解析民用建筑电气保护接地设计与施工

牛磊

中国市政工程西北设计研究院有限公司

解析民用建筑电气保护接地设计与施工

牛磊

中国市政工程西北设计研究院有限公司

电气保护接地的设计与施工是民用建筑中间接接触电击防护的建设关键，也是人们生命财产的保障，相关设计和施工部门要严格按照国家规定的标准进行建设，在越来越发达的科技水平下，对于电气工程的设计和施工也带来了机遇和挑战，电气工程的相关部门要积极的借助科技的力量优化设计，并对施工人员不断加强自身的专业知识修养，使民用建筑的电气保护接地设计科学，施工安全，满足人们的要求，符合电气保护接地的要求，促进电气工程的发展。

民用建筑；电气保护接地；设计；施工

1 引言

为了保障建筑工程的整体质量水平，建筑施工企业必须不断提高对电气施工接地保护工作的重视程度，施工管理部门要严格督促员工按照规章制度规范操作，严格遵循电气保护接地施工图纸中的要求，保证电气施工工程的安全可靠性，防止安全隐患长时间存在于施工建筑中，威胁到以后人员的生命安全和企业财产安全。管理部门要加强隐患的排查工作，有效提高接地保护设计及施工的管理水平，为建筑用户提供良好的生活环境。

2 民用建筑电气接地保护的概况

2.1 电气接地保护意义

民用建筑中保护接地的主要目的是为了防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架等设备外露可导电部分带电危及人身和设备安全而进行的接地。现今民用建筑中仍是以使用I类设备为主，为能够抑制回路或设备中发生带电导体与外露可导电部分发生接触故障时接触电压超过接触电压限制，设置电气接地保护是行之有效切最主要的手段之一。电气接地保护是能够在预期接触电压超过接触电压限制且持续时间足以引起对人体有害的病理生理效应前而自动切断该回路或设备电源的先决条件。

2.2 电气接地保护功能发挥

众所周知，现今社会日益发展，各类用电设备层出不穷，每个家庭的电气化产品使用逐步增多，在实际生活当中倘若电气设备的某个表面部位绝缘体产生老旧破损的情况，就会直接导致该设备在通电时外壳带电。一旦居民在使用电气设备过程中碰触到设备，并且该设备未进行接地保护工作，不能及时切断电源，带电体与地之间会形成较高的电位差，那么居民就会面临巨大的危险。因此，民用建筑设计施工中电气接地保护是至关重要的，安装技术人员必须确保电气设备做好接地保护工作，这样才能保障住宅居民的日常用电安全，减少人身伤亡和财产损失，并有效防止电气火灾的发生。

3 民用建筑电气接地保护的原则

为能够抑制回路或设备中发生带电导体与外露可导电部分发生接触故障时接触电压超过接触电压限制，且持续时间足以引起对人体有害的病理生理效应前而自动切断该回路或设备电源的这一要求，接地保护的设置必须使得单相接地故障回路形成有效的电气通路，产生接地故障电流或漏电电流，从而使上级保护器件(断路器或漏电断路器)动作脱扣，自动切断故障线路电源，以便及时进行检查维修。这样便是电气接地保护的设置原则。不管以何种形式设置接地保护，限制接触电压对人造成人身伤亡和财产损失是第一要务，所以凡是设备外露可导电部分均应设置电气接地保护。

4 民用建筑电气接地保护的设计

4.1 电气接地保护的形式

按照目前现行规范及行业标准的要求，接地保护的形式总共有三种，分别是：TN系统、TT系统及IT系统。第一个字母表示电源端与地的关系：T-电源端有一点直接接地，I-电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系：T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点，N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

4.2 各形式电气接地保护的设计要求

TN系统：电气装置的所有外露可导电部分，应通过保护导体（PE线）与电源系统的接地点连接。TN系统要求接地故障回路的阻抗与保证间接接触保护电器在规定时间内切断故障回路的动作电流乘积小于等于相导体对地标称电源（TN系统规定配电线路或仅给固定式电气设备用电的末端线路，接地故障切断时间不宜大于5s，供给手持式电气设备和移动式电气设备用电的末端线路或插座回路；接地故障切断时间为220V不大于0.4s，380V不大于0.2s，大于380V不大于0.1s）。TN系统中，配电线路采用过电流保护电器兼做间接接触防护电器时，动作特性不能满足所要求的切断时间，应采用剩余电流动作保护电器。

