【摘要】在建筑电气设计中，接地与等电位联结是安全措施之一 ，可以有效避免建筑物受雷击、漏电等安全事故，由此可见接地和等电位联结在建筑电气设计中的重要性。本文主要对不同类型的建筑物具体接地特点及方式、方法进行分析，供同行借鉴参考。
【关键词】电气设计；接地；等电位联结
一、接地及等电位联结的重要性分析
我们地球是一个巨大的导体，电气系统倘若与它有电位差可能会导致严重的电气灾害，因此，接地和等电位联结的设计是电气必要的安全措施，这项措施让电气系统和地球保持相等的电位，保证电气系统的安全运行。在平衡地球与电气系统之间电位时，需要连接电气系统和地球，但是因为地球没有连接的端子，所以只能在大地的表面接地并通过接地线来确定参考的电位。在接地操作中，因为大地和接地极中存在很大的电阻，可能会造成较大的电位差，所以单纯通过接地来维持电气系统与大地之间的等电位，效果并不明显。而等电位联结来处理电气系统与地球电位的平衡就不是传统意义上的引出接地线就完成操作，而是有了新的定义。
接地并不只是电气系统与地球进行连接，电气系统与其他导体也连接并赋予新的参考电位也可以叫做接地。例如飞机、火车、汽车等交通工具内的电气系统与金属的外壳相连接就可以通过金属的外壳来实现接地操作，因为金属外壳的电阻很小，所以用它的自身电位作为参考而不考虑大地的电位，可以提升等电位联结的效果，让交通工具内电气系统更加安全、更加稳定。在建筑电气设计中，难免存在各种不规范的设计和操作，这样电气本身就存在一定的问题，使用上也会存在风险。所以在建筑施工中注意接地和等电位联结的问题，应用相关技术到实际场景中，保证电气系统的电位与大地或者与其他参考电位相平衡，这样可以保证建筑电气使用的安全和稳定。
二、建筑接地的特点和接地方式的选择
根据国际电工委员会的相关规范，住宅建筑在进行电气系统接地时主要用到五种制式方法，分别是 TT、IT、ＴＮ-Ｓ、TN－C、TN－C－S，这五种接地方法各有优缺点。
（一）TT接地方法的特点
TT 接地方法的供电系统就是将电气设备的金属外壳直接与大地连接实现保护，也就是说系统中没有绝缘层的导电部位和接地点独立进行接地操作。
这个系统主要用于精密的电子设备供电以及户外没有等电位参考的情况，但是设计的难度比较大、维护的成本也比较高，同时该系统进行接地操作时，起保护作用的部分必须与工作电路分开，所以在建筑中很难实现，相对使用的较少。TT系统示意见图１。
（三）ＴＮ-Ｓ接地方法的特点
ＴＮ-Ｓ接地的方法是通过电源的中性点区分出中性线和保护线，一般情况下保护线没有负荷的电流，相连接的金属外壳就不会带电。所以在建筑的电气系统设计中一般会有接地点的插头，这样可以使住宅电气相对安全，并可以满足大多数住宅的情况，但是这种接地方法一旦出现故障，电压的升高和故障电压的蔓延是不可避免的，见图3。
在建筑的电气系统中一旦在接地位置出现了短路，过电流保护装置就可以切断电源，保证了电气设备的安全性，但是TN－C接地方法也存在一定的短板，例如不适用于对电流敏感的精密仪器、不适用于容易爆炸的环境、出现短路情况会出现较高的故障电压等，对于建筑的使用也具有一定的局限性。
（五）TN－C－S接地方法的特点
TN－C－S系统结合了 TN－S和 TN－C 系统的优点，保证电气系统安全性的同时也降低了成本，适用于各类建筑，见图5。
三、建筑电气设计等电位联结
在进行建筑的电气设计时，需要根据单纯接地不能解决的问题通过联结导体让电路与接地系统实现电位相等，当电位处于一个相对平衡的状态就可以让接触电压较小，保证电气系统的使用安全，将危险电压降到最低，所以在完成施工后一定要对等电位联结的效果进行测试。由此可见，实现等电位的联结可以有效防止低压配电系 统的运行故障。在具体的联结操作中，可以通过范围分成局部联结和总等电位联结两种。
（一）局部等电位联结
如住宅卫生间的潮湿环境会降低人体皮肤的电阻，所以卫生间中金属管道一旦带有微小的接触电压也可能为居民带来触电危险，所以在改造卫生间等潮湿环境的电气设备时要注意设备外套的防潮保护，同时插座的设置位置要远离水源，保证电气系统环境的安全性后做好等电位的局部联结，现在较为常用的做法是在卫生间墙壁埋一个局部等电位的连接端子板，然后将电气系统的金属部件和卫生间的金属管道与端子板相连接，保持卫生间内局部的电位较为平衡和稳定。也可以用塑料的进出水管道来代替金属管道，这部分管道因为不具有导电性所以在进行等电位联结时不用对这一部分进行考虑，这样不仅节省了工作量，同时也避免了一定的风险。
（二）总等电位联结
总等电位联结见图６。
在大型建筑的设计中，往往用到总等电位联结的方式进行安全处理，通过配电箱附近配置一个总等电位的联结排，将导电部分一起联结，例如将上下水道的金属水管、煤气管道热力管道等金属管道、其他建筑物金属的构件和接地线与进电配电箱的联结排相连，用来降低建筑物整体的接触电压和各个金属构件的电位差，同时还可以降低其它电气线路和外接电气设备的危险故障电压。在总等电位联结的设计中，必须要考虑周边环境的情况，例如建筑物周围是否存在变电站、加油站等设施，避免因为短路造成的危险电压对周围环境造成影响。
四、结语
综上所述，在建筑的电气设计中一定要考虑到接地和等电位联结这两个重要的环节，因为这是建筑电气安全的基础保障。作为建筑设计者和电气的设计人员一定要综合考虑建筑自身和周边的环境以及温度、湿度等参数，从电气的功能上和安全方面对接地设计和等电位联结做到位，同时考虑到经济性、便捷性，采用合理的等电位联结方式达到等电位效果，并且通过合适的接地方式保证电气系统的安全，确保电气系统的安全性和有效性。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范: GB50057-2010[S].北京:中国建设出版社,2008.
[2]中国建筑标准设计研究院.15D502图集等电位联结安装[M]..北京中国计划出版社,2015.
[3]中国电力企业联合会.交流电气装置的接地设计规范:GB/T50065-2011[S].北京:中国计划出版社，2011.
[4]孙水林.探讨民用建筑电气中接地和等电位联结问题[J].四川水泥,2016,38(7):254.
[5]王振华.谈民用建筑电气中接地和等电位联结问题[J]}，山西建筑，2012,38（24）:140-141.
[6]李建云.建筑电气设计中常见问题的思考[J].天津科技，2011,38(3):52-54.
论文作者:敖世文
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/31
标签：电位论文; 电气论文; 系统论文; 建筑论文; 电压论文; 方法论文; 金属论文; 《建筑实践》2019年第08期论文;