建筑电气设计中的接地技术探讨

前言：接地技术在建筑电气系统中发挥着重要作用，良好的接地效果能够提高电气系统稳定运行，避免建筑触电事故或设备损坏等问题。随着现代化建筑水平的额不断提升，电气系统的复杂程度也越来越高，因此对电气设备中接地技术的要求也更加严苛。在建筑电气系统运行中，不但面临雷电直击的安全隐患，同时也会受到感应雷造成的威胁，为此，科学的运用建筑电气接地技术，可以有效提升建筑电气系统安全性，为促进建筑电气系统稳定运行奠定坚实的基础。

1 项目概述

某商业综合体项目位于核心商业区，该项目总建筑面积约为 85000m^z ，建筑高度达 98m，拥有 22 层地面部分，3 层地下车库。地下室以车库、设备用房、人防为用途，1～5 层为商贸综合体，6～22 层为甲级办公楼。本工程建设了由 10kV 高压进线电源系统、400V 低压配电系统、应急电源系统、火灾报警、灭火控制系统的电子设备组成及智能管理系统、照明系统等。本项目地处市中心商圈，周边临近多座高层建筑，内部布设有大量电气设备，因此对防雷接地、安全连接都有一定的要求。

2 建筑电气设计中的接地技术要点

2.1 外部防直击雷接地

2.1.1 基础柱接地

本工程选取建筑混凝土基座作为天然接地体，将基座内的钢筋网、柱子中主钢筋连接起来形成接地体，通过基础承台里的接地钢筋作为接地终端，且选用了柱子当中长度不少于 2 个直径不少于 16mm 的长形主筋作为引下导线，在整个建筑基础上部向屋顶引雷针顶端。基础承台中的接地钢筋，采用焊接法将其焊接成一体，在此过程中确保焊缝长度不短于钢筋直径的六倍，且焊接后要对其进行焊缝的两遍焊接并在其表面作防腐措施。防腐措施为其表面分别喷上防锈漆和银色金属漆各 2 遍，以防锈化产生接地。当建筑工程全部做好之后，要使用一款检测接地电阻值的仪器———HT2571 型接地电阻测定仪对工程进行测量。在测量过程中，将整个装置的接地电阻控制在 1Ω 之内，如果高于其界限就要通过增加人造接地桩的方法来对建筑接地装置进行完善。人造接地桩由热浸镀锌角铁组成，其材质及尺寸为 50mm×50mm×5mm ，长度 2.5m，安装在建筑物外面的基础边缘处，其间隔距离应保持 5m 左右。用 40mm×4mm 的热浸镀锌扁钢将人造接地桩和人造接地钢筋进行连接直至接地电阻达到设计值为止[1]。

2.1.2 屋顶接地

根据二类防雷建筑物的设计要求，在易受雷电袭击的重点部位敷设避雷带，其使用的避雷带为热镀锌圆钢，直径是 12mm ，比标准要求（10mm)要大，提高了避雷带的承压能力以及防腐能力，支架使用的是热镀锌角钢，尺寸为 25mm×25mm×3mm ，设置的距离为 0.8m ，小于规范要求的 1m，在支架上所有支架高均为 150mm ，为了防止雨水渗入屋面构造当中，在支架和屋面防水层之间增加了防水垫，在架设支架时要先绘制屋面结构，做到架设准确，水平偏差控制在 3mm 以内，该偏差值优于规范要求的 5mm，在进行焊接时，连接避雷带和支架都要做好相应的防腐工作，基底接地钢筋也要采用此种方法进行连接，最后要在屋面避雷带和柱内接地导流线进行焊接连接，连接后必须在每根导流线上有2 个焊接点，焊接的长度至少为圆钢直径的 6 倍，并在两边进行了焊接，保证焊接的稳定度。

2.2 建筑内部防感应雷接地

2.2.1 变压器防雷接地

在本工程中 10kV 高电压系统的设计配置了 2 台额定容量为 2000kVA 的干式电力转换设备，该电力转换装置作为电气系统中的重要组成部分，其中心点采用直接接地的方式，所选择的接地材料为铜排，其材质、结构大小为 50mm×5mm ，使用时，一方面通过该排铜板把该设备中心点连接起来，另一方面把此排铜板进行地面主线的连接，为了充分保障此过程的安全性和稳定性，在其选择的过程中，选用了热浸渍锌类的扁平金属板材，其结构大小为 60mm×6mm ，也用此板材构成地面的主线内容，并且能够有效保障其与基本的地基接触，并且实现 0.5Ω 以下接地电阻率的达成要求。此外，还在该电力转换装置高压侧设置 1 台氧化锌浪涌保护器，该保护器应安装在高压配电柜内，并且将其上端通过高压母线进行连接，下端与接地母线连接[2]。该接地母线应选择材质大小为 40mm×4mm 的铜排，从而能够更为有效方便地将其与接地主线形成一个联系。

2.2.2 等电位接地

总等电位连通接口板于地下一层低压配电室设置，总等电位连通接口板用铜板制造，其规格 200mm×100mm×8mm ，其中预留不少于 20 个插座。采用 4 根 VV- lx95mm² 铜导线将总等电位连通接口板与基本接地极有效连接，使其接地电阻≤1Ω。针对建筑内低压配电系统内所有中性线（n 线）、保护接地线（pe 线）、建筑金属装置、金属管线等均需与总等电位联接端子板间进行联结，因此选用铜缆或铜排作为联结导体，具体规格按被联结构件截面积的大小确定，详见表 1

表 1 总等电位联结各构件连接参数表

对于建筑内的智能化设备、精密仪器等敏感设备，需单独设置设备等电位接地。设备等电位接地采用专用接地线缆，规格为 RVVP-1×10mm²，且线缆屏蔽层需接地。接地线夹一端与设备接地端子连接，另一端与局部等电位联结端子板连接。

2.3 接地装置选型

选取的参考接地装置为采用建筑物基础钢丝绳组成，该钢丝绳为 HRB400E 等级，其直径不小于 16mm。选取的人工接地装置为热浸镀锌角铁，规格为 50mm×50mm×5mm ，长 2.5m ，热浸镀锌层的最小厚度为 85μm ，从而保证接地装置在土壤中具有良好的抗蚀性，使用寿命不小于 30 年。

外部接地线采用热浸镀锌的矩形扁钢截面积为 60mm×6mm ；内部接地线采用铜板，截面积为 50mm×5mm 依据传送的电力流量决定使用铜线或者使用铜板，铜线选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套铜线（VV），铜板选用 T2 级紫铜板，保障外部及内部接地线都具有良好的导电性能和良好的结构强度[3]。

结语：综上所述，通过针对实际项目的电气设备接地技术分析，明确了建筑电气设计中各接地施工要点，同时明确具体施工步骤以及接地装置选型措施，通过严格遵循建筑电气工程接地施工规范，合理选择接地材料，有效提升建筑电气系统运行的安全性，不仅可以有效防止雷电灾害对建筑电气设备的损害，还可以降低电气设备漏电以及系统电压异常等问题，保障建筑电气系统稳定运行。

参考文献

[1]盛彦博.变电站继电保护二次系统接地技术的应用[J].科学技术创新，2024（24）：225-228.

[2]刘惠文，张莹，邓雅琦，等.建筑电气工程中的防雷接地技术及其应用研究[J].自动化应用，2024，65（20）：36-38.

[3]陈霞，何治新，周丹，等.接地网置于地下车站结构顶板上方的电气安全性参数研究[J].电瓷避雷器，2024（2）：128-136.