二、任务资讯

二、任务资讯

(一)接地装置工程

接地装置包括接地体(又称接地极)和接地线两部分。防雷接地与保护性接地的内容相同,在此一并讲述。

1.接地体

接地体是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体。接地体分为人工接地体和自然接地体两种。

(1)人工接地体即直接打入地下专作接地用的经加工的各种型钢或钢管等,按其敷设方式可分为垂直接地体和水平接地体。埋入土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm;扁钢截面面积不应小于100mm2,其厚度不应小于4mm。角钢厚度不应小于4mm;钢管壁厚不应小于3.5mm。

(2)自然接地体即兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件,如建筑物的钢结构、行车钢轨、埋地的金属管道(可燃液体和可燃气体管道除外)、混凝土建筑物的基础等。在建筑施工中常采用混凝土建筑物的基础钢筋作为自然接地体。利用基础接地时,对建筑物地梁的处理是重要的一环。地梁内的主筋要和基础主筋连接起来,并要把各段地梁的钢筋连成一个环路。自然接地体的接地电阻符合要求时,一般不再设人工接地体,当不能满足要求时,可以增加人工接地体。

人工接地体在土壤中埋设深度不应小于0.6m,垂直接地体的长度不应小于2.5m,人工垂直接地体之间及人工水平接地体之间的距离不应小于5m,距建筑物间距大于3m。

2.接地线

接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体,也是接地体与接地体之间的连接导体,同时,也是接地设备与接地体可靠连接的导体。有时一个接地体上要接多台设备,这时要把接地线分为两段,与接地体连接的一段称为接地母线,与设备连接的一段称为接地线。接地线应与水平接地体的截面相同。人工敷设的接地母线一般为镀锌扁钢或镀锌圆钢。与设备连接的接地线可以采用钢材料,也可以是铜或铝导线。接地母线可以暗敷设在结构内、埋设于地下或明敷设在建筑结构上;而接地导线可以穿管暗敷设或明敷设。

3.等电位联结

等电位联结包括总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结三类。高层建筑中的等电位措施,通常采取将滚球半径高度及以上部分外墙上的栏杆、金属门窗等较大金属物直接或通过金属门窗埋铁与防雷装置至少有两点连接。

(1)总等电位联结(Main Equipotential Bonding,MEB),其作用是降低建筑物内间接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差,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,其应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板(接地母排)将下列导电部分互相连通:

1)进线配电箱的PE(PEN)母排。

2)公用设施的金属管道,如上下水、热力、煤气等管道。

3)如果可能,应包括建筑物金属结构。

4)如果做人工接地,也包括其接地极引线。

建筑物每一电源进线都应做总等电位联结,各个总等电位联结端子板应互相连通。接地端子板安装在总等电位联结箱内,把从接地体引来的接地母线和与各处连接的接地线都接在接地端子板上。

(2)辅助等电位联结(Supplementary Equipotential Bonding,SEB),即将装置外露可导电部分与装置外可导电部分用导线直接作等电位联结,使故障接触电压降至接触电压限值以下。

(3)局部等电位联结(Local Equipotential Bonding,LEB),即当需要在一局部场所范围内作多个辅助等电位联结时,可通过局部等电位联结端子板将电气装置外露可接近导体和其他外露可接近导体相互连通,以简便地实现该局部范围内的多个辅助等电位联结。主要应用在住宅楼中的卫生间、游泳池等部位。端子板要求与系统PE线连接,同时与建筑物钢筋网进行连接。在建筑物的防雷系统中,建筑物的某些楼层也需做局部等电位联结,把楼层内的金属管道和金属构件与防雷引下线连接。

4.建筑物出入口均压带做法

为了降低跨步电压,防直击雷的人工接地体距离道路和建筑物入口处不应小于3m,当小于3m时,可采用“帽檐式”均压带做法,如图6-30所示,并应采取下列措施之一:

(1)水平接地体局部埋深不应小于1m。

(2)水平接地体局部应包绝缘物,可采用50~80mm厚的沥青层。

(3)采用沥青碎石地面或在接地体上方覆盖一层50~80mm厚的沥青层,宽度要超出接地体2m。

图6-30 帽檐式均压带做法图

(二)施工基本要求

(1)接地装置安装应符合下列规定:

1)对于利用建筑物基础接地的接地体,应先完成底板钢筋敷设,然后按设计要求进行接地装置施工,经检查确认后,再支模或浇捣混凝土。

2)对于人工接地的接地体,应按设计要求利用基础沟槽或开挖沟槽,然后经检查确认,再埋入或打入接地极和敷设地下接地干线。

3)降低接地电阻的施工应符合下列规定:

①采用接地模块降低接地电阻的施工,应先按设计位置开挖模块坑,并将地下接地干线引到模块上,经检查确认,再相互焊接。

②采用添加降低接地电阻的施工,应先按设计要求开挖沟槽或钻孔垂直埋管,再将沟槽清理干净,检查接地体埋入位置后,再灌注降阻剂。

③采用换土降低接地电阻的施工,应先按设计要求开挖沟槽,并将沟槽清理干净,再在沟槽底部铺设经确认合格的低电阻土壤,经检查铺设厚度达到设计要求后,再安装接地装置;接地装置连接完好,并完成防腐处理后,再覆盖上一层低电阻率土壤。

4)隐蔽装置前,应先检查验收合格后,再覆土回填。

(2)等电位联结应符合下列规定:

1)对于总等电位联结,应先检查确认总等电位联结端子的接地导体位置,再安装总等电位联结端子板,然后按设计要求作总等电位联结。

2)对于局部等电位联结,应先检查确认连接端子位置及连接端子板的截面面积,再安装局部等电位联结端子板,然后按设计要求作局部等电位联结。

3)对特殊要求的建筑金属屏蔽网箱,应先完成网箱施工,经检查确认后,再与PE连接。

(3)接地极、接地线应采用镀锌钢材及铜材,要求有材质合格证。

(4)接地极一般长度为2.5m,其间距不小于接地极全长的2倍,即5m。

(5)接地极及接地线敷设完工后沟内不准回填杂物及建筑垃圾。

(6)明敷设接地线安装应符合下列要求:

1)安装在便于检查的部位。

2)敷设的位置应不妨碍拆卸和检修。

3)支撑件的距离:水平直线段应为0.5~1.0m;转弯为0.3~0.5m。与地面距离宜为0.25~0.3m;与墙壁间隙宜为10~20mm。

(7)接地线跨越建筑物的伸缩缝、沉降缝处应设置补偿器。

(8)接地焊接应采用搭接焊,其焊接长度应满足以下要求:

1)扁钢应为其宽度的2倍(至少三个边焊接)。

2)圆钢为其直径的6倍(保证两面焊接)。

3)圆钢与扁钢连接时,其焊接长度应不小于圆钢直径的6倍。

4)扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时,除应在其接触面部位两侧焊接外,应焊由扁钢围城的弧形(或直角形)卡子,直接由扁钢本身完成的弧形与钢管焊接。

(9)当接地装置跨越建筑物入口或通道时,应在接地面做均压处理。

(10)在TN系统中接地线和保护接地线截面面积应符合表6-13的规定。

表6-13 接地线和保护接地线截面面积表

(11)低压电气设备地面上外露的铜和铝接地线最小截面应符合表6-14的规定。

表6-14 低压电气设备地面上外露的铜和铝接地线最小截面表

(三)质量验收规范主控项目要求

(1)接地装置在地面以上的部分,应按设计要求设置测试点,测试点不应被外墙饰面遮蔽,且应有明显标识。

检查数量:全数检查。

检查方法:观察检查。

(2)接地装置的接地电阻值应符合设计要求。

检查数量:全数检查。

检查方法:用接地电阻测试仪测试,并查阅接地电阻测试记录。

(3)接地装置的材料规格、型号应符合设计要求。

检查数量:全数检查。

检查方法:观察检查或查阅材料进场验收记录。

(4)当接地电阻达不到设计要求需采取措施降低接地电阻时,应符合下列规定:

1)采用降阻剂时,降阻剂应为同一品牌的产品,调制降阻剂的水应无污染和杂物;降阻剂应均匀灌注于垂直接地体周围。

2)采取换土或将人工接地体外延至土壤电阻率较低处时,应掌握有关的地质结构资料和地下土壤电阻率分布,并应做好记录。

3)采用接地模块时,接地模块的顶面埋深不应小于0.6m,接地模块间距不应小于模块长度的3~5倍。接地模块埋设基坑宜为模块外形尺寸的1.2~1.4倍,且应详细记录开挖深度内的地层情况;接地模块应垂直或水平就位,并应保持与原土层接触良好。

检查数量:全数检查。

检查方法:施工中观察检查,并查阅隐蔽工程检查记录及相关记录。

(5)接地干线应与接地装置可靠连接(该条为强制性条文,必须严格执行)。

检查数量:全数检查。

检查方法:观察检查。

(6)接地干线的材料型号、规格应符合设计要求。

检查数量:全数检查。

检查方法:观察检查,查阅材料进场验收记录和隐蔽工程检查记录。

(7)建筑物等电位联结的范围、形式、方法、部位及联结导体的材料和截面面积应符合设计要求。

检查数量:全数检查。

检查方法:施工中核对设计文件,观察检查并查阅隐蔽工程检查记录,核查产品质量证明文件、材料进场验收记录。

(8)需做等电位联结的外露可导电部分或外界可导电部分的连接应可靠。采用焊接时,应符合《电气验收规范》的规定;采用螺栓连接时,应符合《电气验收规范》的规定,其螺栓、垫圈、螺母等应为热镀锌制品,且应连接牢固。

