浅谈建筑物接地

浅谈建筑物接地１接地的概念《美国国家电气法规》ＮＥＣ第１００节对“接地”一词定义如下：电气回路或设备与大地，或与代替大地的导体之间的导电的连接，可以是有意的连接，也可以是无意的连接。在配电回路或分支回路里，所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通，从而减少它们之间的电位差，或将电位差限制到最小值。在上述定义里，术语“地”是个关键。接地的主要目的就是保证电气安全。在电击防护和为接地故障电流提供返回电源通路方面接地是很重要的。这两个问题都可将回路和地之间加以连接来解决。通常将一接地棒打入地内就算与大地相连接了。对于一个建筑物的配电系统，可在靠近电源进线处打一接地棒来接地。将回路导线与地连接（Ｇｒｏｕｎｄ）或将设备接地（Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ）可起到如下作用：（１）提供设备与近处金属物体间的低阻抗连接，以减少人身电击危险；（２）给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路，使熔断器或断路器得以动作；（３）给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路；（４）给静电电荷提供对地泄放通路，以防产生电火花或电弧。２.地网简介接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。目前，国际国内防雷理论和工程界比较流行共用接地和等电位连接：（１）共用接地就是把同一建筑物内的许多不同性质的接地装置如防雷地、电气安全接地、交流电源工作地、通信及计算机直流地统统地连接在一起，使之成为一个等电位体；（２）等电位连接是把建筑物内及附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋，自来水管、煤气管及其它金属管道、电力系统的零线等用电气连接的方法连接起来（焊接或者可靠的电气连接），使整座建筑物成为一个良好的等电位体。当雷电来袭时，由于建筑物内部及其附近基本上做到等电位，因而不会发生建筑物内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。由于采用了等电位连接，对建筑物接地电阻的要求可以放宽。这一点对干旱、沙漠等土壤电阻率高的地区尤为重要。所以，在地网设计时应遵循以下原则：（１）尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地来作为接地网；（２）尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形；（３）应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。３.土壤电阻率和接地电阻地网的效果取决于地网与大地之间的电阻。实践表明，土壤含水量增加时，电阻率急剧下降。当土壤含水量增加到２０～２５％时，土壤电阻率将保持稳定。土壤电阻率与土壤的结构（如黑土、粘土和沙土等）、土质的紧密度、湿度、温度等，以及土壤中含有可溶性的电解质有关。影响土壤电阻率的最重要因素是湿度。另外土壤电阻率也受温度的影响。计算防雷接地装置时，应取雷雨季节中无雨水时最大的土壤电阻率，一般按下式计算：ρ＝ρ０фＲ＝Ｒ０ф式中：ρ—土壤电阻率；ρ０—雨季中无雨时所测的的土壤电阻率；ф—考虑土壤干燥所取得季节系数；Ｒ—接地装置的接地电阻；接地电阻又称散流电阻，它与接地体的形状、尺寸、安装方法和土壤电阻率有关。在一定范围内，接地体的长度越长，它的接地电阻越小。工程上垂直接地体多选用１．５～３米，并常采用下式作为接地电阻的简易计算公式：垂直式：Ｒ＝０．３ρ；单根水平式Ｒ＝０．０３ρ式中ρ为土壤电阻率。４.接地系统的施工４．１埋设接地体的要求埋设接地体的地点应选择在潮湿、土壤电阻率较低的地方，这样比较容易满足接地电阻要求。从安全的角度考虑，应尽量放在人们走不到的地方，避免跨步电压的危害。同时还应注意使接地体与金属物或电缆之间保持一定距离，以免发生击穿事故。４．２接地电阻的测试接地装置的电阻由下面四部分组成：（１）接地体与接闪器间的连线电阻；（２）接地体本身的电阻；（３）接地体与土壤的接触电阻；（４）当电流流入土壤后，土壤的电阻。其中第四项为主要部分。当电流从接地体流向土壤并向各方面扩散时，离接地体越近，则电流密度越大，电流梯度越大。测量接地电阻的方法不一，但大致可分为：（１）电流表－电压表法；（２）接地电阻测量仪测量法；（３）电流表电力表法；（４）电桥法；测量时应当注意：（１）被测接地体、电压辅助地极、电流辅助地极之间的距离应符合相关要求；（２）所用的连接线的截面积一般不小于１．５ｍｍ２，在应用各种专用仪器时与被测接地体相联的导线电阻不应大于接地体接地电阻的３％。各种引线应与地绝缘（３）仪器的电压辅助地极引线与电流辅助地极引线之间的距离不应少于１ｍ。以免自身发生干扰；（４）应反复在不同的方向测量３～４次，取其平均值。５防雷接地装置的验收和维护为了使建筑物的防雷装置具有可靠的保护作用，不仅要有合理的设计和正确的施工，还要有明确和合理的验收和维护制度。因为防雷接地装置如果不符合前述规定的条件，它不仅不能起到防雷保护作用，有时还会使建筑物及内部的电子设备处于危险的境地。工程竣工后，应组织业主单位、设计单位、施工单位共同进行验收。验收前需提交下列文件：所有原设计施工图纸、施工阶段的修改图纸、隐蔽工程的验收记录、接地装置的接地电阻测量记录，然后按照下述项目进行验收：检查总的导电系统是否按照图纸要求施工；（１）根据国家工程质量检验评定标准，避雷及接地装置验收标准规定；（２）接地电阻必须符合国家标准。验收时要求逐组检查，测试并做好记录；（３）接地线安装：接地线应平直、牢固，不应有高低起伏，非拐弯处不应有弯曲现象。沿建筑物或构筑物的距离应一致。跨越伸缩缝和沉降缝应有补偿器。检查数量：抽查３～５处。检查方法：用手扳动和观察检查；（４）接地线连接：检查数量：抽查３～５处。检查内容：焊接连接的焊缝平整、不应有裂纹、气孔等缺陷。螺栓连接应紧密牢固。检验方法：用放大镜、手扳动和观察检查；（５）接地体安装：质量要求：应牢固，位置正确。检查数量：全部检查。检查方法：检查隐蔽工程并做验收记录。经上述检查后应作出明确验收鉴定记录。接地装置：埋于土壤中的人工垂直接地体宜用角钢、钢管或圆钢；埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢的直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100m平方米，其厚度不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。接地线应于水平接地体的截面相同。人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受地方限制时可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。接地体应远离由于砖窑、烟道等高温影响使土壤电阻率升高的地方。在高土壤电阻率地区，降低防直击雷接地装置接地电阻宜采用下列方法：一、采用多支线外引接地装置，外引长度不应大于有效长度，有效长度应符合本规范附录三的规定。二、接地体埋于较深的低电阻率土壤中。三、采用降阻剂。0四、换土。防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m。当小于3m时应采取下列措施之一：一、水平接地体局部埋深不应小于1m;二、水平接地体局部应包绝缘物，可采用50~80mm厚的沥青层；三、采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50~80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2m。埋在土壤中的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处作防腐处理。接地装置工频接地电阻的计算应符合现行国家标准《电力装置的就诶地设计规范》的规定，其与冲击接地电阻的换算应符合建筑物防雷设计规范附录三的规定。