知识点：建筑电气设计规范

接地规范

1  、适用范围

本规范规定了生产经营单位用电系统、新建扩建、检维修、改造、办公区域、员工宿舍等电气线路接地规定。

2  、规范性引用文件

GB14052—93    《系统接地的形式及安全要求》

GB50054—95    《低压配电设计规范》

GB 50169—2006 《电气装置安装工程接地装置施工及验收柜范》

3 、 术语和定义

电气系统配置保护方法有：保护接地、保护接零、重复接地、工作接地等。电气设备的某个部分与大地之间作良好的电气联接称为接地。与大地土壤直接接触的金属导体或金属导体组称为接地体：联接电气设备应接地部分与接地体的金属导体称为接地线；接地体和接地线统称为接地装置。 

4 、 接地概念及种类 

（1）防雷接地 ：为把雷电迅速引入大地，以防止雷害为目的的接地。防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。

（2）交流工作接地：将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备与大地作金属连接。工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N 线）接地。N 线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线 端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接；也不能与 PE 线连接。 

（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。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一 些金属构件，有 PE 线连接起来，但严禁将 PE 线与 N 线连接。 

（4）直流接地 ：为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。

（5）防静电接地：为防止智能化大楼内电子计算机机房干燥环境产生的静电对电子设备的干扰而进行的接地称为防静电接地。

（6）屏蔽接地：为了防止外来的电磁场干扰，将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或所穿金属管进行的接地，称为屏蔽接地。

（7）功率接地系统 ：电子设备中，为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入，影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器，滤波器的接地称功率接地。

（8）标准接地电阻规范要求见下表

名称	具体要求	欧姆
防雷保护接地	独立的防雷保护接地电阻应小于等于	10
安全保护接地	独立的安全保护接地电阻应小于等于	4
交流工作接地	独立的交流工作接地电阻应小于等于	4
直流工作接地	独立的直流工作接地电阻应小于等于	4
防静电接地	防静电接地电阻一般要求小于等于	100
共用接地体	(联合接地) 应＜接地电阻

5 、 接地的作用分有保护接地、工作接地、防静电接地三类

（1）电气设备的金属外壳，混凝土、电杆等，由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种情况危及人身安全，避免发生人体触电事故，将电气设备的金属外壳与接地装置联接的方式保护接地，当人体触及到外壳已带电的电气设备时，由于接地体的接触电阻远小于人体电阻，绝大部分电流经接地体进入大地，只有很小部分流过人体，不致对人的生命造成危害。 

（2）为了保证电气设备在正常和事故情况下可靠的工作而进行的接地称为工作接地，如中性点直接接地和间接接地以及零线的重复接地、防雷接地等都是工作接地。为了将雷电引入地下，将防雷设备（避雷针等）的接地端与大地相连，以消除雷电过电压对电气设备、人身财产的危害的接地，也称过电压保护接地。

（3）防止静电危险影响而将易燃油、天然气贮藏罐和管道、电子设备等的接地称为防静电接地。

6，电气设备通过接地装置和大地之间的电阻称为接地电阻，它包含五个部分

（1）电气设备和接地线的接触电阻。 

（2）接地线本身的电阻。 

（3）接地体本身的电阻。 

（4）接地体和大地的接触电阻。 

（5）大地的电阻。 

7  ，不同的电气设备对接地电阻有不同的要求

（1）大接地短路电流系统R≤0.5欧 ；

（2）容量在100kVA以上的变压器或发电机R≤4欧 ；

（3）阀型避雷器R≤5欧 ；

（4）独立避雷针、小接地电流系统、容量在100kVA及以下的变压器或发电机、高低压设备共用的接地均R≤10欧 ；

（5）低压线路金属杆、水泥杆及烟囱的接地R≤30欧 。

8 、 装设接地装置的要求

（1）接地线一般用40mm×4mm的镀锌扁钢。 

（2）接地体用镀锌钢管或角钢。钢管直径为50mm，管壁厚不小于3.5mm，长度2～3m。角钢以50mm×50mm×5mm为宜。 

（3）接地体的顶端距地面0.5～0.8m，以避开冻土层，钢管或角钢的根数视接地体周围的土壤电阻率而定，一般不少于两根，每根的间距为3～5m 

（4）接地体距建筑物的距离在1.5m以上，与独立的避雷针接地体的距离大于3m。 

（5）接地线与接地体的联接应使用搭接焊。

9 、 降低土壤电阻率的方法

（1）在接地装置安装前应了解接地体周围土壤的电阻率，如过高则采取必要措施，确保接地电阻值合格。 

（2）改变接地体周围的土壤结构在接地体周围的土壤2～3m范围内，掺入不容于水的、有良好吸水性的物质，如木炭、焦碳煤渣或矿渣等，该法可使土壤电阻率降低到原来的15～110。 

