公共建筑物中强电系统的接地内容及设计方案要点

朱人杰

（天尚设计集团有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

目前，公共建筑物中主要使用强电和弱电2 种用电系统形式，这2 种用电系统在接地形式、工作性质以及运行方式等方面都存在不同。强电系统在设计过程中需要考虑的标准和要求较多，需要专业的人员结合实际公共建筑物情况，选择合适的接地方式，严格按照相关设计要点进行接地设计，保证强电系统接电系统设计的质量，从而保证了公共建筑物的安全性[1]。

1 公共建筑物强电系统接地安全要求及原则

1.1 强电系统接地安全要求

对于强电系统接地的安全要求具体如下。1）每个接地装置所使用的接地线在2 根及以上，而且在不同点和接地体进行电气连接。不能使用铝制导体材料作为接地体或者接地线。垂直接地体应该使用圆钢、扁钢或者角钢。2）在TN 系统中，要保证零线的接地装置中的电阻值小于10Ω，而且在所有重复接地的等效电阻值也应小于10Ω。

1.2 接地设计的基本原则

1.2.1 规范性原则

在公共建筑物的强电系统中，接地设计要严格按照国家的规章制度进行，并参照具体的设计标准，进行规范性的设计，不管是制图还是设计接地系统，都要保证其准确性，因此，设计人员在设计完成后，要进行仔细核对，避免出现设计上的错误[2]。

1.2.2 防雷性原则

在对公共建筑物进行强电系统接地设计时，也要严格按照经济性原则，不仅能够保证接地系统的安全性和方便性，能够快速将雷电导入大地，同时防雷接地系统在接入电网时，应该选择合适的电阻值。

1.2.3 功能性原则

在对公共建筑物强电系统进行接地设计过程中，要充分意识到接地系统对于建筑整体安全性的重要性，体现出接地设计的功能，主要是保证建筑物中各种电器的安全，同时还要保证建筑物整体的美观性，突出其功能性。

2 接地系统分类

2.1 保护接地系统

保护接地系统也被称为TT 系统，第一个T 是电力系统中的中性点直接接地，第二个T 是负载设备外露与带电体相连接的金属导电部分没有直接连接，也就是电源中性点直接接地，设备外露的部分中的可导部分进行接地是保护接地方式，其接地极应该和公用接地网或者总结先端子进行精准连接，并保证连接的可靠性。在运行TT 系统时不需要安装连续监测绝缘状态的电器，但是其中RCD 需要周期性的检验[3]。一般TT 系统适用于分布比较分散的小型低压用户中，或者适用于含有爆炸危险和用于精密电子设备供电的场所。尽管TT 系统能够有效地降低漏电设备中的故障电压，但是无法将电压控制在安全范围内。同时再将TT 系统联合防雷系统时，需要设置剩余电流保护器的装置，从而有效地将雷电导入TT 系统中，减少人被电击的危害[4]。TT系统图如图1 所示。

图1 TT 系统图

2.2 接零保护系统

接零保护系统也被称为TN 系统，主要是将电气设备的金属外壳与工作零线相连接，假如设备外壳出现带电情况，应用该系统，能够将漏电电流转变为短路电流，进而熔断熔丝，设备断电，起到保护作用。在TN 系统中，还包括TN-C系统、TN-S 系统以及TN-C-S 系统。TN-C 系统是将工作零线当做接地保护线的系统，用于触电危险性较低、用电设备较为简单的场所，其中PE 线和N 线联合起来，形成统一的保护接零系统，能够快速去除大电流的故障回流，从而保证供电系统的安全性和稳定性[5]。TN-S 系统是将工作零线和专用保护线分开的系统，主要用于具有高效性和安全性的环境中，将PE 线和N 线分开来，在系统能够正常工作时，PE 线上不会带有电流，但是将PE 线和N 线分开，相比其他接地系统设计来说需要的成本更高。TN-C-S 系统具备以上2 种系统的优势，是在临时供电中采用TN-C 方式供电，在施工现场采用TN-S 方式供电，进而在总配电箱中分出保护线，这种系统广泛应用于民用建筑或者一些工厂的低压配电接地系统中。

