1、高层民用建筑利用钢筋网作电气接地干线的探讨TNS系统,也称三相五线制系统。该系统是三相四线加PE线的接地系统。整个系统的中 性线(N)与保护线(PE)是分开的,用电设备外露可导电部分接在PE线上。一般当建筑楼内 有独立变压器时采用TN-S系统。根据v民用建筑设计规范JGJ16-200812. 4. 8建筑物内各电 气系统的接地宜采用同一接地网,12. 5. 1.1建议在满足热稳定性的情况下,应利用自然接地体 (图一)。11. & 8.1民用建筑宜优先利用钢筋混凝土内的钢筋作为防雷接地网(图一)。由此 可见v民规对于钢筋混凝土结构的大楼的防雷接地与电气接地是建议采用钢筋混凝土内的钢筋 作为接地体
2、的,并且通过对结构桩(接地体)、柱(防雷引下/电气引上)、板梁(侧雷击均压环 /等电位联结)内钢筋规格、连接方式等的规定,最终使整个建筑物内的防雷接地钢筋从垂直与水 平方向连成一个整体的接地网(图一)图一桩、柱、板、梁内二根不小于16mm 的钢筋组成防雷接地网v民规12. 5. 2电气接地网当与防雷合用时应满足11章(即防雷接地要求)。事实上所有 防雷、接地引上引下线在基础大底板上(通过对桩、柱卯固钢筋和大底板钢筋Z间焊接)开始就 是一个完整的电气通路,与大地之间的接地电阻为小于1欧姆(一般为0。4欧姆左右)。12。5o 6。4高层建筑竖向电缆井道内的接地干线,应不大于20M与相近楼板钢筋作等
3、电位联结。v电 气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-20063o 2。2接地线可利用。及设计规定的混凝土内部的钢筋。当采用TN-S系统时,多台10KV/400V变压器中性点在变配电间与电气接地引上线连接,从 该中性线连接点分成N线和PE线,N线至整个低压电气系统终端设备不再与PE连接。PE线在 变配电室构成环网,与低压配电柜PE排连接(如图二)。JJ变配电站接地联结壬线J电室图二高层建筑内不小于2鋼6平方毫米的接地钢筋贯通整个的楼层强弱电间/空调设备间/电梯机房 /消防安防中心等。按照v民规11. 9. 2与12. 6. 6对等电位连接的要求,需要设置与2*16平 方亳米的接地
4、钢筋(接地干线)相互联结的总等电位联结、辅助等电位联结与局部等电位联结, 等电位联结的端子板供外露可导电部分作接地联结。(如图三)。由此,等电位上的所有接地联 结导体与接地钢筋形成一个可靠的电气通路。屋顶避雷网(带电梯机房配电箱门ar“MM?铜编织线幕墙接地预留变配电间幕墙接地预留图例:消防中心配电箱O O首层起均圧环,与 防雷引下、电气接 地引上钢筋按规 范焊接连通o O 等电位联结排(箱)配电箱PE排首层接地测试点进出建筑安保中心配电箱物金变配电间展管TO OO OO O道冷冻机配电箱结构柱内钢筋电水泵房配电箱匚夕渣压力焊满足接OO O地干线的要求O O图三V民规12. 6. 6. 3对等
5、电位联结导体的最小截面做了规定,但对当采用铜导体时最大截 而不应超过25rwii2的规定与该条文后一句的“当为其他金属时,其截面应承载与25mm2铜导体 相当的载流量”有所矛盾;并且v电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB50169-20063.11.7条中相应的规定为“当采用铜线时其截面不应小于2.5mm。如果按照v 民规12. 6. 6. 3条文的第一句总等电位联结导体的截面不小于最大保护导体的一半扩展到所 有电气设备的等电位联结导体,即可以满足v民规12. 5对低压电气接地的所有要求(12。5。6 预期故障短路电流及热稳定性)。综上所述:一、高层建筑接地应利用自然接地体如结构钢筋(
6、图一)。二、高层建筑一般采用TN-S供电方式。10KV/400V变压器屮性点在变配电室与电气接地 引上钢筋一点接地后严格与PE线分开(图二),随A、B、C相线四线电缆或母线槽 引至区域配电箱内N排。三、通常设计电气接地是从变配电室低压柜PE排引出PE电缆(或母排),随A、B、C、 N五线电缆(母线槽)引至区域配电箱内PE排;或者从变配电室低压柜PE排引出 PE接地干线至各区域强弱电间、设备间等,也即PE线专放。交流电气装置的接地规范5o 1o 1最人短路电流应考虑各接地中性点间的短路电流分 配,以及避雷线中分走的短路电流。8.2.5:电气装置应设置总接地端子或母线,并应 与接地线、保护线、等电
7、位联结干线和安全功能共用接地装置的功能性接地线。相连 如果电气接地直接就近与等电位箱内的联结排作接地联结,电气原理是一致的(图三)。 对于大电流单相短路接地故障,电气通路为故障点相电流经由等电位箱至接地钢筋引 上线与建筑物的接地体(大地)连通,使断路器接地保护动作,切断故障电流。简单计 算故障回路阻抗(不考虑同时存在的导体之间联结的接触电阻,工频因素,变压器阻抗等): 铁的电阻率是0.10欧姆/米。MM2 , 2X 4)16MM钢筋的截面S=400MM2,150米长的接地干 线阻抗(电阻)Z约0.0375欧姆,假设需保护相导体为2500A的铜母线,铜的电阻率为0.0375欧姆 冰。MM2 ,
8、2500A铜排的截面S约2000MM2,150米氏的相线阻抗(电阻)Z约0.0012欧姆, 至变压器屮性点接地点(总等电位、总接地排)的阻抗约为0。04欧姆,U/Z计算可达5000A 左右,如选用框架电流In=3200A的断路器,一般接地故障保护(即可设定为20%100% X3200A,动作吋间0.11.0s完全可以在接地的故障保护单元范围内,满足Zs*Ia=Uo;(保护线 最小截面计算$卩=根号I21/K )同时对于直接/间接触电保护、间接接地保护、零电位稳定性、钢筋网内杂散电流的电 磁干扰等不会有任何改变。四、其它建筑特别是分散的别墅群等,建议采用就地接地的TT供电方式,本人曾参与上海 的翡翠湖岸项目就是箱变接地然后四线电缆至分支箱再至单体别墅的分户表箱,PE线 从别墅本身的人工接地体(钢管)引上至分户表箱PE排定义:接地垂直/水平干线是指从变配电室总等电位箱或变配电室低压柜PE排(总接地)至 区域配电问、弱电间、设备房的接地干线,一般为铜电缆或铜母排(规范允许采用钢 材);除了接地干线,其它接地线是指从楼层或区域等电位箱或终端配电箱PE排引出 的接地联结导体。结论:如为了满足常规,另敷设共用电气接地铜排(PE干线),截面大于1/3的2X16MM 钢筋截面即120MM2左右(40X4铜带)即可保证单相接地短路时断路器的可靠动作。