（3）用食盐、木炭降低土壤电阻率用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层，约10～15cm厚，再铺2～3cm的食盐，共5～8层。铺好后打入接地体。此法可使电阻率降至原来的13～15。但食盐日久会随流水流失，一般超过两年就要补充一次。 

（4）用长效化学降阻剂用长效化学降阻剂方法可使土壤电阻率降至原来的40%。电气设备的接地电阻应在每年的春、秋两季雨水较少时各测试一次，确保接地合格。一般采用专门仪表（如ZC-8接地电阻测试仪）测试，也可采用电流表-电压表法测试。 

10 、 检查接地的内容有 

（1）联接螺栓是否松动、锈蚀。 

（2）地面以下的接地线、接地体的腐蚀情况，是否脱焊。 

（3）地面的接地线有无损伤、断裂、腐蚀等对架空进线的电源线包括零线, 其截面选择应按规定铝线不应小于16 mm2, 铜线不应小于10mm2。

（4）为便于识别各种导线的不同用途, 相线、工作零线与保护线均应以不同颜色加以区别, 以防止相线与零线混用或工作零线与保护零线混用, 为保证各种插座的正确接线提供有利条件，使用三相五线制配电方式。

（5）对用户端电源的自动空气开关或熔断器, 要在其中加装单相漏电保护器。对年久失修、绝缘老化或负荷增加、截面欠小的用户线路, 应尽快更换, 以消除电气火灾隐患及为漏电保护器正常工作提供条件。

（6）对动力电气系统中三项五线制的设备保护接地线、零线任何情况下不得小于相线的1/2,照明系统中无论三项五线或单项三线制的地线与零线必须与项线相同。

（7）工作接地与保护接地的干线允许合用，但其截面不得小于相线截面的二分之一。

（8）每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接，不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置。

（9）380V 配电箱、检修电源箱、照明电源箱接地铜裸线截面应 >4 mm2 ，铝裸线截面应>6 mm2，有绝缘铜线截面 应>2.5mm2 ，有绝缘铝线截面 应>4mm2。

（10）接地线离地面距离宜为250--300mm 。

（11）工作接地用黄绿相间的条纹涂在表面，保护接地应用黑色涂在表面上，设备中性线宜涂淡蓝色标志。

（12）不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆金属护层作接地线。

（13）地线焊接时，焊接地线应采用搭接焊，其搭接长度必须符合扁钢为其宽度的2倍(且至少3个棱边焊接)， 圆钢为其直径的6倍（且要双面焊接），圆钢与扁铁连接时，搭接焊长度为圆钢的6 倍（且要双面焊接）。

（14）铜、铝线与地排连接必须用固定螺丝压接，不得缠绕连接，采用扁铜软线作接地线时,要求长短适宜，并压接线鼻子与接地螺丝连接。

（15）设备运行期间由运行人员检查电气设备接地线与地网、电气设备连接良好，无断裂等使接地线截面减小的情况，否则按缺陷对待。

（16）设备检修进行验收时，必须检查电气设备接地线状况良好。

（17）设备部应定期进行电气设备接地情况进行检查,发现问题及时通知整改。

（18）电气设备的接地电阻，应按照不超过周期规定或设备大小修时检修监测，发现问题及时分析原因并进行处理。

（19）高压电气设备接地及接地网的接地电阻由设备部按照《电力设备交接和预防性试验规程》进行，低压电气设备接地由设备所辖部门进行。

（20）接地装置的入地短路电流，采用在接地装置内、外短路时，经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量最大值，该电流应按5--10 年发展后的系统最大运行方式确定，并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流。

