论文部分内容阅读
摘要： 随着我国目前科学技术的不短发展，建筑技术也有了很大的提高，在我国工业民用建筑的电气接地工程的安装过程中，我们要严格按照国家颁布的技术规范、条列进行施工，严格按照单位的施工技术要求及操作规程组织施工，对于一些常出现的质量问题要引起高度的重视，尽量避免并减少可能发生的质量问题，以提高整体安装水平，确保安全生产与工程质量。本文对建筑电气接地施工技术进行了探討。
关键词：建筑电气 接地施工技术 探讨
中图分类号：F407文献标识码： A
一、接地系统
1、接地
高层建筑的电气接地系统包含防雷接地、电气设备保护及变压器中性点接地、电气设备工作接地三方面。电气设计中有独立接地系统和统一接地系统两种方法。由于独立接地系统中各系统需独立地建立接地网，且各接地网之间要求有足够的距离以避免出现干扰。试验证明，当使用单根接地极时，距接地极20m处才能看成零电位。对于现代高层建筑，结构复杂，占地面积小，要将各接地系统真正分开在实际设计和施工中是较难做到的。因此，高层建筑通常采用防雷接地、工作接地和保护接地共用接地装置的统一接地系统。本工程的防雷接地、工作接地、，保护接地等共用一个接地系统。高层建筑弱电系统的工作接地与其它各系统共用接地装置应注意抗干扰处理，接地导线敷设时要注意屏蔽和隔离处理。因此，弱电系统的工作接地可采用绝缘单芯电缆穿塑料管暗敷引下，接地线直接与接地装置连接实现单点接地，避免外界电磁场对弱电设备的干扰。
2、PE线
现代高层建筑大多为智能建筑，设有通讯等电子和数据处理设备，对供电系统要求较高；建筑物中一般附有10/0.4/0.23KV的高低压变电室，用户设备的接地及变压器中性点的接地都共用建筑物的基础接地装置。本工程的接地装置利用建筑物的基础做自然接地体，在电气竖井及各机房内距地500mm处分别设置预埋BR4接地钢板作为连接板供测试或联接接地体时使用。因此，其低压配电系统通常采用TN-S系统。当线路发生接地故障时，PE线上带有高电压，由于PE线是连通的，在规定的时限内未能切除故障回路时存在故障电压蔓延的情况，给用户造成危险,施工中应特别重视PE线在安全中的作用。
二、电气接地施工技术分析
1、框架主体结构钢筋安装接地
1）利用柱内两根主筋作接地引下线的安装
在高层建筑中，主要由两大钢螺栓和柱作为引线，没有其他的引下线，这可以减少导致其他地方。如果我们能确定最佳的两个主要支柱内的钢筋作为引下线，效果会更好。设有断开连接螺栓的情况，首先要确定具体位置断开连接的螺栓，应注意断开螺栓的支柱地位是室内还是室外。如果它位于室外，中间两柱的主筋外侧为引线，方便连接螺栓的主要条线索；如果是位于内部，可以使用柱主筋作为引下线在中间的两个。从高层建筑的整体效果来看，从主筋安装的螺栓更方便实用。柱子不设断接螺栓的情况时，其主要考虑避雷的效果。在建筑的设计中，应使在屋顶上的引下线与避雷的网络系统连接安全方便，这时可利用柱内靠内侧的两根主筋或者左 (右)侧中间两根主筋来维持搭接的通畅度。
2）在连接过程中需要混凝土与钢筋相配合
在高层建筑设计中，混凝土在与构件中钢筋进行配合时，一定要注意接地的问题。在混凝土构件中的钢筋作为接地极或引下线时，应防止出现安全隐患，减少不必要的问题发生。以下是几个需要注意的问题：
①在底板和钢筋之间连接时，不能用电焊直接与钢筋焊接在一起，必须用连接件将二者焊接起来，所使用的连接件应是与板内钢筋同规格的钢筋，这样可以避免板内钢筋构件受到影响。
②在柱子的建筑上，应对主筋和梁柱进行适当的连接，柱内主筋与梁内主筋的连接应跟上述底板钢筋连接做法一样，但连接件规格可以不同。而柱内主筋与梁内避雷带的连接，要注意的就是避雷带的搭接，避雷带一般都是用扁钢或圆钢构件均搭接背焊。
3）柱内主筋的引出点安装方法
高层建筑电气的安装中，既然有引下线，就应有引出点与之相适应。
①在柱子内部安装主筋，把柱内主筋作为引出点，在处理时应保证该主筋不受任何伤害。柱子内部的主筋在与避雷网或者螺栓进行连接时，无论是用扁钢还是圆钢均应将其设计为工程实际所需要的形态。
②顶处引出线时，需要把柱内主筋的标高控制好，使其高度与避雷网尽量一致，严格按照规定与避雷网进行连接，这样既美观又方便。
