公共建筑物中強電系統(tǒng)的接地內(nèi)容及設計方案要點

朱人杰

（天尚設計集團有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

目前，公共建筑物中主要使用強電和弱電2 種用電系統(tǒng)形式，這2 種用電系統(tǒng)在接地形式、工作性質以及運行方式等方面都存在不同。強電系統(tǒng)在設計過程中需要考慮的標準和要求較多，需要專業(yè)的人員結合實際公共建筑物情況，選擇合適的接地方式，嚴格按照相關設計要點進行接地設計，保證強電系統(tǒng)接電系統(tǒng)設計的質量，從而保證了公共建筑物的安全性[1]。

1 公共建筑物強電系統(tǒng)接地安全要求及原則

1.1 強電系統(tǒng)接地安全要求

對于強電系統(tǒng)接地的安全要求具體如下。1）每個接地裝置所使用的接地線在2 根及以上，而且在不同點和接地體進行電氣連接。不能使用鋁制導體材料作為接地體或者接地線。垂直接地體應該使用圓鋼、扁鋼或者角鋼。2）在TN 系統(tǒng)中，要保證零線的接地裝置中的電阻值小于10Ω，而且在所有重復接地的等效電阻值也應小于10Ω。

1.2 接地設計的基本原則

1.2.1 規(guī)范性原則

在公共建筑物的強電系統(tǒng)中，接地設計要嚴格按照國家的規(guī)章制度進行，并參照具體的設計標準，進行規(guī)范性的設計，不管是制圖還是設計接地系統(tǒng)，都要保證其準確性，因此，設計人員在設計完成后，要進行仔細核對，避免出現(xiàn)設計上的錯誤[2]。

1.2.2 防雷性原則

在對公共建筑物進行強電系統(tǒng)接地設計時，也要嚴格按照經(jīng)濟性原則，不僅能夠保證接地系統(tǒng)的安全性和方便性，能夠快速將雷電導入大地，同時防雷接地系統(tǒng)在接入電網(wǎng)時，應該選擇合適的電阻值。

1.2.3 功能性原則

在對公共建筑物強電系統(tǒng)進行接地設計過程中，要充分意識到接地系統(tǒng)對于建筑整體安全性的重要性，體現(xiàn)出接地設計的功能，主要是保證建筑物中各種電器的安全，同時還要保證建筑物整體的美觀性，突出其功能性。

2 接地系統(tǒng)分類

2.1 保護接地系統(tǒng)

保護接地系統(tǒng)也被稱為TT 系統(tǒng)，第一個T 是電力系統(tǒng)中的中性點直接接地，第二個T 是負載設備外露與帶電體相連接的金屬導電部分沒有直接連接，也就是電源中性點直接接地，設備外露的部分中的可導部分進行接地是保護接地方式，其接地極應該和公用接地網(wǎng)或者總結先端子進行精準連接，并保證連接的可靠性。在運行TT 系統(tǒng)時不需要安裝連續(xù)監(jiān)測絕緣狀態(tài)的電器，但是其中RCD 需要周期性的檢驗[3]。一般TT 系統(tǒng)適用于分布比較分散的小型低壓用戶中，或者適用于含有爆炸危險和用于精密電子設備供電的場所。盡管TT 系統(tǒng)能夠有效地降低漏電設備中的故障電壓，但是無法將電壓控制在安全范圍內(nèi)。同時再將TT 系統(tǒng)聯(lián)合防雷系統(tǒng)時，需要設置剩余電流保護器的裝置，從而有效地將雷電導入TT 系統(tǒng)中，減少人被電擊的危害[4]。TT系統(tǒng)圖如圖1 所示。

圖1 TT 系統(tǒng)圖

2.2 接零保護系統(tǒng)

接零保護系統(tǒng)也被稱為TN 系統(tǒng)，主要是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相連接，假如設備外殼出現(xiàn)帶電情況，應用該系統(tǒng)，能夠將漏電電流轉變?yōu)槎搪冯娏?，進而熔斷熔絲，設備斷電，起到保護作用。在TN 系統(tǒng)中，還包括TN-C系統(tǒng)、TN-S 系統(tǒng)以及TN-C-S 系統(tǒng)。TN-C 系統(tǒng)是將工作零線當做接地保護線的系統(tǒng)，用于觸電危險性較低、用電設備較為簡單的場所，其中PE 線和N 線聯(lián)合起來，形成統(tǒng)一的保護接零系統(tǒng)，能夠快速去除大電流的故障回流，從而保證供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[5]。TN-S 系統(tǒng)是將工作零線和專用保護線分開的系統(tǒng)，主要用于具有高效性和安全性的環(huán)境中，將PE 線和N 線分開來，在系統(tǒng)能夠正常工作時，PE 線上不會帶有電流，但是將PE 線和N 線分開，相比其他接地系統(tǒng)設計來說需要的成本更高。TN-C-S 系統(tǒng)具備以上2 種系統(tǒng)的優(yōu)勢，是在臨時供電中采用TN-C 方式供電，在施工現(xiàn)場采用TN-S 方式供電，進而在總配電箱中分出保護線，這種系統(tǒng)廣泛應用于民用建筑或者一些工廠的低壓配電接地系統(tǒng)中。

