市政電氣設(shè)計(jì)中接地有關(guān)問(wèn)題研究

梁東輝

摘要：市政工程中與電氣有關(guān)的設(shè)施隨處可見(jiàn)，是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡摹Ｊ姓姎庠O(shè)計(jì)具有社會(huì)性及公開(kāi)性，在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)保證電氣系統(tǒng)的安全性及功能性。本文從市政電氣設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相對(duì)應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：市政；接地故障；電氣設(shè)計(jì)

1.市政電氣設(shè)計(jì)中與接地相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題

1）建筑物防雷接地問(wèn)題

進(jìn)行建筑物防雷接地設(shè)計(jì)，是建筑安全保障的基礎(chǔ)性措施。然而在實(shí)際操作中，防雷設(shè)計(jì)缺乏規(guī)范性，導(dǎo)致構(gòu)建筑物安全防護(hù)范圍的確定受到限制，不能發(fā)揮設(shè)計(jì)指導(dǎo)性作用。缺乏參照性規(guī)范，設(shè)計(jì)者在電氣接地設(shè)計(jì)中只能通過(guò)主觀判斷確定構(gòu)建筑物，如污水處理廠構(gòu)建筑物，在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)在建筑防雷相關(guān)規(guī)范要求下，對(duì)污水處理廠雷擊次數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并提出相關(guān)措施。在實(shí)際操作中，仍存在著防雷引下線間距、接閃器規(guī)格等不符合實(shí)際要求、不符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的狀況，以致留下安全隱患。

2）水處理構(gòu)筑物裝置接地問(wèn)題

在市政電氣設(shè)計(jì)工作中，常常將工藝構(gòu)建筑物設(shè)置為人工接地極，又被稱(chēng)之為等電位接地或重復(fù)接地，并采取鍍鋅扁鋼將建筑物接地與配變電所接地相連接，這種現(xiàn)象的存在，表明很多電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)電位聯(lián)接與接地認(rèn)識(shí)不足，缺乏對(duì)兩者關(guān)系的有效處理，引起設(shè)計(jì)問(wèn)題。

3）道路照明配電接地系統(tǒng)的存在的問(wèn)題

在建筑物內(nèi)采用TN—S及TN—C—S方式比較多.大部分市政道路照明配電接地系統(tǒng)也采用了TN—S方式，但根據(jù)使用單位反映.部分道路照明路燈經(jīng)常出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，誤動(dòng)作太多。其實(shí)，處于室外環(huán)境的道路照明，條件不盡相同，使用TN—S不一定能完全保證安全，其中一個(gè)重要因素是室內(nèi)環(huán)境要求作等電位連接，作為防電擊的重要措施之一；而處于室外環(huán)境的道路照明則難以作等電位連接。這是TN—S接地系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于建筑物內(nèi)，而不適宜于室外的主要原因。在已經(jīng)有較完善的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的今天，有條件采用以上幾種方式，對(duì)于道路照明更符合安全要求。

4）10KV配變電問(wèn)題

在市政10KV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)中，普遍采取的是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，應(yīng)用這種系統(tǒng)，即使是出現(xiàn)了一定故障問(wèn)題，電力系統(tǒng)仍可以在一定時(shí)間范圍內(nèi)保持正常工作，可以保障供電可靠性及穩(wěn)定性，提高用電安全性。在城市化進(jìn)程的推動(dòng)下，10KV網(wǎng)絡(luò)電纜數(shù)量不斷增加，其接地故障電容電流逐漸超過(guò)了最高限20A的設(shè)計(jì)要求。電弧能量增加，在出現(xiàn)接地故障后，其自動(dòng)熄滅的可能性降低，容易引起短路問(wèn)題。如配電變壓器10KV側(cè)出現(xiàn)接地故障，容易導(dǎo)致過(guò)電壓出現(xiàn)，出現(xiàn)電擊事故或引起短路、火災(zāi)等安全事故。

5）線路保護(hù)及線路安全問(wèn)題

在市政電氣設(shè)計(jì)中，往往會(huì)因不規(guī)范操作及技能缺失，引起接地故障。在應(yīng)用電流保護(hù)時(shí)，因缺乏對(duì)最大配電距離與出線保護(hù)靈敏度檢測(cè)等，引起線路安全故障。如在道路、高架橋等線路電氣設(shè)計(jì)中，其照明系統(tǒng)與檢修電源干線回路多設(shè)計(jì)為帶狀，地下水等鏈接式配電干線則設(shè)計(jì)為分散狀或點(diǎn)狀。在進(jìn)行配電距離設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)綜合考慮過(guò)電流保護(hù)靈敏度與電壓損失等要求，但進(jìn)行電流靈敏度檢驗(yàn)等過(guò)程較為繁瑣且成本較高，在市政電氣設(shè)計(jì)中多將其擱置，引起線路安全性問(wèn)題。