2、与大地相连接
通常人体离不开地球，所以人们使用的各种电气系统都以大地的电位为参考电位。为取得大地电位需与大地连接，为此需打接地极用作与大地连接的接线端子，通过接地线的传导取得地电位，这就是我们常用的接地。
1）与代替大地的导体相连接
随着电气技术的进步，现时对接地赋予了新的涵义，即与代替大地的导体相连接也是接地，例如汽车的轮胎是绝缘物质，因此汽车上各类电气系统的接地也是接代替大地的金属车身。许多用电中发生的电击、电气火灾等电气事故是因过大的电位差而引起。比如飞机上的电气安全就是靠以机身代替大地，进行低阻抗的等电位联结并辅以其他安全措施来保证的。所谓以与代替大地的导体相连接而实现接地实际上就是与导体间进行低阻抗的等电位联结。同理，打接地极的接大地就是与大地作等电位联结，只是接地极的接地电阻以 Ω 计，其值甚大，引起的电位差也大，等电位效果不理想而已。
2）等电位联结降低了对接地电阻的要求
在地面上的建筑物内也可创造类似飞机内那样的等电位环境以提高用电安全水平。那就是在建筑物内作等电位联结,即在建筑物内将电气装置的外露导电部分和电气装置外的可导电部分(金属结构、管道等)互相连通而使电位相等或接近，以减少电气灾害。等电位联结是建筑物电气装置内必须实施的基本电气安全措施。所以，由于等电位的作用，在许多情况下国际电工标准没有必要规定接地电阻的阻值要求。需要说明，以上所述系对低压配电系统用电设备外露导电部分的保护接地而言。对于变电所低压侧中性点的系统接地我国的规定又失之过大，例如规定为4Ω以至 10Ω，这是不够安全的，但却未提出其科学依据。需知就用电安全而言，系统接地的接地电阻越小用电越安全，因此国际电工标准对其都规定有计算公式的要求。
3）对共用接地要求接地电阻不大于 1Ω 的商讨
现时一个建筑物内常有多种用途的电气系统，为避免不同系统接地装置间的电位差引起人身电击之类的电气事故，国际电工标准规定一个建筑物内只能设置一个共用的接地装置，这一要求已基本为我国的电气专业人员所接受。但在我国一些规范内又额外增加共用接地的接地电阻不大于 1Ω 的规定，却未见其说明和依据，这是一个值得商讨的问题。为减少电位差我们希望接地和等电位联结的阻抗Z=（R2+X2）1/2 尽量小。在 50Hz 的电气装置中电抗 X 的影响可忽略不计，而 PE 线的电阻又甚小于接地电阻，因此人们往往只规定对接地电阻值的要求。现在已进入信息时代，信息技术设备的工作频率以MHz 计，这样在阻抗 Z中不仅需考虑电阻R的影响，更需考虑高频作用下电抗X的影响。因此国际电工标准对信息技术装置不规定接地电阻要小到多少来保证信息设备的正常工作，而是规定许多措施来最大限度地减少等电位联结系统中的高频联结阻抗。
3、建筑电气接地的保护技术
1）防雷接地
建筑楼宇内有大量的电子设备,如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等,以及各自相应的布线系统。从已建成的大楼看,大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种电线布满。这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低、防干扰要求高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此，对建筑楼宇的防雷接地设计必须严密、可靠,建筑楼宇的所有功能接地,必须以防雷接地系统为基础,并建立严密、完整的防雷结构。建筑电气防雷是,接闪器采用针带组合接闪器,避雷带采用25×4mm镀锌扁钢,在屋顶组成小于等于10m×10m的网格。该网格与屋面金属构件作电氣连接,与建筑柱内钢筋作电气连接,引下线利用柱内主钢筋,相互之间的距离不小于规定标准。当然引下线多,分流效果好,每根引下线雷电流就小。引下线长,可在中间部分增加均压环,以减少引下线电感,降低反击电压。圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接,外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接,柱内钢筋与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击导致的楼内设备的损坏,而且还能防止外来电磁的干扰。
