建筑防雷及接地系统

雷电的危害：

直击雷—机械效应、热效应；感应雷—电磁感应、静电感应；雷电波侵入。

地电位反击：

直击雷—防雷装置（接闪器、引下线、接地网）。

感应雷—将建筑物的金属屋顶、房屋中的大型金属物品全部加以良好的接地处理。

雷电波侵入—地下电缆等。

侧击雷——门窗接地。

防雷装置：

一、接闪器

防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。

接闪器位于防雷装置的顶部，其作用是利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身，承接直击雷放电。除避雷针、避雷线、避雷网、避雷带可作为接闪器外，建筑物的金属屋面可用作第一类防雷建筑物以外的建筑物的接闪器。

接闪器所用材料应能满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性。

接闪器由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。

1.规格

（1）独立接闪杆。

（2）架空接闪线或架空接闪网。

（3）直接装设在建筑物上的接闪杆、接闪带或接闪网。

不得利用安装在接收无线电视广播天线杆顶上的接闪器保护建筑物。

避雷带、避雷网：

接地网：

过电压保护设备：

一、避雷器

1.碳化硅避雷器

碳化硅避雷器由叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化硅阀片组成。火花间隙的主要作用是平时将阀片与带电导体隔离，在过电压时放电和切断电源供给的续流。

2.金属氧化物避雷器

氧化锌避雷器是目前国际最先进的过电压保护器。

二、浪涌保护器

浪涌保护器（SPD）是一种为各种电子设备、仪器仪表、通信线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

低压配电系统接地方式：

一、低压配电系统的接地方式：

第一个字母—低压系统的对地关系；

T—一点直接接地；

I—所有带电部分与地绝缘或一点经阻抗接地；

第二个字母—电气装置的外露导电部分的对地关系；

T—外露导电部分对地直接电气连接，与低压系统的任何接地点无关；

N—外露导电部分与低压系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)，如果后面还有字母时，字母表示中性线与保护线的组合；

S—中性线和保护线是分开的；

C—中性线和保护线是合一的（PEN）线。

二、TN系统

1.TN—S系统

即五线制系统，三根相线分别是L1、L2、L3，一根零线N，一根保护线PE，电力系统中性点一点接地，用电设备外露可导电部分直接接到PE线上。

TN-S系统适用于工业与民用建筑等低压供电系统，是目前我国在低压系统中普遍采取的接地方式。

TN-S系统中的PE线上在正常工作时无电流，设备的外露可导电部分无对地电压，保证操作人员的人身安全；在事故发生时，PE线中有电流通过，使保护装置迅速动作，切断故障。一般规定PE线不允许断线和进入开关。N线（工作零线）在接有单相负载时，可能有不平衡电流。

2.TN-C系统

即四线制系统，三根相线L1、L2、L3，一根中性线与保护线合并的PEN线，用电设备的外露可导电部分接到PEN线上。

在TN-C系统接线中当存在三相负荷不平衡和有单相负荷时，PEN线上呈现不平衡电流，设备的外露可导电部分有对地电压的存在。由于N线不得断线，故在进入建筑物前N或PE应加做重复接地。

TN-C系统适用于三相负荷基本平衡的情况，同时适用于有单相220V的便携式、移动式的用电设备。

3.TN-C-S系统

即四线半系统，在TN-C系统的末端将PEN分开为PE线和N线，分开后不允许再合并。

重复接地：在电力系统中，除了电源中性点接地以外，在系统中的保护零线PE(若是TN-C接地系统则为PEN线)再一次或多次地与接地极(接地装置)做金属联接称为重复接地。

在该系统的前半部分具有TN-C系统的特点，在系统的后半部分却具有TN-S系统的特点。目前在一些民用建筑中在电源入户后，将PEN线分为N线和PE线。

该系统适用于工业企业和一般民用建筑。当负荷端装有漏电开关，干线末端装有接零保护时，也可用于新建住宅小区。

三、TT系统

在TT系统中当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或漏电）时，接地保护可以减少触电危险，但低压断路器不一定跳闸，设备外壳的对地电压可能超过安全电压。当漏电电流较小时，需加漏电保护器。

在TT系统中当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或漏电）时，接地保护可以减少触电危险，但低压断路器不一定跳闸，设备的外壳对地电压可能超过安全电压。当漏电电流较小时，需加漏电保护器。接地装置的接地电阻应满足单相接地故障时，在规定时间内切断供电线路的要求，或使接地电压限制在50V以下。

TT是适用于供给小负荷的接地系统。

四、IT系统

IT即电力系统不接地或经过高阻抗接地，三线制系统。三根相线L1、L2、L3，用电设备的外露部分采用各自的PE线接地。

在IT系统中当任何一相故障接地时，因为大地可作为相线继续工作，系统可以继续运行。所以在线路中需加单相接地检测装置，使故障时报警。

IT系统一般适用于矿井、游泳池等场所。

五、电涌保护方式

1.电涌保护型式

低压供电系统的电涌保护型式主要有单相、三相电涌保护器，主要用于电网干扰较严重的场所，能有效地抑制电网中的尖峰干扰及感应雷电波，它主要针对TT和TN-S配电系统所要求的相线、零线对地及相线对零线的共模、差模进行全方位保护，用于第一、二级的保护。

