就影响了电气设计的功能性和安全性。

1 市政电气接地设计中存在的问题

1.1 建筑物防雷接地问题

建筑物防雷接地设计是基础性的安全设计，由于防雷设计规范性的缺失，往往造成构建物的范围确定受限，这就不利于进行实际性的设计，而参照性规范的缺失，只能让设计者根据自身的经验对构建物进行确定，如高架桥、水处理厂等属于构建物，在其设计中，对污水处理厂进行电气设计，依据《建筑物防雷规范》将污水处理厂的氧化沟进行雷击次数计算，并根据计算数值设置相应的防御措施。在高架桥上，进行防雷分类与计算等，这具有一定的正确性。但是，从其具体做法来看，往往具有一定不规范性。如接闪器网格尺寸、防雷引下线的间距等不能满足实际要求，也不能达到《建筑物防雷规范》标准，这就造成其设计的准确性降低，进而引起相关性的安全问题。如高架桥的引下线为桥墩内钢筋，其间距较大，且高于引下线要求，这就造成防雷引下线与实际引下线的偏差加大，进而起不到防御风险的作用。

1.2 水处理构筑物装置的接地问题

在市政电气设计中，往往将每个工艺构建物进行人工接地极设置，通常称之为“重复接地”或是“等电位接地”，而一些建筑物往往将竭力与配变电所的接地通过镀锌扁钢进行连接，这突出反映了很多工作者对接电与电位联结的认识并不清楚，并没有很好处理两者之间的关系。认为要进行电位联结必须进行接地设置，或是将两者完全同等化，这就造成设计中问题的存在。

1.3 线路保护和线路安全问题

因接地故障而引起的触电问题是最为常见的电击事故，而在其故障情况下，多会引发因电火花、电弧而产生的火灾。而这种间接性的问题故障，其难度控制要高于直接触电电击。但是由于技能性的缺失或是不规范的操作，往往会造成间接性事故问题的增加，而反映在工程设计中，则是常用的IT系统。在采用过流电进行保护中，往往会因为缺失对出线保护灵敏度和最大配电距离检测，而造成线路安全危机。其主要发生在道路、高架桥等路线以及隧道电气设计中，其照明以及检修电源的干线回路多成带状，而在地下水或是渗透液的提升泵站点的链接式的配电干线，其负荷呈现出点状或是分散状。而在配电距离设计中，应当适应于电压损失和过电流保护灵敏度的要求，但是由于检验过程较为麻烦，而且消耗大量经济性资源，常会造成其检验搁置，进而影响了线路的安全性

保护。

1.4 10kV配变电问题

在10kV配电网设计中，往往采用中性点不接地系统，此系统能够在故障发生后一两个小时内实现持续性工作，这就有效提升了供电的可靠性和用电安全性。而随着城市化进程的加快，10kV网络电缆数量逐渐增多，对地电流也就超出了20A的最高限，而由于电弧能量的增加，使得在发生接地故障时的自动熄灭概率降低，这就容易造成短路现象，进而加大了事故的发生率。因此，很多城市根据电网电缆不断增加的趋势进行低电阻接地系统设置，然而此系统的高电流特征，给10/0.4kV配电设计带来一些影响。而在接地后的低电阻问题管理上，则没有直接性的参照，这就引起一些安全问题。

2 解决以上问题的针对性措施

2.1 建筑物防雷接地问题的解决

《建筑物防雷规范》中建筑物的不明确性是造成其问题存在的原因，而实际上，防雷规范并不能简单地应用到桥梁以及污水处理厂中。而其实现，则要做好低阻接地以及等电位联接问题的处理，只有如此才能实现接地安全性。在污水处理厂设计中，由于其氧化沟的占地面积较大，结构基础主要是钢筋，这就为电位联接和低电阻提供了先天性的条件，因此，并不需要进行过多的处理；建筑物上的路线，应当在金属桥架内设置，并要求钢管和桥架接地，促使其屏蔽作用的发挥；而对于导线外露部分，则要求进行局部性的电位连接，以实现防护效能；在仪表信号线路设计时，则要求经过仪表内的电涌保护器后进行接地电位联结。在高架桥设计时，也要进行同样要求的设计，将桥墩内的引下线设置的钢筋与桥面的钢筋和基础钢筋进行联结；路灯路线要穿过钢管后接地；桥下箱式变的装置要和防雷引下线装置同用一个接地装置，以实现对人身安全的保护性。

2.2 水处理构筑物装置的接地问题的解决

针对于水处理构筑物装置的接地问题，必须全面认识接地与电位联结的差异性和联系。进行规范性接地。在接地设计中，要将TN系统充分利用，在电气装置与低压系统电源接地点的距离超出50米时，要采用PE进行重复接地，以实现重复接地后的对地电位降低功能，进而刺激接触电压的降低，实现安全保护；对于三相四线供电路线的重复接地，则会增强其设备保护的功能，防止设备烧坏或是烧毁；由于其功能的存在，往往将其运用到水处理构筑物设计上，若不进行重复接地，那么漏电设备和人体之间就不会存在电位差，也就不会发生人身电击危险。

出于市政电气设计的经济效益和安全效益方面的考虑，在现在的接地规范中，往往要求采用自然界地为接地极，这不仅能够有效节省施工量，降低钢材、石料等的使用，而且可有效利用大地线路传导的作用，实现降低电阻和延长使用寿命的作用。而在构筑物中运用结构钢筋进行电位联结，可有效实现重复接地的目的，这既能实现接地的安全性能，也有效推动了市政电气设计经济效益的实现。而就电击防护来看，进行电位联结的目的在于实现导电部位的电位等同，这可有效降低电击危险，进而实现人生安全的保证。

2.3 线路保护和线路安全问题的解决

在设计中，要充分依据不同的接地系统采用不同的接电保障方式，以实现接地装置的安全性。当出现接地故障以过电流进行防护时，要将出现电缆末端的电流值进行精确性算出，其要根据变压器和低压侧母线值进行定位，以实现对低压断路器可靠性的判断。在进行单相短路计算时，要明确电阻温度取值，可采用绝缘材料稳定性计算和最高工作温度计算实现；当采用低压断路器进行接地保障时，要进行保护灵敏度验算，以实现对其灵敏度检测，提升线路的安全性。

2.4 10kV配变电问题的解决

针对于其问题，首先，要严格按照《交流电气装置接地》要求进行标准化定位，以不同位置设置不同的接地装置，如当变电所与低压用户在同一建筑内时，可进行共用接地设置；其次若在不同建筑内，则进行两个接地，而且接地点要与配电电压器距离适当，其接地电阻要控制在4Ω，并在不具备等电位联结设置的地方进行TI系统设置，以实现人身保护。

3 结语

市政电气设计中的接地问题，关系到电气设计安全性，也是实现市政设计有效性的重点。在设计过程中，由于设计者对相关规范认识模糊，往往会引起一些问题，这就要求在设计中，根据电气设计要求，进行规范性和实际性设计，以实现设计的有效性。

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作者简介：何世骈（1980—），男，广东人，中国华西工程设计建设有限公司深圳分公司电气工程师，研究方向：电气（市政）。

（责任编辑：黄银芳）