住宅接地设计的几个问题

摘 要结合《住宅设计规范》（GB50096-2011）和相关标准、规范，对住宅接地设计中接地型式的采用、接地故障保护措施、接地装置的选用及等电位联结作法进行探讨。

关键词 住宅 接地型式 接地故障保护 接地装置 等电位联结

中图分类号： [F287.8]文献标识码：A 文章编号：

随着家用电器的普及，住宅中用电安全尤为重要，作好接地设计是住宅设计中的重要,安全措施之一。笔者拟在这方面作一些探讨。

1 住宅低压配电系统的接地型式

国家标准《住宅设计规范》（GB50096-2011，以下简称《住规》）规定，住宅配电系统的接地型式“应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式”。在具体工程设计时应采用何种接地型式，分析如下：采用TN-C-S或TN-S系统，在同一变压器供电系统内，PEN线或PE线都是连通的，当某一处发生接地故障，故障电压可沿PEN线或PE线传导至各建筑物之间，可能引起电气事故而难以确定事故原因；采用TT系统，则每个建筑物有各自的接地装置和PE线，故障电压不会在建筑物之间相互传导而引起电气危险。因此，我国许多城市供电部门和国外大多数国家的供电公司都规定，由地方低压电网供电的用户必须采用TT系统。但当建筑物内设有10/0.4kV配电变压器作供电电源时，由于变压器中性点应接地，如果采用TT系统，在一幢建筑物内设多个接地的共用接地装置，在技术上和经济上都不妥，应采用各种接地的共用接地装置，故全楼低压配电系统的接地型式应采用TN-S系统。所以笔者意见由室外低压电源供电时，住宅内低压配电系统的接地型式应采用TT系统；当住宅内设有10/0.4kV配电变压器作电源供电时，低压配电系统的接地型式应全部采用TN-S系统，不应采用TN-C系统（因PEN线流过工作电流，不安全）或TT系统（在一幢建筑内保护接地无法做到与其他接地相互分开且互不影响）。

接地型式采用TT系统的住宅建筑，应设保护接地装置，在电源进线处将保护线（PE线）用接地线（E线）与保护接地装置的接地体连接起来（不得与N线相连接）。应当指出，保护线是根据电击保护措施所要求的，将电气设备的外露可导电部分和接地装置作电气连接的导体。接地线是指将保护线接至接地体的一段导体，是接地装置的一部分。

接地电弧短路是常见多发的电气火灾起因，由于电弧短路电流小，一般的断路器和熔断器不能及时切断电源，而具有剩余电流保护装置的断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏度，能及时切断电源，防止电气火灾的发生，保护人身和财产的安全。为此，《住规》规定“每幢住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警。”

采用剩余电流保护装置作接地故障保护，按照国标《剩余电流动作保护装置安装和运行》（GB13955-2005，以下简称《剩标》）规定，剩余电流动作保护装置断路器除首先应满足断路器的保护要求外，负载侧的中性线（N线）不得与其他回路共用。选用的剩余电流保护装置的额定剩余不动作电流，应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄露电流最大值的2倍（详见《剩标》5.7.5条）。剩余电流保护装置的额定动作电流可用下列经验数据计算：单项线路额定剩余动作电流应大于线路最大供电电流的1/2000；三相线路额定剩余动作电流应大于线路最大供电电流的1/1000. 剩余电流保护装置的额定剩余动作电流和动作时间应分级保护，一般分为两级。保护用电设备应采用快速动作的剩余电流保护装置；安装在电源侧应采用低灵敏延时型的剩余电流保护装置。根据《漏标》5.7条规定，剩余电流保护装置动作参数的选择：手持式电动工具、移动电气、家用电器等设备应优先选用30mA；医疗电气设备为10mA；潮湿场所的电气设备为16mA~30mA；游泳池、喷水池、水上游乐场、的等特定区域电气设备为10mA，在金属物体上操作手持式电动工具或行灯为10mA。安装在电源侧的漏电保护装置是防止电气火灾的发生，额定漏电动作电流不应超过0.5A（一般取300mA，500mA）。额定漏电动作电流的动作时间，按《低压配电设计规范》（GB50054-2011），以下简称《低规》）规定，接地故障保护切断故障回路的时间：TN系统中供电给手持式电气设备的末端线路或插座回路，不应大于0.4s；配电干线和供电给固定式用电设备的末端线路，不应大于5s；TT系统电源侧的最大分段时间不宜超过1s（详见《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008），以下简称《民规》）。

