智能建筑及工业电气设备安装工程中的接地问题分析

王建强

摘 要：科学技术的快速发展使我国各行业有了新的发展空间和机遇。在开展建筑电气设备安装以及施工作业的过程中，确保接地系统安装工作的有效性以及合理性，不仅能够保障建筑物免于危险因素的损坏，同时还能够确保施工人员的生命安全。

关键词：智能建筑及工业电气设备；安装工程；接地问题

1 引言

我国经济的快速发展推动我国建筑行业发展迅速。在具体的建筑施工和电气设备安装过程中，接地系统的合理、有效的安装不仅可以保护建筑物免遭安全因素的损害，还能够保护施工人员和相应人员的人身安全。虽然接地系统的安装步骤简单，看似比较容易，但是实际操作起来非常繁杂。

2 电气接地装置的技术要求

（1）在进行电气接地装置安装作业之前，应该详细掌握工程施工单位已批准的要求进行施工，并且还应该有监理单位以及施工单位的监督。（2）一般情况下，接地电阻的要求：低压电气设备的接地电阻应该小于4Ω，500A以下的接地短路电流的高压保护接地电阻应该小于0.5Ω；重复接地电阻应该小于10Ω；变压器中性点的接地电阻应该小于4Ω；而防雷装置的冲击电阻应该小于30Ω。（3）设置接地系统。该环节的工作不仅需要用到自然接地体，同时还应该确保接地导体以及接地极在满足热稳定性要求的前提下还需要满足机械强度以及防腐蚀要求。此外，还需要确保接地系统防腐蚀设计的年限与地面工程使用年限相同，防腐蚀的设计应该根据当地的腐蚀数据确定。

3 接地系统对土壤性质的要求

在电气设备的实际安装过程中，良好的接地系统能够为故障电流和雷电感应电流提供一个流入大地的导体通道，从而保证电气设备在遭受上述电流影响时能够安全运行。这就要求电气设备的接地系统安装必须要符合相关标准和要求，对相应的材料、连接方法以及土壤条件进行严格筛选。研究表明，接地系统的安装中对土壤性质的要求如下：首先，土壤的含水量要足。通常情况下，土壤的含水量越多，其电阻率越低，其导电性能越好，更能将电流导入到大地之中；其次，选取合适的温度层。一般情况下，若土壤的温度过低，对其电阻率将明显升高，不利于电流的导入，因此，若在寒冷地区安装该系统，必须要将其安装到冻土层以下，以保证系统的要求；最后，土壤的类型对接地系统也有一定的影响。研究表明，黑色土壤以及有机物含量丰富的土壤就有更好的电解性能，也能够保持住较多的水分，其电阻率较低，相比之下，沙土地不能维持住水分其电解性能也非常差，因而电阻率非常高。因而在施工过程中要严格筛选土壤的类型。为了保证接地系统的正确安装和运转的有效性，在安装之前工作人员首先要用电阻测试仪器对其电阻率进行测试。通常采用的方法为：四点测量法、三点测量法和两点测量法，其中四点测量法的实践效果最有效，三点测量法适用于不同深度土壤层的测量。在测量完土壤的电阻率之后，要想方设法降低其不符合要求土壤的电阻率，我们通常用增加土壤的含水量的方法进行操作，普遍的做法为：在土壤层中加入电解质，比如硫酸铜和氯化钠等物质，该方法虽然档次成本较低，但需要反复操作，造成不必要的成本损失；采用接地增效剂，该法的性能较好、效果稳定，不需要进行后期维护，此法值得在实践中进一步推广应用。

4 防雷接地

雷电是自然界中常见的灾害之一，雷电会对各种电气设备的运行产生严重影响，因此将雷电流迅速导人大地，以防止雷害是建筑接地保护中的常用方式，在智能化建筑中有大量电子设备以及综合布线系统，一旦受到雷击则很有可能会导致整个系统瘫痪，防雷接地主要针对建筑物内的信息机房以及建筑内信号源。防雷接地有两种方式，一种是在外部布设防雷系统，一种是在建筑内部进行防雷接地设计。（1）智能化建筑外部防雷系统。智能楼宇物外部防雷系统装置主要包括接闪器、引下线、接地装置和屏蔽装置。同时，在智能楼宇物材料的选择上，要尽量选择一些具有雷电防护功能的材料，例如智能楼宇物的天花板、墙和地板中可以设置金属加强钢筋、金属框架、金属屋顶等，从而形成格栅型空间，对雷电灾害进行有效屏蔽。另外，在智能楼宇物设计过程中要加强避雷针、避雷带、避雷网等设施的应用，将这些设备与引下线相连，从而有效防止雷击灾害。（2）智能化建筑内部防雷设计。接地是将雷电电流引入地下的重要过程，在智能楼宇电气系统建设过程中必须要做好接地工作，尤其是一些新建的电子设备机房，机房中的电气设备繁多，接线复杂，共用接地模式可以极大地提高电气设备系统的稳定性，出现雷电灾害时可以减少雷电灾害的冲击。在智能化建筑内部防雷设计中主要有以下几种方式：第一，等电位联结。等电位联结是指用连接导线将处于防雷空间内的防雷物体、金属物体、电气电信装置等连接在一起，其目的是为了消除电位差，使得防雷空间中的电位处于一个相对平衡的状态，从而降低空间内的接触电压。智能化建筑的等电位联结有两种方式，一种是总等电位联结，一种是局部等电位联结。第二，安装浪涌保护器。对于智能楼宇低压配电系统设计而言，安装电涌保护器时，首先要对其位置进行合理选择，在穿过智能楼宇物两个不同的雷电保护区交界处的供电和配电线路上可以安装浪涌保护器，浪涌保护器应该要符合I级分类试验。在穿过两个不同的雷电保护区交界处的电源线路上可以安装符合II级分类试验的浪涌保护器。

5 接地故障泄漏电流的监测

随着智能化建筑的增多和工业设备性能的提高，设备安装工程中对接地可靠性的要求越来越高。为此，对于对接地要求高的建筑物和设备，应当注意对接地故障电流的监测。监测故障电流的方法是让相线和中性线穿过一个电流互感器。电流互感器用于检测相线和中性线电流的瞬时向量和。如果系统内没有对地泄漏电流，电流互感器检测出的电流和应该近似为零。如果三相负荷不平衡，则电流差会通过中性线。监测故障电流的方法视电流互感器的安装位置可以有以下几种情况：（1）监测含有中性线的主干回路。对只有很少几台设备的小型电气系统这种方法是可行的。但是对于大型电气系统需要装多个电流互感器，否则难以查找故障点。（2）监测变压器中性点到总接地端子板间的电流。这种方法是直接监测泄漏电流而不是相线和中性线的向量和。（3）监测参考接地线上的电流。这种方法用于监测有专门参考接地线的电气系统。采用这种方法，装在参考接地线上的电流互感器不仅可以监测泄漏电流，还可以检验接线错误、导线和与参考接地线连接的设备的绝缘等问题。（4）隔离变压器或噪音抑制变压器二次回路的监测。这种方法可以监测可编程控制器和其它敏感电子设备的绝缘水平、接线有无错误以及二次回路上是否存在故障。

6 结语

总而言之，在对接地系统进行设计以及安装的过程中，除了要考虑系统的理论线路之外，还应该考虑施工所在地的土壤特性、施工环境、接地导体的材料以及安装技术等方面的内容。只有对各个环节进行科学合理的把控，才能确保建筑电气接地系统的安装质量，从而保障设备安全稳定运行。

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