2）交流工作接地
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N 线接地)必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端子不能外露,不能与其他接地系统,如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接,也不能与PE线连接。在高压系统里,采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,这对于低压系统很有意义,可以方便使用单相电源。
3）安全保护接地
在建筑楼宇内,要求安全保护接地的设备非常多,强电设备、弱电设备,以及一些非带电导电设备与构件,均必须采取安全保护接地措施。当没有进行安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时, 其外壳有可能带电,如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。在中性点直接接地的电力系统中,接地短路电流经人身、大地流回中性点;在中性点非直接接地的电力系统中,接地电流经人体流入大地,并经线路对地电容构成通路,这两种情况都能造成触电事故。
结术语：建筑电气防雷设计关系到人身和建筑物安全，正确的建筑电气接地设计是防止发生人身伤亡事故以及建筑物发生火灾事故关键环节，它关系到建筑供电系统的可靠性和安全性，对居民生活具有重要的意义。正确的建筑电气接地设计和施工，是防止发生人身伤亡事故以及建筑物发生火灾事故关键环节。在进行电气接地系统设计和布设时，需根据实际情况和经验，参照行业标准选择科学合理的接地方式和接地系统。
参考文献
［1］ 黄民德.建筑电气安装工程［M］.天津：天津大学出版社，2008
［2］ 瞿胜甫.浅议高层建筑电气接地保护安装技术［J］.中国科技纵横，2010（9）
关键词：建筑电气 接地施工技术 探讨
中图分类号：F407文献标识码： A
一、接地系统
1、接地
高层建筑的电气接地系统包含防雷接地、电气设备保护及变压器中性点接地、电气设备工作接地三方面。电气设计中有独立接地系统和统一接地系统两种方法。由于独立接地系统中各系统需独立地建立接地网，且各接地网之间要求有足够的距离以避免出现干扰。试验证明，当使用单根接地极时，距接地极20m处才能看成零电位。对于现代高层建筑，结构复杂，占地面积小，要将各接地系统真正分开在实际设计和施工中是较难做到的。因此，高层建筑通常采用防雷接地、工作接地和保护接地共用接地装置的统一接地系统。本工程的防雷接地、工作接地、，保护接地等共用一个接地系统。高层建筑弱电系统的工作接地与其它各系统共用接地装置应注意抗干扰处理，接地导线敷设时要注意屏蔽和隔离处理。因此，弱电系统的工作接地可采用绝缘单芯电缆穿塑料管暗敷引下，接地线直接与接地装置连接实现单点接地，避免外界电磁场对弱电设备的干扰。
2、PE线
现代高层建筑大多为智能建筑，设有通讯等电子和数据处理设备，对供电系统要求较高；建筑物中一般附有10/0.4/0.23KV的高低压变电室，用户设备的接地及变压器中性点的接地都共用建筑物的基础接地装置。本工程的接地装置利用建筑物的基础做自然接地体，在电气竖井及各机房内距地500mm处分别设置预埋BR4接地钢板作为连接板供测试或联接接地体时使用。因此，其低压配电系统通常采用TN-S系统。当线路发生接地故障时，PE线上带有高电压，由于PE线是连通的，在规定的时限内未能切除故障回路时存在故障电压蔓延的情况，给用户造成危险,施工中应特别重视PE线在安全中的作用。
二、电气接地施工技术分析
1、框架主体结构钢筋安装接地
1）利用柱内两根主筋作接地引下线的安装