检查数量:按总数抽查10%,且不得少于1处。

检查方法:观察检查。

(四)质量验收规范一般项目要求

(1)当设计无要求时,接地装置顶面埋设深度不应小于0.6m,且应在冻土层以下。圆钢、角钢、钢管、铜棒、铜管等接地极应垂直埋入地下,间距不应小于5m;人工接地体与建筑物的外墙或基础之间的水平距离不宜小于1m。

检查数量:全数检查。

检查方法:施工中观察检查并用尺量检查,查阅隐蔽工程检查记录。

(2)接地装置的焊接应采用搭接焊,除埋设在混凝土中的焊接接头外,应采取防腐措施,焊接搭接长度应符合下列规定:

1)扁钢与扁钢搭接不应小于扁钢宽度的2倍,且应至少三面施焊。

2)圆钢与圆钢搭接不应小于圆钢直径的6倍,且应双面施焊。

3)圆钢与扁钢搭接不应小于圆钢直径的6倍,且应双面施焊。

4)扁钢与钢管,扁钢与角钢焊接,应紧贴角钢外侧两面,或紧贴3/4钢管表面,上下两侧施焊。

检查数量:按不同搭接类别各抽查10%,且均不得少于1处。

检查方法:施工中观察检查并用尺量检查,查阅相关隐蔽工程检查记录。

(3)当接地极为铜材和钢材组成,且铜与铜或铜与钢材连接采用热剂焊时,接头应无贯穿性的气孔且表面平滑。

检查数量:按焊接接头总数量抽查10%,且不得少于1个。

检查方法:观察检查并查阅施工记录。

(4)采取降阻剂措施的接地装置应符合下列规定:

1)接地装置应被降阻剂或低电阻率土壤所包覆。

2)接地模块应集中引线,并应采用干线将接地模块并联焊接成一个环路,干线的材质应与接地模块焊接点的材质相同,钢制的采用热浸镀锌材料的引出线不应少于2处。

检查数量:全数检查。

检查方法:观察检查,并查阅隐蔽工程检查记录。

(5)接地干线的连接应符合下列规定:

1)接地干线搭接焊应符合《电气验收规范》的规定。

2)采用螺栓搭接的连接应符合《电气验收规范》的规定,搭接的钻孔直径和搭接长度应符合《电气验收规范》附录D的规定;连接螺栓的力矩值应符合《电气验收规范》附录E的规定。

3)铜与铜或铜与钢采用热剂焊(放热焊接)时,应符合《电气验收规范》的规定。

检查数量:按不同连接方式的总数量各抽查5%,且均不得少于2处。

检查方法:观察检查并用力矩扳手拧紧测试,查阅相关施工记录。

注:对于母线与母线、母线与电器或设备接线端子搭接,搭接面的处理应符合下列规定:

①铜与铜:当处于室外、高温且潮湿的室内时,搭接面应搪锡或镀银;干燥的室内,可不搪锡、不镀银。

②铝与铝:可直接搭接。

③钢与钢:搭接面应搪锡或镀锌。

④铜与铝:在干燥的室内,铜导体搭接面应搪锡;在潮湿场所,铜导体搭接面应搪锡或镀银,且应采用铜铝过渡连接。

⑤钢与钢或铝:钢搭接面应镀锌或搪锡。

检查数量:按每个检验批的母线搭接端子总数抽查10%,且各不得少于1处,并应覆盖不同材质的不同连接方式。

检查方法:观察检查。

(6)明敷的室内接地干线支持件应固定可靠,支持件间距应均匀,扁形导体支持件固定间距宜为500mm;圆形导体支持件固定间距宜为1000mm;弯曲部分宜为0.3~0.5m。

检查数量:按不同部位各抽查10%,且均不得少于1处。

检查方法:观察检查并用尺量和手感检查。

(7)接地干线在穿越墙壁、楼板和地坪处应加套钢管或其他坚固的保护套管,钢套管应与接地干线做电气连通,接地干线敷设完成后保护管管口应封堵。

检出数量:按不同部位各抽查10%,且均不得少于1处。

检查方法:观察检查。

(8)接地干线跨越建筑物变形缝时,应采取补偿措施。

检查数量:全数检查。

检查方法:观察检查。

(9)对于接地干线的焊接接头,除埋入混凝土内的接头外,其余均应做防腐处理,且无遗漏。

检查数量:按焊接接头总数抽查10%,且不得少于2处。

检查方法:施工中观察检查,并查阅施工记录。

(10)室内明敷接地干线安装应符合下列规定:

