弱电接地.docx

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弱电接地

A．一般规定

1．弱电系统的接地，按用途分有保护性接地和功能性接地。

保护性接地分为：

防电击接地、防雷接地、防静电接地和防电蚀接地；功能性接地分为：

工作接地、逻辑接地、屏蔽接地和信号接地。

不同的接地有不同的要求，应按设计决定的接地施工。

2．需要接地的弱电系统的接地装置应符合下列要求：

（1）当配管采用镀锌电管时，除设计明确规定处，管子与管子、管子与金属盒子连接后不必跨接，但应遵守下述规定：

1）管子间采用螺纹连接时，管端螺纹长度不应小于管接头长度的1/2，螺纹表面应光滑、无锈蚀、缺损，在螺纹上应涂以电力复全脂或导电性防腐脂。

连接后，其螺纹宜外露2~3扣。

2）管子间采用带有紧定螺钉的套管连接时,螺钉应拧紧在振动的场所,紧定螺钉应有防松动措施。

3）管子与盒子的连接不应采用塑料纳子，应采用导电的金属纳子。

4）弱电管子内有PE线时，每只接线盒都应和PE线相连。

（pe接地，pen接零）

（2）当配管采用镀锌电管，设计又规定管子间需要跨接时，应遵守下述规定：

1）明敷配管不应采用熔焊跨接，应采用设计指定的专用接下来线卡子跨接。

2）埋地或埋设于混凝土中的电管，不应用线卡跨接，可采取熔焊跨接。

3）若管内穿有裸软PE铜线时，电管可不跨接。

此PE线必须与它所经过的每一只接线盒相连。

（3）配管采用黑铁管时，若设计不要求跨接，则不必跨接。

若要求跨接时，黑铁管之间及黑铁管与接线盒之间可采用圆钢跨接，单面焊接，跨接长度不宜小于跨接圆钢直径的6倍；黑铁管与镀锌桥架之间跨接时，应在黑铁管端部焊一只铜螺栓，用不小于4mm的铜导线与镀锌桥架相连。

（4）当强弱电都采用PVC管时，为避免干扰，弱电配管应尽量避免与强电配管平行敷设，若必须平行敷设，相隔距离宜大于0.5m。

（5）当强弱电用线槽敷设时，强弱电线槽宜分开；当需要敷设在同一线槽时，强弱电之间应用金属隔板隔开。

B．电信设备的接地

1．为防止外界电压危害人身安全和对设备的损害，抑制电气干扰，保证通信设备正常工作，电信设备的以下部分均应接地：

（1）直流电源、电信设备的机架、机壳；人站通信电缆的金属护套和屏蔽层。

（2）交流配电屏、整流器屏等供电设备的外露导电部分。

（3）直流配电屏的外露部分。

（4）交直流两用电信设备的机架、机框内与机架、机框不绝缘的供电整流盘的外露导电部分。

（5）电缆、架空线路及有关需要接地的部分，如放电器、避雷器、保护间隙等。

2．当低压配电系统采取TN制式供电，电信设备若要求严格限制工频交流对其的干扰，且电信设备不易做到与站内各种金黄色属构件绝缘时，应采用TN-S制式；当对干扰要求不太严格时，可采用TN-C制式；当电信设备的泄漏电流在10mA及以上时，应采用TN-S制式。

3．配电屏、整流器屏等外露导电部分，当加固装置将其与机架、机框在电气上已连通时，仍需与PE线或PEN线相连。

4．当采取IT制式供电，电信设备的泄漏电流在10mA以上时，为了避免保护设备误动作，可采取双线圈变压器供电，其一次侧接入IT制式，二次侧若以TN制式供电，此时供电设备的接地与TN制式相同。

5．电信设备的工作接地，一般要求单独设置，亦可与建筑物内变压器的工作接地共用一个接地装置。

但必须通过绝缘的专用接地线与接地装置相连。

6．电信设备采用共同接地装置时，其接地电阻应不大于1Ω，宜用两根截面积不小于25mm２的铜芯绝缘线穿管敷设到共同接地极上。

当采用基础钢筋作为共同接极时，连接处应有铜铁过渡接头。

C．电子设备的接地

1．电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地等，一般合用一个接地极，其接地电阻不大于4Ω；当电子设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时，其接地电阻不大于1Ω。