根據(jù)接地系統(tǒng)的整體分析，這種供電系統(tǒng)更適合用于具有高級性的供電系統(tǒng)中，能夠保證系統(tǒng)整體的安全性。然而這種系統(tǒng)方式也有顯著的特點，需要中性線和保護線相互連接、相互配合，才能將其中保護線路的電流保證系統(tǒng)的安全性。然而，假如中性線缺乏穩(wěn)定性，就會大大降低整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，需要提高對接地系統(tǒng)穩(wěn)定性的重視程度，保證公共建筑物中的強電系統(tǒng)的性能[6]。在接地系統(tǒng)中，中性點的斷開會導致中性點出現(xiàn)偏移，假如三點不對稱會導致用電負荷不能正常工作，所以在進行中性點設計時，要設計多點接地，并且多處重復接地處理，而且中性點的路徑應該和相線具有一致性，不能將中性線和接地線混在一起使用，只有這樣，才能保證強電系統(tǒng)在整個過程中提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，而且也能保證建筑物的安全性，還有接地系統(tǒng)的維護水平，同時能有效提升建筑用電的安全性，能夠滿足一些用電穩(wěn)定的設備。

2.3 IT系統(tǒng)

在IT 系統(tǒng)中，I 表示電源側沒有進行工作接地，T 表示負載側進行接地保護，可用于供電線路短的系統(tǒng)中，IT 供電具有安全性和可靠性，而且即便中心點沒有直接接地，設備外殼出現(xiàn)漏電情況，但是電流相對較小，不會對電源電壓的平衡造成破壞。當出現(xiàn)第一次故障時，故障的電流較小，可以不切斷電源就能保證電氣設備的安全性，能夠通過警報裝置將故障進行提示。但是在出現(xiàn)第二次故障時，應該及時切斷電源。該系統(tǒng)一般用于供電距離較短，要求供電電流具有連續(xù)性的場所，例如醫(yī)院、會議室和礦井等地。當供電距離較長時，可以對電容進行考慮，主要是線路對大地的分布電容，在出現(xiàn)短路問題或者漏電問題時，系統(tǒng)的保護性能較低，因此，IT 系統(tǒng)不適合長距離供電。

3 公共建筑物強電系統(tǒng)接地設計方案

3.1 接地線設計

接地線一般是在各種布線系統(tǒng)中必須做接地處理的設備和接地母線之間的連線，所使用的接地線均為絕緣材料，例如銅質線，橫截面積在4 mm2以內(nèi)。假如布線系統(tǒng)采用具有屏蔽性質的電纜進行布線時，在建筑物中插座接地可利用其作為接地線連接到每層的配線柜。布線系統(tǒng)利用穿鋼管或者金屬線槽進行敷設時，應該注意與電氣的連接，是連續(xù)性的，其兩端也要有良好的接地處理，這樣才能保證接地線設計的安全性和可靠性[7]。

3.2 接地母線設計

接地母線一般處于布線系統(tǒng)接地線的中心處，是公用的接地連接點，在公共建筑物中，每一層樓的配線柜都應該和該層的接地母線相連接。同時，和接地母線同一配線間布線所使用的金屬架以及接地干線等也要和該接地母線相連接。接地母線同接地線一樣，都采用銅質線，一般尺寸為6 mm×50 mm（厚×寬），所使用的線的長度根據(jù)工程實際情況進行確定。另外，接地母線還要利用電鍍錫，從而將接觸電阻減小，假如沒有進行電鍍，就需要將導線在固定在母線之前，對母線進行清潔，只有做到這樣，才能保證接地母線設計的電阻值處于安全范圍內(nèi)。

3.3 接地干線設計

接地干線是從總接地母線上引出來的線，目的是將所有的接地母線連接起來。因此在進行接地干線設計時，需要考慮建筑物的結構形式、大小以及布線路由和空間的配置等因素，同時也要保證接地干線設計與布線電纜的干線敷設協(xié)調(diào)一致。一般接地干線設計安裝在受保護的位置，建筑物中水管或者金屬電纜屏蔽層皆不能當做接地干線的保護裝置。假如建筑物中使用2 個或以上垂直的接地干線時，每個干線之間每隔三層需要和接地干線等截面的絕緣導線進行焊接，這樣設計接地干線，能夠保證接地干線的準確性，不受外力物理損壞，提升強電系統(tǒng)接地設計的水平[8]。

4 結語

總而言之，針對公共建筑物中強電系統(tǒng)的接地設計安全要點和原則，需要提高設計人員的綜合能力，分析建設的公共建筑物具體情況，采用合適的接地系統(tǒng)方式，明確TT 接地系統(tǒng)、TN 接地系統(tǒng)和IT 接地系統(tǒng)的使用方式和應用場所，結合實際公共建筑物的建設情況，做好建筑強電系統(tǒng)的接地處理，提高建筑物的防雷能力，從而提高強電系統(tǒng)的接地安全性，進而保證公共建筑物的整體用電安全。