刍议建筑大楼电气接地系统的比较分析

林得文

(林产工业规划设计院厦门分院，福建 厦门 361004）

随着社会的发展，新型建筑特别是智能化水平高的建筑对接地系统设计提出了更高的要求。计算机系统作为建筑智能化必不可少的基础设施，其接地系统的好坏将直接影响到精密电子设备运行的可靠性、稳定性、安全性，故而显得尤为重要。根据建筑物的设计要求及各类用电设备的功能不同，接地系统也应有所不同。

1 常见的接地系统分析

1.1 TN-C系统

TN-C系统被称为三相四线系统，该系统中性线（N）与保护接地线（PE）合二为一，通称PEN线。该系统中设备金属外壳通过PEN线接地。这种接地系统虽对接地出现故障灵敏度高、线路经济简单，但它只适合用于三相负荷较平衡的场所，比如三相负荷较多的工业建筑。智能化建筑内，单相负荷较多，难以实现三相负荷平衡，在非故障情况下，中性点接地电位不稳定，不但会使与PEN线相接的设备金属外壳带电，造成安全隐患，而且对信息系统和电子设备易产生干扰，使得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。

1.2 TN-S系统

TN-S系统是一个三相五线接地系统。通常，在建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。TN-S系统的特点是:中性线（N）与保护接地线（PE）在整个系统中是独立分开的。该系统适合单相负荷比较集中的场所，在正常运行中其中性线（N）是带电的，而PE线不带电，设备金属外壳通过PE线接地能够具备安全的基准电位，保障人与设备的安全性。智能建筑物采用这种接地系统比较常见。

1.3 TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个接地系统组成，即TN-C系统和TN-S系统，其分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由室外区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，入户处做重复接地，在此处PEN线变成PE线和N线，室内采用TN-S系统。该系统中室内部分等同TN-S系统，其PE线连接的设备金属外壳在系统正常运行时，始终不会带电。故TN-C-S系统作为智能型建筑物的接地系统也比较常见。

1.4 TT系统

电源有一点直接接地，设备的外露导电部分接至电气上与电源接地点无关的接地极的系统即为TT系统。该系统中电源端不引出接地保护线（PE），仅有中性线（N），即为三相四线制系统。在正常运行时，不管三相负荷平衡与否，该系统的设备金属外壳均不会带电，保障人与设备的安全性。由于这种接地系统耗材大，施工麻烦，在我国建筑施工中较少采用这种接地系统，所以TT系统较少被智能化大楼采用。

1.5 IT系统

IT系统是三相三线式接地系统，该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地，无中性线N不适用于单相设备较多的智能化建筑。

2智能化建筑应采取的接地措施分析

2.1 防雷接地

智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统，这些电子设备及布线系统一般抗过电压、过电流能力低，在遭雷击电磁脉冲的侵入时，经常会致使设备和系统瘫痪或永久性损坏，因此对智能化建筑的防雷接地设计必须严密、可靠。智能化建筑的所有功能接地，必须以防雷接地系统为基础，并建立严密、完整的防雷接地系统，以保证能迅速的将雷电流导入大地，防止雷击造成损害。

现代智能建筑多为高层建筑，一般按二类防雷建筑物的保护措施设计，接闪器采用避雷针、避雷带或针带组合的接闪器。避雷带一般采用φ10圆钢或25mmX4mm镀锌扁钢在屋顶组成10mX10m或12mX8m的网格，并与屋面金属构件作电气连接，利用结构屋顶梁、柱、基础内主钢筋（两根不小于φ16圆钢）作为引下线，同时将外墙面裸露的所有金属构件与防雷系统连接，组成具有一个屏蔽的立体防雷体系。这样可以有效防止雷击损坏楼内电子设备，并防止外来的各种电磁干扰。

2.2 工作接地

工作接地是指对电子设备供电的交流电源工作接地和直流电源工作接地，即电源端中性点或中性线（N）直接接地。以保证电子设备有一个稳定可靠的供电电源，保证电子设备的准确、稳定的运行。

2.3 信号接地

为了使电子设备在工作时能有一个统一的工作参考电位（即基准电位），不至于因浮动而引起信号量的误差，并防止其内外的有害电磁场的干扰，使电子设备稳定可靠地工作，实现固有的功能，电子设备中的信号电路应接地，这种接地即为信号接地。信号接地一般由总接地端子箱引出接地线与接地极相连接，以获得基准电位，设备再通过专用的接地线与总接地端子箱的接地母线连接，保证电子设备中各部分都能获得统一的基准电位，避免信号间干扰。

2.4 安全接地

为了保证人身和电子设备本身的安全，防止在发生接地故障时其外露导电部分上出现超过限值的危险的接触电压，将电气设备外露导电部分通过保护线与接地体之间作良好连接即为安全保护接地。在智能化建筑内，用电设备非常多，当电气设备绝缘损坏时，其外壳有可能带电，如果没有做安全接地，一旦人体触及此设备的外壳可能被电击伤或造成生命危险，所以通过将大楼内的用电设备以及设备附近的一些外露金属构件，用PE线连接起来，降低有可能带电电气设备外壳对地的电位差，使人体所承受的电压大大降低来保护人身安全。

2.5 屏蔽接地与防静电接地

在现代智能建筑内，各种设备繁多，在设计中必须考虑电磁兼容问题。为了避免所有设备的机能障碍，避免出现设备非正常损坏，构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰。这些干扰的产生原因多种多样，其最主要来源是超高电压，大功率辐射电磁场，自然雷击和静电放电。这些现象会对用来发送或接受高频率传输的设备产生很大的干扰，因此对这些设备及布线必须采取保护措施。屏蔽接地和防静电接地是防止电磁干扰的最有效方法。将设备外壳与PE线连接，将需要屏蔽的导线管路两端与PE线连接等都是非常有效的措施。

智能化建筑中的精密电子设备多布置在洁净、干燥的房间内，在平时的运行、维护中难免有摩擦并产生大量的静电，如果没有良好的接地，不仅会对电子设备产生干扰，甚至会将设备芯片击穿损坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体）通过导静电与大地构成电气回路的接地即为防静电接地。这就要求在洁净干燥的环境中，将所有设备外壳及相关设施必须与PE线或导静电地板多点可靠连接，防止静电危害。

2.6 接地电阻

智能建筑接地装置的接地电阻越小越好，独立的防雷保护接地电阻应不大于10欧，独立的安全保护接地电阻应不大于4欧，独立的交流或直流工作接地电阻应不大于4欧，防静电接地电阻一般要求不大于100欧。在智能化建筑中通常情况下，弱电、强电与防雷等接地其实是接在一起的，即为共用接地体（或联合接地），这时要求接地电阻不大于1欧。

结语

因为智能化系统采用计算机参与管理或使用计算机作为工具，所以其接地系统宜采用单点接地(指工作接地、信号接地、安全接地在设备上相互分开、各自独立的接地系统)及等电位措施。可从机柜引出三个相互绝缘的接地端子，再由引线引到总等电位铜排上共同接地，避免混合接地 (将工作接地、信号接地、安全接地三种接地联结在一起再用引线接到总等电位铜排上)产生安全隐患。

[1]常永东;高层建筑电气系统设计与线路安装要点探析[J].中小企业管理与科技，2009.

[2]张洪艳;浅谈住宅电气设计经验[J].科技资讯，2009(16).