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(中鐵城建集團 第一工程有限公司，山西 太原 030024)

引言

隨著現(xiàn)代智能化建筑的廣泛興起，接地技術逐漸引起人們的高度重視，已被廣泛應用于各個領域，并賦予了其很多新的概念，現(xiàn)在已經成為一門綜合性的學科。盡管如此，很多群體建筑由于設計、施工招標分段過多，沒有通盤考慮接地問題的“通盤手”，以至于在建筑、電力、通信及設備安全方面出現(xiàn)了設計空白，造成不同專業(yè)之間、不同單體之間不能相互銜接，致使安全接地出現(xiàn)漏洞。

建筑物的功能、設備不同，其接地系統(tǒng)也不同。接地系統(tǒng)在建筑物供配電及設備安全方面占有重要的地位，對現(xiàn)代建筑從業(yè)人員也提出了更高、更精的技術要求。

1 接地的概念

1.1 接地與接地系統(tǒng)

接地簡單來講就是電氣回路或設備與大地之間的連接，是一個電流的回歸路徑。接地系統(tǒng)狹義地講就是接地裝置，是接地體與接地線的總和。任何電氣回路或設備的接地最終都要納入接地系統(tǒng)中。

事實上，一棟大樓從破土動工建設開始，就已經開始做接地了。接地體與接地干線的敷設是各種接地系統(tǒng)的“母體”。

1.2 零線與地線

我國一般采用中性點接地方式供電，即三相交流電力系統(tǒng)中性點N與大地連接，通常稱其為“零線”，也稱N線。地線就是與大地連接的導線。

地線稱為PE線，其對地沒有相對電位，電位差絕對等于零。零線從理論上講應該是這樣，但事實上并非如此。

零線是工作地線，是電流回路的一部分，三相平衡時零線中不產生電流，三相不平衡時零線中會產生電流。地線是用戶端非帶電部分與大地的連接，不構成輸電回路，正常情況下是沒有電流的。

1.3 接地保護與接零保護

為防止人身觸電事故的發(fā)生，保證電氣設備的正常運行，應采取接地保護、接零保護措施。

接地保護就是將發(fā)生漏電的部位用接地線連接到大地，或采取漏電保護措施，即限制漏電設備的對地泄露電流大小，當泄露電流超過一定的數(shù)值時自動切斷電源。

接零保護就是將發(fā)生漏電的部位用接地線連接到工作零線上，促使保護裝置切斷電源。因零線中存在電流，其可靠性就比較差，最好不采用這種保護方式。

1.4 接地分類

按照接地作用的不同，可將接地分為：安全接地、防雷接地、工作接地、屏蔽接地、信號接地等5類。

(1)安全接地。也稱保護接地，是將漏電點與大地連接，發(fā)生漏電事故時不至于發(fā)生危險，常用的有建筑PE線。

(2)防雷接地。當建筑物遭受雷擊時，通過避雷網、引下線、接地體將雷擊電流引入大地，確保建筑物、設備及人身的安全。

(3)工作接地。供電運行必須進行的接地，如變壓器中性點接地。

(4)屏蔽接地。為防止電磁感應而采取的保護接地。

(5)信號接地。非常特殊的接地，在一般建筑不會出現(xiàn)。

2 供配電接地系統(tǒng)

低壓配電接地系統(tǒng)主要分為IT、TT、TN三大類。

2.1 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)就是三相三線制系統(tǒng)，變壓器中性點不接地或通過1 kV阻抗接地，沒有N線，只有線電壓，PE保護線各自獨立。該系統(tǒng)單相線接地時，設備外殼故障電流不大，對供電系統(tǒng)影響不大。該系統(tǒng)相線接地或與設備金屬外殼相碰，因為中性點不接地或通過阻抗接地，相線無法通過金屬外殼與電源構成回路，不會出現(xiàn)故障電流。

2.2 TT系統(tǒng)

公共電網的配電單位多采用TT系統(tǒng)，N線與PE線均獨自接地，但嚴格分開。公共電網的供電電源質量不高，很難滿足智能化設備對高質量電源的要求，現(xiàn)多用于農村地區(qū)。

TT系統(tǒng)的電源中性點直接接地，且引出中性線，屬于三相四線制系統(tǒng)。其電氣外露可導電部分經各自的保護線(PE)分別直接接地。

2.3 TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)分為TN-C、TN-S和TN-C-S等3類。

(1)TN-C系統(tǒng)：即三相四線制系統(tǒng)，該系統(tǒng)N線與PE線合二為一，稱為PEN線，該系統(tǒng)變壓器中性點直接接地，接地故障靈敏度較高，線路簡單、經濟，對于三相負荷平衡的場所比較理想。當三相負荷不平衡時，PEN線上的電流會傳到設備金屬外殼或套管上。另外，通過漏電開關的零線只能作為工作零線，不能作為保護零線，一般只適合于三相負載基本平衡且無220 V負載的情況。

