市政工程设计接地与等电位联结

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摘要:介绍了接地系统的分类，主要论述了接地和等电位联结在市政工程设计中的功能作用以及对电气安全的影响，并阐述了对道路照明工程接地电阻要求的理解，可为电气设计人员提供参考。

关键词:电气安全;接地系统;道路照明;接地电阻

引言

目前，电气设计人员都很重视接地对电气系统安全性的重要作用。接地有两个含义:一是指电气回路带电导体或电气装置外露导电部分与大地的连接，以大地为参考电位，对接地电阻有要求;另一个是指设备需接地部分与代替大地的某导体相连接，以导体电位为参考电位，要求等电位联结系统内的低阻抗。因此，电气设计人员要关注接地系统选择和接地电阻值的确定。

1低压配电系统接地

低压配电系统接地分为系统接地和保护接地。系统接地是指系统内电源端带电导体的接地，通常指变压器、发电机等绕组星形接点的接地;保护接地是指负荷端电气装置外露导电部分的接地，通常指电气装置内电气设备金属外壳、布线金属管槽等外露导电部分的接地［1-2］。

2接地系统的分类

对于低压交流系统，接地系统分TN、TT和IT3种类型。TN系统又分为TN-S、TN-C和TN-C-S系统，目前采用TN-S和TN-C-S较多。从电气安全角度出发，TN-C-S系统电源进线处PEN线必须先接PE母排，然后通过一根专用连接线接至中性线母排。

3接地与等电位联结在市政工程设计实际应用中的讨论

3．1场站项目中接地

图集14D504中对TN接地系统3种型式TN-C、TN-C-S和TN-S的接地做法有详细的图文说明。一些设计院的设计图纸只简单给出采用某种接地型式的文字说明，并没有对具体的接地做法详细阐述。值得关注的是，许多场站类项目对于多电源(暂按2台变压器考虑)和单电源的接地做法相同。对于多电源供电系统，仍错误地将变压器中性点就近直接接地，这样形成多点接地，即不符合图集14D504的要求，更违背国家标准GB/T50065—2011中第7．1．2条的相关要求，给多电源供电系统中引入杂散电流，可能会导致电气火灾、地下金属管道腐蚀、信息技术设备受干扰等不良后果。TN系统变压器就近多点接地如图1所示。部分工程师的另一种做法，即为了避免上述杂散电流，将变压器低压侧出线开关和母联开关改用四级开关，虽然能切断中性线电流的并联通路，但是四极开关可能存在中性线中断的风险。市政工程中涉及最多的属水厂工程，全厂共用变压器，中性线一旦中断，厂内单相设备将面临烧毁的风险，进而引起更严重的火灾风险。因此，不建议采用四级开关解决以上可能出现的杂散电流和中性线中断风险，最有效的方式是采用一点接地。TN系统配电盘内一点接地如图2所示，这样既消除杂散电流也能避免中性线中断风险，且满足规范、图集的要求［3］。目前对于接地电阻的要求，各设计院图纸中均要求建筑物接地电阻不大于1Ω，但没有找到相关依据，在国家标准GB/T50065—2011和图集14D504中均有4Ω描述。对于场站类项目，等电位联结系统要充分利用自然接地体，可以满足接地电阻为4Ω，对于整个系统没有必要强调接地电阻为1Ω。

3．2道路照明工程中接地

CJJ45—2015中规定“道路照明配电系统的接地形式应采用TT系统或TN-S系统”。标准JGJ163—2008中规定“配电线路的保护应符合现行国家标准GB50054的要求，当采用TN-S接地系统时，宜采用剩余电流保护器作接地故障保护;当采用TT接地系统时，应采用剩余电流保护器作接地故障保护”。一些地方部门强烈要求道路照明接地采用TN-S系统，原因是当地设计院是这么做的，而且多一根线比较安全。但多一根线既增加了投资，且安全性上也不如TT系统可靠。TN-S系统加上等电位联结才能起到更好的安全防护，而道路照明很难做到等电位;如果没有等电位，需要满足RB≤0．13RE，才能实现有效的安全防护。但以上条件太难满足(RE是随机值，难以对RB值规定一安全限制)。文献［1］已对道路照明接地系统进行了详细说明，但道路照明行业经过多年的发展，一些问题仍然没有得到实质性的解决，这还需要电气设计人员发挥积极作用。CJJ89—2012中对道路照明接地电阻值有明确要求，涉及两个数字“4Ω和10Ω”。根据GB50054—2011第5．2．15条规定:TT系统间接接触防护满足RAIa≤50V;由于道路照明处于室外环境，遇到雨天又属于潮湿环境，因此安全电压应取25V而非50V，系统装置内装设的RCD作接地故障防护，断电时间≤0．2s。按照室外照明RCD装置动作电流300mA考虑，RA≤83．3Ω即可满足要求。规范要求4Ω或者10Ω已经满足上述要求，但有些专家要求室外照明接地电阻≤1Ω，对于场站项目还能够实现，对于室外照明项目没有意义。对于道路照明采用TT系统时，建议沿照明电缆敷设通长镀锌扁钢，并与每座路灯基础内的钢筋可靠连接，以满足TT系统内RCD保护范围内应共用一个地和GB50065—2011中第7．2．8条的要求;同时也可以避免路灯其一发生N线接地故障后另一路灯发生相线接地故障而引起的RCD拒动，让系统更安全。

3．3等电位联结作用

等电位联结是保证电气安全的措施之一，即用导体把电气装置的外露可导电部分与装置外可导电部分相连，使其电位相等。这也说明等电位联结不是回路导体，起传递电位的作用，其截面积选择应满足GB50065—2011第8．3条的要求。等电位联结具体作用有:防间接接触的触电危险;防大气过电压造成的危害;防因电位差造成电气火花而引起的火灾及爆炸危险;防止外界引入建筑物内的高电位危险等。因此，场站项目中等电位联结不容忽视。从上述分析可知，等电位与接地不同，因此有人提出建筑物接地后还做等电位联结没有必要的观念完全是错误的。等电位联结不一定非要与接地系统连接，GB50054—2011第5．2．1条中有“设置不接地的等电位联结”规定。如果条件许可，通过接地系统连接可以加强接地的等电位联结效果，美观且节省材料。

4结语

介绍了市政工程设计中的接地与等电位联结，提出电气设计人员要关注接地系统选择和接地电阻值的确定，以减少电气事故，提升电气安全。

参考文献

［1］任元会，道路照明配电系统接地方式和线路保护的探讨［J］．建筑电气，2007，26(7):4-7．

［2］王厚余．低压电气装置的设计安装和检验［M］．2版．北京:电力出版社，2007．

［3］王厚余．建筑物电气装置600问［M］．北京:电力出版社，2013．

作者：杨振荣 邱哲 董建明 单位：中国市政工程华北设计研究总院有限公司榆林分公司