在高层建筑中，主要由两大钢螺栓和柱作为引线，没有其他的引下线，这可以减少导致其他地方。如果我们能确定最佳的两个主要支柱内的钢筋作为引下线，效果会更好。设有断开连接螺栓的情况，首先要确定具体位置断开连接的螺栓，应注意断开螺栓的支柱地位是室内还是室外。如果它位于室外，中间两柱的主筋外侧为引线，方便连接螺栓的主要条线索；如果是位于内部，可以使用柱主筋作为引下线在中间的两个。从高层建筑的整体效果来看，从主筋安装的螺栓更方便实用。柱子不设断接螺栓的情况时，其主要考虑避雷的效果。在建筑的设计中，应使在屋顶上的引下线与避雷的网络系统连接安全方便，这时可利用柱内靠内侧的两根主筋或者左 (右)侧中间两根主筋来维持搭接的通畅度。
2）在连接过程中需要混凝土与钢筋相配合
在高层建筑设计中，混凝土在与构件中钢筋进行配合时，一定要注意接地的问题。在混凝土构件中的钢筋作为接地极或引下线时，应防止出现安全隐患，减少不必要的问题发生。以下是几个需要注意的问题：
①在底板和钢筋之间连接时，不能用电焊直接与钢筋焊接在一起，必须用连接件将二者焊接起来，所使用的连接件应是与板内钢筋同规格的钢筋，这样可以避免板内钢筋构件受到影响。
②在柱子的建筑上，应对主筋和梁柱进行适当的连接，柱内主筋与梁内主筋的连接应跟上述底板钢筋连接做法一样，但连接件规格可以不同。而柱内主筋与梁内避雷带的连接，要注意的就是避雷带的搭接，避雷带一般都是用扁钢或圆钢构件均搭接背焊。
3）柱内主筋的引出点安装方法
高层建筑电气的安装中，既然有引下线，就应有引出点与之相适应。
①在柱子内部安装主筋，把柱内主筋作为引出点，在处理时应保证该主筋不受任何伤害。柱子内部的主筋在与避雷网或者螺栓进行连接时，无论是用扁钢还是圆钢均应将其设计为工程实际所需要的形态。
②顶处引出线时，需要把柱内主筋的标高控制好，使其高度与避雷网尽量一致，严格按照规定与避雷网进行连接，这样既美观又方便。
2、与大地相连接
通常人体离不开地球，所以人们使用的各种电气系统都以大地的电位为参考电位。为取得大地电位需与大地连接，为此需打接地极用作与大地连接的接线端子，通过接地线的传导取得地电位，这就是我们常用的接地。
1）与代替大地的导体相连接
随着电气技术的进步，现时对接地赋予了新的涵义，即与代替大地的导体相连接也是接地，例如汽车的轮胎是绝缘物质，因此汽车上各类电气系统的接地也是接代替大地的金属车身。许多用电中发生的电击、电气火灾等电气事故是因过大的电位差而引起。比如飞机上的电气安全就是靠以机身代替大地，进行低阻抗的等电位联结并辅以其他安全措施来保证的。所谓以与代替大地的导体相连接而实现接地实际上就是与导体间进行低阻抗的等电位联结。同理，打接地极的接大地就是与大地作等电位联结，只是接地极的接地电阻以 Ω 计，其值甚大，引起的电位差也大，等电位效果不理想而已。
2）等电位联结降低了对接地电阻的要求
在地面上的建筑物内也可创造类似飞机内那样的等电位环境以提高用电安全水平。那就是在建筑物内作等电位联结,即在建筑物内将电气装置的外露导电部分和电气装置外的可导电部分(金属结构、管道等)互相连通而使电位相等或接近，以减少电气灾害。等电位联结是建筑物电气装置内必须实施的基本电气安全措施。所以，由于等电位的作用，在许多情况下国际电工标准没有必要规定接地电阻的阻值要求。需要说明，以上所述系对低压配电系统用电设备外露导电部分的保护接地而言。对于变电所低压侧中性点的系统接地我国的规定又失之过大，例如规定为4Ω以至 10Ω，这是不够安全的，但却未提出其科学依据。需知就用电安全而言，系统接地的接地电阻越小用电越安全，因此国际电工标准对其都规定有计算公式的要求。
3）对共用接地要求接地电阻不大于 1Ω 的商讨
现时一个建筑物内常有多种用途的电气系统，为避免不同系统接地装置间的电位差引起人身电击之类的电气事故，国际电工标准规定一个建筑物内只能设置一个共用的接地装置，这一要求已基本为我国的电气专业人员所接受。但在我国一些规范内又额外增加共用接地的接地电阻不大于 1Ω 的规定，却未见其说明和依据，这是一个值得商讨的问题。为减少电位差我们希望接地和等电位联结的阻抗Z=（R2+X2）1/2 尽量小。在 50Hz 的电气装置中电抗 X 的影响可忽略不计，而 PE 线的电阻又甚小于接地电阻，因此人们往往只规定对接地电阻值的要求。现在已进入信息时代，信息技术设备的工作频率以MHz 计，这样在阻抗 Z中不仅需考虑电阻R的影响，更需考虑高频作用下电抗X的影响。因此国际电工标准对信息技术装置不规定接地电阻要小到多少来保证信息设备的正常工作，而是规定许多措施来最大限度地减少等电位联结系统中的高频联结阻抗。
