防雷接地连接可靠性要求V2.0

电气设备的金属外壳必须接地，其主要作用是：

一旦带电体与电气设备外壳相碰时，可降低设备外壳危险的对地电压，其降低程度取决于接地电阻的大小；一旦发生有危害性的静电电压时，通过接地可迅速消除静电；位于屋面或户外的电气设备，遭到雷击时，电气设备外壳接地可将雷电流迅速人地流散。

电气设备的接地虽然重要，但在施工中，不正确的做法屡见不鲜，本文就此问题从以下几个方面加以探讨。

1．螺栓与接地线的连接工业项目中，设备的金属外壳往往通过焊接一只镀锌接地螺栓，利用此螺栓与镀锌扁钢接地线相连。这种做法不可靠。

GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工验收规范》第2.4.l条规定；“接至电气设备上的接地线，应用镀锌螺栓接连”。但实践操作中，设备的金属外壳与镀锌螺栓焊接时，镀锌层完全遭到破坏，失去了防锈作用，尤其是露天的设备，螺栓锈蚀很快，影响了接地的可靠性。

也有一些施工单位，在设备的金属外壳上焊出一段镀锌扁钢，然后与作为接地线的镀锌扁钢用镀锌螺栓连接。采用这种方法在焊接镀锌扁钢时，由于镀锌扁钢很短，镀锌扁钢的镀锌层也会遭到破坏，影响接地的可靠性。

正确的做法：在电气设备的金属外壳上，采用化学放热熔焊，焊上一只铜质接地端子，通过铜质接地端子与接地线连接就可达到可靠接地的目的。所谓化学放热熔焊，就是利用石墨熔模，把铜质端及子和电气设备外壳固定在一起。在熔模内放人铜铝合金粉末和起火粉，用打火枪点燃起火粉，使钢铝合金粉末发生化学反应，形成高温铜熔液，此铜熔液能使电气设备的金属外壳的浅表面熔化，并与铜质接地端子熔化成一体，详见《电世界》1997年第9期（放热焊接在导线接头中的应用）。

工程中扁铜与扁铜、扁铜与扁钢之间也常常会碰到焊接问题，这时采取钎焊则达到电气连续性的要求，但钎焊的焊剂有腐蚀性，焊后又不易清除干净，故易产生化学腐蚀，而化学放热熔焊不存在腐蚀性的焊剂，称为无焊剂焊接，因此不会产生化学腐蚀。

钢铁之间有一个电位差，此电位差会产生电腐蚀。采用化学熔焊的方法时，在铜铁之间会产生一个合金层，因此避免了由于电位差产生的电腐蚀。

化学放热熔焊在电厂（如秦山核电站、扬州电厂）和其他重要的工程项目接地施工中已得到广泛应用。随着人们对接地可靠性的逐步重视，化学熔焊的应用必然会越来越广。

2．屋顶设备外壳的接地通过调查有如下几种做法：将高于女儿墙上避雷带的电气设备金属外壳与避雷带相连，低于避雷带的电气设备外壳与电源的PE线相连；将高于女儿墙的电气设备金属外壳与避雷带相连后，又与电源的PE线相连；将屋顶的电气设备的金属外壳只与避雷带相连，不再与电源的PE线相连。

GB50169－92第2．5．2条明确规定：“建筑物上的避雷针或防雷金属同应和建筑物顶部的其它金属物体连接成一个整体”。上述做法中，对低于避雷带的电气设备的金属外壳不与避雷带相连是错误的，因为低于避雷针和避雷带的电气设备仍有遭到雷击的可能，只是由于避雷装置的存在，遭到雷击的可能性大大减少了；屋顶上的电气设备与避雷带相连后，是否可与电源的PE线相连？国家有关规范对此未作明确的论述，但在GB50169－92第2．5．3条规定：“装有避雷线的构架上的照明灯电源线，必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿人金属管的导线。电缆的金属护层或金属管必须接地，埋人土壤中的长度应在10m 以上，方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接”。因此从安全角度分析，屋顶电气设备的金属外壳不可与PE线相连，如果与PE线相连，电气设备一旦遭到雷击，雷电流一部分沿避雷引下线入地，另一部分则会沿PE线进入室内，人此时触及PE 线就会遭到雷电流的伤害前述做法中最后一种做法是正确的，屋顶上的电气设备的金属外壳只与避雷带相连。

对TT制式，位于屋顶的电气设备金属外壳通过避雷带和避雷引下线与接地装置相连，此时防雷接地又兼作保护接地，其接地电阻应不大于4Ω。防雷接地装置和电源的工作接地装置在地中的距离，规范规定不应小于3m。

采取联合接地体的TN制式，屋顶的电气设备外壳虽然只与避雷带相连，但未与PE线相连，但避雷引下线通到地下与接地网连成一体后，此避雷引下线又相当于PE线，达到了接地的要求。规范对避雷引下线与接地网的连接点有一个距离要求，GB50169－92第2．5．l条有如下规定；“避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度不得小于15m”。带有争议的是，防雷接地装置与设备接地装置分开的TN 制式，在这种情况下，屋顶电器设备金属外壳如果不与PE线相连，此设备就成为接地保护，于是一个电源系统中，存在两种保护：屋内为接PE线或PEN线，屋顶为直接接地，这是否允许呢？JGJ／T16－92《民用建筑电气设计规范》14．2．10有这样一段论述：“在同一低压配电系统中，当全部采用TN系统确有困难时，也可部分采用TT系统接地型式。但采用TT系统供电部分均应装设能自动切除接地故障的装置（包括漏电电流动作保护装置）或经由隔离变压器供电”。因此，屋顶设备只要有性能可靠的漏电开关加以保护，就允许采取TT接地保护。

3．母线槽内P出线的引出高层建筑的配电使用母线槽已十分普遍，母线槽接线数分有三线、四线和五线。对三相动力配电，有的设计采用三线母线槽，有设计采用四线母线槽；对三相供电的照明配电，有的设计采用四线母线槽，有的采用五线母线槽。对三线动力配电或四线照明配电的系统，其PE线在母线槽外单独敷设，对四线动力配电或五线照明配电的系统，PE线和相线（中性线）在同一母线槽内。对带有PE线的母线槽，如用插脚把母线槽内的PE线引出，那么插脚插偏或插脚的弹性片弹性不足时，都会引起接地不可靠。用插脚引出相线，一旦发生缺相，很快就会发现，但发生缺地则不容易发现，一旦发现，往往为时已晚，已发生了电气事故，因此不宜把防线用插脚引出。目前有的制造厂对400A及以上的母线槽包括相线在内都不用插脚引出，而改为用氩弧焊焊出接头，用螺栓连接，显然其接地可靠性比插脚引出为好。如果PE线单独在母线槽外敷设时；可采取螺栓连接，这样可降低工程造价，而且便于检查。