浅析民用建筑接地电阻值及如何降阻

摘要：详细介绍了接地的种类及各种接地形式，联系规范介绍各种接地形式接地电阻的要求及算法，通过比较及分析阐明了接地电阻盲目套用R≤1欧不可取，并介绍了当接地电阻达不到设计要求时如何采取措施降阻。

关键词：接地；电阻；降阻；民用建筑

Abstract: the paper introduces the grounding types and various kinds of form, the connection specification introduces various forms of earthing grounding resistance requirement and algorithm, and through the comparison and analysis illuminates the earth resistance to paraphrase R 1 or less blindly ou is not desirable, and when the grounding resistance can not meet the design requirements how to take measures to drag reduction.

Key words: grounding; Resistance; Drag reduction; Civil construction

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言：

鉴于现阶段项目设计周期短，项目种类繁多，差异大，设计人员良莠不齐，项目之间相互借鉴，脱离了工程实际，导致所有项目接地电阻统一套用一个标准（R≤1欧），给设计带来不必要的浪费，施工带来不必要的麻烦，笔者认为有必要根据规范及工程实际实际选取合适的接地方式及接地电阻值，在满足规范及使用要求的情况下，尽量减少不必要的工序及成本。

接地的种类及接地形式

1.1、根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12.1.2条可知，民用建筑中用电设备的接地分为保护性接地及功能性接地两种。其中功能性接地根据使用要求引申为工作接地、直流接地、屏蔽接地、及信号接地等；保护性接地分为防电击接地、防雷接地、防静电接地及防电化学腐蚀接地等。接地种类繁多，但并不是所有建筑都需要做功能性接地及保护性接地，要根据具体建筑具体要求设计相应的接地。比如说具有电子设备及计算机房的建筑，及接地系统依据《全国民用建筑工程设计技术措施》2009第10.6.1条的规定要求做信号接地、电源接地、及保护接地。而一般的建筑有可能只做防电击接地、防雷接地等。

1.2、低压配电系统的接地形式可分为TN、TT、IT三种系统形式。

1.2.1、何为TN系统？TN系统应符合如下要求：

1.2.1.1、TN系统中配电变压器中性点应直接接地，所有电气设备的外露可导电部分应采用保护导体(PE)或保护接地中性导体(PEN)与配电变压器中性点相连接。

1.2.1.2、保护导体或保护接地中性导体应在靠近配电变压器处接地，且应在进入建筑物处接地。对于高层建筑等大型建筑物，为在发生故障时，保护导体的电位靠近地电位，需要均匀地设置附加接地点。附加接地点可采用有等电位效能的人工接地极或自然；接地极等外界可导电体。

1.2.1.3、保护导体上不应设置保护电器及隔离电器，可设置供测试用的只有用工具才能断开的接点。

1.2.1.4、保护导体单独敷设时，应与配电干线敷设在同一桥架上，并应靠近安装。

1.2.2、何为TT系统？TT系统应符合如下要求：

1.2.2.1、在TT系统中，配电变压器中性点应直接接地。电气设备外露可导电部分所连接的接地极不应与配电变压器中性点的接地极相连接。

1.2.2.2、TT系统中，所有电气设备外露可导电部分宜采用保护导体与共用的接地网或保护接地母线、总接地端子相连。

1.2.2.3、TT系统配电线路的接地故障保护，应符合本规范第7章的有关规定。

1.2.3、何为IT系统？IT系统应符合如下要求：

1.2.3.1、在IT系统中，所有带电部分应对地绝缘或配电变压器中性点应通过足够大的阻抗接地。电气设备外露可导电部分可单独接地或成组地接地。

1.2.3.2、电气设备的外露可导电部分应通过保护导体或保护接地母线、总接地端子与接地极连接。

1.2.3.3、1T系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。

1.2.3.4、在无特殊要求的情况下，IT系统不宜引出中性导体。

接地电阻笼统按R≤1欧设计不可取

2.1、根据《民用建筑电气设计规范》规定不同接地形式其所要求的接地电阻是不一样的，其计算方式也是不一样的。

2.1.1、对于TN系统，配电变压器中性点的接地电阻不宜超过4Ω，其保护接地网的接地电阻应符合如下要求：R≤2000／I；式中 R——考虑到季节变化的最大接地电阻(Ω)；I——计算用的流经接地网的人地短路电流(A)。

2.1.2、对于TT系统, 其保护接地网的接地电阻应符合如下要求：R≤50／Ia 式中 R——考虑到季节变化时接地网的最大接地电阻(Ω)；Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)。当采用剩余动作电流保护器时，接地电阻应符合下式要求：R≤25In如 (12．4．6-2)式中 In--剩余动作电流保护器动作电流(mA)。

2.1.3、对于IT系统, 各电气装置外露可导电部分的保护接地可共用接地网，亦可单个地或成组地用单独的接地网接地, 每个接地网的接地电阻应符合下式要求：R≤50／Id (12．4．7)式中 R——考虑到季节变化时接地网的最大接地电阻(Ω)；Id——相导体和外露可导电部分间第一次短路故障故障电流(A)。

