機(jī)房接地設(shè)計中常見問題分析

摘"要：電氣設(shè)備接地是確保其穩(wěn)定運(yùn)行與用電安全的核心要素。結(jié)合各規(guī)范條文的學(xué)習(xí)研究，本文聚焦建筑電氣設(shè)計中易忽視的機(jī)電房間或設(shè)備接地問題，并針對風(fēng)機(jī)房、水泵房、電梯機(jī)房等機(jī)房的接地設(shè)計，結(jié)合不同的規(guī)范要求，提出完善建議。

關(guān)鍵詞：設(shè)備機(jī)房；接地；安全文章編號：2095-4085（2024）07-0085-03

0"引言

電氣設(shè)計中有幾大基本原則，無論工業(yè)還是民用，強(qiáng)電還是弱電，排第一位的非安全莫屬。電氣設(shè)計要做到安全，其中很重要的也是最常見的做法之一就是接地。根據(jù)建筑電氣相關(guān)規(guī)范和圖集，主要電氣設(shè)備機(jī)房如開閉所、變配電室、配電間、發(fā)電機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)通訊機(jī)房、消控室、有線電視機(jī)房等場所，每位設(shè)計師都能按規(guī)范要求或圖集上的做法，明確做好設(shè)備接地或?yàn)楹罄m(xù)專項深化預(yù)留接地條件。工作中將不同建設(shè)方對設(shè)計院的要求進(jìn)行比較，并研究、學(xué)習(xí)不同設(shè)計院的電氣設(shè)計圖紙，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)房、水泵房、電梯機(jī)房等設(shè)備房的接地設(shè)計存在多樣性。通過廣泛查閱專業(yè)規(guī)范、圖集及資深技術(shù)人員的文章，本文針對這些設(shè)備機(jī)房，特別是常被忽視的風(fēng)機(jī)房、生活水泵房、消防水泵房泵組以及電梯機(jī)房的接地設(shè)計，提出了自己的見解。期待同行們的寶貴意見與指正。

1"一般設(shè)備房的接地

一般項目風(fēng)機(jī)、水泵配電的接地做法（如圖1），該做法是大部分設(shè)計師習(xí)慣性做法。一般認(rèn)為，風(fēng)機(jī)或水泵的可導(dǎo)電部分通過控制箱內(nèi)PE線已接地，故無需重復(fù)增設(shè)接地的必要。所以一些設(shè)計師在風(fēng)機(jī)房、水泵房內(nèi)一般不再預(yù)留接地端子箱。這種做法占有很大一部分比例。

2"一般設(shè)備房的不同接地做法

對風(fēng)機(jī)房、水泵房的接地，不同電氣設(shè)計師做法各式各樣。一些項目電氣施工圖紙中，風(fēng)機(jī)房、水泵房都沒有設(shè)置LEB或MEB接地端子箱。有的風(fēng)機(jī)吊裝不設(shè)置，而落地安裝則設(shè)置；也有人防區(qū)風(fēng)機(jī)房設(shè)置，而普通地下室風(fēng)機(jī)房不設(shè)置。不設(shè)的理由也多種多樣，有的是短路電流滿足保護(hù)器動作要求，還有的是在國家標(biāo)準(zhǔn)圖集中未找到明確設(shè)置的做法?？傊谙嚓P(guān)規(guī)范條文不明確，電氣設(shè)計師對規(guī)范掌握不全面、圖集無參考的前提下，風(fēng)機(jī)房、生活水泵房、消防水泵房、電梯機(jī)房接地做法不統(tǒng)一，表現(xiàn)形式多種多樣。有的審查師要求被審查的項目補(bǔ)充風(fēng)機(jī)房、水泵房接地端子箱，而依據(jù)哪類規(guī)范條文，卻未給出明確規(guī)范依據(jù)，被審查的電氣設(shè)計師也未必知其所以然。建筑電氣設(shè)計涉及到的規(guī)范數(shù)量多，知識面廣，規(guī)范之間有重復(fù)，甚至不同規(guī)范條文有相悖。完全熟練、全面掌握工作中涉及到的各類規(guī)范也是件不易的事。