TT系统：配电线路内由同一间接接触防护电器保护的外露可导电部分，应用保护导体（PE线）连接至共用或各自的接地极上。TT系统要求外露可电部分接地电阻和保护导体的电阻之和与保证间接接触保护电器在规定时间内切断故障回路的动作电流乘积小于等于50V。TT系统间接接触防护的保护电器切断故障回路的动作电流，当采用熔断器时为保证熔断器在5s内切断故障回路的电流，当采用断路器时为保证断路器瞬时切断故障回路的电流。对于TT系统，笔者建议设备组不采用共用接地极的做法，因一处设备外壳绝缘损坏，产生故障接触电压则可能通过保护导体传至其他设备，加大间接接触触电的危险；并且笔者还建议保护电器应使用带剩余电流动作的功能，因为TT故障回路阻抗大，故障电流小，过电流保护电器很难完全满足切断要求。

IT系统：使用在供电连续性要求高的场所，因为第一次接地故障时，接地故障电流非常小，一般不会造成人员伤亡和财产顺势，故要求在第一次故障时能发出报警信号并不切断电源。当第二次接地也是相线接地时，设备共用接地极系统变为“TN”接地故障系统，保护参照TN系统；设备单独接地系统变为“TT”接地故障系统，保护参照TT系统。笔者建议IT系统尽量不要配出中性线，因为中性线如果发生接地故障，则IT系统转化为TN系统，会失去原本IT第一次接地故障不用切断电源并可持续工作的优势。

另外，接地保护并不能完全确保接地故障时在规定时间内切断故障回路，因此笔者建议对于民用建筑应采取总等电位及局部等电位的措施，以保证接触电压不大于50V，这样才能确保用电的安全，防止间接接触事故的发生。

5 民用建筑电气接地保护施工的工作要点

5.1 切实落实好接地施工制度

建设单位在接地保护施工工作中，必须严格督促施工人员按照国家相关技术标准进行规范操作，确保现场接地保护线的连接及接地装置的接地电阻值达到国家标准设计要求。施工管理部门要制定出适合内部的管理制度，加强对现场电气施工接地保护的监督管理工作，要安排专业技术人员进行保护接地施工作业，防发生安全事故。

5.2 加强接地保护细节工作的把控

当电气施工方要进行电气接地保护作业时，必须充分掌握了解到建筑工程业主的相关施工需求，严格按照工程设计图纸展开细节施工操作。倘若在施工过程中存在与设计图纸难以吻合的情况，必须第一时间反馈上级，与上级部门领导和设计单位展开密切的沟通与交流，共同想出科学的改进措施，保障施工各个环节有条不紊的进行。

5.3 借鉴科学技术

电气工程是一个危险而又复杂的项目。在具体的施工中，施工单位要不断学习和借鉴先进的科技手段，需要利用科学技术水平来进行施工。施工的设备需要有一定的安全性，特别是高空建筑物的电气保护接地工程，必要的安全带、绝缘手套、绝缘胶鞋等劳保设施。在技术上，焊接的方式可以采用直流电弧焊、埋弧电动焊技术，不仅能保证施工的高效、安全，还能节约成本，对接地体和接地线之间连接的电阻也不会造成额外负荷。

6 结束语

当前是一个经济全球化的时代，建筑行业发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。现代居民生活早已经和各种电器设备应用有着密切的联系，为了保障居民住宅电器的稳定持续运行，避免电气安全事故的发生，建设单位在电气施工过程中必须全面加强电气接地保护工作的要求。施工部门要采取科学的接地保护施工措施，这样能够最大程度降低民用建筑的电气间接接触故障发生概率，保障居民的和谐生活，为用户提供高质量的生活环境。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.183