3、建筑电气接地的保护技术
1）防雷接地
建筑楼宇内有大量的电子设备,如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等,以及各自相应的布线系统。从已建成的大楼看,大楼的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种电线布满。这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低、防干扰要求高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此，对建筑楼宇的防雷接地设计必须严密、可靠,建筑楼宇的所有功能接地,必须以防雷接地系统为基础,并建立严密、完整的防雷结构。建筑电气防雷是,接闪器采用针带组合接闪器,避雷带采用25×4mm镀锌扁钢,在屋顶组成小于等于10m×10m的网格。该网格与屋面金属构件作电氣连接,与建筑柱内钢筋作电气连接,引下线利用柱内主钢筋,相互之间的距离不小于规定标准。当然引下线多,分流效果好,每根引下线雷电流就小。引下线长,可在中间部分增加均压环,以减少引下线电感,降低反击电压。圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接,外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接,柱内钢筋与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击导致的楼内设备的损坏,而且还能防止外来电磁的干扰。
2）交流工作接地
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N 线接地)必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端子不能外露,不能与其他接地系统,如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接,也不能与PE线连接。在高压系统里,采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,这对于低压系统很有意义,可以方便使用单相电源。
3）安全保护接地
在建筑楼宇内,要求安全保护接地的设备非常多,强电设备、弱电设备,以及一些非带电导电设备与构件,均必须采取安全保护接地措施。当没有进行安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时, 其外壳有可能带电,如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。在中性点直接接地的电力系统中,接地短路电流经人身、大地流回中性点;在中性点非直接接地的电力系统中,接地电流经人体流入大地,并经线路对地电容构成通路,这两种情况都能造成触电事故。
结术语：建筑电气防雷设计关系到人身和建筑物安全，正确的建筑电气接地设计是防止发生人身伤亡事故以及建筑物发生火灾事故关键环节，它关系到建筑供电系统的可靠性和安全性，对居民生活具有重要的意义。正确的建筑电气接地设计和施工，是防止发生人身伤亡事故以及建筑物发生火灾事故关键环节。在进行电气接地系统设计和布设时，需根据实际情况和经验，参照行业标准选择科学合理的接地方式和接地系统。
参考文献
［1］ 黄民德.建筑电气安装工程［M］.天津：天津大学出版社，2008
［2］ 瞿胜甫.浅议高层建筑电气接地保护安装技术［J］.中国科技纵横，2010（9）