咸秀超

【摘要】低壓配電系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)是電氣設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容之一，每一個(gè)電氣工程，不管其規(guī)模大小及屬性，都應(yīng)作好接地，接地設(shè)計(jì)看起來(lái)簡(jiǎn)單。但截至目前為止，很多接地設(shè)計(jì)都不是很確切，概念不清，似是而非，有的不符合新的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家規(guī)范要求。

【關(guān)鍵詞】低壓配電系統(tǒng);接地設(shè)計(jì);問(wèn)題

一、關(guān)于“零線和接零”

現(xiàn)在還偶爾看到一些電氣設(shè)計(jì)文件中提及“零線和接零”，如“進(jìn)戶處零線重復(fù)接地”，這里“零線”的說(shuō)法不確切，應(yīng)停止使用，IEC標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)均無(wú)“零線”之說(shuō)，它是從前蘇聯(lián)的接零系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)中引來(lái)的。顧名思義，零線是指0電位的線，事實(shí)上，在配電系統(tǒng)導(dǎo)體中不可能存在0電位的線。保護(hù)導(dǎo)體PE不是“線”，若是指“N”線就更不正確了。還有的設(shè)計(jì)說(shuō)明中提到“接零”、“工作零線”和“保護(hù)零線”，也都不確切，更有甚者，就連2015年頒布的“農(nóng)村住宅電氣工程技術(shù)規(guī)程”中都還出現(xiàn)了這些過(guò)時(shí)的術(shù)語(yǔ)，如此不與時(shí)俱進(jìn)的陳舊觀念還不更改實(shí)屬不該。其實(shí)中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)工業(yè)與建筑專業(yè)委員會(huì)早在1986.11.7“關(guān)于低壓電網(wǎng)防觸電設(shè)計(jì)問(wèn)題的建議”中就提出過(guò)，“在涉及防觸電的名詞術(shù)語(yǔ)中今后應(yīng)統(tǒng)一采用IEC規(guī)定的名詞術(shù)語(yǔ)，如TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)、N線、PE線、PEN線等，不再采用保護(hù)接零、工作接零、三相三線制、零線等術(shù)語(yǔ)?！?/p>

二、關(guān)于“共用接地系統(tǒng)”

2.1共用接地系統(tǒng)的內(nèi)容

共用接地系統(tǒng)應(yīng)包括哪些內(nèi)容？在國(guó)家規(guī)范GB/T50035-2011交流電氣裝置接地設(shè)計(jì)規(guī)范第7.2.11條中“建筑物的低壓系統(tǒng)電源中性點(diǎn)、電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分的保護(hù)接地，保護(hù)等電位聯(lián)接的接地等可與建筑物防雷電保護(hù)接地共用一接地裝置，共用接地裝置的接地電阻，應(yīng)不大于各要求值中的最小值?！泵黠@該條文中共用接地系統(tǒng)不包括弱電系統(tǒng)接地，與前述的現(xiàn)行做法不同。

2.2共用接地系統(tǒng)的接地電阻

①電源系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地

對(duì)電源系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地電阻，一般要求都是不大于4Ω，民規(guī)2008年版第12.4.2“低壓系統(tǒng)中，配電變壓器的中性點(diǎn)接地電阻不宜超過(guò)4Ω”，大部分供電部門也都是按此要求做的，這是為了保證人身和系統(tǒng)絕緣的安全，由于系統(tǒng)情況十分復(fù)雜，規(guī)定不宜超過(guò)4Ω是否確切也值得商榷，很多國(guó)家沒(méi)有這一接地電阻的明確規(guī)定，但他們實(shí)際工作中提出要求此電阻值不大于2Ω，一般都能保證安全，并留有一定的余量，在建筑物中利用總等電位聯(lián)結(jié)板的自然接地，小于2Ω的接地電阻值是很容易達(dá)到的，我國(guó)有的地區(qū)也規(guī)定電源系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地電阻不大于2Ω（深圳），有的要求不大于3Ω（上海），筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)中取2Ω較為妥當(dāng)。

