建筑电气工程施工中的接地系统安全性能分析

随着建筑规模的不断扩大与用电设备的复杂化，建筑电气系统的安全性面临前所未有的挑战。接地系统作为防止电气设备漏电、电压击穿及雷击灾害的重要屏障，其设计与施工质量直接影响建筑整体的电气安全水平。在大量工程实践中，因接地系统缺陷而导致的设备损坏、人员触电事件屡有发生，反映出当前接地系统在规范执行与施工细节方面仍存在诸多问题。因此，提升接地系统的安全性能已成为建筑电气工程施工管理中的关键任务之一。

一、接地系统的基本构成与工作原理

（一）接地系统的结构构成

接地系统的构成包括接地体、接地引下线、主接地端子、接地干线和等电位连接导体。接地体常采用镀锌角钢、镀锌圆钢或铜包钢棒，规格如 Φ16mm 铜包钢接地棒，长度一般为 2.5～3m ，埋深不小于 0.6m. 。对接地电阻要求较高的场合，如电子计算机房或精密设备区，常采用人工接地网，由水平布设的接地铜排或裸铜导线构成。接地引下线连接设备金属外壳至接地体，通常使用截面积 ⩾16mm² 的铜导体，以保证电流安全通流能力 [1]。主接地端子作为建筑物接地系统的核心汇集点，应安装在电气竖井或主配电室内，并与各子系统保持良好连接。

（二）接地系统的工作原理与电气防护机制

接地系统通过控制建筑物内外电位分布，实现对电气故障、电磁干扰及雷击电流的有效防护。当设备发生漏电或雷击瞬时产生过电压时，接地系统通过低电阻路径引导电流流入大地，降低对人和设备的冲击。电位控制是核心原理之一，通过等电位连接与均压措施，使人体与导电体之间的接触电压控制在安全范围（ ⩽50 V）。同时，雷电防护要求接地系统能承受数十千安的冲击电流（典型值为 ，10/350 μs 波形），其接地体及导体必须具备良好的热稳定性和导电性能，材料选择需满足《GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范》的要求。

二、影响接地系统安全性能的关键因素分析

（一）土壤电阻率及其变化影响

接地系统的实际接地电阻主要由土壤电阻率决定。一般来说，黄土、电阻率为 30～80 Ω⋅m ，粘土为 50～100 Ω⋅m ，而干砂土、电阻率可高达200～1000 Ω⋅m 。在高电阻率地区施工时，需通过增设接地体、加深埋设深度或采用盐池降阻法等技术进行优化。此外，土壤电阻率受含水率与气候变化影响显著。冬季冻结、夏季干旱时电阻率会急剧升高，建议在埋设深度超过 1m 处布设接地体，以保证全年电阻稳定。对于特殊场所，还可采用人工降阻材料（如膨润土、石墨基回填料）进行辅助改良，典型降阻比可达 30% 以上。

（二）接地体材料选择与腐蚀控制

接地体材料选择应综合考虑导电性能、机械强度及耐腐蚀性。常用材料包括热镀锌圆钢（直径 12～16mm， ）、铜包钢棒（ ⩾14mm ）及不锈钢棒材（304/316型号）。铜包钢棒兼具良好的导电性与抗氧化性，适用于长期埋设条件；镀锌材料成本较低，但易受酸碱土壤腐蚀，在高盐或工业废气区域建议加覆防腐涂层或采用牺牲阳极保护。实践中，还需对接地体使用年限设定计划，如 10年以上工程应优先采用铜导体。施工前应对土壤 pH 值进行检测，酸性（ pH6 ）环境中推荐使用不锈钢接地体。

（三）施工工艺与连接质量

施工工艺对接地系统电阻与耐久性有直接影响 [2]。接地体连接点需采用放热熔焊或冷压接头方式，确保电阻不大于母线电阻的 1.2 倍。常用的放热焊药型号为 90g 或 115g ，焊接温度可达 1300^∘ ° C，适用于铜 - 铜或铜 - 钢连接。施工过程中，接头处应清除氧化层，确保金属裸露。对于隐蔽工程部分，如基础接地体埋设，应在浇筑前完成拍照记录与预验收，并进行接地电阻测试，不大于4 Ω（一般性建筑），特殊场所如手术室应不大于1 Ω。

