论某高层建筑的接地安全

杨 春 霞

(太原市城市规划设计研究院，山西 太原 030012)



论某高层建筑的接地安全

杨 春 霞

(太原市城市规划设计研究院，山西 太原 030012)

结合某高层建筑实例，论述了接地在建筑电气设计中的重要性，阐述了防雷接地、系统接地及保护接地的方法，并总结了接地过程中的注意事项，有利于保证建筑电气系统的安全运行。

高层建筑，电气设计，防雷接地，系统接地，保护接地

随着社会的发展，在建筑电气设计中，在关注实用性和安全性的同时，安全性正日益受到重视。而在电气安全设计中，接地无疑起到举足轻重的作用。

能提供或接受大量电荷可用来作为稳定良好的基准电位或参考电位的物体，一般指大地，理论上约定为零电位。不管是低压配电装置还是人们日常生活所使用的电器等都有一个零的参考电位，只有确定了参考电位，各种电气设备才能正常运行和使用。各电气设备与大地做可靠连接称作接地。但大地不是像电气设备那样配置有连接导线的接线端子的，为此需在大地内埋入接地极引出接地线来实现与大地的连接。所以接地极即是用作与大地相连接的接线端子。就建筑物而言，它本是一个相对的地。

某一类高层地上30层，地下3层，地下1层为设备用房，设有配电室，弱电室；1层设有消防控制室，地下2层，3层战时为常六核六甲类二等人员掩蔽所，平时为住宅储藏室。地上部分1层，2层，3层局部为住宅。结构体系为剪力墙结构。根据当地供电部门要求，居民用电和公共用电配电室分开计量和管理，独立进线。

1 防雷接地

建筑电气防雷接地主要是通过接地系统将建筑物电气系统和接闪器直接接受或者间接感应的雷电流引入大地中，在实际应用中建筑电气防雷接地装置主要包括接地装置、接地线和雷电接收装置。

根据建筑物的长宽高和当地的年平均雷暴日，算出雷击次数小于0.25，为三类防雷，采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带组成的接闪器。并应在整个屋面上组成20 m×20 m或24 m×16 m的网格，沿建筑物屋顶女儿墙设置φ10热镀锌圆钢作为避雷带，凡凸出屋面的所有金属构件，如金属通风管、屋顶风机等均应与避雷带可靠焊接。

本工程利用建筑物基础钢筋作为水平接地体，利用剪力墙内4根Φ16以上主钢筋作为防雷引下线，根国标GB 50057—2010，利用建筑物内钢筋作为引下线之间没有距离要求，但是为了防建筑物引下线附近的接触电压和跨步电压，引下线的数量不少于10处，本工程为18处满足要求。引下线上端与避雷带，均压环焊接，下端与接地网焊接，确保形成电气通路。接地极利用基础承台梁中下部纵向主筋(4根)及承台梁下管桩(间隔选取)之竖向主钢筋；基础地梁中主筋应互焊(引上，下)且纵向搭接处焊接；管桩竖向主钢筋互焊后采用两根主钢筋与承台梁接地极连为一体。

每一个配电系统都需要考虑两个接地，一个是电源端带电导体的一点(通常是电源处自电源星形结点(中性点)引出线上的一点)的接地设置；另一个是电气装置内外露导电部分(例如电气设备的金属外壳)的接地设置。前者称系统接地，后者称保护接地。

2 系统接地

在TN-C系统接地形式和TN-S系统接地形式之间选择TN-C-S接地形式。具体分析如下：1)TN-C-S系统采用三相四线制进线，从室外箱变的变压器低压侧引来，其中一根为PEN线，节约了一根导线的成本，更经济。2)在总线进户处做重复接地，引出工作零线N线和保护接地线PE线，并在接地点后严格分开不再合并。3)在进户处做重复接地后，系统接线形式变为TN-S，为减少接地故障引起的电气火灾危险可在低压配电柜出线处装设剩余电流动作保护器RCD。4)因为中性线和保护接地线相互独立，在需要双电源供电的消防用电设备末端切换箱，可以安装同时切断中性线的四极开关，隔断杂散电流，防止通过零线传递危险电位，确保现场维护人员的安全。5)因为在进线处做了重复接地，TN-S系统有效避免了中性线上的各点电位的不同，从而防止因电子信息设备上的电位差而产生的干扰，使电子信息系统的安全性得到保障。

TN-C-S系统电源进线自户外预装式变电站引来，在进建筑物时(例如总配电箱处)做重复接地，接地后工作零线和接地线严格分开。不但节省了一根专用的PE线，而且安全性能也能有很好的保障。当发生接地故障人体遭受电击时，其接触电压和TN-S系统一样，都是建筑物内故障电流在PE线上的电压降没有差别。

在小区变电站引来的三相四线电源进建筑物做重复接地时，通常会遇到这样的问题：保护接地中性线到底是先接PE线母排还是中性线母排，这也是在设计中容易忽略的一个问题，觉得差别不大。其实不然，两者的先后顺序有着本质的区别，如果处理的不好还会带来潜在的安全隐患。如先接中性线母排，如果低压配电室内配电柜的中性线连接板导电性能欠佳，而整个楼座的用电设备都失去PE线的保护，但是用电设备却能一直工作，而且居民建筑中，存在大量的家用电器，还有一些手持电器，但其中的安全隐患是很难被发现的，可想而知带来的严重后果。应该先接PE母排，即使和母排的连接导电不良，导致中性线上没有电流通过，设备不工作，但是这种故障我们是很容易发现并排除的，不会有潜在的危险，与我们的设计理念也是相符的。