2.解決以上問(wèn)題的針對(duì)性措施

1）建筑物防雷接地問(wèn)題的解決

從現(xiàn)實(shí)的情況出發(fā)，對(duì)如高架橋、污水處理廠等構(gòu)建筑物而言，做好低阻抗接地和等電位連接的問(wèn)題是電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在污水處理廠設(shè)計(jì)中，由于其氧化溝的占地面積較大，其結(jié)構(gòu)鋼筋和基礎(chǔ)鋼筋本身已形成良好的等電位連接并聯(lián)通路和較低的接地電阻，因此，并不需要進(jìn)行過(guò)多的處理；建筑物上的配電線路，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(duì)于導(dǎo)線外露部分，則要求進(jìn)行局部性的等電位連接，以實(shí)現(xiàn)防護(hù)效能；在儀表信號(hào)線路設(shè)計(jì)時(shí)，則要求經(jīng)過(guò)儀表內(nèi)的電涌保護(hù)器后進(jìn)行接地電位連接。在高架橋設(shè)計(jì)時(shí)，也要進(jìn)行同樣要求的設(shè)計(jì)，如橋墩內(nèi)作為引下線的鋼筋應(yīng)與上部橋面的結(jié)構(gòu)鋼筋、金屬欄桿（包括燈桿）和基礎(chǔ)鋼筋做好連接，形成良好的低阻抗電氣通路；橋上的路燈線路應(yīng)穿鋼管并接地；橋下箱式變電站的接地裝置應(yīng)與防雷引下線共用接地裝置，其接地電阻主要取決于電氣裝置對(duì)人身安全的合理要求值；如果分為兩個(gè)接地系統(tǒng)，往往難以滿足間隔距離的要求，則兩者應(yīng)實(shí)施等電位連接，以消除雷電流在兩接地體之間土壤阻抗上的共模電位差對(duì)電氣裝置的危害，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人身安全的保護(hù)。

2）水處理構(gòu)建筑物裝置接地問(wèn)題的解決

針對(duì)水處理構(gòu)建筑物裝置的接地問(wèn)題，必須全面認(rèn)識(shí)接地與電位連接的差異性和聯(lián)系，進(jìn)行規(guī)范性接地。在接地設(shè)計(jì)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(shí)，要采用PE線進(jìn)行重復(fù)接地，以實(shí)現(xiàn)重復(fù)接地后的對(duì)地電位降低功能，進(jìn)而使接觸電壓降低，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)；對(duì)于三相四線制供電線路的重復(fù)接地，則會(huì)增強(qiáng)其設(shè)備保護(hù)的功能，防止設(shè)備燒壞或燒毀；由于其功能的存在，往往將其運(yùn)用到水處理構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)上，若進(jìn)行重復(fù)接地，那么漏電設(shè)備和人體之間就不會(huì)存在電位差，也就不會(huì)發(fā)生人身電擊危險(xiǎn)。

3）道路照明配電接地問(wèn)題的解決

目前，在一般建筑物中較多的采用TN―S及TN―C―S方式。但引發(fā)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是很多道路照明路燈都會(huì)發(fā)生經(jīng)常性斷電現(xiàn)象，也就是跳閘問(wèn)題。事實(shí)是，在室外照明中，環(huán)境和條件有很大的區(qū)別，采取TN―S有很大的不穩(wěn)定性。主要原因就是預(yù)防電擊室內(nèi)環(huán)境需要作電位連接；然而在室外環(huán)境的道路照明無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。所以TN―S不適合用于室外而較多用于室內(nèi)。但是隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)具備了較完善的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，我們已經(jīng)具備采用TT方式的條件，對(duì)于道路照明來(lái)說(shuō)已經(jīng)達(dá)到了相關(guān)的安全要求。

在低壓配電系統(tǒng)中，接地故障與帶電導(dǎo)體間的短路相比，比較容易發(fā)生。最為常見(jiàn)的就是因?yàn)榻拥毓收弦鸬拈g接接觸電擊事故，此外，生活中電氣設(shè)備引發(fā)的火源也是由于接地故障引起的電弧、電火花所導(dǎo)致。然而對(duì)接地故障引起的間接接觸電擊的防護(hù)有相當(dāng)高的難度，原因就在于接地系統(tǒng)要求和接地故障防范措施不盡相同。涉及要求遵從《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054―2011）要求。

4）10kV配變電問(wèn)題的解決

針對(duì)其問(wèn)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(hù)在同一建筑物內(nèi)時(shí)，可采用共用接地設(shè)置；其次若在不同建筑物內(nèi)，則設(shè)置兩個(gè)接地系統(tǒng)，而且接地點(diǎn)要與配電變壓器距離適當(dāng)，其接地電阻要控制在4Ω及以下，并在不具備等電位連接設(shè)置的地方進(jìn)行TT系統(tǒng)設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)人身保護(hù)。

5）線路保護(hù)及線路安全問(wèn)題對(duì)策

為實(shí)現(xiàn)接地裝置安全性，應(yīng)在分析接地系統(tǒng)類(lèi)型的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的接地保護(hù)方式。一旦出現(xiàn)故障并以過(guò)電流進(jìn)行防護(hù)時(shí)，則需要通過(guò)計(jì)算電纜末端電流值進(jìn)行準(zhǔn)確效驗(yàn)，并判斷低壓斷路器可靠性。通過(guò)低壓斷路器進(jìn)行接地保護(hù)，嚴(yán)格保證保護(hù)靈敏度符合設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)及線路安全。

3.結(jié)語(yǔ)

總結(jié)，針對(duì)市政電氣安全的問(wèn)題，重在預(yù)防，要從最源頭進(jìn)行防控，電氣設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮好各項(xiàng)問(wèn)題，尤其是最普遍的電氣接地問(wèn)題，更要綜合多方面因素，再設(shè)計(jì)過(guò)程中予以重視，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只有這樣才能保障電氣設(shè)施運(yùn)行中或特殊情況下的安全性。

參考文獻(xiàn)：

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