②負(fù)荷端的保護(hù)接地

負(fù)荷端的保護(hù)接地也就是電氣裝置外露可導(dǎo)電部分的接地，這是為了保護(hù)人身安全而做的，我們前面提到，各項(xiàng)工程一定做好總等電位聯(lián)結(jié)，既然如此，電氣裝置外露可導(dǎo)電部分與地已經(jīng)是同一電位。由于等電位聯(lián)結(jié)都是采用金屬體直接相連的，包括與接地裝置的連接，已形成一近似金屬等電位法拉第電籠，從保護(hù)角度來(lái)看，應(yīng)不存在接地電阻的問(wèn)題。

電源系統(tǒng)的中性點(diǎn)和負(fù)荷端都是通過(guò)總等電位聯(lián)結(jié)的地下部分實(shí)現(xiàn)了自然接大地，主要目的是為了泄放低壓系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)的雷電流、靜電荷等，以避免可能發(fā)生的電氣事故，它對(duì)接地電阻值的要求不高，總等電位聯(lián)結(jié)的自然接地一般可滿足要求。對(duì)接地電阻值要求不大于1Ω只是白白浪費(fèi)大量人力和物力。

現(xiàn)在還有不少人認(rèn)為所謂接地只是指在大地里打人工接地極，有人工接地裝置才放心，按IEC標(biāo)準(zhǔn)與作為參考電位的某一導(dǎo)體相連接同樣也是接地，有時(shí)甚至是效果更好的接地。為降低接地電阻而設(shè)置人工接地裝置即打人工接地極的作法，由于其電阻值過(guò)大，效果并不理想，而且接地極埋于地下，受到各種腐蝕，如果需要的話，不多年就要重新設(shè)置，周而復(fù)始，長(zhǎng)期浪費(fèi)人力物力。采用建筑物內(nèi)的鋼筋作為自然接地體，既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單，效果非常理想，何樂(lè)不為。因此設(shè)計(jì)說(shuō)明中“如若不能滿足要求，則需另外增設(shè)戶外人工接地裝置”這句話完全沒(méi)有必要，可以劃掉。

③防雷接地電阻值

首先，我們要明確，防雷保護(hù)接地采用的是沖擊電阻值，而前面所說(shuō)的關(guān)于共用接地系統(tǒng)的電阻值是工頻電阻，二者不完全相同，有一定的差異。就防雷接地的電阻而言，其要求值可遠(yuǎn)大于1Ω，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010第4.2.1.8條一類防雷建筑獨(dú)立接閃桿、架空接閃線或架空接閃網(wǎng)應(yīng)設(shè)獨(dú)立的接地裝置，每一根引下線的沖擊接地電阻應(yīng)≤10Ω。第4.2.2.3條防閃電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)與電氣電子系統(tǒng)的接地裝置共用，其工頻接地電阻應(yīng)≤10Ω。第4.3.6條二類防雷建筑每根引下線的沖擊接地電阻應(yīng)應(yīng)≤10Ω。第4.4.6條三類防雷建筑每根引下線的沖擊接地電阻應(yīng)應(yīng)≤30Ω?？梢?jiàn)，而且雷電流本是高頻電流，用工頻電阻來(lái)要求更不妥當(dāng)。