综合以上接地系统形式，不同接地形式其接地电阻的计算方法不一样，则其接地电阻值也是不一样，现行规范没有一个统一的数值 ，根据具体情况可取4欧，10欧等。在高土壤电阻率地区，当接地网的接地电阻达到上述规定值，技术经济不合理时，电气装置的接地电阻可提高到30Ω，变电所接地网的接地电阻可提高到15Ω。

2.2、防雷接地电阻值要求：不同防雷等级的建筑物其其冲击接地电阻阻值不同。对于二类防雷系统其接地电阻值不大于10欧，对于三类防雷系统其接地电阻不大于30欧。

2.3、弱电接地电阻值要求：当建筑具有大、中型电子计算机等电子设备时，应考虑电子计算机接地系统。电子计算机应同时具有信号电路接地、交流电源功能接地和安全保护接地等三种接地系统；该三种接地的接地电阻值均不宜大于4Ω。当采用共用接地方式时，其接地电阻应以诸种接地系统中要求接地电阻最小的接地电阻值为依据。当与防雷接地系统共用时，接地电阻值不应大于1Ω

2.4、共用接地电阻值要求：根据《民用建筑电气设计规范》要求建筑物的各电气系统的接地宜用同一接地网。接地网的接地电阻，应符合其中最小值的要求。需要说明的一点是判断建筑物内的电子信息及计算机设备的存在与否，一般一其主机设备（有源设备）或设备机房的存在与否作为重要衡量标志。由此对于建筑（不设弱电机房及弱电有源设备）当其共用接地装置时，其接地电阻可取4欧。但在高土壤电阻率区时，达不到所要求的电阻值可根据具体情况适当放宽。只有对于设有弱电机房等比较大的建筑时其接地电阻可设计部大于1欧，对于此类建筑因其体量较大，采用基础接地时往往也能轻松达到不大于1欧的要求。

当接地电阻不能满足接地电阻要求时如何降阻

对于土壤高阻率地区或建筑体型比较小的项目，当采用基础接地满足不了最小接地电阻要求时可采用以下方法降低接地电阻值。

3.1、采用人工接地装置：在电力设备附近有电阻率低的土壤，可敷设外引接地装置，外引长度不应大于有效长度。

3.2、采用均衡电位的方法：对高土壤电阻率地区，如接地电阻难以符合规定要求时，可采用均衡电位的方法，即沿建筑物外面四周敷设水平接地体成闭合回路，并将所有进入屋内的金属管道、电缆金属外皮与闭合接地体相连。

3.3、采用接地极深埋：越深土壤越潮湿，相应的电阻率较低，对于高土壤电阻率地区，当地下水位较浅时可将接地体埋于较深的低电阻率土壤中，以降低接地电阻。

3.4、采用降阻剂方法：影响土壤电阻率的主要因素是土壤类型。还有土壤本身的物理和化学性质，如：土壤的松密度、含水量、温度、含盐量等（与深度也有关）。不同土质的土壤电阻率不同，甚至相差几千到几万倍。用电阻率较低的黑土、粘土和砂质粘土等替换电阻率较高的土壤。在高土壤电阻率地区的接地网施工中，使用降阻剂是近年来常用的方法，使用较多的是膨润土降阻剂和碳基类降阻剂。根据工程反馈在多个使用降阻剂的工程，在接地完工后测量接地电阻情况均不错，但由于缺乏长期的跟踪监测，对降阻剂性能的长效性和对接地极材料的腐蚀性信息反馈很少。

3.5、采用化学方法：在接地点的土壤中混入炉渣、木炭粉、食盐等化学物质，以及采用专用的化学降阻剂，可以有效地降低土壤电阻率。

3.6、采用保土措施：土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量的影响土壤电阻率ρ的大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量，它是土壤中所含导电离子浓度A的倒数A1和单位体积土壤含水量B的倒数B1的函数[2]，即ffAB,也就是说，土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，ρ就越小；反之就越大。如沙河中，河底的ρ较大，就是因为河底由于流水的冲刷，导电离子浓度较小所致。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，ρ就越小；反之就越大。这就是接地体的接地电阻随土壤干湿变化的原因。]，当含水量达到15～20%以上时，ρ下降很少。土壤电阻率砂砂质粘土和砂质粘土ρ的影响曲线。采取措施保持接地点土壤长期湿润能取得较好的效果。

3.7、对于北方地区对冻土进行处理在冬天往接地点的土壤中加泥炭，防止土壤冻结，或者将接地体埋在建筑物的下面。

结语

接地是个系统工程，在很大程度上会影响到电气系统的运行安全及生命财产的安全。但也不能因此而盲目的从严，生搬硬套的采用接地电阻不大于1欧的的规定，而不管施工现场能不能满足这一要求，从而给施工带来不必要的麻烦，给业主带来不必要的浪费，而应该根据规范及实际工程合理的选取接地电阻。当接地电阻确实不能满足要求时，可合理的选择降阻方式方法。

参考资料

1、民用建筑电气设计规范( JGJ/T16-2008) [S]. 北京: 中国计划出版社, 2008

2、建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB 50343—2004）

3、建筑物防雷设计规范（GB 50057-2010）