2.TN-C-S系统

该系统的N线（中线）、PE线（地线）从变压器低压侧合为一条 PEN线，此位置只需在相线-PEN线之间加装电涌保护器，在进入建筑物总配电箱后，PEN线分为N线和PE线独立布线，PEN线接于建筑物内总等电位接连接地母排以接入大地。

3.TN-S系统

该系统的N线（中线）、PE线（地线）仅在变压器低压侧出线端相连并与地连接，在进入建筑物总配电箱前，N线和PE线就独立布线，相线与PE线之间都要加装电涌保护器。

4.TT系统

该系统的N线（中线）仅在变压器的中性点接地，N线和PE线严格分开布线。因此需在相线与N线之间加装电涌保护器，N线与PE线加装间隙电涌保护器。

5.IT系统

该系统变压器中性点不接地，线路中有中线N线。

接地装置：

一、接地种类

1.工作接地

在TN-C系统和TN-C-S系统中，为了电路或设备达到运行的要求的接地（如变压器中性点接地）。该接地成为工作接地或配电系统接地。

在电子电路中工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。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。比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。

2.保护接地

为了防止电气设备的绝缘损坏，其金属外壳对地电压必须限制在安全电压内，避免造成人身电击事故，将电气设备的外露可被人接触的部分接地。

3.防雷接地

为了防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地。如避雷针、避雷器等。

4.防静电接地

为了消除静电对人身和设备产生危害而进行的接地，如将某些液体或气体的金属输送管道或车辆的接地，计算机机房接地等。

5.屏蔽接地

（1）电路的屏蔽罩接地

（2）电缆的屏蔽层接地

（3）系统的屏蔽体接地

二、接地方式

1.单点接地

2.多点接地

3.混合接地

4.浮地

三、接地装置

1.接地体

又称接地极，指埋入地下直接与土壤接触的金属导体和金属导体组，是接地电流流向土壤的散流件。

2.接地线

钢接地体和接地线的最小规格。

建筑物等电位联结：

在建筑电气工程中，常见的等电位联结措施有三种，即总等电位联结，辅助等电位联结和局部等电位联结，其中局部等电位联结是辅助等电位联结的一种扩展。

一、等电位联结

等电位联结是将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体用导体连接起来，以达到减少电位差的目的称为等电位联结。

1.总等电位联结（MEB）

建筑物电气装置采用接地故障保护时，建筑物内电气装置应采用总等电位联结。对下列导电部分应采用总等电位连接线互相可靠连接，并在进入建筑物处接向总等电位联结端子板。

（1）PE(PEN)干线；

（2）电气装置的接地装置中的接地干线；

（3）建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；

（4）便于连接的建筑物金属构件等导电部分。

2.辅助等电位联结（SEB）

将两导电部分用导线直接作等电位连接，使故障接触电压降至接触电压限值以下，称作辅助等电位连接。下列情况下需做辅助等电位连接。

1）电源网络阻抗过大，使自动切断电源时间过长，不能满足防电击要求时；

2）自TN系统同一配电箱供给固定式和移动式两种电气设备，而固定式设备保护电器切断电源时间不能满足移动式设备防电击要求时；

3）为满足浴室、游泳池、医院手术室等场所对防电击的特殊要求时。

3.局部等电位联结（LEB）

当需在一局部场所范围内作多个辅助等电位连接时，可通过局部等电位连接端子板将下列部分互相连通，以简便地实现该局部范围内的多个辅助等电位连接，被称作局部等电位连接。

1）PE母线或PE干线；

2）公用设施的金属管道；　

3）建筑物金属结构；

二、等电位联结材料

1.材料

为保证等电位连接可靠导通，等电位连接线和接地母排应分别采用铜线和铜板。

2.规格

在厨房、卫生间内便于检测位置设置局部等电位端子板，端子板与等电位联结干线连接。地面内钢筋网宜与等电位联结线连通，当墙为混凝土墙时，墙内钢筋网也宜与等电位联结线连通。

厨房、卫生间内金属地漏、下水管等设备通过等电位联结线与局部等电位端子板连接。

等电位联结线采用BV-1×4mm2铜导线穿塑料管于地面或墙内暗敷设。

三、等电位联结施工安装

1.厨房、卫生间

2.游泳池

3.金属门窗

使用10镀锌圆钢或25mm×4mm镀锌扁钢做等电位联结线连接预埋件与钢窗框、固定铝合金窗框的铁板或固定金属门框的铁板，连接方式采用双面焊接。采用圆钢焊接时，搭接长度不小于100mm。

本文素材来源于互联网，暖通南社整理编辑于2021年1月13日。

欢迎您加入暖通南社学习交流互动社区：

责任编辑：