3"各類設(shè)計規(guī)范對設(shè)備接地要求

《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》（GB50055-2011）［1］第2章中明確了電動機(jī)接地保護(hù)要求。對應(yīng)消防設(shè)備配電，設(shè)計師一般采用具有單磁脫扣兼過負(fù)荷報警功能的斷路器，配合熱繼電器做相間短路兼做接地故障防護(hù)。《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-2011）［2］第5.2.4條：“建筑物內(nèi)的總等電位聯(lián)結(jié)，應(yīng)符合下列規(guī)定：每個建筑物中的下列可導(dǎo)電部分，應(yīng)做總等電位聯(lián)結(jié)：1）總保護(hù)導(dǎo)體（保護(hù)導(dǎo)體、保護(hù)接地中性導(dǎo)體）；2）電氣裝置總接地導(dǎo)體或總接地端子排”及《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-2011）第5.2.5條“當(dāng)電氣裝置或電氣裝置某一部分發(fā)生接地故障后間接接觸的保護(hù)電器不能滿足自動切斷電源的要求時，尚應(yīng)在局部范圍內(nèi)將本規(guī)范第5.2.4條第1款所列可導(dǎo)電部分再做一次局部等電位聯(lián)結(jié)；亦可將伸臂范圍內(nèi)能同時觸及的兩個可導(dǎo)電部分之間做輔助等電位聯(lián)結(jié)。局部等電位聯(lián)結(jié)或輔助等電位聯(lián)結(jié)的有效性，應(yīng)符合下式的要求：R≤50/Ia（5.2.5）”。

式中：R，Ia詳見上述規(guī)范對應(yīng)條文中的注釋。

水泵或風(fēng)機(jī)的三相交流電機(jī)如發(fā)生單相或三相接地故障后，用于間接接觸的保護(hù)電器不能準(zhǔn)確、及時地切斷電源時要做輔助等電位聯(lián)結(jié)，如果滿足自動切斷電源的要求則可以不需要輔助等電位聯(lián)結(jié)。

風(fēng)機(jī)或水泵控制箱是否滿足自動切斷電源時間要求，又牽扯到短路電流計算。一般項目受制于前期電氣條件制約，特別是短路電流計算方面電氣數(shù)據(jù)不全，短路電流計算公式復(fù)雜、過程繁瑣；再就是借用相關(guān)計算軟件，取值不同，計算結(jié)果也有很大誤差。在現(xiàn)階段特別是地產(chǎn)項目設(shè)計周期非常短，在趕進(jìn)度保節(jié)點(diǎn)的前提下，也沒有為設(shè)計師留太多時間去逐一計算水泵或風(fēng)機(jī)等三相設(shè)備的短路電流。

《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》（GB50055-2011）第2.3條部分條文如下規(guī)定：“2.3.1交流電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和接地故障的保護(hù)；2.3.3每臺交流電動機(jī)應(yīng)分別裝設(shè)相間短路保護(hù)；2.3.4交流電動機(jī)的短路保護(hù)器件宜采用熔斷器或低壓斷路器的瞬動過電流脫扣器，亦可采用帶瞬動元件的過電流繼電器。”

4"從施工規(guī)范看設(shè)備接地要求

《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50303-2015）［3］第6.1.1條規(guī)定：“電動機(jī)、電加熱器及電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外露可導(dǎo)電部分必須與保護(hù)導(dǎo)體可靠連接”。上述條文為強(qiáng)制性條文，明確要求電機(jī)應(yīng)與保護(hù)導(dǎo)體可靠連接，這里的可靠連接是否包含末端PE線與電動機(jī)殼體的連接呢？如果參考該規(guī)范的條文說明部分“建筑電氣設(shè)備采用何種供電系統(tǒng)，是由設(shè)計決定的，但外露可導(dǎo)電部分是必須與保護(hù)導(dǎo)體可靠連接，可靠連接是指與保護(hù)導(dǎo)體干線直接連接且應(yīng)采用鎖緊裝置緊固，以確保使用安全?！?/p>

很顯然電動機(jī)的可靠接地應(yīng)直接通過保護(hù)導(dǎo)體干線直接接地。風(fēng)機(jī)控制箱經(jīng)過多級配電后在機(jī)房內(nèi)PE線沒有重復(fù)接地的前提下，控制箱內(nèi)引出的PE線顯然不屬于接地干線。水泵房內(nèi)主電源大部分直接由變電所引來，如果主電源箱內(nèi)PE線未做重復(fù)接地，此處的PE線應(yīng)該屬于接地母線而非接地干線。所以，水泵房內(nèi)的泵組若要與保護(hù)導(dǎo)體干線可靠連接，只能采用MEB或LEB箱引出接地干線至泵組接地端（如圖2）。這也是為什么一些設(shè)計圖紙上未設(shè)計水泵、風(fēng)機(jī)的電機(jī)接地，部分施工單位現(xiàn)場會補(bǔ)充其接地的原因。