屏蔽接地如单独设置，则其接地电阻一般为30Ω。

2．对抗干扰能力差的电子设备，其接地应和防雷接地分开，两者相互距离宜在20m以上，对抗干扰能力较强的电子设备，两者距离可酌情减少，但不宜超过5m。

当电子设备接地和防雷接地采用共同接地装置时，为了避免雷击时遭受反击和保证设备的安全，应采用埋地铠装电缆供电。

3．电缆屏蔽层必须接地，为避免产生干扰电流，对信号电缆和1MHZ及以下低频电缆应一点接地；对1MHZ以上电缆，为保证屏蔽层为地电位，应采取多点接地。

4．为了避免环路电流、瞬时电流的影响，辐射式接地系统应采用一点接地；为消除各接地点的电位差，避免彼此之间产生干扰，环式接地系统应采用等电位连接；对混合式接地系统，在电子设备内部采用辐射式接地，在电子设备外部采用环式接地系统。

5．接地环母线的截面，当电子设备频率在1MHZ以上时，用铜箔120mm×0.35mm；在1MHZ以下时，用铜箔mm×0.35mm。

6．电子设备的接地极宜采用地下水平敷设，做成耙形或星形。

D．数据处理设备的接地

1．数据处理设备的接地电阻一般为4Ω，当与交流工频接地和防雷接地合用时，接地电阻为1Ω。

2．对于泄漏电流10mA以上的数据处理设备，其主机室内的金属体应相互连接成一体，连接线可采用6mm2的铜导线或25mm×4mm镀锌扁钢，并进行接地，接地电阻不大于4Ω。

3．为了减少趋肤效应和通道阻抗，直流工作接地的引下线应采遥多芯铜导线，截面不宜小于35mm2，当需要改善信号的工作条件时，宜采用多股铜绞线。

4．直流工作接地与交流工作接地如不采用共同接地时，两者之间的电差不应超过0.5V，以免产生干扰。

5．输入信号的电缆穿钢管敷设，或敷设在带金属盖板的金属桥架内，钢管及桥架均应接地。

E．电声、电视系统的接地

电声、电视系统的接地电阻一般为4Ω，工业电视系统如设备容量≤0.5kVA

时，接地电阻可不大于10Ω。

架设在建筑物顶部的天线金属底座必须与建筑物顶部的避雷网相连，构成避雷系统，通过至少在不同方向的两根引下线或建筑物内的主钢筋进行接地。

为避免由于接地电位差造成交流杂散波的干扰，闭路电视和工业电视必须采用一点接地。

电视系统的传输电缆穿金属管敷设时，金属管要接地，用以防止干扰。

F．接地极和接地线的安装

1．强弱电采用联合接地极时，接地电阻必须小于1Ω。

2．采用联合接地极时，弱电接地引出线和强电接地引出线不能从同一点引出，两者要相距3m以上。

3．对于抗干扰要求高的设备，例如电脑、消防控制室的接地干线应用截面积不小于25mm2绝缘铜导线两根或固定在绝缘子上的接地排，避免和强电接地线相通。

共用接地ITTTTN等电位连接设计方法

　　在建筑物供配电设计中，接地设计占有重要的地位，因为它关系到配电系统的可靠性，安全性。

20世纪90年代国家对电工的技术规范、标准作了大量修订，基本上全部等效或等同IEC标准，例如《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050－93、《漏电保护器安装和运行》GB13955－92、《低压配电设计规范》GB50054-95，三部国家标准明确提出低压配电系统的接地型式有IT系统、TT系统、TN系统（TN－S系统；TN－C系统；TN－C－S系统）三种。

　　不管哪类建筑物，在供配电设计中总包含有接地系统设计。

进入90年代后，大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的要求。

在常用的几种接地型式中，哪一种能够适合智能化楼宇？

智能化系统的弱电设备及线路的接地要求如何与强电设备及线路的接地统筹考虑？

笔者将提出自己的看法。

1.IT系统

　　I表示电源端不接地，或经过高阻抗接地。

T表示负载侧电气设备外露可导电部分直接接地。

IT系统最大的优点是当发生单相接地故障时，故障电流很小，可以不切断故障线路。

为保证人身安全，它要求发生接地故障时发出信号，设备的接触电压不大于50V，其动作电流应符合下式要求：

　　　　　　　　　　　　RA·Id≤50V

　　　　式中：

RA—外露可导电部分的接触电阻（Ω）

　　　　Id—相线和外露可导电部分间第一次短路故障电流（A）

　　为达到此要求，应减少配电系统的对地电容，例如限制设备线路总长度。

IT系统的缺点是不宜配出中性线N，并必须补充一些安全措施，不宜用于拥有大量单相设备的智能化大楼的低压配电系统。

但智能化系统重要的主机房设备和各层终端设备设置防雷击、防干扰隔离变压器后可采用IT系统供电。

2.TT系统

　　第一个符号T表示电源端有一点直接接地；第二个符号T表示电气装置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。

