建筑电气系统的接地与防雷完整版Word文档格式.docx
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随着社会经济的快速发展，科技的不断进步，出现了大量的智能建筑，这对建筑的电气设计提出了更高的要求，其中接地系统的设计是尤为重要的一个环节，对于建筑的弱电系统经常出现故障造成严重的后果，根据有关部门的调查显示，其中超过25%的事故是由于雷电以及其它的电磁干扰引起的，保护电气设备的安全，不要受到雷电以及浪涌电压的影响成为电气接地系统设计的一个重要课题。
电力系统的使用安全关系到建筑的正常使用，以及使用的安全性和可靠性，对于建筑内的设备和人员安全也是一个保证，为了更好的设计接地系统，就要清楚建筑中接地系统的分类以及它们之间的关系，这样才可以确保接地系统安全可靠。
1建筑接地系统的种类和作用
对于建筑电气的接地系统从所起作用我们一般分为三种，分别是防雷接地、工作接地及保护接地，下面分别阐述。
1.1防雷接地
防雷接地对于建筑是较为重要的接地系统。
当建筑遭到雷击时可以有效的把电流导入大地，保护了建筑物以及其内部物件和人员的安全。
在雷击的瞬间雷电流是极为大的，可以达到几十到几百千安培，以致瞬时的感应电压可以达到几十到几百千伏，建筑物内的电子设备受到雷电反击以及感应过电压的严重威胁。
所以防雷接地系统的另一个重要作用是使建筑物内的设备具有等电位、均压和多层屏蔽的安全防雷结构。
对于建筑物的接地系统设计中，防雷接地系统设计是最为重要的，以防雷为基础，做好其他两方面的接地系统的设计，提高人们工作生活环境的安全性。
1.2工作接地
工作接地主要针对建筑内部的各种电器设备，使其正常工作需要的接地系统，一般分为直流和交流工作接地。
民用建筑的交流工作接地为交流配电系统中的电源变压器中性点或者把建筑物引入的交流电源中性线直接接地，保证建筑内电器具有220/380V正常使用的稳定工作电压。
直流工作接地的目的是让建筑内部的电子设备信号放大，使信号传输和在各个电路的信息传递过程有一个平稳的基准电位，保证建筑内电力系统可以安全稳定正常的工作。
1.3保护接地
保护接地主要针对建筑内的人员安全，避免遭到间接的接触电击及在出现接地故障的状况下免遭由于金属壳体之间存在的电位差造成的打火而引发的火灾。
在配电回路中出现接地故障时会产生非常大的接地故障电流，导致配电回路保护开关快速动作，及时切断故障回路的电源起到保护作用。
对于不可以快速切断故障回路电源的地方，保护接地使用等电位措施来保护人员的安全。
2建筑防雷接地、工作接地、保护接地系统的设计
2.1防雷接地系统的设计
防雷接地在建筑接地系统设计中是极为重要的，一般把建筑物的防雷保护分为三级：
一类、二类和三类，民用建筑大多采用二类防雷保护进行设计，对于建筑内存在爆炸危险环境的建筑采用一类防雷保护设计。
建筑的防雷接地系统一般是由引下线、接闪器、均压环以及接地体等装置组成。
其中接闪器可以使用避雷带、避雷针或者针带组合接闪器。
其中避雷带要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷击的地方敷设。
建筑表面外露的金属构件和管道要与避雷带相连接。
建筑上的接闪器要同下线焊接相连通。
对于高层建筑物的引下线要尽量利用钢筋混凝柱的钢筋作为引下线。
选为当做引下线的柱内两根主钢筋的直径一般不小于12mm，其两者的连接一般使用焊接法或者绑扎法均可，对于建筑物周围引下线的下部适当位置要设置几个测量点，可以把人工接地体同等电位的连接板连接。
对于外引连接板同引下线的连接要使用焊接。
引下线上端要同建筑的避雷装置焊接，其下端要同接地体焊接。
对于引下线的这种设计优点很多，雷电流的泄漏点多、省材料、施工方便以及不损坏建筑物外观。
在接地系统设计中接地体的设计是另一个难点，接地体一般是利用桩基内部钢筋作为自然接地体，此种设计优点是施工方便、工程投资少、接地效果好，设计过程应注意以下几点：
利用外圈桩基和基础梁内钢筋组成的闭环，如果没有基础地梁钢筋时，一般用40mm×
4mm的镀锌扁钢当做连接体，使建筑的外沿敷设成闭合、环状、水平的接地体。
尽量把所有桩基都和闭环连接；
对于作接地装置钢筋的直径如只有一根时要大于10mm，一般可以利用基础梁的底部两个直径大于12mm的钢筋当接地体；
当使用基础内钢筋当接地体时，其周围地面的深度要大于0.5m。
2.2工作接地系统的设计
（1）交流工作接地
建筑内的交流工作接地通常指交流配电系统中性点的接地。
当建筑供电是由附近地区变电所提供时，那么工作接地就已经在区域的变电所内完成了，当把配电线路从区域变电所引进建筑前，中性线即PEN线要重复接地。
对于建筑设置有独立变电所的情况，就可以在变电所内完成交流接地。
就是把变压器的中性线和中性点共同直接接地。
