民用建筑电气中接地和等电位联结施工技术

党良尤

(中铁城建集团北京工程有限公司，北京 100024)

1 工程概况

河南省清丰县侯窑村棚户区东面为和义路，西面为凤鸣路，南面为新民路，北面为江渎路，它是第一期改造项目的安置区。总体建筑面积在169 000 m2；地面上的总建筑面积在115 000 m2，包括了住宅建筑、礼堂建筑等施工建设；地面下的建筑面积在53 000 m2，包括了地下室、地下车库、人防工程、室外配套工程；其中的室外配套工程还包括对安置区内的道路配套建设、配置强弱电力、门墙和绿化景观的维护和修理、居民日常的供水供电供气以及基本的取暖、地下管道的设计。

2 接地措施及等电位联结措施的必要性

电气系统设计中必不可少的措施就是接地措施和等电位联结措施[1]。一些很严重的电气事故绝大多数都是由电位差引起的，就拿地球来说，它是一个大的导体，电力系统如果与地球保持相等的电位差时可以安全顺利地运行电力系统，反之则会造成严重的灾害。然而，当大地与电力系统存在电位差时，这就需要将电气系统与大地相接。接地线可以确定参考电位，但是不存在与大地之间相连接的端子，所以设备只能连接大地表面。由于大地本身的体积庞大，所以大地与地极之间可以当作存在着大电阻，这就使两者之间的电位差变得很大。因此，保障大地表面与电气系统之间的等电位只满足接地这个条件是不明显的。

由此可见，接地方式不是万能的。一般来说，电气系统和大地表面之间保持电位平衡需要在电气工程的设计中采取等电位连接，这样使接地操作有了新的定义，不再是只利用接地线进行操作。电气系统的接地除了与大地之间的连接以外，还要兼顾与其他导体之间的连接，在其中需要添加一个新的参考电位作为标准，可以简略地称为接地。电气系统可以连接到金属外壳，通过金属外壳实现接地操作。金属外壳电阻较小，并且其产生的电位可以作为标准参考。当去掉大地电位这一因素的情况下，有效地促进等电位组合的效果，构成的电力系统更安全与稳定。

民用建筑电气在设计和操作的过程中有不标准的现象，本身也有一些问题，这就导致其在使用的过程中具有一定的风险。所以，注意的问题在民用建筑中包括接地和等电位联结，特别是在实际现场中对相关技术需要小心谨慎。除了要注意在电气系统的电位平衡以外，产生的其他电位也需要注意，更要确保民用建筑电气的安全和稳定使用。

3 民用建筑接地特点及其接地方式的选择

1)TT接地法。这种供电系统的电气设备直接将金属外壳连接到大地表面，即单独接地没有绝缘层的导电部分，但设计难度大、维护成本高。该系统主要为了精密电子设备的供电，存在室内和室外两个部分，在没有等电位参考的同时，系统在接地运行时必须区分工作电路，保障系统的安全，但难以实现，因此施工中使用较少。

2)IT接地法。此方法不是利用电源完成接地操作，而是通过暴露在外部的电气装置与接地极相连，并导出部分电流。在发生接地故障时，这个系统的主要特点是不会产生太多故障电流，广泛利用在矿山、洞窟等地，提高了安全性，确保了稳定性。然而，此系统不可以使多设备同时用电，这也就导致在民用建筑中使用率颇低。

3)TN-S接地法。通过电源的中性点，此接地方法可以将中性线和保护线区分开来[2]。不带电的金属外壳意味着保护线没有过载的电流，从而发明的插头在保障住宅安全很有帮助，因此，在建筑的电气系统设计中插头是必不可少的，还能满足其大多数时候生活的需要。当这种方法失效时，就会不可避免遇到电压的增加和故障电压的扩散这两个现象。

4)TN-C接地法。此接地方法将中性线和保护线合并使其结合在一起，具有较好的经济效益，在实际使用时也具有实用性。如果出现了短路现象，其设备的安全性将会由电流保护装置控制，自动检测情况并且将电源切断。但TN-C接地方法对电流敏感的仪器有一定的不兼容性，除此之外，容易爆炸的环境、精密的仪器等条件下也不适用此方法。在短路时造成的高电压会降低民用建筑的安全性，在民用建筑的使用上也有局限性。

5)TN-C-S接地法。本系统兼具TN-c-s系统和TN-s系统的优点，在保证电气系统的安全性的前提下，降低其成本。适用于各类民用建筑，如图1所示。

图1 TN-C-S系统示意图

6)建筑电气设计等电位联结施工技术。在民用建筑电气设计中电路与接地系统之间的电位不能相等，可以用等电位联结解决其产生问题。减少接触电压的数值达到电位平

衡，电位相对平衡时提高电气系统的安全性，避免出现危险电压。以防万一，结束后对等电位进行测试，确保其联结的效果持续稳定。得到的结论可以对配电系统运行故障得到有效的防控，其具体操作有局部等电位联结和总等电位联结两种联结方式[3]。

1)局部等电位联结。卫生间一般都是较为潮湿的环境，人体的皮肤在此环境中电阻会有所下降。而且浴室中如果存在金属管，金属管上的极小电压都会与人体接触发生触电危险。所以，改造卫生间这种环境较为潮湿的电气设备时，在插座位置远离水源的前提下需要及时对设备进行防潮处理。在保障电气系统的环境安全后，将局部等电联结端子板埋设在浴室墙壁内，将电气系统和卫生间的金属管道与端子板相连接，可以产生安全稳定的效果[4]。塑料管也可以用来代替金属管，由于塑料管具有导电性，在等电位联结时不需要对导电性的问题进行考虑，这样一来既节省了工作量，又把风险降到了最低，是一个取代的选择。

2)总等电位联结，在安全处理方面，大型修建设计中运用总等电接口，配电箱旁边装置一排总等电位的接头，并将金属管、水管热管等金属管与其他建筑金属元件、接地线等导电部件衔接到能源配电箱的联结线上，这样可以防止整个建筑物的接触电压和各金属部件的电位差升高，同时也会防止其余电线和外部电气设施的风险弊端电压升高。建筑物周围的变电站、加油站等这些设施就像定时炸弹，在总等电位联结设计中应充分考虑，不正确的等电位联结引起的危险电压会对周围环境产生很大的影响。

4 结束语

总之，民用建筑电气设计必须考虑两个重要环节，接地和等电位联结，它们可以保证建筑电气的安全。作为一名建筑师和电气设计师，必须全面考虑建筑物的一些参数，如本身、温度、周围环境和湿度。特别是综合电气系统的功能和安全方面，同时兼备便利性和经济性。接地方式要采取适当的方法，根据现场的情况合理应用；合适的方式就可以达到所需要的效果，只要两个方面做到位，电气系统的安全和有效才会显示出来。

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