（四）设计不合理与接地系统失效案例分析

工程实践中常见接地系统失效问题主要包括：接地体布设不足导致电阻过高，设备间未实现等电位连接，引发电位反击；或主接地端子未与建筑物主筋连接，形成“浮地”现象。一项医院建设项目中，因弱电系统独立接地，未与电力系统形成等电位连接，导致设备间产生感应电压，影响精密仪器正常运行。此类问题通常由于设计阶段对功能分区接地要求认识不足，或图纸与实际施工偏差过大。因此，接地系统设计应严格依据《GB/T 16895》系列标准，采取集中式统一接地方式，并考虑未来扩建需求。

三、提高接地系统安全性能的施工与管理对策

（一）接地系统设计优化措施

在设计阶段，接地系统应与电气、防雷、弱电、结构等相关专业协同配合，统一布置，避免因分散接地而产生电位差。推荐采用专业仿真软件（如 ANSYS、CDEGS）进行电位分布建模分析，从而科学优化接地体的布置方式、间距和数量。对于大型建筑群，应布设多点接地，通过环形主接地干线相互连接，以增强系统的冗余性和稳定性。在设备集中区域，建议设置独立的接地汇集母排，并为将来系统扩容预留接入端口，提升接地系统的可持续性与灵活性。

（二）标准化施工技术与质量控制

施工前需采用四极接线法进行土壤电阻率测试，根据实测结果合理调整接地体数量和布置深度。施工过程应纳入隐蔽工程管理体系，关键工序实行现场验收制度。完工后使用如 Fluke 1625 等专业接地电阻测试仪进行检测，测试电流不少于 10mA ，结果记录在案。重要连接点应拍照保存，并在竣工图上准确标示，确保后期可查。质量控制应覆盖接头连接牢固性、导体规格、敷设深度和防腐处理等关键参数，确保整体接地系统安全稳定。

（三）施工过程中的技术管控

施工单位应制定专项施工方案，明确施工方法、关键控制要点及各环节责任人，确保接地系统施工过程规范、有序、可控 [3]。对于体量较大或结构复杂的项目，应采用分段施工与分段验收的方法，及时发现并纠正施工缺陷，避免整体完工后难以追踪与排查问题。技术交底应涵盖焊接工艺规范、防腐处理标准、电阻测试流程与验收标准等，确保施工人员理解各工序质量要求。此外，采用 BIM 三维建模技术可有效进行接地路径规划、材料排布和碰撞检测，提升施工效率，减少因图纸误差或交叉作业导致的接地断点、漏接或布设不规范等隐患问题。

（四）运维阶段的检测与维护

接地系统投入使用后应设立定期检测制度，建议每 2～3 年检测一次接地电阻并记录变化情况。如发现接地电阻明显升高，应检查接头腐蚀、导体破损或土壤环境变化。对于数据中心、医院等高可靠性场所，可配置智能接地监测系统，实时采集接地电压、电流数据，实现远程预警。日常维护内容应包括导体表面检查、防腐涂层维护及连接螺栓紧固等，确保系统长期稳定运行。

总结：接地系统在建筑电气工程中具有不可替代的安全防护作用，其性能受设计、材料、施工和运维等多方面因素影响。通过对构成原理、关键影响因素及提升措施的系统分析，可有效降低接地系统失效风险，提升工程电气安全水平。后续仍需加强标准执行与智能化管理手段的融合，推动接地系统建设向更高可靠性发展。

参考文献：

[1] 柳海波 . 智能建筑电气施工监理及施工要点分析 [J]. 新城建科技 ，2024，33（08）：190-192.

[2] 曾亮 . 建筑电气工程中防雷接地系统的施工技术研究 [J]. 散装水泥 ，2024，（04）：98-100.

[3] 钟世林 . 论述建筑电气防雷接地系统的设计和防雷措施 [J]. 城市建设理论研究 （ 电子版 ），2024，（23）：91-93.