电气安全及防雷接地系统设计疑难点

专家答疑：电气安全及防雷接地系统设计疑难点

电气减灾系统是电气设计与施工中重要的一部分，包含安全用电、防雷、接地、等电位连接等，作为电气从业人员，对涉及安全的问题要有足够的重视。

在低压电网中安装剩余电流动作保护器是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。防雷是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电的电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。等电位连接与接地是两种保证电气安全的措施，我国过去强调的是接地，而国际电工委员会强调的是等电位连接，并在近几年被引入我国国家标准中。

①【专家答疑——安全用电问题】

民用建筑中，一般哪些场所应设置RCD？

解析：《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008第7.7.10条第1款规定：“下列设备的配电线路应设置剩余电流动作保护”：

1）手持式及移动式用电设备；

2）室外工作场所的用电设备；

3）环境特别恶劣或潮湿场所的电气设备；

4）家用电器回路或插座回路；

5）由TT系统供电的用电设备；

6）医疗电气设备，急救和手术用电设备的配电线路的剩余电流动作保护宜作用于报警。”

我有疑问：有规范要求厨具设备配电需要采用漏电开关么？

专家回答：《饮食建筑设计规范》JGJ64-89第4.3.4条规定：“厨房、饮食制作间及其他环境潮湿的场地，应采用漏电保护器”。

我有疑问：TN系统中，空调插座配电回路需设RCD吗？

专家回答：《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第10.8.1条第12款规定：“（住宅或公寓）除壁挂式空调器的电源插座回路外，其他电源插座回路均应设置剩余电流动作保护器”《民规》JGJ16-2008第7.7.10条也有相关规定。此外，解读《低压配电设计规范》GB50054-95第4.4.10条，在TN系统中，无论对于何种用电设备（含空调），当其配电回路上的过电流保护电器无法兼顾接地故障保护时，都应设置RCD保护。

我有疑问：卫生间净空若不足2.25m，如何设置排气扇插座？

专家回答：根据现行《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12.9.2条的规定，当排气扇必须安装在净空不足2.25m，且属于2区内装设时，则应强调排气扇防电击类别为II类，且采用固定配电，不应再采用插座配电。

②【专家答疑——防雷接地问题】

我有疑问：利用建筑物基础钢筋作为防雷自然接地体时，其接地网网格尺寸有无要求？

专家回答：利用建筑物基础钢筋作防雷自然接地体时，其接地网网格尺寸应为多大合适，规范未作具体规定。当然，网格尺寸愈小，则局部区域电位分布更为均匀，更有利于安全。兼顾到经济性问题，有关资料建议接地网格不大于20m*20m即可。具体可视工程不同情况（重要性、功能等）而进行设计。

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94第3.3.3条：“引下线…….并应沿建筑物四周均匀或对称……”强调是“四周”，那么中间部位可否引下？是否需要引下？

专家回答：

（1）一般而言，建筑物四周（特别是建筑物四角处）的引下线，泄散雷电流的能力最强，而中间部位泄散能力较弱，这可用集肤效应来解释。为此，规范要求在建筑物的四周肯定要布设防雷引下线，但对于中间部位设置引下线未作禁止。事实上，只要钢筋混凝土柱子或钢柱（不管它处于建筑物外围，还是处于中间位置）通至建筑物屋顶，它们就已自然而然地充当了雷电流的流经通道，即天然地充当了防雷引下线的功能，这一点不以任何人的意志力转移。

（2）在具体设计中，建筑物中间部分的引下线泄流通道，应尽量在主楼屋顶、裙房屋顶或转换层与建筑外围引下线连通。

我有疑问：利用建筑物金属屋面直接作为接闪器时，是否一定要注明其材料和厚度？

专家回答：当利用金属屋面直接作为接闪器时，设计一定要在图纸中注明其材质和厚度。否则审查人难以准确而快速地识别设计正误。

我有疑问：GB50057-94第2.0.3条第八款人员密集公共建筑物中“学校”是指？

专家回答：学校内，主要供学生使用的教师、多功能厅、学生公寓、集体宿舍、食堂餐厅、体育馆、图书馆、大礼堂等建筑物，均应确定为“人员密集的公共建筑物”。

我有疑问：屋顶上某些大跨度的花架或中空天井，其尺寸（如15m x 15m)若大于避雷网络所要求的尺寸（如10m x 10m或12m x 8m），则中空部位要加设跨接的避雷带吗？

