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摘要：在进行电气接地系统设计时，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。正确的接地方式和接地系统，是保证电气接地装置正常运行的基础，一旦出现问题将会引发生产事故甚至人身伤害。因此电气接地方案的合理选择和应用应引起高度重视。
关键词：民用建筑；电气；接地；等电位联结
中图分类号： F407 文献标识码： A
引言
在现代住宅的电气设计及低压配电系统中,接地措施必不可少,它是建筑物、设备及人身安全的有力保证。目前,由于考虑到工程造价等因素,有些建筑物在进行供电设计时就没有考虑等电位联结问题。在发达国家,住宅楼并不一定要求打人工接地极,但要求必须做好总等电位联结和卫浴间局部等电位联结,否則,甲方不予验收,当地供电公司也以电气不安全为由拒绝供电.下面就住宅接地方式的特点及等电位联结的实现加以论述。
一、接地的种类和目的
1、安全保护接地
主要包括：为防止电力设施或电子电气设备绝缘损坏、危及人身安全而设置的保护接地；为消除生产过程中产生的静电积累，引起触电或爆炸而设的静电接地；为防止电磁感应而对设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮所进行的屏蔽接地。其中保护接地应用最为广泛，它将机(外)壳接地。此种接地的目的是为了安全。
2、系统接地
这种接地给电路系统提供一个基准电位（参考电位），同时也可将干扰引走。此种接地目的是为了抵制外部的干扰。
3、防雷接地
为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地。
4、重复接地
在低压配电系统的系统中，为防止因中性线故障而失去接地保护作用，造成电击危险和损坏设备，对中性线进行重复接地。系统中的重复接地点为：架空线路的终端及线路中适当点；四芯电缆的中性线；电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处。
5、防静电接地
为了消除静电对人身和设备产生危害而进行的接地，如将某些液体或气体的金属输送管道或车辆的接地。
6、屏蔽接地
为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其他设备造成电磁干扰的屏蔽设备的接地。
二、接地及等电位联结的重要性
接地及等电位联结这两个名词，相信我们电气人员并不陌生，因为他们是我们电气人员经常要提到的电气安全措施之一。大家都知道一般人和各类电气系统都位于地球上，而地球又是个导体，因此电气系统必须与地球作等电位联结，以避免它与大地之间的电位差引起的种种电气灾害，从而保证电气系统的正常运作。将流入防雷系统的电流释放到大地,避免使电流能量集中在某一个部位,对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量,避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地,但是这种做法现在已经不被提倡,而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求,如果接地质量不合格,则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。为与地球等电位或与地球电位接近，需要与地球作电气连接，但地球上没有电气连接端子，为此需在大地表面接地极作连接端子并引出接地线以取得地线来做参考电位，这就是通常所说的“接地”。由于接地极与大地间存在若干欧的连接电阻或接地电阻，并在其上产生较大的电位差，这种情况下，与大地连接的等电位效果，由于连接电阻或接地电阻大等原因而并不理想。
