摘要:高层住宅建筑电气接地系统施工是一项关乎人身财产安全的、复杂的系统工程。本文结合北京市亦庄E18人才公租房项目实际施工，从接地保护的类型切入探讨建筑电气接地工程施工工艺做法。接地类型具体包括工作接地、防雷接地、保护接地、重复接地。
关键词:工作接地；防雷接地；保护接地；等电位
1 前言
接地工程是建筑电气工程的重要组成部分，建筑物遭受雷击、建筑物内设备异常带电、人员遭受电击事件屡屡发生，这也引起了人们高度的高度重视。伴随生产和科学技术的快速发展，人民对用电安全研究进行了广泛和深入的研究。只有接地工程正确有效施工才能杜绝的电击伤亡事故的发生。
2 具体实施
接地工程的实施保证了设备的可靠运行；人身、设备的安全；避免雷电侵扰。按接地的作用可分为：工作接地、保护接地、重复接地、防雷接地和防静电接地（本工程不涉及此项）。
北京市亦庄E18人才公租房项目，位于亦庄经济技术开发区路东区,地上26层,地下2层,住宅楼7栋，层高3m。地下1层为人防及汽车库。4座配套公建，3个小区配电室，总建筑面积约为215660m2;建筑高度最高达78.7m,。低压配电系统接地型式为TN-S系统。现结合本工程实际按接地系统施工从工作接地、保护接地、重复接地、防雷接地几个方面进行描述。
2.1 工作接地：
2.1.1在正常工作或事故的运行情况下，为保证电气设备的可靠运行，将电力设备中性点进行接地。工作接地的常规做法是由设备中性点引出不少于两处工作接地网联结，工作接地连接线采用-50*5镀锌扁钢，每隔5米设置打入2.5米接地钎子，接地钎子埋深不小于0.6米，但本工程配电室设置在车库顶板上，由于车库顶距室外地坪只有2米不满足接地钎子的安装要求，从而改为接地模块，保证接地电阻值满足设计要求。接地模块安装应满足以下要求：
1）接地模块有良好的保水性在使用前应用水浸湿1-2小时后使用，降低阻值。
2）接地模块采用垂直埋置或水平埋置；埋置深度不小于0.6米。
3）模块间距离不应小于3米。本工程不改变原设计间距仍然按5米设置，最终测试阻值≤1Ω，满足设计要求。
4）与接地干线连接时，模块极芯与干线相互并联，为保证联结效果，联结必须采用焊接，焊接长度为极芯连接线宽度的2倍。
5）应在焊接处清除焊渣，涂上防腐导电漆或沥青漆。
6）回填细土时应适量洒水，分层夯实，待模块充分吸湿（24小时）后测量接地电阻。
2.2保护接地：防止带电设备的金属外壳电压危害人身安全的接地，本工程保护性接地涉及三方面内容：总等电位、局部等电位和辅助等电位。
2.2.1总等电位：总等电位联结作用于全建筑物，他在一定程度上可降低建筑物内间接接触电压和不同部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。等电位处理就是用金属导体把设备的金属外壳与接地的汇流排连接起来。
1）所有引入室内的金属管道、电缆屏蔽层在各个不同的防雷区间之间均应作等到电位处理。
2）室外及入户凡互相跨越或平行敷设的临近的多根金属管道，如果其间距少于100mm的间距，也应用金属线4mm2互相跨接起来避免反击且平行敷设的长金属物如金属管道应每隔一定距离金属物加以跨接。
3）为防止建筑物受雷云静电感应引起高电位，建筑物内较大的金属物必须和总等电位联结。如风机、冷却塔等大设备，本工程涉及屋面风机。
4）给水管道阀门或水表两侧加装浪涌保护器或用编制软线进行跨接。
5)为避免雷电波从输电线引入设备在入户配电柜及屋顶风机配电柜装设避雷器，且铠装电缆的金属外皮应用接地连接线联结。
2.2.2本工程在配电室设总等电位箱,接地装置引出两根镀锌扁钢与总等电位箱内铜排联结；进线箱的PE母排、公共设施金属管道、建筑物金属结构、人工接地极等通过40*4镀锌扁钢与总等电位箱放射性联结，不可串接；总等电位箱内铜排应当设置螺栓压接点，螺栓压接点应有预留点；穿导线的钢管和电缆接线盒、终端盒的金属外壳也应当跨接最终与配电箱内PE排联结。
2.3 局部等电位
