市政電氣設(shè)計中與接地有關(guān)的幾個問題

摘要：由于設(shè)計的不規(guī)范性，往往會出現(xiàn)防雷接地、構(gòu)筑物裝置接地、路線安全等問題，文章對這些問題進(jìn)行了分析，并提出了針對性解決措施。

關(guān)鍵詞：市政電氣設(shè)計；接地故障；構(gòu)建物；安全效益

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）08-0134-02

接地是基于安全防護(hù)而進(jìn)行的一項電力工作，其將電力電訊等相關(guān)性設(shè)備的外殼接上地線，充分利用大地的回流作用，來抑制觸電事故的發(fā)生。由于市政建設(shè)的公開性和社會性，在進(jìn)行電氣設(shè)計中，更要考慮到接地防雷設(shè)計，以實現(xiàn)電氣設(shè)計的安全效應(yīng)。但是，由于不規(guī)范性的操作，往往會出現(xiàn)一些錯誤性設(shè)計，這就影響了電氣設(shè)計的功能性和安全性。

1 市政電氣接地設(shè)計中存在的問題

1.1 建筑物防雷接地問題

建筑物防雷接地設(shè)計是基礎(chǔ)性的安全設(shè)計，由于防雷設(shè)計規(guī)范性的缺失，往往造成構(gòu)建物的范圍確定受限，這就不利于進(jìn)行實際性的設(shè)計，而參照性規(guī)范的缺失，只能讓設(shè)計者根據(jù)自身的經(jīng)驗對構(gòu)建物進(jìn)行確定，如高架橋、水處理廠等屬于構(gòu)建物，在其設(shè)計中，對污水處理廠進(jìn)行電氣設(shè)計，依據(jù)《建筑物防雷規(guī)范》將污水處理廠的氧化溝進(jìn)行雷擊次數(shù)計算，并根據(jù)計算數(shù)值設(shè)置相應(yīng)的防御措施。在高架橋上，進(jìn)行防雷分類與計算等，這具有一定的正確性。但是，從其具體做法來看，往往具有一定不規(guī)范性。如接閃器網(wǎng)格尺寸、防雷引下線的間距等不能滿足實際要求，也不能達(dá)到《建筑物防雷規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，這就造成其設(shè)計的準(zhǔn)確性降低，進(jìn)而引起相關(guān)性的安全問題。如高架橋的引下線為橋墩內(nèi)鋼筋，其間距較大，且高于引下線要求，這就造成防雷引下線與實際引下線的偏差加大，進(jìn)而起不到防御風(fēng)險的作用。

1.2 水處理構(gòu)筑物裝置的接地問題

在市政電氣設(shè)計中，往往將每個工藝構(gòu)建物進(jìn)行人工接地極設(shè)置，通常稱之為“重復(fù)接地”或是“等電位接地”，而一些建筑物往往將竭力與配變電所的接地通過鍍鋅扁鋼進(jìn)行連接，這突出反映了很多工作者對接電與電位聯(lián)結(jié)的認(rèn)識并不清楚，并沒有很好處理兩者之間的關(guān)系。認(rèn)為要進(jìn)行電位聯(lián)結(jié)必須進(jìn)行接地設(shè)置，或是將兩者完全同等化，這就造成設(shè)計中問題的存在。

1.3 線路保護(hù)和線路安全問題

因接地故障而引起的觸電問題是最為常見的電擊事故，而在其故障情況下，多會引發(fā)因電火花、電弧而產(chǎn)生的火災(zāi)。而這種間接性的問題故障，其難度控制要高于直接觸電電擊。但是由于技能性的缺失或是不規(guī)范的操作，往往會造成間接性事故問題的增加，而反映在工程設(shè)計中，則是常用的IT系統(tǒng)。在采用過流電進(jìn)行保護(hù)中，往往會因為缺失對出線保護(hù)靈敏度和最大配電距離檢測，而造成線路安全危機(jī)。其主要發(fā)生在道路、高架橋等路線以及隧道電氣設(shè)計中，其照明以及檢修電源的干線回路多成帶狀，而在地下水或是滲透液的提升泵站點(diǎn)的鏈接式的配電干線，其負(fù)荷呈現(xiàn)出點(diǎn)狀或是分散狀。而在配電距離設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)于電壓損失和過電流保護(hù)靈敏度的要求，但是由于檢驗過程較為麻煩，而且消耗大量經(jīng)濟(jì)性資源，常會造成其檢驗擱置，進(jìn)而影響了線路的安全性

保護(hù)。

1.4 10kV配變電問題

在10kV配電網(wǎng)設(shè)計中，往往采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠在故障發(fā)生后一兩個小時內(nèi)實現(xiàn)持續(xù)性工作，這就有效提升了供電的可靠性和用電安全性。而隨著城市化進(jìn)程的加快，10kV網(wǎng)絡(luò)電纜數(shù)量逐漸增多，對地電流也就超出了20A的最高限，而由于電弧能量的增加，使得在發(fā)生接地故障時的自動熄滅概率降低，這就容易造成短路現(xiàn)象，進(jìn)而加大了事故的發(fā)生率。因此，很多城市根據(jù)電網(wǎng)電纜不斷增加的趨勢進(jìn)行低電阻接地系統(tǒng)設(shè)置，然而此系統(tǒng)的高電流特征，給10/0.4kV配電設(shè)計帶來一些影響。而在接地后的低電阻問題管理上，則沒有直接性的參照，這就引起一些安全問題。