２ 住宅建筑的接地装置

《低规》及其他相关规范都规定，TT系统在负荷侧应设置和电源的接地装置无电气联系的保护接地装置，各电气设备外露可导电部分应用PE线连接至保护接地装置上；TN系统在负荷侧一般应设重复接地装置，各电气设备外露可导电部分应接PE线，PE线和N线都与重复接地装置连接。保护接地装置和重复接地装置可单独设置。住宅建筑推荐将各种接地的接地线都接在建筑物的一个接地装置上。不同类型接地共用的接地装置成为共用接地装置。有条件时，应尽量利用建筑物基础作共用接地装置。“联合接地装置”的提法是不确切的，容易让人误解为因多个接地装置之间间距达不到规定要求而作相互连接。

当前往住宅建筑已经向安全、舒适、方便的智能化住宅发展，住宅中各种电子设备广泛使用，要求对电子设备加强过电压保护和设正常工作的功能性接地。根据《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85，以下简称《信地规》）规定，弱电系统的架空明线、架空电缆的避雷器或避雷针、分线箱避雷器、用户终端避雷器都应设过电压保护的保护接地装置。按照IEC的规定，电源避雷器、信号电容吸收器统称为过电压保护器。各弱电线路、分线设备和终端设备的过电压保护接地，设计中应遵守保护接地的有关规定。

保护线（即PE线，在TN系统中称保护零线，在TT系统中称保护地线）接至各电气设备金属外壳及各弱电系统中需要设保护接地的线路、分线设备、终端设备的金属外壳和过电压保护器的接地端，保护线选择详见《低规》的有关规定。

共用接地装置的接地电阻取值，按照《信低规》及《民规》的规定，功能性接地与其他包括有防雷接地的共用接地，功能性接地装置的接地电阻不大于1欧姆；功能性接地与其他无防雷接地的共用接地共用接地装置的接地电阻应符合其中最小值的要求。当电子设备接地与防雷接地系统分开时，两接地网的距离不宜小于10m。

3 关于等电位联结

等电位联结是使各个外露可导电部分及装置外导电部分的电位作实质上相等的电气连接。克服各电气装置之间的电位差，是在发生电气故障时保护人身和财产安全的重要措施之一。因此，IEC标准把等电位联结做为电气装置最基本的保护。

《低规》规定，在建筑物内应作总等电位联结。“也就是说，每个建筑物都应在电源进线处，将PE干线、接地干线、金属管道、金属部件和建筑物金属构件等相互作电气连接，实现总等电位联结。《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011以下简称《住电规》规定“住宅建筑应做总等电位联接，装有淋浴或浴盆的卫生间应做局部等电位联结。”。因为住宅卫生间内浴盆和淋浴喷头在洗浴时，人体皮肤潮湿阻抗下降，较小的电压即可引起电击伤亡事故。当前，住宅卫生间内使用洗浴设备一般有电热水器、冲浪设备、电暖设备等电气洗浴设备的卫生间，电气故障可能发生人员触电危险，应作局部等电位联结；《住电规》10.2.2局部等电位联接应包括卫生间内金属给排水管、金属浴盆、金属洗脸盆、金属采暖管、金属散热器、卫生间电源插座的PE线以及建筑物钢筋网。高层住宅的外墙窗框、门框及金属构件，应和建筑物防雷引下线作等电位联结。电缆竖井内应设公共PE干线，公共PE干线截面按竖井内最大一个供电回路PE线的选择确定（其中相线截面400mm²~800mm²，PE线为200mm²，相线截面超过800mm²时，PE线为1/4相线截面），除竖井内各层引出回路PE线接该PE干线外，应将竖井内各金属管道、支架、构件、设备外壳接公共PE干线，构成局部范围内的辅助等电位联结。