3 保护接地

保护接地主要措施有：1)总等电位联结；2)辅助等电位联结；3)局部等电位联结。

本工程总等电位联结措施，采用在本楼设备层的配电室内设置总等电位联结端子板(MEB)，总接地端子板与配电系统及电源进线之PE线、接地装置的接地母排、进户电缆金属外皮、进出户水管、采暖管、信息系统进线保护管及金属构件、电梯井构架等均用等电位联结线连接。

在地下二三人防层建筑结构中的金属构件，如防护密闭门、密闭门、防爆波活门的金属门框等均应做等电位连接。各防护单元应相互连通成总等电位，并应与总接地体连接。

各层电气竖井内设置楼层等电位接地端子板和竖向接地干线，通过接地干线形成整个建筑物的等电位连接网络。各层等电位接地端子板与接地干线相连，并与楼板钢筋做等电位联结。

本工程带洗浴的卫生间等潮湿场所均设置局部等电位联结，在各卫生间内门后距地0.3 m处设一LEB端子板(暗装)，端子板通过25×3镀锌扁钢与就近结构柱内钢筋连接，端子板设BVR-1×4JDG16暗敷至各金属设备及构件处做端子盒，以备卫生间设备及金属构件就位后做局部等电位联结。

辅助等电位联结，本工程所有金属桥架(线槽)及其支架、引入(引出)电缆金属保护管间均做可靠金属连接，且桥架(线槽)全长不少于两处与PE线连接，连接点为就近的相关配电箱，连接导线为BV-1×16导线。

本小区设两处户外预装式变电站，进建筑物共有三趟电源，居民用电，公共用电，备用回路。

在居民用电、公共用电和备用电源进线三处进户点设置MEB端子板，采用室内环形导体将总等电位连接端子板互相连通。以使每一电源进线所供范围内的电气设备的金属外壳和其邻近的装置外可导电部分之间，在发生接地故障时呈现的电位差降低。

室内环形导体采用40×4镀锌扁钢墙内暗敷，在支撑点处或过墙处，设有绝缘防护。

由上述的防雷接地可知：本工程利用基础钢筋做水平接地极，而且一般情况下总能满足接地电阻值的要求，不需要另增人工接地极。进出建筑的水暖干管(金属材质一般都经过镀锌处理)，电缆的金属外皮(铜质)，一般都进入建筑物内与MEB总等电位端子板做可靠连接，而MEB端子板分两处与基础钢筋焊接，因此，都可以看作很好的自然接地体，并且耐腐蚀。基础承台梁中主筋，被水泥包裹，不会因与酸性或碱性的泥土接触而受其腐蚀。其寿命几乎是无限长，不需要定期检验或更换接地极，可节省大量维护工作和费用，所以无需再打人工接地极来作接地。

综上所述，在一栋建筑物内接地的种类很多，防雷接地、系统接地、保护接地等。实际每个工程的情况是十分复杂的，随着城市的建设，道路的扩建，市政管网的覆盖，没有一个工程建筑能有完全独立的接地系统，不但施工起来难度大，空间场地也非常受限制，即使实现了，因为不同的地导致的电位差也会带来内在的安全隐患和干扰。因此，接地导体少，系统简单经济、便于维护、可靠性高且低阻抗的共用接地系统才是最好的选择。

在电源进建筑物处做重复接地，并在整个建筑内做等电位联结，在多处电源进户处采用M型圈连，总等电位连接箱MEB与建筑物内钢筋可靠焊接，并在消防控制室，弱电室，人防的防化值班室设置局部LEB端子箱。并通过电气竖井设置纵向接地干线，与每楼层每户的卫生间的局部等电位端子箱LEB可靠连接。接地装置采用共用接地，接地体主要采用建筑物基础内钢筋做水平接地极，并与各进线处的MEB可靠焊接。通过以上的安全措施，对建筑电气低压配电系统因接地故障而引起的接触电压能起到保护作用，能保证整个楼的电气安全。

[1] 杨云娜.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探讨[J].电子技术与软件工程，2015(6)：138-139.

[2] 商 琦.高层建筑电气防雷及接地技术探讨[J].电子技术与软件工程，2014(8):157-158.

[3] 李葆珺.民用电气的接地保护措施探究[J].科技创新，2015(10):212-213.

Discussion on the grounding safety of high-rise building

Yang Chunxia

(TaiyuanUrbanPlanningDesignInstitute,Taiyuan030012,China)

Combining with a high-rise building example, this paper discussed the importance of grounding in building electrical design, elaborated the methods of lightning protection grounding, system grounding and protection grounding, and summarized the matters needing attention in grounding process, to ensure the safe operation of building electrical system.

high-rise building, electrical design, lightning protection grounding, system grounding, protection grounding

1009-6825(2016)32-0140-02

2016-09-07

杨春霞(1984- )，女，工程师

TU976.1

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