专家回答：屋顶上某些大跨度的花架或中空天井，其尺寸若大于避雷网格所要求的尺寸，则中空部位的周围避雷带形成闭合即可，无须另加设跨接的避雷带。

某些建筑造型上避雷带为单端（即避雷带某个端头未和整个屋顶避雷带形成封闭状），是否允许？

专家回答：只要避雷带单端端头已和防雷引下线连通且另一端已和整体避雷带相连，则不强求单端再跟整个屋顶避雷带形成封闭状。

我有疑问：防雷引下线之间所要求的“间距”，是电气间距，还是物理间距？

专家回答：防雷引下线之间所要求的“间距”，应为“电气间距”，而非“物理间距”。这是因为雷电流流经屋顶避雷带及防雷引下线时，其经过的必为电气路径。因此，防雷引下线之间所要求的“间距”，就应理解为“电气间距”。换言之，女儿墙上曲折多弯的避雷带，应该“拉直”而计算出“电气长度”，继而算出防雷引下线的间距。

我有疑问：别墅屋顶避雷带可否采用暗埋敷设？

专家回答：根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第4.1.6条规定：“除利用混凝土构件内钢筋作接闪器外，接闪器应热镀锌或涂漆”。可见，当“利用混凝土构件内钢筋接闪器”时，它是可以暗埋敷设的。另《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第3.3.5条条文说明规定：“利用屋顶钢筋作接闪器，其前提是：允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开以及一小块防水、保温层遭破坏。

有鉴于此：

1）避雷带尽量采用明敷而不宜暗埋敷设；

2）当因种种缘故而导致避雷带必须暗敷时，可直接利用结构钢筋或金属构件作为接闪器，也可以采用人工避雷接闪器暗敷在建筑物表面的抹灰层内。暗敷时，尚应遵循广东省气象局统一印制发布的《广东省新建建筑物防雷设施质量管理手册》中的相关规定，即“暗敷避雷带要求表面水泥厚度不大于2cm”

3）当避雷带暗敷不可避免、且建筑物只依靠避雷带这唯一保护屏障时，建议该暗敷避雷带仅用于层数不高（低层或多层建筑物），性质不很重要的第三类防雷建筑物。

我有疑问：防雷接地与其他工作及保护接地共用接地装置时，接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。该最小值在图纸中如何表达？

专家回答：

接地通常分为两大类：功能性接地及保护性接地。功能性接地主要包括工作接地、直流接地、屏蔽接地、信号接地等；

保护接地主要包括防电击接地、防雷接地、防静电接地、防电化学腐蚀接地等。

设计者应充分知晓上述接地分类及其对于接地电阻的不同要求，从而在设计图纸中提出具体要求。参加《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第11、12、22及23章的相关规定，在常规情况下：

（1）低压系统中，配电变压器中性点的接地电阻不宜超过4Ω；

（2）配电变压器位于建筑物外部时，低压电缆载引入该建筑物处，对于TN—S或TN —C—S系统，PE线或PEN线应重复接地，接地电阻不宜超过10Ω；对于TT系统，PE线单独接地，接地电阻不宜超过4 Ω;

（3）对于第二、三类防雷建筑物，当专引人工防雷引下线时（该情形极少），每根引下线的冲击电阻分别不宜大于10 Ω、30 Ω；当利用自然防雷引下线时，每根引下线的冲击电阻数值可不做规定；

（4）除另有规定外，电子、信息及计算机设备接地电阻值不宜大于4 Ω；

（5）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数值作为依据。除另有规定外，诸种接地系统与防雷接地系统共用接地体时，接地电阻值不应大于1 Ω。