2.3.1局部等电位：顾名思义就是在一局部范围内使电位相等，如果电位不相等，就有电位差即电压，人员或设备就会因电位不等造成危险或损坏。
2.3.2本工程在π接室、电梯机房、卫生间等均设置了局部等电位。根据本工程是民生工程特点着重就卫生间的局部等电位设置的科学性和安全性和可操作性展开阐释；卫生间等电位习惯性做法是卫生间局部等电位与引下线相连，而引下线上部联结接闪器，下部与接地装置相连，传统意义上已经形成法拉第笼，能起到等电位的作用，但这样，建筑物在遭遇雷击时雷电流会轻易涌入卫生间，这样会对卫生间的人身安全造成威胁，引雷入室。
人体的安全电流为30mA/s致命电流为50mA/s，人体电阻一般为2000Ω，而在潮湿环境皮肤淋水的状态下，电阻值约为500-800Ω即在极不利状态下40V的电压即可产生危险，因此必须将卫浴间内的电器装置、金属物件以及可导电的部分全部用导体联结起来，减小用电设备及雷电感应电位差造成危害。
为避免“引雷入室”。每层卫生间均不与原有的引下线及均压环联结，而是附加一个引下线，此引下线仅与接地装置联结，不与接闪器联结。虽然这样会增加一点成本，但是能真正保证卫生间安全。如果建筑物防雷等级不高，可以仅卫生间内独立联结，作为一个等电位体。
2.4 辅助等电位：
2.4.1在建筑物做了总等电位联结以后，在伸臂范围内的某些外露可导电部分与装置外可导电部分之间再用导线附加连接。
2.4.2本项目中在电井内敷设一道40*4镀锌扁钢将电缆桥架与配电箱通过6mm2的编制软铜线进行联结。
2.5 重复接地：
2.5.1重复接地一般就是在中性点直接接地的系统中，在接零干线的一处或多处用金属导线连接接地装置。在低压三相四线制中性点直接接地线路中，施工单位在安装时，应将配电线路的零干线和分支线的终端接地，零干线上每隔1千米做一次接地。对于距接地点超过50米的配电线路，接入用户处的零线仍应重复接地,重复接地电阻应不大于10欧。零线重复接地能够缩短故障持续时间， 降低零线上的压降损耗，减轻相、零线反接的危险性。
2.5.2由于本工程是TN—S系统N线和PE线入户前已经分开，如果将PE线和N线共同接地，由于PE线与N线在重复接地处相接，重复接地点与配电变压器工作接地点之间的接线已无PE线和N线的区别，原由N线承担的中性线电流变为由N线和PE线共同承担，并有部分电流通过重复接地点分流。由于这样可以认为重复接地点前侧已不存在PE线，只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线，原TN-S系统所具有的优点将丧失，所以不能将PE线和N线共同接地。而仅仅将PE线重复接地。
2.6 防雷接地：
为防止雷电流、雷感应电流的危害，通过接闪器将电流引入大地。从而避免它保护范围内的电气设备或构筑物遭受雷击。防雷接地是建筑电气接地工程中重要一项，防雷接地系统主要包括接闪器、引下线、均压环、接地装置等几项
2.6.1 接闪器：
（1）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。接闪器包括避雷针和避雷网和避雷带，按《建筑物防雷设计规范》GB50057中规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位应敷设接闪器，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，由于雷击点的发热量作用时间极短，需要金属导体有足够大的截面积不会引起接地导体过热或融化：金属屋顶、金属烟囱、工业设备上钢板厚度不小于4mm的金属容器方可作为雷击接闪器，不必另设壁雷装置。接闪器及连接线的焊接质量应符合要求，防止接头接触不良，接触电阻过大可能造成金属熔化。
（2）本项目在整个屋面按不大于12m×8m的网格布设避雷带。避雷带选用φ10mm镀锌圆钢截面、机械强度、耐腐蚀和热稳定性符合设计要求。位置正确、固定牢靠、防腐均匀良好。网格和弯曲半径正确，跨越建筑物变形缝有补偿措施，支持件间距均匀。女儿墙阳角处避雷网应做成Ω弯，以避免保护角度不到位。同时应注意避雷线弯曲处不得小于90度，弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍。