(2)TN-S系統(tǒng)：即三相五線制系統(tǒng)，該系統(tǒng)N線和PE線接地體可以共用，也可以分設，共用時僅限于在變壓器中性點位置，除此之外N線與PE線應嚴格分離。N線帶電，PE線從不帶電，明顯提高了人及物的安全性，非常適用于有獨立變配電所的建筑及智能化建筑。

(3)TN-C-S系統(tǒng)：即四線半制系統(tǒng)，入戶前采用TN-C，入戶后采用TN-S，分界面在N線與PE線的連接點，即PEN線重復接地那一點。TN-C-S系統(tǒng)集合了TN-C及TN-S兩種系統(tǒng)的優(yōu)點，安全、經濟、可靠，多用于供電由區(qū)域變電所引來的建筑物。

TN-C-S系統(tǒng)指電氣設備的中性線和保護線一部分合、一部分分開的供電系統(tǒng)，N線和PE線分開后不能再連接。

3 防雷接地與等電位連接

3.1 防雷接地

防雷接地嚴格地講包括兩個概念：第一是防雷，第二是接地。

防雷屬于雷電防護的范疇，為雷電提供一條釋放到大地的路徑，保護建筑物免遭雷擊而損害。接地主要是說接地體，是建筑物與大地聯(lián)通的重要載體和平臺，其性能好壞直接關系到建筑物及電氣設備的使用安全。建筑物防雷包括避雷網(針)、引下線、均壓環(huán)、接地體、戶外接地網。防雷系統(tǒng)是獨立的，一般是利用建筑物結構體系把建筑物封閉成籠式保護網。

門窗、金屬突出物等的等電位連接一般是與防雷接地連接在一起的，構成建筑物的防雷系統(tǒng)。

3.2 等電位連接

等電位連接是指為保護人及設備不存在電位差而采取的連接。

電氣事故是由于電位差引起的。在等電位連接完整、正確的情況下，建筑物內的人和設備是安全的。但由于等電位連接點松動、銹蝕、連接延續(xù)性差、焊接有缺陷等原因，容易使建筑與大地產生電位差，當電位超過50 V時，就有觸電的危險。金屬管道及構件的等電位，根據(jù)需要可采用總等電位連接箱MEB、局部等電位連接箱LEB、外露易導電物件輔助等電位連接SEB等形式。

對于電梯機房、電腦機房、配電箱柜外殼、弱電機房、消防控制室、配電間等智能化程度要求較高的部位和設備，必須設立專用的等電位連接。

專用等電位連接與防雷接地系統(tǒng)“共地不共線”，即除了共用一個接地體外，其余均不相連。智能化程度要求較高的部位和設備單獨用鍍鋅扁鋼在建筑物內安裝到接地體上，與防雷部分的引下線構成兩個不同部分，這有點類似于TN-C-S接地系統(tǒng)中“PEN線”、“PE線”、“N線”的共地不共線。其目的是要盡量使專用設備避免受其他外來電位的影響而產生信號干擾。

3.3 聯(lián)系與區(qū)別

等電位連接和防雷接地都要與接地體相連接，“共地不共線”，均屬于接地的范疇。

等電位連接是把所有的金屬構件、突出物、可能造成觸電的全部連接在一起，每個構件不一定全部接地，只要求各構件處于同一個電位上，目的是消除電位差。

防雷接地是指建筑物與大地連通，當遭受雷擊時，雷電所產生的電流可以盡快地直接導入大地，不會破壞建筑物。

接地裝置的接地電阻值越小越好。

4 低壓配電系統(tǒng)接地

4.1 接地線

低壓配電系統(tǒng)的地線要采用專用地線，用電器具、配電箱、低壓柜、接地裝置中間不需要與其他相連。

4.2 變壓器接地

變壓器要有獨立的接地系統(tǒng)，一般情況下不與建筑物的接地系統(tǒng)共用。根據(jù)國外相關文獻，兩個接地體之間的間隔距離應≮10 m。事實上，只有兩個接地體之間的間隔距離>20 m時，兩個接地體的電位才相互不影響。所以，對存在高低壓供電的建筑物來說就比較困難。

4.3 重復接地

在三相四線制供電系統(tǒng)中，PEN線的一處或多處與接地裝置連接，干線每隔1 km做一次。PEN線或N線的終端或接入用戶處也應與接地裝置連接，這種做法叫做重復接地。三相四線制中PEN線或N線的重復接地在供電系統(tǒng)中具有相當重要的作用。當發(fā)生故障時，重復接地能縮短持續(xù)時間，減輕相、零線反接的危險性。