2.1TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的。

该系统在正常运行时，当三相负荷不平衡时，在中性线N带电情况下，PE线不会带电。

2.2当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，接地故障保护的动作特性应符合下式要求：

　　　　　　　　　　　　　　　　　RA·Ia≤50V

　　　　式中：

RA—外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻（Ω）

　　　　Ia—保证保护电器切断故障回路的动作电流（A）

　　由于接地故障电流的大小受电源端的接地电阻和设备外壳的接地电阻之和的限制，一般情况下其电流较小，不能启动低压断路器跳闸或熔断器熔断，将造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，故应采用漏电保护器保护。

2.3TT接地型式的适用范围

　　适用于以低压供电远离变电所的建筑物，对接地要求高的精密电子设备以及要防火防爆的场所。

3.TN－C系统

　　TN－C系统是用中性线（N）兼作接地保护线（PE），称作保护中性线，通称PEN线。

3.1TN系统的接地故障保护的动作特性应符合下式要求：

　　　　　　　　　　　　　　　　ZS·Ia≤U0

　　　　式中：

ZS—接地故障回路阻抗（Ω）

　　　　Ia—保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流（A）

　　　　UO—相线对地标称电压（V）

　　ZS包括变压器阻抗和自变压器至接地故障处相线与PE（PEN）线的阻抗。

因TN系统的接地故障电流大，使故障线路的保护装置迅速动作，切断故障回路电源达到保护目的。

3.2由于三相负载不平衡，PEN线上有不平衡电流，对地有电压，所以与PEN线所连接的电气设备金属外壳有一定的电压。

3.3如果PEN断线，则设备外壳带电。

3.4如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使PEN线上的危险电位蔓延。

3.5TN-C系统干线上不能使用漏电保护器。

3.6TN-C系统虽对接地故障灵敏度高，线路简单经济，但在智能化大楼内，有大量的照明、计算机、消防等设备，其中单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管（可控硅）等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中PEN线上叠加，使PEN线电压波动，不但会使设备外壳（与PEN线连接）带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。

因此TN－C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。

4.TN－C－S系统

　　TN－C－S系统由两个部分组成，第一部分是TN－C系统，第二部分是TN－S系统，分界面在PEN线与PE线的连接点。

该系统一般用在建筑物的配电由公共变电所引来的场所，进户之前为TN－C系统，在进户配电箱处做PEN线的重复接地，配电箱馈出线将N线与PE线分开至设备，并不再有电气连接。

当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，同时只要我们采取等电位连接，使电子设备共同获得一个等电位基准点，那么TN－C－S系统可以作为智能型建筑物低压配电系统的一种接地型式。

5.TN－S系统

　　TN－S系统是把中性线N和保护接地线PE严格分开的低压配电系统。

通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。

5.1TN-S系统的接地故障保护特性见3.1。

5.2中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点处共同接地外，两线不再有任何的电气连接。

系统正常运行时，PE线上没有电流，只是N线上有不平衡电流。

5.3PE线不许断线，对地没有电压，所以电气设备金属外壳是接在PE线上安全可靠。

5.4TN-S系统的适用范围

　　TN-S系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压配电系统。

智能化楼宇除计算机等主要电子设备有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。

6．智能化楼宇的电气接地措施。

6.1防雷接地

　　为把雷电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。

智能化楼宇内有建筑电气设备和大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统、办公自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、安全防范系统、综合布线系统、闭路电视系统、车库管理系统等。

从已建成的大楼看，大楼的各层顶板，底板，侧墙，吊顶内几乎被各种布线布满。

其中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、反击雷、雷电感应及雷电波侵入都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。

因此对智能化楼宇的防雷接地设计必须符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）的有关规定。

6.2工作接地

　　将变压器中性点直接与大地作金属连接，称为工作接地。

　　接地的中性线（N线）必须用铜芯绝缘线，不能与其它接地线混接，也不能与PE线连接。

6.3安全保护接地

　　安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。

即将大楼内的电气设备以及设备附近的金属构件、金属管等用PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。