11  、下列设备必须保护接地

（1）电流互感器二次线圈。

（2）配电盘、控制盘的外壳。

（3）电动机的外壳。

（4）电缆接头盒的外壳及电缆的金属外皮。

（5）开关及其传动装置的金属底座或外壳。

（6）高压绝缘子及套管的金属底座。

（7）室内外配线的金属管道。

（8）计量电度表接地端。

（9）电器和照明设备的外壳。

（10）屋内外配电装置的金属构架及带电部分的金属遮拦。

12  、电动机接地的有关要求

（1）电动机接地线宜采用扁铁与全厂接地网连接，如距离接地干线较远或布置扁铁接地线影响环境美观，应尽可能采用自然接地体接地，或使用扁铜线作为接地线。

（2）外壳上有接地螺丝的电动机，接地线必须与接地螺丝连接。

（3）外壳上无接地螺丝的电动机，要求在电动机外壳适当位置加装接地螺丝与接地线相连接。

（4）与接地的机座之间有可靠电气接触的电动机外壳可不接地，接地线布置应整齐、美观。

13 、 配电盘接地的有关要求

（1）配电盘接地线宜采用扁铁与全厂接地网连接，如距离接地干线较远或布置扁铁接地线影响环境美观，应尽可能采用自然接地体接地，或使用软铜线作为接地线。

（2）低压配电盘接地线采用裸铜导线时截面不小于6mm2，采用有绝缘外皮的铜线时截面不小于4mm2。

（3）外壳上有接地螺丝的配电盘，接地线必须与接地螺丝连接。

（4）外壳上无接地螺丝的配电盘,要求在配电盘外壳适当位置加装接地螺丝与接地相线连接。

（5）与接地体有可靠电气接触的配电盘外壳可不接地。

14 、 接地线的检查测量方法

（1） 测试前应与被试设备保持足够安全距离，防止误碰带电和旋转部位，且由两人进行。

（2）测试前应选用万用表的电阻档，把表的两个表笔短接，校准表电阻电阻挡档指示为0。

（3）将表笔一端接地线，另一端与设备接地专用端子连接。

（4）当被试设备没有专用接地端时，表笔的另一端应在电气设备的外壳或金属构件进行测量。

（5） 接地端必须选择主接地网或与主接地网可靠连接处，并除掉表面氧化物接触良好。

（6）应在表计指示稳定后读取数值，接地电阻值应符合规程规定。

接地的目的和原理

首先，我们要知道接地的目的是什么！看下图：

仔细观察，我们会发现右图的电池负极线路有接地标识。这说明，电池负极为零电位，它为全电路定义了电压参考点。这种接地叫做工作接地，工作接地的目的就是为系统构建零电位点。

这张图中，T是电力变压器的低压侧绕组。低压绕组的中性线实施了工作接地，注意是接大地。我们把工作接地后的中性线引出，它就是大名鼎鼎的零线，符号是PEN，定义名称是保护中性线。注意：图中的配电系统，有了工作接地，线路中各处的对地电位就是明确的，不会发生偏移。

图中的负载电阻Ra、Rb和Rc不相等，如果零线没有工作接地，它的末端电位就会偏离零电位点。有了工作接地，零线的电位被强制性地限定为大地的零电位。这就是工作接地的目的。

这张图中，我们看到了变压器低压侧绕组的中性线N执行了工作接地，并且以PEN零线的形式引出。注意到在负载侧的引入端，零线再次重复接地，其目的是确保零线线路末端的电位依然为零。这样做的就能够防止零线过长引起零线末端的零电位偏离，防止因为零线断裂而引起的零电位偏离。

 注意到一个重要事实：尽管零线电位为零，但零线电流丝毫不受影响。也就是：零线电流的大小与零线电位为零无关！为何如此？因为零线的电压是节点电压，不是欧姆定律定义的电压。零线电压遵循基尔霍夫第二定律KVL，不遵循欧姆定律。 

这张图就是TN-C接地系统。图中左起第一个负载，我们看到零线首先引入到用电设备的金属外壳，然后再引入到零线接线端子，于是用电设备外壳的电位为零。这种接法叫做保护接零。

?保护接零的目的是什么？

其一：若用电设备的内部发生火线碰壳事故，由于外壳接零，于是外壳的电位为零。此时，若有人正在触摸用电设备的外壳，由于外壳为零电位，以此保障了人身安全。

其二：注意到零线电流与零线电压无关。当上述碰壳事故发生后，接零电流相当于火线对零线短路，于是线路中的保护装置（断路器或者熔断器）就会执行线路保护切断故障线路。

这张图中，我们看到变压器低压侧绕组工作接地后，以中性线N的形式引出。也就是说，TT接地系统具有工作接地。

用电设备的外壳单独接地，与N线无关。这种接地叫做保护接地。

用电设备的外壳执行保护接地后，一旦发生碰壳事故，由于用电设备的外壳为零电位，确保了人身安全防护。同时，故障电流形成接地电流，经过地网再返回变压器中性点。由于地网的阻抗较大，因此故障电流较小，无法启动断路器或者熔断器执行线路保护。这时，就需要在系统中安装漏电保护器来执行线路保护。

一般地，漏电保护器的动作电流设定为30mA。

IEC提出了另外一种接地形式，以满足配电系统的接地需求，这就是TN-S接地系统。

注意看图中的变压器中性点，它工作接地后以中性线N和保护线PE的形式引出。在负载侧，负载的外壳接到PE线上。由于PE线就是地线，所以用电设备的这种防护也叫做保护接地。

TN-S的保护接地与TT的保护接地有何不同？当TN-S接地系统中用电设备的外壳发生碰壳事故，故障电流沿着PE地线返回电源，线路阻抗很小。又因为地线PE与中性线N在电源侧是接在一起的，接地电流相当于相线对N线的短路，故障电流较大，能够启动线路中的保护装置执行线路保护。同时，TN-S接地系统是可以安装漏电保护器的。