在TN-S系統(tǒng)中，N線是不允許重復接地的。如果N線重復接地，三相五線制的漏電開關就不能使用，也就是說漏電檢測點后不能重復接地。

對于TN-C-S系統(tǒng)，PEN線未分開之前可以做重復接地，PEN線分開后N線就不允許做重復接地。電纜入戶、低壓配電柜等的PE線應做重復接地。

4.4 缺零的危害

在三相四線制供電系統(tǒng)中，當N線非正常因素斷開時，由于三相負載的不平衡，導致各相電壓不平衡，負載大、電壓低，負載小、電壓高，易造成照明器具瞬間燒毀、電動機使用壽命縮短。

5 群體建筑供電系統(tǒng)接地

5.1 常見問題

現(xiàn)代建筑以群體建筑出現(xiàn)的方式很多，如成片住宅小區(qū)、教學區(qū)、商業(yè)用房等。為了加快工程進度，建設方往往會招用幾個設計院、施工單位或監(jiān)理單位，再者由于供電等壟斷行業(yè)或者專業(yè)性很強的安裝公司的介入，使得各單體工程各設計各的，各施工各的。接地系統(tǒng)不相互融洽的現(xiàn)象比比皆是，再加上施工單位“各掃門前雪”，致使供電系統(tǒng)存在重大隱患。最為常見的問題如下：

單體建筑設計的是三相五線制供電系統(tǒng)，銅芯電纜，TN-S供電系統(tǒng)；其低壓配電室電源由其他單體引入時采用的是三相四線制供電系統(tǒng)，鋁合金電纜，TN-C供電系統(tǒng)。這樣往往造成的麻煩是：低壓配電柜已經訂貨安裝完畢，外來電源入戶時，兩個接地系統(tǒng)不相容、電纜截面積不等、接地系統(tǒng)兩個施工單位“各自為政”，結果導致供電系統(tǒng)存在隱患。

5.2 解決辦法

很多人解決由三相四線制轉為三相五線制時重復接地的做法是：進戶電纜進入低壓配電室的低壓進線柜時，其PEN線與進線柜的N排及PE排同時連接，然后PE排與配電室接地母排相連。這樣在出線柜以后就變?yōu)槿辔寰€制，而出線柜以前是三相四線制，也是大家公認的TN-C-S供電系統(tǒng)。

在此，筆者提出一點不同看法，供大家討論。

進戶電纜進入低壓配電室的低壓進線柜前，其PEN線就進行重復接地，其與配電室接地母排及低壓柜PE排同時連接。簡單地說就是重復接地的那一點是在進線柜外面，而不是在進線柜里面。這兩種做法有區(qū)別嗎？第二種做法有必要嗎？

個人的理解是：一般情況下，低壓柜外殼、基礎槽鋼、PE排、配電室接地母排都是處于等電位的。在第一種重復接地的情況下，PEN線先與PE排連接，再與N排連接。如果先接中性線母排，后接PE排，當跨接線連接處導電不良時，所有接地設備都因PE線不導通而失去接地。低壓柜的指示燈的N線相當于接在PEN排上，用戶三相極不平衡或出現(xiàn)意外，PEN排會有電位存在，同時低壓柜外殼也會有電位存在。當人站在地面上觸摸低壓柜外殼，柜子與人之間就會產生一個電位差，這時觸摸柜子外殼就有觸電的危險。也有人分析認為：配電室接地體的接地電阻一般情況下在1～10 Ω之間，或者更小，人體的電阻有1 000 Ω，根據(jù)歐姆定律，相同電壓情況下，流向電阻較小的方向的電流會很大。1 Ω與1 000 Ω相比，流向人體的電流幾乎可以忽略不計，從而得出對人體沒有危險的結論。

雖然流向人體的電流很小或者幾乎可以忽略不計，但畢竟是有電流通過人體。如果采用第二種重復接地的做法，低壓柜內根本就不存在PEN線，PE線及N線進柜前就已分開，人體與低壓柜殼體根本就不存在電位差，豈不是更加安全嗎？

6 結語

現(xiàn)代建筑的智能化程度很高，群體建筑比較多，接地系統(tǒng)的設計及施工尤其重要。既要充分考慮不同單體之間接地的聯(lián)系兼容性，同時也要考慮到特殊專業(yè)的接地要求。例如變壓器、計算機房、CT室、X光拍片室等都需要做獨立接地系統(tǒng)，當與建筑物的接地體無論如何也不能分開設置時，千萬要注意其接地線的絕對獨立。只有把接地系統(tǒng)做好、做全，才能保證人身安全、建筑物的安全和電器及設備的使用安全。