在变电所内若有发电机组的情况也要把发电机的中性点接地。
交流工作接地使用独立的接地体时，一般接地电阻都要小于4Ω，如使用共用接地体时其接地电阻要小于1Ω。
对于高层建筑一般都使用共用接地体。
有些设计是把变压器的中性点接地通过配电中性线，主要是利用低压的配电屏对保护接地线进行接地保护。
发电机和变压器的工作接地要在设备上用最短线路并使用单独接地线直接和接地装置进行连接。
（2）直流工作接地
一般在通信机房、计算机机房、监控中心、消防控制室、广播音响机房、电梯机房、BA机房以及其它使用电子设备集中的场所都需要设置直流工作接地，其接地电阻值一般不大于4Ω，有特殊要求的除外，当采用共同接地体时，接地电阻应小于1Ω。
一般供货商都要求在弱电系统设备要设置单独接地。
与建筑防雷系统分开时，其距离不应小于20m，不然将会产生的干扰。
但现在城市中建筑密度都很高，很难满足两个接地系统把电气真正分开，因此，经过多个工程的实践证明使用共接地体可以较为有效的解决多个系统接地的复杂问题。
2.3保护接地系统的设计
（1）保护接地系统方式
保护接地系统的方式选择是通过配电系统的保护线（PE）和中性线（N）之间的配置分TN-C，TN-CS，TN-S，TT，IT五种情况。
其中TN-S系统就是三相五线制系统，这个系统被高层建筑，特别是智能建筑普遍采用。
此系统的保护线PE和中性线N只在电源变压器的中性点外一处共同接地，在其他地方两线严格分开没有任何电气连接。
对于建筑内有变压器的建筑也常采用此接地保护系统。
因为TN-S系统有很多有点，就是无论中性线N是否带电、配电系统的三相负荷平衡与否，PE线都不带电，可以保证可靠安全的基准接地电位。
（2）TN-S保护接地系统的设计
对于建筑中TN-S接地系统是由PE干线、PE母排、各层PE端子排以及放射式接地引线和被保护的设备可导电构件连接所组成。
这个保护接地系统一般是同工作接地和防雷接地共用接地体，其接地电阻一般要求小于1Ω。
3电力系统接地和防雷故障及防护问题
3.1接地故障及防护
主要是相线同电气装置的外露部分和地面间的短路问题，导致外露导电部分带有故障电压，这个电压对接地金属打火及建立电弧，引起一处或者多处起火，如：
某商场现场工地在做停电安全全面检查时，工作人员不小心把一个砂轮切割机的保护地线移走，导致裸露的线头正好碰到金属埋件，打出的火花引燃了套丝机所漏出的油，造成了一场火灾。
停电了，怎么还能打火呢？
经过有关人员分析：
因工地的线路混乱，电压系统的外部电源是沿着保护地线引入的。
所以配电室以及总箱应重复接地之外，在配电线路的中间及末端处保护地线也要做重复接地。
要求工地的临电设多点保护，并合理选择漏电保护的类型。
3.2防雷故障及防护
过去的雷害问题是以直击雷的形式对地面上的人和物进行击毁，现在已发展为通过金属导体传播的雷电波对建筑、事物、人员造成伤害。
防雷方法也发生了很大的变化，由原来简单的避雷针和避雷带防护转为现在的ADBSGP方法。
现在雷电波的侵入指感应雷或直击雷通过通信电缆、无线电天线、输电线等金属引到建筑物内发生闪击造成的雷击事故。
这种情况的事故发生率较高，且情况都较为严重。
现代的防雷装置—电涌保护器，是通过抑制旁路浪涌电流和瞬间过电压来保护设备安全的装置，它可以在极短的时间内把保护线路转入等电位的系统中，让设备各个端口电压达到等电位，并把因雷击产生的脉冲能量通进大地，使设备各个端口电位差降低，这样电路上的设备便得到了保护。
电涌保护器应用的方面可分为信息系统电涌保护器、电源系统电涌保护器、绝缘火化隙以及等电位连接。
由电涌保护器的放电流通量分类可分为过压保护器、避雷器、复合型SPD。
针对设备或系统，在各个进出线缆上必须安装一定的电涌保护器，当线缆上遭直接雷击或者感应到过电压，通过电涌保护器的作用，系统设备的各个端口电压可以大体上达到相等水平也就是等电位，这样设备系统就可以尽量免遭破坏。
4结论
随着我国经济的快速发展，人们对生命财产安全的重视度越来越高，对于电气系统的安全问题也更加关注，接地是一中传统而应用广泛的电气安全措施，为了保证接地系统的高效正常运行，对于一些经常出现的故障如接地线与接地体的选择和安装、接地电弧性短路等问题要特别注意，对于存在爆炸危险性的场所接地安装要更加严格，操作要更加规范，保证不出现意外。
为了完全消除雷电所造成的毁坏性电位差，要严格实行等电位连接，信号线、电源线、金属管道等各种金属设备都应由电涌保护器或这用导线直接进行等电位连接，并且各个内层的保护区界面也要都做等电位连接，局部等电位连接棒互相连接并与主等电位棒相连。
现在建筑中一旦发生雷电事故就极为严重，所以要多加防范，严格要求，保证建筑以及其内部设备和人员的安全。
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