TN-S接地系统中的人身安全防护相对其它接地系统要完善得多。

值得注意的是：IEC规定X相X线的线制中，“X线”指的是正常运行时有电流流过的线路。PE线在正常运行时没有电流流过，因此它不算线。故而，TN-S接地系统属于三相四线制。

IEC还把TN-C系统与TN-S接地系统联合起来，形成TN-C-S接地系统。

注意看图中的负载，靠左侧的用电设备属于保护接零，系统中存在零线PEN；靠右侧的用电设备属于保护接地（保护接PE地线），局部系统中没有零线，只有中性线N和地线PE。一般地，在零线分开为中性线N和地线PE时，分开点需要配套重复接地。 

下面看一张居家配电系统的TN-C-S接地系统图。

在图中，我们看到了电力变压器T，它的中性线接地，然后以PEN零线的形式引出。同时，三条相线引入到总断路器中。在总断路器下端的出线侧，三条相线（火线）和PEN线（零线）一起，经过电缆引入到居家配电的入口处。此处的接地系统符合TN-C接地系统。在居家配电的入口处，零线PEN首先接到重复接地的扁钢LEB处，在这里一分为二，成为PE地线和N中性线。从这里开始，接地系统变成TN-S。由于它是经由TN-C改变接线而得到的，因此IEC把它叫做TN-C-S接地系统。

注意到图中的相线经过总开关QF0后，和中性线一起引入到电度表中。在电度表的出口处，系统中的相线L、中性线N和PE地线一起入户，到达我们居家的配电箱中。

居家配电箱中，安装了总进线开关，总漏电开关，还有若干馈电开关。图中的电冰箱就接在最右侧的馈电回路末端。我们看到，电冰箱的外壳是接PE地线的。

当电冰箱的外壳发生碰壳事故后，地线PE将流过故障电流，而相线中的电流也会增加，于是总进线开关处的漏电保护器会执行保护动作，驱动总开关跳闸；同时，电冰箱回路的馈电开关也会跳闸。由于我们设计总漏电开关的动作时间略微滞后于馈电开关，因此电冰箱回路所在的馈电开关会先跳闸，由此实现了上下级开关动作的选择性。

?接地方式有哪几种?电气接地的几种方式

接地的类型和作用不同的电路有不相同的接地方式，电子电力设备中常见的接地方式有以下几种：

1、安全接地

安全接地即将高压设备的外壳与大地连接。一是防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全，例如电脑机箱的接地，油罐车那根拖在地上的尾巴，都是为了使积聚在一起的电荷释放，防止出现事故；二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全，例如电冰箱、电饭煲的外壳。三是可以屏蔽设备巨大的电场，起到保护作用，例如民用变压器的防护栏。

2、防雷接地

当电力电子设备遇雷击时，不论是直接雷击还是感应雷击，如果缺乏相应的保护，电力电子设备都将受到很大损害甚至报废。为防止雷击，我们一般在高处（例如屋顶、烟囱顶部）设置避雷针与大地相连，以防雷击时危及设备和人员安全。安全接地与防雷接地都是为了给电子电力设备或者人员提供安全的防护措施，用来保护设备及人员的安全。

3、工作接地 

工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。这个基准电位一般设定为零。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时，视为相对的零电位。但这种相对的零电位是不稳定的，它会随着外界电磁场的变化而变化，使系统的参数发生变化，从而导致电路系统工作不稳定。当该基准电位与大地连接时，基准电位视为大地的零电位，而不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不合理的工作接地反而会增加电路的干扰。

4、信号 

信号地是各种物理量信号源零电位的公共基准地线。由于信号一般都较弱，易受干扰，不合理得接地会使电路产生干扰，因此对信号地的要求较高。 

5、模拟地 

模拟地是模拟电路零电位的公共基准地线。模拟电路中有小信号放大电路，多级放大，整流电路，稳压电路等等，不适当的接地会引起干扰，影响电路的正常工作。模拟电路中的接地对整个电路来说有很大的意义，它是整电路正常工作的基础之一。所以模拟电路中合理的接地对整个电路的作用不可忽视。

6、数字地 

数字地是数字电路零电位的公共基准地线。由于数字电路工作在脉冲状态，特别是脉冲的前后沿较陡或频率较高时，会产生大量的电磁波干扰电路。如果接地不合理，会使干扰加剧，所以对数字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑。

7、电源地

电源地是电源零电位的公共基准地线。由于电源往往同时供电给系统中的各个单元，而各个单元要求的供电性质和参数可能有很大差别，因此既要保证电源稳定可靠的工作，又要保证其它单元稳定可靠的工作。电源地一般是电源的负极。

8、功率地

功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，如果接地的地线电阻较大，会产生显著的电压降而产生较大的干扰，所以功率地线上的干扰较大。因此功率地必须与其它弱电地分别设置，以保证整个系统稳定可靠的工作。

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