在無法快速、準(zhǔn)確計算短路電流的情況下，當(dāng)風(fēng)機(jī)采用落地安裝時，風(fēng)機(jī)處于伸臂范圍內(nèi)。根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-2011）第5.25條：“伸臂范圍內(nèi)的風(fēng)機(jī)應(yīng)做輔助等電位連接，以滿足其要求，如風(fēng)機(jī)采用吊裝，風(fēng)機(jī)處于伸臂范圍外，則不需要做輔助等電位連接。”

同理，生活水泵房、消防水泵房的水泵機(jī)組均處于伸臂范圍內(nèi)，所以應(yīng)采用輔助等電位連接。大部分項目盡管電氣圖紙上未繪制水泵房泵組接地平面，但從現(xiàn)場驗(yàn)收來看，施工單位對泵組所做的接地，也算是對《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50303-2015）第6.1.1條的體現(xiàn)。

部分設(shè)計圖紙中，風(fēng)機(jī)房、水泵房能夠預(yù)留接地端子，但由接地端子引出至風(fēng)機(jī)、水泵的接地線圖紙上未體現(xiàn)。從設(shè)計角度來說，屬于設(shè)計深度的問題；對于施工來說，上述設(shè)備機(jī)房的接地應(yīng)表達(dá)完整、準(zhǔn)確，后期工程驗(yàn)收才有明確依據(jù)。從安全角度出發(fā)，伸臂范圍內(nèi)的風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組及其他用電設(shè)備上外露可導(dǎo)電部分均應(yīng)采用輔助等電位連接。

5"容易忽略的電梯機(jī)房接地

另外一個容易忽略的接地機(jī)房是電梯機(jī)房。電梯機(jī)房一般位于建筑的最高層，屋面遭受直擊雷或感應(yīng)雷的概率較高。在地產(chǎn)項目中，建筑時出于提高可售面積考慮，一般電梯機(jī)房預(yù)留面積非常緊湊。在狹小緊湊的電梯機(jī)房內(nèi)，有屬于強(qiáng)電類的工作電壓為380V的電源箱、曳引電機(jī)、220V的檢修插座、照明燈具、空調(diào)配電；有屬于弱電類的控制箱內(nèi)的低電壓電子元器件、五方通話、視頻監(jiān)控等各類弱電設(shè)備；還有敷設(shè)強(qiáng)弱電線纜的金屬線槽。所以電梯機(jī)房內(nèi)，既有涉及不同電壓等級電氣設(shè)備的保護(hù)接地，也有屬于防雷保護(hù)接地的SPD浪涌保護(hù)接地，還有屬于工作接地的電梯控制箱接地。保護(hù)、防雷及工作三種接地方式，各類電氣設(shè)備的接地共存于小小的機(jī)房內(nèi)，也是一個不能忽略的重要空間。

在各類項目施工中，既有施工人員對電梯各類設(shè)備接地重要性認(rèn)識不足、施工過程不規(guī)范、不科學(xué)，導(dǎo)致最后的設(shè)備安裝不能滿足規(guī)范要求的問題；也有建筑電氣設(shè)計師對電梯機(jī)房接地認(rèn)識不到位、建筑電氣圖紙設(shè)計表達(dá)不完整、現(xiàn)場施工無明確藍(lán)圖依據(jù)，以致出現(xiàn)各種施工做法的情況。電梯機(jī)房中的各類設(shè)備可靠接地是電梯專項安裝施工過程中基本而必不可少的環(huán)節(jié)，所以規(guī)范、合格的電梯設(shè)備安裝是后期專業(yè)人員檢修及業(yè)主安全、可靠使用的基礎(chǔ)。

電梯機(jī)房是各種設(shè)備、各類接地形式共同存的場所，完整、準(zhǔn)確的設(shè)計不可或缺。大部分項目沒有完整的機(jī)房接地設(shè)計；一部分電氣設(shè)計師僅在機(jī)房內(nèi)設(shè)置LEB接地端子箱；部分電氣設(shè)計師在電梯機(jī)房平面設(shè)計圖中甚至未設(shè)置LEB端子箱，從而為后期無法實(shí)現(xiàn)各種功能接地留下了設(shè)計瑕疵。

