浅谈建筑电气保护接地技术

张钧 崔凯

摘要：防接地是民用建筑电气设计不可少的内容。接地涉及到建筑的供电系统和设备以及人身的安全。电气设备接地或接零是保护电气设备的重要手段，本文简要介绍了保护接地的技术。

关键词：建筑电气；接地；安全保护

中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号：

随着国民经济的迅速发展及人民生活水平的不断提高，电力已成为工农业生产、科研、城市建设、市政交通和人民生活不可缺少的能源。随着用电设备和负荷的增加，用电安全的问题愈来愈突出。

一、接地的作用与接地方式

接地简单说来是各种设备与大地的电气连接。要求接地的设备，如电力设备，通信设备，电子设备，防雷装置等。接地的目的是为了使设备正常和安全运行，以及为建筑物和人身的安全创造条件。

按IEC的标准，低压配电系统根据保护接地的形式不同分为：IT系统，TT系统和TN系统。其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(保护接地)；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(接零保护)。使用TT系统必须加装漏电保护开关。TT系统广泛应用于城镇、农村、居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。对于接地要求较高的数据处理设备和电子设备，应优先考虑TT系统。IT系统适用于环境条件不良、易发生单相接地故障，以及易燃、易爆的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂等。

二、保护接地的技术要求

保护接地适用于中性点不接地(对地绝缘)的电网中。在这种电网中凡由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。

但是，在干燥场所，交流额定电压50V以下，直流额定电压110V及以下的电气设备金属外壳可不接地；以及在干燥且有木质、沥青等不良导电地面的场所，交流额定电压380V及以下。直流额定电压440V及以下的电气设备金属外壳，除另有规定外(在爆炸危险场所仍应接地)，可不接地。电气设备在高处时，不应采取保护接地措施，否则会把大地电位引向高处，反而增加触电的危险性。

1、照明设备的接地和接零

按工作照明，局部照明和事故照明三个方面加以说明。

（1）工作照明设备的金属外壳是接地还是接零与其电网的中性点是否接地有关系。中性点不接地的电网中其照明设备金属外壳应采用接地保护，而不应采用接零保护。为了减轻短路或过载造成的危险，相线(火线)和工作零线都以装设开关和熔断器为好。至于照明设备的保护接地做法与一般设备的保护接地做法相同。中性点接地的电网中，其照明设备金属外壳应采用接零保护，而不应采用接地保护。照明设备的保护接零做法与一般设备的保护接零不完全相同。为了保持零线连续可靠，不允许在零线上装设开关和熔断器；而且照明设备的金属外壳应接向接零干线，不能接在零支线上，否则零支线断线时，外壳将带电。在有爆炸和火灾危险的环境中，为了减轻过负荷的危险，相线和零线上都装有熔断器。这时，应另设一条不装任何开关和熔断器的零线，因为这条零线是为保护人身安全的，将照明设备的金属外壳接向保护零线。

（2）局部照明的电压按规定一般应使用安全电压，即36V或12V；只有当工作环境比较安全，或者所用灯具有特殊安全结构时，其电压才可以采用220V。所用的安全电压由双绕组变压器供给，不能用自耦变压器。对于中性点接地系统，为了防止变压器漏电，其外壳应当接零；为了防止高压窜入低压侧，变压器低压边一端可以接零。对于中性点不接地系统只将变压器金属外壳接地即可。为了防止短路事故，变压器一次侧和二次侧都应装设熔断器。

（3）事故照明的中性点接地系统中，当事故照明装置由交流电源供电时，其金属外壳是接零的；当因故(如停电)改由直流电源供电时，直流电源没有接地，从而保证与大地的绝缘。这是因为直流电源还要同时供给控制线路用电，不允许接地。

2、携带式设备的接地和接零

携带式设备(如手携电动工具等)，在使用中需要经常移动，振动也较大，容易发生相线碰壳事故，触电危险性较大。接地(或接零)是携带式设备的主要安全措施之一，携带式设备的地线(或零线)不宜单独敷设，而应当和电源线采用同样的防护措施。单相携带式设备接零的作法与照明设备相同。最好采用带有接地(零)芯线的橡皮套软线作电源线，其专用芯线用作接地(零)线。携带式设备的电源插座和插头应有专用的接地(零)插孔和插头。

3、移动式设备的接地和接零

移动式设备(如挖土机等)由于位置经常变化，不宜采用固定的接地装置。如电源中性点是接地的系统，应将设备正常工作时不带电的金属部分接零。由于线路要经常移动，经受拉伸和弯曲，容易损坏，零线的截面应与相线相同，连接的地方应有特殊标志。如电源系统中性点不接地系统，宜采用漏电保护装置保护。移动式发电设备或移动式变电设备的接地装置，应尽量采用自然接地地体。若自然接地体不能满足要求，可加用人工接地体。其人工接地体的结构应使得打人地下和拔出地面都比较方便。对于供电范围不大的移动式发电设备或变电设备，应采用不接地系统。电源设备和用电设备合为一体的移动式成套设备一般采用中性点不接地系统。其外壳不必采取接地措施。

4、保护接地和保护接零尚存在的问题

中性点不接地的供电系统应用较少，加上广泛使用的动力和照明共用的三相四线制中，其中性点和中性线不容易与地绝缘，因此保护接地实际应用较少。若接地保护与漏电保护结合起来，其优点较多，使用也会多起来。

广泛使用的三相四线制其中性点多接地，所以设备外壳做接零保护的亦较多。但是远离电源的设备外壳会因为外壳接零而对地呈现出电压，以至对人的安全构成威胁。这个外壳对地的电压是因为中性线上的阻抗造成的，通常称为中性点之间的电压，即所谓的中性点偏移电压。出现中性点偏移电压的原因有：中性线过长或过细；三相负载不对称；照明负载中使用了过多的带有铁心线圈的气体放电灯，如日光灯等，流过这种灯的电流中包含有三次谐波电流，因为三相中的三次谐波电流是同相的，所以在中性线上不能抵消，而是叠加在中性线上，使上中性线电流过大。减少中性点电压偏移的方法：最好采用三相五线制供电系统。减少中性点电压偏移还可以通过加大中性线截面积使之与火线截面积相等的方法，也可以多设置重复接地方法等加以解决。

三、重复接地与等电位联接

重复接地是将零线上的一点或多点与地再次做电气连接。接地电阻不应大于10Ω。例如架空线路沿线每一公里处以及在引入大型建筑物、车间等处的零线都要重复接地。其作用是：降低漏电设备的对地电压；减轻断线时的触电危险和三相负荷不对称时对地电压的危险性；缩短碰壳或接地短路持续时间；改善架空线路的防雷性能。建筑物内人员所能接触到的具有金属外壳的设备或构件(如暖气、自来水管道)，在常态下一般不会带电。但在漏电时，这些设备或构件的外露金属部分之间所产生的电位差，人一旦接触就会有触电的危险。为了防止出现这个电位差，用导体将这些金属部分相互连接起来成为等电位体并予以接地。如果电气设备少而集中，通常将这些设备以及相距2.5m距离内的水、暖气管道等外露可导电部分直接连接起来实现局部等电位连接，进一步消除外来危险故障电压和外界电磁场干扰的作用。

参考文献

[1] 吴汉常.论建筑电气接地的施工技术[J]. 广东科技. 2009(10)

[2] 段广澍.接地接零与安全[J]. 电器工厂设计. 1999(04)