这些措施不仅是保障智能建筑电气系统安全、有效运行的措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。

6.4屏蔽接地与防静电接地

　　电磁屏蔽及其正确接地是电子设备防止电磁干扰的最佳保护方法。

可将设备外壳与PE线连接；穿导线或电缆的金属管、电缆的金属外皮和屏蔽层的一端或两端与PE线可靠连接；重要电子设备室的墙、顶板、地板的钢筋网及金属门窗也应多点与PE线可靠连接。

　　防静电干扰也很重要。

防静电接地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳、金属管及室内（包括地坪）设施必须均与PE线多点可靠连接。

6.5共用接地系统

　　智能化楼宇的建筑物防雷接地、电气设备（含电子设备）的接地、屏蔽接地及防静电接地应采用一个总的共用接地装置。

共用接地装置优先采用大楼的钢筋混凝土内的钢筋、金属物件及管道等自然接地体。

其接地电阻应≤1Ω。

若达不到要求，可增加人工接地体或采用化学降阻法，使接地电阻≤1Ω。

6.6等电位连接

　　等电位连接是防止人身遭受电击、发生电气火灾及电子设备抗电磁干扰的主要措施。

将建筑物的各种设备金属外壳、金属管、电缆支架、金属线槽、电缆金属外皮、建筑物的钢筋网等金属体，就近与共用接地装置可靠连接。

6.6.1强、弱电系统分别设置各自的等电位接地端子板，分别通过接地干线或接地母排与共用接地装置连接。

6.6.2各电气设备应采用单独的PE线与等电位端子板连接，不得将几个设备用接地线串联接地。

6.6.3等电位接地端子板与接地干线或共用接地装置的连接点，至少应有两点，并在不同位置。

6.6.4各等电位接地端子板应设置在便于安装和检查以及接近各种引入线的位置，避免装设在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。

等电位接地端子板的连接点应具有牢固的机械强度和良好的电气连续性。

6.6.5从建筑物外引入建筑物内的各种金属管、金属线槽、电缆金属外皮等，应在引入处与共用接地装置进行等电位连接，或与强电系统等电位接地端子板连接。

7．结束语

　　综上所述，智能化系统设备的供配电和接地应做到安全可靠、经济合理。

智能化楼宇接地设计应首先采用TN-S系统，为了保证人身和设备安全及系统的正常运行，应设置电气、电子设备的防雷接地、工作接地、安全保护接地、屏蔽接地与防静电接地，各种接地应采用共用接地装置和等电位连接。

建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。

国际电工委员会（IEC）对此作了统一规定，称为TT系统、TN系统、IT系统。

其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。

下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。

TT系统TN-C

供电系统→TN系统→TN-S

IT系统TN-C-S

（一）工程供电的基本方式

根据IEC规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT、TN和IT系统，分述如下。

（1）TT方式供电系统TT方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT系统。

第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。

在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图1-1所示。

这种供电系统的特点如下。

1）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。

但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。

2）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此TT系统难以推广。

3）TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

现在有的建筑单位是采用TT系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量。

把新增加的专用保护线PE线和工作零线N分开，其特点是：

①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；③TT系统适用于接地保护占很分散的地方。

（2）TN方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。

它的特点如下。

1）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。

2）TN系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比TT系统优点多。

TN方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。

（3）TN-C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示

（4）TN-S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统，TN-S供电系统的特点如下。

1）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。

PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。

2）工作零线只用作单相照明负载回路。

3）专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关。

4）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

5）TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。

在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用TN-S方式供电系统。

（5）TN-C-S方式供电系统在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线，TN-C-S系统的特点如下。

1）工作零线N与专用保护线PE相联通，如图1-5ND这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。

D点至后面PE线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于ND线的负载不平衡的情况及ND这段线路的长度。

负载越不平衡，ND线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。

所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地。

2）PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。

3）对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外，其他各分箱处均不得把N线和PE线相联，PE线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作PE线。

通过上述分析，TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的作法。

当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN-C-S系统在施工用电实践中效果还是可行的。

但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用TN-S方式供电系统。

（6）IT方式供电系统I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。

每二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护。

TT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。

一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。

地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。

运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。

在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。

只有在供电距离不太长时才比较安全。

这种供电方式在工地上很少见。

（二）供电线路符号小结

1）国际电工委员会（IEC）规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。

如T表示是中性点直接接地；I表示所有带电部分绝缘。

2）第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。

如T表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系；N表示负载采用接零保护。

3）第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。

如C表示工作零线与保护线是合一的，如TN-C；S表示工作零线与保护线是严格分开的，所以PE线称为专用保护线，如TN-S