根据接地系统的整体分析，这种供电系统更适合用于具有高级性的供电系统中，能够保证系统整体的安全性。然而这种系统方式也有显著的特点，需要中性线和保护线相互连接、相互配合，才能将其中保护线路的电流保证系统的安全性。然而，假如中性线缺乏稳定性，就会大大降低整体系统的稳定性。因此，需要提高对接地系统稳定性的重视程度，保证公共建筑物中的强电系统的性能[6]。在接地系统中，中性点的断开会导致中性点出现偏移，假如三点不对称会导致用电负荷不能正常工作，所以在进行中性点设计时，要设计多点接地，并且多处重复接地处理，而且中性点的路径应该和相线具有一致性，不能将中性线和接地线混在一起使用，只有这样，才能保证强电系统在整个过程中提升系统运行的稳定性，而且也能保证建筑物的安全性，还有接地系统的维护水平，同时能有效提升建筑用电的安全性，能够满足一些用电稳定的设备。

2.3 IT系统

在IT 系统中，I 表示电源侧没有进行工作接地，T 表示负载侧进行接地保护，可用于供电线路短的系统中，IT 供电具有安全性和可靠性，而且即便中心点没有直接接地，设备外壳出现漏电情况，但是电流相对较小，不会对电源电压的平衡造成破坏。当出现第一次故障时，故障的电流较小，可以不切断电源就能保证电气设备的安全性，能够通过警报装置将故障进行提示。但是在出现第二次故障时，应该及时切断电源。该系统一般用于供电距离较短，要求供电电流具有连续性的场所，例如医院、会议室和矿井等地。当供电距离较长时，可以对电容进行考虑，主要是线路对大地的分布电容，在出现短路问题或者漏电问题时，系统的保护性能较低，因此，IT 系统不适合长距离供电。

3 公共建筑物强电系统接地设计方案

3.1 接地线设计

接地线一般是在各种布线系统中必须做接地处理的设备和接地母线之间的连线，所使用的接地线均为绝缘材料，例如铜质线，横截面积在4 mm2以内。假如布线系统采用具有屏蔽性质的电缆进行布线时，在建筑物中插座接地可利用其作为接地线连接到每层的配线柜。布线系统利用穿钢管或者金属线槽进行敷设时，应该注意与电气的连接，是连续性的，其两端也要有良好的接地处理，这样才能保证接地线设计的安全性和可靠性[7]。

3.2 接地母线设计

接地母线一般处于布线系统接地线的中心处，是公用的接地连接点，在公共建筑物中，每一层楼的配线柜都应该和该层的接地母线相连接。同时，和接地母线同一配线间布线所使用的金属架以及接地干线等也要和该接地母线相连接。接地母线同接地线一样，都采用铜质线，一般尺寸为6 mm×50 mm（厚×宽），所使用的线的长度根据工程实际情况进行确定。另外，接地母线还要利用电镀锡，从而将接触电阻减小，假如没有进行电镀，就需要将导线在固定在母线之前，对母线进行清洁，只有做到这样，才能保证接地母线设计的电阻值处于安全范围内。

3.3 接地干线设计

接地干线是从总接地母线上引出来的线，目的是将所有的接地母线连接起来。因此在进行接地干线设计时，需要考虑建筑物的结构形式、大小以及布线路由和空间的配置等因素，同时也要保证接地干线设计与布线电缆的干线敷设协调一致。一般接地干线设计安装在受保护的位置，建筑物中水管或者金属电缆屏蔽层皆不能当做接地干线的保护装置。假如建筑物中使用2 个或以上垂直的接地干线时，每个干线之间每隔三层需要和接地干线等截面的绝缘导线进行焊接，这样设计接地干线，能够保证接地干线的准确性，不受外力物理损坏，提升强电系统接地设计的水平[8]。

4 结语

总而言之，针对公共建筑物中强电系统的接地设计安全要点和原则，需要提高设计人员的综合能力，分析建设的公共建筑物具体情况，采用合适的接地系统方式，明确TT 接地系统、TN 接地系统和IT 接地系统的使用方式和应用场所，结合实际公共建筑物的建设情况，做好建筑强电系统的接地处理，提高建筑物的防雷能力，从而提高强电系统的接地安全性，进而保证公共建筑物的整体用电安全。