因为上述问题的存在，所以电气工程更强调等电位联结的重要性，这样接地问题就变得异常的复杂。接地被赋以新的概念，接地不仅限于与大地的连接，与代替大地的导体相连接以导体电位为参考电位也是接地。王厚余举过两个关于等电位的经典例子:飞机内电气系统与金属机身的连接，汽车内电气系统与金属车身的连接，这一连接既可认为是做等电位联结，也可认为是与代替大地的导体连接而实现的接地。它不以大地电位为参考电位而以机身或车身电位为参考电位，因其连接为金属性连接，其连接电阻仅几毫欧，所以其等电位效果优于传统的与大地连接的接地，而且其电气安全性能非常好。JGJ16-2008民用建筑电气设计规范第12．6条明确强调建筑物内的等电位联结的作用，其参考电位为建筑物内众多金属结构、管道的联结点—接地母排(或总接地端子)的电位。记得王厚余说过一句很精辟的话:假想有一个神话中的大力神将整个建筑物拔地而起使之与大地脱离，但电源未切断，这时对大地而言建筑物电气装置的接地电阻为无限大，但建筑物内的人群仍然照常安全无恙地生活和工作，因为各电气系统仍然通过与代替大地的导体—等电位联结系统的连接而实现了接地，这与飞上天空的飞机的情况是一样的。这就是等电位联结的精妙之处。
三、建筑电气设计中与接地相关的问题
1、TN-C-S系统和TN-S系统的区分
案例：某一建筑物A的电源由建筑物B（设有变压器）的WP1回路引来，采用三相四线制（～220/380V）引入。A建筑物电源进线处做PEN线重复接地，PEN线重复接地后N线与PE线严格分开。那么对于建筑A来说，它的接地保护系统属于TN-S还是TN-C-S接地系统？根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）条文说明中第109页12.2.2条第3款的阐述，“建筑物采用TN-C-S系统时，在建筑物的进线处设置重复接地，将系统变成TN-S以后才能设置进线隔离开关，这就大大提高了PE线的可靠性”。这句话从侧面反映出TN-C-S系统经重复接地后可形成一个局部的TN-S系统。一般民用建筑内部接地系统都是一个局部TN-S系统。但在设计说明中阐述其接地系统型式还应确定其上级配电系统，即其接地型式应“追根溯源”，从其电源点（变压器）看起。以本案例为例，A建筑物电源进线以三相四线制引入，其PEN线在电源进线处做重复接地，这是一个典型的TN-C-S系统，其设计说明中应明确交代该建筑物接地系统采用TN-C-S系统。
2、重复接地的距离要求
根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）条文说明中第109页12.2.2条第2款的阐述，“条文中没有对多处接地的做法以明确的规定。例如，两重复接地之间的最大距离，原因是每个地域的环境不一样，千差万别，统一规定有困难。设计中保护导体，水平敷设时可按50m，垂直敷设时可按20m。当然在长干线的终端处，PE导体应作接地”。由些可见，设计过程中可以电源进线处的重复接地可以50m作为重复接地的参考距离。建筑物内垂直方向以20m作为重复接地的极限距离也不难理解。建筑高度超过24m即为高层建筑，每20m内与楼板内钢筋或柱内主筋相连，增加了接地干线的可靠性，同时也起到一种等电位联结的作用，使建筑物变成一个近似的法拉第笼，有利于电磁屏蔽和防止雷电电磁脉冲的引入。
3、辅助（局部）等电位联结
《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中第176页12.6.6条第2款规定：“在一个装置或装置的一部分内，当作用于自动切断供电的间接接触保护不能满足本规范第7.7节规定的条件时，应设置辅助等电位联结。”设置等电位联结的核心作用是降低接触电压，当接地故障保护不能满足要求时，就要采取辅助等电位联结的方式来降低接触电压，使人体处在一个局部等电位面上。《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中第181页12.9.2条第2款明确规定浴室要做局部等电位联结。浴室内0区的安全电压为12V，一旦发生漏电危险，总等电位联结很难保证人体的接触电压不超过12V，故而要求浴室要做局部等电位联结。辅助等电位连接的设置，关键是要看接地故障保护能否满足安全电压和故障切断时间的要求。越是安全电压要求低的场所（如潮湿场所）和故障切断时间要求短的设备（如手持设备和移动设备）就越有必要做辅助等电位联结。要确定其有效性，可根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中第74页7.7.4条第4款中公式（R≤50/Ia）来验证。
结束语
综上所述，作为电气设计人员，我们从电气安全和功能上的角度应该对等电位联结和接地设计工作做到位，从源头上设计人员要足够重视等电位联结和接地的重要性，进而能让施工人员把等电位联结和接地工作不遗不漏地做好。
参考文献
[1]李艳华.关于接地系统保护整定方法的探讨[J].广西电力2013(04)