2 解決以上問題的針對性措施

2.1 建筑物防雷接地問題的解決

《建筑物防雷規(guī)范》中建筑物的不明確性是造成其問題存在的原因，而實際上，防雷規(guī)范并不能簡單地應(yīng)用到橋梁以及污水處理廠中。而其實現(xiàn)，則要做好低阻接地以及等電位聯(lián)接問題的處理，只有如此才能實現(xiàn)接地安全性。在污水處理廠設(shè)計中，由于其氧化溝的占地面積較大，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)主要是鋼筋，這就為電位聯(lián)接和低電阻提供了先天性的條件，因此，并不需要進(jìn)行過多的處理；建筑物上的路線，應(yīng)當(dāng)在金屬橋架內(nèi)設(shè)置，并要求鋼管和橋架接地，促使其屏蔽作用的發(fā)揮；而對于導(dǎo)線外露部分，則要求進(jìn)行局部性的電位連接，以實現(xiàn)防護(hù)效能；在儀表信號線路設(shè)計時，則要求經(jīng)過儀表內(nèi)的電涌保護(hù)器后進(jìn)行接地電位聯(lián)結(jié)。在高架橋設(shè)計時，也要進(jìn)行同樣要求的設(shè)計，將橋墩內(nèi)的引下線設(shè)置的鋼筋與橋面的鋼筋和基礎(chǔ)鋼筋進(jìn)行聯(lián)結(jié)；路燈路線要穿過鋼管后接地；橋下箱式變的裝置要和防雷引下線裝置同用一個接地裝置，以實現(xiàn)對人身安全的保護(hù)性。

2.2 水處理構(gòu)筑物裝置的接地問題的解決

針對于水處理構(gòu)筑物裝置的接地問題，必須全面認(rèn)識接地與電位聯(lián)結(jié)的差異性和聯(lián)系。進(jìn)行規(guī)范性接地。在接地設(shè)計中，要將TN系統(tǒng)充分利用，在電氣裝置與低壓系統(tǒng)電源接地點(diǎn)的距離超出50米時，要采用PE進(jìn)行重復(fù)接地，以實現(xiàn)重復(fù)接地后的對地電位降低功能，進(jìn)而刺激接觸電壓的降低，實現(xiàn)安全保護(hù)；對于三相四線供電路線的重復(fù)接地，則會增強(qiáng)其設(shè)備保護(hù)的功能，防止設(shè)備燒壞或是燒毀；由于其功能的存在，往往將其運(yùn)用到水處理構(gòu)筑物設(shè)計上，若不進(jìn)行重復(fù)接地，那么漏電設(shè)備和人體之間就不會存在電位差，也就不會發(fā)生人身電擊危險。

出于市政電氣設(shè)計的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益方面的考慮，在現(xiàn)在的接地規(guī)范中，往往要求采用自然界地為接地極，這不僅能夠有效節(jié)省施工量，降低鋼材、石料等的使用，而且可有效利用大地線路傳導(dǎo)的作用，實現(xiàn)降低電阻和延長使用壽命的作用。而在構(gòu)筑物中運(yùn)用結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行電位聯(lián)結(jié)，可有效實現(xiàn)重復(fù)接地的目的，這既能實現(xiàn)接地的安全性能，也有效推動了市政電氣設(shè)計經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)。而就電擊防護(hù)來看，進(jìn)行電位聯(lián)結(jié)的目的在于實現(xiàn)導(dǎo)電部位的電位等同，這可有效降低電擊危險，進(jìn)而實現(xiàn)人生安全的保證。

2.3 線路保護(hù)和線路安全問題的解決

在設(shè)計中，要充分依據(jù)不同的接地系統(tǒng)采用不同的接電保障方式，以實現(xiàn)接地裝置的安全性。當(dāng)出現(xiàn)接地故障以過電流進(jìn)行防護(hù)時，要將出現(xiàn)電纜末端的電流值進(jìn)行精確性算出，其要根據(jù)變壓器和低壓側(cè)母線值進(jìn)行定位，以實現(xiàn)對低壓斷路器可靠性的判斷。在進(jìn)行單相短路計算時，要明確電阻溫度取值，可采用絕緣材料穩(wěn)定性計算和最高工作溫度計算實現(xiàn)；當(dāng)采用低壓斷路器進(jìn)行接地保障時，要進(jìn)行保護(hù)靈敏度驗算，以實現(xiàn)對其靈敏度檢測，提升線路的安全性。

2.4 10kV配變電問題的解決

針對于其問題，首先，要嚴(yán)格按照《交流電氣裝置接地》要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定位，以不同位置設(shè)置不同的接地裝置，如當(dāng)變電所與低壓用戶在同一建筑內(nèi)時，可進(jìn)行共用接地設(shè)置；其次若在不同建筑內(nèi)，則進(jìn)行兩個接地，而且接地點(diǎn)要與配電電壓器距離適當(dāng)，其接地電阻要控制在4Ω，并在不具備等電位聯(lián)結(jié)設(shè)置的地方進(jìn)行TI系統(tǒng)設(shè)置，以實現(xiàn)人身保護(hù)。

3 結(jié)語

市政電氣設(shè)計中的接地問題，關(guān)系到電氣設(shè)計安全性，也是實現(xiàn)市政設(shè)計有效性的重點(diǎn)。在設(shè)計過程中，由于設(shè)計者對相關(guān)規(guī)范認(rèn)識模糊，往往會引起一些問題，這就要求在設(shè)計中，根據(jù)電氣設(shè)計要求，進(jìn)行規(guī)范性和實際性設(shè)計，以實現(xiàn)設(shè)計的有效性。

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作者簡介：何世駢（1980—），男，廣東人，中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司深圳分公司電氣工程師，研究方向：電氣（市政）。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）