我有疑问：封闭母线或者矿物绝缘防火电缆等，可否直接利用其金属外壳作为PE线？

专家回答：从纯粹理论上说，只要封闭母线（或者矿物绝缘防火电缆）金属外壳的材质及横

截面，能满足短路热稳定要求，就可直接充当PE线而无须另引。

而具体实践中，不少封闭式母线为分段式连接，断续电较多，这对于保证接地干线的连续性和可靠性较有难度。此类封闭式母线金属外壳不可直接作为PE线使用。

参考国家标准图集《矿物绝缘电缆敷设》99D163，矿物绝缘防火电缆金属外壳一般可直接作为PE线，但最终要结合实际选用产品的具体参数而确定。

我有疑问：变电所内封闭接地干线规格如何确定？

专家回答：变电所内封闭接地干线，须满足配电系统最大预期故障电流及热稳定校验。老版《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92第14.6.3.4条曾规定：“当变压器容量为400~1000kV A 时，接地线封闭回路导线一般采用40 x4扁钢；当变压器容量为315kV A及以下时，其封闭回路导线采用25x4扁钢”。而新版《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中，未再见类似规定。可参考标准图《干线变压器安装》99D268的P33之“变压器低压侧中性点接地线规格”来选择。

③【专家答疑——等电位联结问题】

我有疑问：一些设计图纸中的总等电位联结，未设置MEB箱而直接把各种金属管在人户处跟接地体相连通，是否也可行？

专家回答：《低压配电设计规范》GB50054-95规定：“采用接地故障保护时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结：

一、PE、PEN干线；

二、电气装置接地极的接地干线；

三、建筑物内水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；

四、条件许可的建筑物金属构件等导电体。上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位联结端子。等电位联结中金属管道连接处应可靠地连通导电。”

这种具有多个联结端子的等电位联结装置，最好为母排，以保证导体的长期可靠连接和导通，且便于在规定的周期内，拆卸连接端子进行检测和维修，为此，MEB宜装于专门箱体内，并设在地面上（最好是户内）可见而便于操作的地方。

居住建筑的卫生间内并无金属管道时，是否还要设LEB（局部等电位联结板）？若设，卫生间内PE线是否要跟LEB相连通？

解析：浴室内管道采用塑料管时，因为不传导电位，自然不必纳入局部等电位联结范围内。但将来用户在卫生间的装修改造时仍可能采用金属管道，故从安全角度考虑，目前仍要埋设LEB（局部等电位联结板），并把楼板钢筋，卫生间内PE线等与之连通。

我有疑问：室内照明线路是否要单独设置PE线？

专家回答：近年来，我国参照IEC标准，对于《灯具一般安全要求与试验》GB7000.1—2002进行了修改（改后编号为GB7000.1—2007，将于2009年1月起正式实施），规定从实施之日起，我国将不得生产、销售和使用0类灯具。因此，今后建筑物中常规灯具基本为I类（因II、III类灯具也较少见）。

《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002第19.1.6条：“当灯具距地面高度小于2.4m时，灯具的可接近裸露导体必须接地（PE）或接零（PEN）可靠，并应有专用接地螺栓，且有标识”（强条）。因此，带金属外壳灯具（实际应指I类灯具）安装高度低于2.4m而设计未配PE线，应判违反强条。

此外，《建筑照明设计标准》GB50034-2004中第7.2.12条规定：“当采用I类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地”。故当I类灯具安装高度不小于2.4m而设计未配PE 线时，可判定为违反规范（但不是“强条”）。

从理论上说，照明线路若穿于金属管且该管满足短路热稳定要求时，则该金属管也可充当PE线（可参见《民规》JGJ16-2008第12.5.3条相关规定）。不过，从便于施工及利于满足线路连续性的角度考虑，仍建议此时采用专引导线作为照明PE线为佳（可参见《民规》JGJ16-2008第12.3.5条相关规定）。