[2]张春合,张顺林,徐舒,于群兵.接地系统给继电保护带来的新问题[J].供用电.2013(06)
[3]刘伟良,荀吉辉,薛玮.发电机失磁保护与低励限制的整定配合[J].电力系统自动化.2012(18)
关键词：民用建筑；电气；接地；等电位联结
中图分类号： F407 文献标识码： A
引言
在现代住宅的电气设计及低压配电系统中,接地措施必不可少,它是建筑物、设备及人身安全的有力保证。目前,由于考虑到工程造价等因素,有些建筑物在进行供电设计时就没有考虑等电位联结问题。在发达国家,住宅楼并不一定要求打人工接地极,但要求必须做好总等电位联结和卫浴间局部等电位联结,否則,甲方不予验收,当地供电公司也以电气不安全为由拒绝供电.下面就住宅接地方式的特点及等电位联结的实现加以论述。
一、接地的种类和目的
1、安全保护接地
主要包括：为防止电力设施或电子电气设备绝缘损坏、危及人身安全而设置的保护接地；为消除生产过程中产生的静电积累，引起触电或爆炸而设的静电接地；为防止电磁感应而对设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮所进行的屏蔽接地。其中保护接地应用最为广泛，它将机(外)壳接地。此种接地的目的是为了安全。
2、系统接地
这种接地给电路系统提供一个基准电位（参考电位），同时也可将干扰引走。此种接地目的是为了抵制外部的干扰。
3、防雷接地
为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地。
4、重复接地
在低压配电系统的系统中，为防止因中性线故障而失去接地保护作用，造成电击危险和损坏设备，对中性线进行重复接地。系统中的重复接地点为：架空线路的终端及线路中适当点；四芯电缆的中性线；电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处。
5、防静电接地
为了消除静电对人身和设备产生危害而进行的接地，如将某些液体或气体的金属输送管道或车辆的接地。
6、屏蔽接地
为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其他设备造成电磁干扰的屏蔽设备的接地。
二、接地及等电位联结的重要性
接地及等电位联结这两个名词，相信我们电气人员并不陌生，因为他们是我们电气人员经常要提到的电气安全措施之一。大家都知道一般人和各类电气系统都位于地球上，而地球又是个导体，因此电气系统必须与地球作等电位联结，以避免它与大地之间的电位差引起的种种电气灾害，从而保证电气系统的正常运作。将流入防雷系统的电流释放到大地,避免使电流能量集中在某一个部位,对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量,避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地,但是这种做法现在已经不被提倡,而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求,如果接地质量不合格,则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。为与地球等电位或与地球电位接近，需要与地球作电气连接，但地球上没有电气连接端子，为此需在大地表面接地极作连接端子并引出接地线以取得地线来做参考电位，这就是通常所说的“接地”。由于接地极与大地间存在若干欧的连接电阻或接地电阻，并在其上产生较大的电位差，这种情况下，与大地连接的等电位效果，由于连接电阻或接地电阻大等原因而并不理想。
因为上述问题的存在，所以电气工程更强调等电位联结的重要性，这样接地问题就变得异常的复杂。接地被赋以新的概念，接地不仅限于与大地的连接，与代替大地的导体相连接以导体电位为参考电位也是接地。王厚余举过两个关于等电位的经典例子:飞机内电气系统与金属机身的连接，汽车内电气系统与金属车身的连接，这一连接既可认为是做等电位联结，也可认为是与代替大地的导体连接而实现的接地。它不以大地电位为参考电位而以机身或车身电位为参考电位，因其连接为金属性连接，其连接电阻仅几毫欧，所以其等电位效果优于传统的与大地连接的接地，而且其电气安全性能非常好。JGJ16-2008民用建筑电气设计规范第12．6条明确强调建筑物内的等电位联结的作用，其参考电位为建筑物内众多金属结构、管道的联结点—接地母排(或总接地端子)的电位。记得王厚余说过一句很精辟的话:假想有一个神话中的大力神将整个建筑物拔地而起使之与大地脱离，但电源未切断，这时对大地而言建筑物电气装置的接地电阻为无限大，但建筑物内的人群仍然照常安全无恙地生活和工作，因为各电气系统仍然通过与代替大地的导体—等电位联结系统的连接而实现了接地，这与飞上天空的飞机的情况是一样的。这就是等电位联结的精妙之处。