2.6.2引下线：
（1）指连接接闪器与接地装置的金属导体。防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。具体来说应当焊接截面积和焊接质量必须符合规范要求。引下线不应少于两根，主筋直径小于φ16mm时引下线数量应当增加，一般设置四根。并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m，
（2）本项目施工过程中，引下线随墙体施工段串联焊接至顶层，每层焊接均应对引下线钢筋用白漆标记清晰，以免找错钢筋。每栋建筑至少在每处引下线对角跨接或四角跨接至室外地坪1米以下，设置人工接地极引出点，在室外地坪0.5米处设置接地电阻测试点。
2.7 均压环:
（1）均压环是一条闭合的藏在建筑物外墙内的水平避雷带。它一方面与外墙所有的引下线焊接相连，另一方面又与外墙上所有金属门、窗、玻璃幕墙相通，它们将所接闪到的雷电流通过引下线引入大地，为了防侧击雷一类防雷建筑超过30m，二类防雷建筑超过45m，三类防雷建筑超过60m均需要设置均压环，每隔3层设置一环，均压环的间距最大不得大于12m。一般应用圈梁内主钢筋焊接成环，如果该楼层没有圈梁可以单独敷设一圈 10镀锌圆钢。为防止侧击雷，金属窗框应当与均压环联结，但均压环不是每层都有，如果该层没有设置均压环需要将就近的防雷引下线与金属窗框处联结。
（2）本工程均压环与金属门、窗、玻璃幕墙相通的联结体主要采用两种方式。一外露甩头，预留 10镀锌圆钢，拆模完成后将此预留甩头通过10mm2编织软铜线与窗框连接件联结，或者圆钢与窗框直接焊接。二预埋方形钢板，通过编制软铜线压接或 10镀锌圆钢直接焊接。金属门窗在加工订货时应当预留镀锌扁钢，以便进行压接或焊接。
2.8 接地装置
（1）接地装置是指埋设在地下的接地电极与由该接地电极到设备之间的接地导线的总和。接地装置分为人工接地装置和自然接地体，人工接地装置是由埋入土中的金属接地体和连接用的接地线构成。建筑物防雷接地装置优先应用自然接地体，如果实测接地电阻值大于1Ω就必须补打人工接地极。人工接地极焊接处要做到焊缝泡满,并保证有足够的机械强度,没有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊和气孔等缺陷。焊接处也要注意做好防腐处理。
（2）本项目地基为筏板基础，即采用筏板基础作为接地装置。为保证良好的散流面积，筏板最外延上下两根主筋应当焊接成环，在各引下点处两根引下线处分别与筏板上下环联结，并且做好跨接，这些基础连成的接地网有较大的电容,其冲击电阻很小，接地电阻越小,散流就越快,高电位保持时间就越短,危险越小,防雷效果越好,建筑物也就越安全。
3 结束语
随着城市化进程的进一步深化，民用建筑向高层化，智能化发展，城市高层建筑面临着越来越严峻的电气安全问题，因此务必要做好防雷接地施工工作。用高质量的防雷接地系统来保证建筑物及建筑物内电气设备及人员的安全，从而最大限度的减小雷击所造成的诸多损失。
希望能通过本文的讲解，使大家对电气接地系统理论有更深一步理解，对正确的施工方法更加清晰，为大家在今后的电气接地的施工工作提供帮助，使建筑物的电气接地系统切实发挥自己的作用，保障人员、设备、建筑物的安全。
参考文献
[1] 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
[2]《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2015
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[5]《电气工程施工细节详解》洚凌滨，机械工业出版社