刍议建筑电气设备的接地保护技术

田宏杰

摘 要 在建筑电气设备相当普遍的当今，建筑电气设备接地保护技术也日益被重视，电气设备接地是为了维系设备正常安全地运行，以及保护建筑物安全和人身安全。接地设备的安装过程，必须考虑复杂土壤成分对接地系统的影响，土壤的电阻率的测量要参考多个变量，同时也会影响基地电阻的测量。本文将由弱电机房的接地保护安装施工的例子展开，对目前的接地保护技术进行分析和探讨并做一定的比较。

关键词 建筑电气 电气设备 接地保护 电涌防护

中图分类号：TU74 文献标识码：A

1接地系统及实例分析

在安装电气设备时，接地系统是为了给雷电感应和故障电流提供流向大地的通道，良好的接地系统则可以提供阻抗较低的通道。这样一来，当出现运行问题或者是受到雷电灾害时，电气设备能得到最大限度的保护。正确地安装接地系统有着严格要求，不仅需要了解相关的标准，还要掌握正确的连接方式，选择恰当的材料来做导体，不同的土壤条件也是要考虑的重要因素。因为土壤电阻率的变化会影响接地电阻的阻值。

目前所广泛采用的接地系统有三类：一是TN系统：电源端通过某一点直接接地，通过保护中性导体或保护导体，电气装置的外露可导电部分连接到此接地点。TN系统又分为三种方式：TN-S、TN-C-S以及TN-C。二是TT系统；三是IT系统。弱电机房中采用的是TN-S系统。TN-S系统适用于危险性较大的场所，如爆炸、火灾等；也适用于对安全方面要求高，需要连续供电的场所，如科研院所、计算机中心等。TN-S系统在正常工作时，其外露可导电部分和保护导体都表现为零电位，是一种安全性十分可靠的系统。共用接地是一般弱电机房采用的接地方式，其接地电阻应以三种接地装置中最小一种作为根据，一般来说，阻值不超过十欧姆。这样的方法不仅做到技术上的合理化，也能做到经济合算。因为一旦统一接地后，各系统的参考电平将是相对稳定的，纵使有其他因素干扰，其参考电平也随之变化以保持稳定。这是当今最受推崇的一种方案，能一次解决很多问题。但并不代表着设备的电涌系统不受外部干扰，能保持良好的电路系统。计算机设备和精密电子仪器的正常运行都要求机房接地。机房接地的主要目的是为了防止机房中机器运转时所产生的静电，保障人员和机器的安全，另外，还有一些仪器要求在机房接地后才能正常地运行。所以机房接地设备并不是为了避雷，想要防雷还必须安装电涌防护器。

2土壤特性影响电气设备接地保护的问题分析

2.1土壤特性对电气设备影响方面的问题

（1）在测得土壤的电阻率后，时常会发现土壤的电阻率不符合要求，这时，应考虑如何降低其电阻率。

（2）为了保证电力系统安全可靠地运行，装置的接地电阻须尽量减低。

2.2在三大系统的存在问题

（1）TT系统中的电源某一点和电气装置的外露可导电部分都是直接接地，此接地点在电气上是独立于电源端的接地点，通常情况下这样是不安全的。

（2）每一個系统并不是普遍适用的，须根据具体设备选择的系统。对于弱电机房中而言，内部的接地设备并不足以解决问题，弱电机房还需要外部安装防雷设施。

3土壤特性影响电气设备接地保护的问题解决策略

3.1目前可供选择的降低土壤的电阻率的方法有

（1）在土壤中添加某些无机盐，例如氯化钠、氯化镁等。这种方法的优点是成本低，然而，盐类在土壤中会被雨水冲洗掉，之后土壤又会恢复未添加无机盐之前的状态，所以此方法要经常给土壤补充无机盐，比较消耗人力，长久下去会造成土地盐碱化。

（2）增加土壤中的水含量，给土壤进行大面积洒水，但这种方法耗时耗力且资源耗费严重，并不容易实现。

（3）对土壤使用接地增效剂，接地增效剂的优点是其效能稳定，不需要持续投入人工进行维护，并且还能改善土壤的接地性能。通常使用的接地增效剂有：膨润土、导电水泥和碳粉，其中导电水泥是最为理想的增效剂，它不仅可以在湿润状态下使用，在干燥状态下也能使用。干态时，它会从四周的泥土中吸收水分并锁在其内部以保持水分。

3.2降低接地电阻常见的方法有

（1）外引接地。外引接地是指在变主接地网区域之外的某一土壤电阻率较低区域铺设接地装置相连通的方法，来降低接地电阻阻值，不过此方法的限制条件也很明显。

（2）扩大接地网面积。在理想的条件下，增加接地网的面积，能使接地电阻值降低。然而通过扩大接地面积的方法来降低接地电阻要考虑实际情况是否允许。对于建在山区的和市区的变电站，因地形和其他因素的影响，不能做到无限制地扩大接地网面积。

（3）将接地网埋得更深。在三大接地系统中，IT系统和TN系统不能一同安装。TN系统的三种方式适用范围也各有不同。TN-C-S系统能用于对供电要求高，安全性能稳定的厂房及民用楼房等。TN-C系统则比较适合电线路简单，安全条件也比较好，不易发生爆炸、火灾等状况的较简单的场所。弱电机房的防雷设施在时要划分出防雷区域，依据就是雷击在不同区域的电磁脉冲强度，并且在不同的区域的界面上要进行等电位连接。进行等电位连接时有些金属物可以直接相连，另一些不能直接连接的如：通信线路和电力线路之类，则要依据划分出的不同等级的防雷区域，选取相适应的设备防雷，也使后续被保护设备保证安全，最后还必须实施等电位连接。这种被保护设备受防雷设备保护，并进行等电位连接的防护方式经过实践证明是有效的。

3.3电涌防护器的安装中应该注意以下要点

（1）安装过程中要注意尽量使接地线长度布置得最短最直。因为接地线越长，总阻抗越大，电涌防护器的正常动作会受到高阻抗产生的大电压降阻碍。而且，高频瞬时电压引起的谐振加上过大的总阻抗会导致装置的接地效果形同开路。

（2）电涌防护器的接地线必须要跟屏蔽护套电线电缆隔离安装。

（3）选择接地线时最好采用双股或多股绞线，尽量不要使用单股铜线，因为双股或多股绞线表面积更大，阻抗就比较小，安全性也较之更好。

（4）接地线的安装时不要让装置的接地线贴着拐角处转直弯。经过一系列实验证明：拐直弯的连接方式下线路钳制电压与无直弯相比增加了几倍。

4结语

在我国建筑电气设备接地规程中只考虑了均匀土壤条件下接地网的接地电阻的计算，可是在实际情景中，几乎不可能存在理想的均匀土壤。大部分区域的土壤结构成分都比较复杂。因而，在建筑电气设备接地系统时，必须考虑对接地层的土壤结构进行详细研究和分析。目前建筑电气工程时大多是按照双层土壤情形对多层土壤中接地的电气特性进行分析的。endprint