三、建筑电气设计中与接地相关的问题
1、TN-C-S系统和TN-S系统的区分
案例：某一建筑物A的电源由建筑物B（设有变压器）的WP1回路引来，采用三相四线制（～220/380V）引入。A建筑物电源进线处做PEN线重复接地，PEN线重复接地后N线与PE线严格分开。那么对于建筑A来说，它的接地保护系统属于TN-S还是TN-C-S接地系统？根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）条文说明中第109页12.2.2条第3款的阐述，“建筑物采用TN-C-S系统时，在建筑物的进线处设置重复接地，将系统变成TN-S以后才能设置进线隔离开关，这就大大提高了PE线的可靠性”。这句话从侧面反映出TN-C-S系统经重复接地后可形成一个局部的TN-S系统。一般民用建筑内部接地系统都是一个局部TN-S系统。但在设计说明中阐述其接地系统型式还应确定其上级配电系统，即其接地型式应“追根溯源”，从其电源点（变压器）看起。以本案例为例，A建筑物电源进线以三相四线制引入，其PEN线在电源进线处做重复接地，这是一个典型的TN-C-S系统，其设计说明中应明确交代该建筑物接地系统采用TN-C-S系统。
2、重复接地的距离要求
根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）条文说明中第109页12.2.2条第2款的阐述，“条文中没有对多处接地的做法以明确的规定。例如，两重复接地之间的最大距离，原因是每个地域的环境不一样，千差万别，统一规定有困难。设计中保护导体，水平敷设时可按50m，垂直敷设时可按20m。当然在长干线的终端处，PE导体应作接地”。由些可见，设计过程中可以电源进线处的重复接地可以50m作为重复接地的参考距离。建筑物内垂直方向以20m作为重复接地的极限距离也不难理解。建筑高度超过24m即为高层建筑，每20m内与楼板内钢筋或柱内主筋相连，增加了接地干线的可靠性，同时也起到一种等电位联结的作用，使建筑物变成一个近似的法拉第笼，有利于电磁屏蔽和防止雷电电磁脉冲的引入。
3、辅助（局部）等电位联结
《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中第176页12.6.6条第2款规定：“在一个装置或装置的一部分内，当作用于自动切断供电的间接接触保护不能满足本规范第7.7节规定的条件时，应设置辅助等电位联结。”设置等电位联结的核心作用是降低接触电压，当接地故障保护不能满足要求时，就要采取辅助等电位联结的方式来降低接触电压，使人体处在一个局部等电位面上。《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中第181页12.9.2条第2款明确规定浴室要做局部等电位联结。浴室内0区的安全电压为12V，一旦发生漏电危险，总等电位联结很难保证人体的接触电压不超过12V，故而要求浴室要做局部等电位联结。辅助等电位连接的设置，关键是要看接地故障保护能否满足安全电压和故障切断时间的要求。越是安全电压要求低的场所（如潮湿场所）和故障切断时间要求短的设备（如手持设备和移动设备）就越有必要做辅助等电位联结。要确定其有效性，可根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中第74页7.7.4条第4款中公式（R≤50/Ia）来验证。
结束语
综上所述，作为电气设计人员，我们从电气安全和功能上的角度应该对等电位联结和接地设计工作做到位，从源头上设计人员要足够重视等电位联结和接地的重要性，进而能让施工人员把等电位联结和接地工作不遗不漏地做好。
参考文献
[1]李艳华.关于接地系统保护整定方法的探讨[J].广西电力2013(04)
[2]张春合,张顺林,徐舒,于群兵.接地系统给继电保护带来的新问题[J].供用电.2013(06)
[3]刘伟良,荀吉辉,薛玮.发电机失磁保护与低励限制的整定配合[J].电力系统自动化.2012(18)