④弱電系統(tǒng)接地電阻值

前面已經(jīng)提出，弱電系統(tǒng)接地不宜納入共用接地系統(tǒng)，但實(shí)際工程中很難將其分開，形成了事實(shí)的共用接地系統(tǒng)，但不應(yīng)按工頻電阻來(lái)要求。恰恰是一些舊有規(guī)范的要求導(dǎo)致了共用接地系統(tǒng)電阻值應(yīng)不大于1Ω概念的產(chǎn)生。如民規(guī)JGJ16-2008第12.7.1.3條電子設(shè)備接地宜與防雷接地系統(tǒng)高壓接地網(wǎng)，接地電阻應(yīng)不大于1Ω。又如在《YD5042-97中明確規(guī)定，電子信息系統(tǒng)（即弱電系統(tǒng)）的接地電阻值不應(yīng)大于1Ω，大家總以為弱電系統(tǒng)接地要求很高它不應(yīng)大于1Ω是對(duì)的，因此共用接地系統(tǒng)接地電阻應(yīng)不大于1Ω，現(xiàn)在看來(lái)這個(gè)規(guī)定是不妥當(dāng)?shù)?。弱電系統(tǒng)的功能性接地實(shí)際是指要求一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的所有IT設(shè)備應(yīng)工作在同一電平下，一般都是在其工作室內(nèi)地下做一銅排網(wǎng)格，所有IT設(shè)備應(yīng)與之妥善相連，至于再將銅排網(wǎng)格與接地裝置連接已不屬于弱電系統(tǒng)接地本身的要求，而是保護(hù)接地的范疇。

我們前面所提到的都是功能性接地，其接地電阻為工頻接地電阻，而電子信息系統(tǒng)的功能性接地是要流過(guò)直流至高頻的電流。在高頻條件下，接地阻抗大大增加，注意這里指的是阻抗，而不是電阻。例如一長(zhǎng)61m的水平接地體，在小于10kHz頻率下的阻抗為6Ω～7Ω，當(dāng)頻率增大到1MHz時(shí)，其阻抗將加大到52Ω。長(zhǎng)10m的水平接地體，在頻率為10MHz時(shí)的阻抗為628Ω。頻率越高，阻抗越大，在此情況下阻抗中起作用的主要是感抗，而不是電阻，即使把電阻降至0.1Ω，也不會(huì)將系統(tǒng)高頻阻抗減下來(lái)?，F(xiàn)在電子信息系統(tǒng)的工作頻率越來(lái)越高，可達(dá)幾十至幾百M(fèi)Hz，在這里電阻的影響甚至是可以忽略不計(jì)的，所以對(duì)工作在高頻狀態(tài)下的電子信息系統(tǒng)的功能性接地電阻要求很低是完全沒(méi)有必要的，將其要求小于1Ω，甚至零點(diǎn)幾Ω毫無(wú)意義，只是浪費(fèi)了人力物力。

⑤小型建筑接地電阻

很多人不管建筑物體量大小，在提到共用接地系統(tǒng)接地電阻是也是千篇一律要求不大于1Ω;大型建筑物體量大，其自然接地體的接地電阻一般都會(huì)是很小的，盡管提出接地電阻不大于1Ω不太合理，但很容易滿足，不會(huì)出什么問(wèn)題。而小型建筑物的自然接地體的接地電阻往往會(huì)大于1Ω，只有按設(shè)計(jì)要求增設(shè)人工接地極了，而這在前面已經(jīng)說(shuō)明了，是沒(méi)有必要，若不這樣做，又不滿足設(shè)計(jì)要求，真是為難。

還有經(jīng)計(jì)算，本來(lái)達(dá)不到三類防雷數(shù)據(jù)，也要求按三類防雷建筑設(shè)置防雷措施，但由于建筑物體量小，自然引下線很可能少于10根，按規(guī)范要求，三類防雷建筑為防簡(jiǎn)接電擊和跨步電壓，就得采取其他措施，實(shí)際上這也是完全沒(méi)有必要的，這不是自找麻煩嘛。所以，對(duì)于小型建筑物一律提出共用接地系統(tǒng)接地電阻要求不大于1Ω和按三類防雷建筑設(shè)防完全是自找麻煩。

⑥共用接地系統(tǒng)接地電阻不大于2Ω

按“共用接地裝置的接地電阻，應(yīng)不大于各要求值中的最小值”的原則，綜上所述，共用接地系統(tǒng)的接地電阻以不大于2Ω為宜，而這一阻值在一般工民建中，利用其自然接地體建筑物內(nèi)的鋼筋、埋地金屬管道等是能滿足要求的，這比提出要小于1Ω經(jīng)濟(jì)實(shí)用，省事得多，何樂(lè)不為。

參考文獻(xiàn)

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