6"不同電梯機(jī)房接地的差異比較

對于電梯機(jī)房接地干線的設(shè)計，不同的設(shè)計單位和電氣設(shè)計師，在接地做法上有很大差別。做法一，部分電氣設(shè)計師在電梯機(jī)房關(guān)于接地部分不做任何表示，任由施工單位發(fā)揮。做法二，個別電氣設(shè)計師利用電梯2根金屬軌道做豎向接地干線，頂端通過-40×4的熱鍍鋅扁鋼引至電梯機(jī)房內(nèi)LEB局部等電位端子箱，電梯機(jī)房各類設(shè)備或箱體與LEB局部等電位端子箱內(nèi)接地端子連接以實(shí)現(xiàn)接地。做法三，也有設(shè)計師采用由基礎(chǔ)接地網(wǎng)單獨(dú)引上一根-40×4的熱鍍鋅扁鋼，引至電梯機(jī)房內(nèi)LEB局部等電位端子箱。做法四，部分設(shè)計師利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根大于Φ16主筋或剪力墻內(nèi)4根大于Φ10鋼筋通長焊接引至電梯機(jī)房，經(jīng)-40×4鍍鋅扁鋼接至LEB局部等電位端子箱。

做法一因?yàn)闆]有明確的接地圖紙施工依據(jù)，后期電梯機(jī)房內(nèi)設(shè)備接地條件預(yù)留不足，要么電梯機(jī)房內(nèi)設(shè)備不做接地，要么電梯設(shè)備安裝階段增補(bǔ)接地干線。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完成后，機(jī)電安裝后期很難再從基礎(chǔ)接地網(wǎng)單獨(dú)引上接地線，從而會增加施工成本和施工難度。

做法二、三基本能滿足電梯設(shè)備后期接地安裝需要。做法四雖然預(yù)留有局部接地條件，但因?yàn)闄C(jī)房接地干線是利用結(jié)構(gòu)主筋做接地干線，與整個大樓的防雷接閃帶就會形成一個整體，遇到屋面接閃帶遭受直擊雷時，引下線及所連接的鋼筋網(wǎng)具有很強(qiáng)的沖擊電流。當(dāng)作為機(jī)房接地干線的豎向鋼筋網(wǎng)電壓過高時，沖擊電壓反向傳導(dǎo)到電梯機(jī)房內(nèi)的接地網(wǎng)，電梯機(jī)房內(nèi)的接地干線將不在具有零電位，進(jìn)而干擾電梯機(jī)房里面的部分電子設(shè)備。沖擊電壓越大，強(qiáng)沖電流就越大，對機(jī)房接地網(wǎng)造成的對地過電壓就越大。當(dāng)這種電壓達(dá)到一定值時，就會對接地的設(shè)備造成一定的干擾和損壞。如果接地線干線與基礎(chǔ)接地網(wǎng)連接，雷擊時電流就會經(jīng)基礎(chǔ)接地網(wǎng)直徑流入大地，反向傳導(dǎo)至電梯接地網(wǎng)的概率大大降低。所以電梯機(jī)房設(shè)置獨(dú)立接地干線是較為合理的一種做法。

《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51348-2019）［4］第9.3.10條規(guī)范具體要求：“2.與電梯相關(guān)的所有電氣設(shè)備及導(dǎo)管、槽盒的外露可導(dǎo)電部分均應(yīng)與保護(hù)接地導(dǎo)體（PE）連接，電梯的金屬構(gòu)件，應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié)。”

規(guī)范中已對接地設(shè)備有明確要求，根據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)收情況，結(jié)合相應(yīng)圖集，電梯機(jī)房內(nèi)接地做法一般應(yīng)采用熱鍍鋅扁鋼沿墻設(shè)置一周，貼墻敷設(shè)的熱鍍鋅扁鋼與機(jī)房內(nèi)的LEB接地端子箱內(nèi)的接地干線電氣連接。根據(jù)設(shè)備位置，熱鍍鋅扁鋼上預(yù)留接線端，以方便電源箱、電梯控制箱、曳引機(jī)外殼及金屬線槽等就近與其連接以實(shí)現(xiàn)良好接地。

7"結(jié)論

綜上所述，風(fēng)機(jī)房、水泵房、電梯機(jī)房施工圖設(shè)計階段，關(guān)于接地設(shè)計的內(nèi)容，工作量甚微，前期預(yù)留接地條件也很簡單。但是個別建筑電氣設(shè)計師認(rèn)識不足或抱著僥幸的想法，認(rèn)為上述機(jī)房接地設(shè)計不完整也不會引起事故。但完整的機(jī)房接地設(shè)計對項目順利驗(yàn)收、后期業(yè)主安全使用、設(shè)備長久可靠運(yùn)轉(zhuǎn)都是至關(guān)重要的。

參考文獻(xiàn)：

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［2］GB50054-2011，低壓配電設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］GB50303-2015，建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］GB51348-2019，民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.