1)敷设位置应便于检查,不应妨碍设备的拆卸、检修和运行巡视,安装高度应符合设计要求。

2)当沿建筑物墙壁水平敷设时,与建筑物墙壁间的间隙宜为10~20mm。

3)接地干线全长度或区间段及每个连接部位附近的表面,应涂以15~100mm宽度相等的黄色和绿色相间的条纹标识。

4)变压器室、高压配电室发电机房的接地干线上应设置不少于2个供临时接地用的接线柱或接地螺栓。

检查数量:按不同场所各抽查1处。

检查方法:观察检查,并用尺量检查。

(11)需做等电位联结的卫生间内金属部件或零件的外界可导电部分,应设置专用接线螺栓与等电位联结导体连接,并应设置标识;连接处螺帽应紧固、防松零件应齐全。

检查数量:按连接点总数抽查10%,且不得少于1处。

检查方法:观察检查和手感检查。

(12)当等电位联结导体在地下暗敷时,其导体间的连接不得采用螺栓压接。

检查数量:全数检查。

检查方法:施工中观察检查并查阅隐蔽工程检查记录。

(五)施工工艺流程

1.接地装置安装前的准备

(1)接地体安装前的准备。垂直接地体一般采用镀锌角钢或钢管制作。角钢厚度不小于4mm,钢管壁厚不小于3.5mm,有效截面面积不小于48mm2。所用材料不应有严重锈蚀,弯曲的材料必须矫直后方可使用。垂直接地体一般采用50mm×50mm×5mm镀锌角钢或50mm镀锌钢管制作,长度一般为2.5m,其下端加工成尖形。用角钢制作时,其尖端应在角钢的角脊上,且两个斜边要对称,用钢管制作时也要端部削尖,如图6-31所示。水平接地体多采用16的镀锌圆钢或40mm×4mm镀锌扁钢。

图6-31 垂直接地体

(a)角钢接地体;(b)钢管接地体

装设接地体前,需沿设计图规定的接地网的线路先挖沟。由于地的表层容易冰冻,冰冻层会使接地电阻增大,且地表层容易被挖掘,会损坏接地装置。因此,接地装置须埋于地表层以下,一般埋设深度不应小于0.6m,一般挖沟深度为0.8~1m。

(2)接地线安装前的准备。接地线材料一般都采用圆钢或扁钢。只有移动式电气设备和采用钢质导线在安装上有困难的电气设备,才采用有色金属作为人工接地线,但禁止使用裸铝导线作接地线。接地干线采用扁钢时,截面尺寸不小于12mm×4mm,采用圆钢时,直径不小于6mm。

接地线的安装包括接地体连接用的扁钢及接地干线和接地支线的安装。

接地网中各接地体间的连接干线,一般用扁钢宽面垂直安装,连接处应尽可能采用焊接并加镶块,以增大焊接面积。接地干线与接地体的焊接如图6-32所示。

图6-32 接地干线与接地体的焊接示意图

2.接地装置的安装

(1)接地体的安装。

1)垂直接地体的安装。沟挖好后,应尽快敷设接地体。接地体长度一般为2.5m,按设计位置将接地体垂直打入地下,当打到接地体露出沟底的长度为150~200mm(沟深0.8~1m)时,停止打入。然后再打入相邻一根接地体,相邻接地体之间间距不小于接地体长度的2倍,接地体与建筑物之间距离不能小于1.5m。接地体应与地面垂直。接地体间连接一般用镀锌扁钢,扁钢规格和数量以及敷设位置应按设计图规定,扁钢与接地体用焊接方法连接(搭接焊的焊接长度符合规定)。扁钢应立放,这样既便于焊接,也可减少接地散流电阻。如图6-33和图6-34所示。

2)水平接地体的安装。敷设在建筑物四周闭合环状的水平接地体,可埋设在建筑物散水及灰土基础以外的基础槽边,常用40mm×4mm镀锌扁钢,最小截面面积不应小于100mn2,厚度不应小于4mm。将扁钢垂直敷设在地沟内,顶部埋设深度距离地面不应小于0.6m,多根接地体平行敷设时水平间距不小于5m。水平接地体的敷设如图6-35所示。

3)条形基础内人工接地体的安装条形基础内应采用不小于12圆钢或40mm×4mm扁钢做人工接地体,如图6-36所示。

人工接地体在基础内敷设,使用圆钢支持器、扁钢支持器和混凝土支持器固定,如图6-37所示。条形基础内人工接地体安装方式,如图6-38所示。

条形基础内的人工接地体,在通过建筑物变形缝处时,应在室外或室内装设弓形跨接板。弓形跨接板的弯曲半径为100mm。弓形跨接板及换接件的外露部分应刷樟丹漆一道,面漆两道。其做法如图6-39所示。当采用扁钢接地体时,直接将扁钢接地体弯曲。

图6-33 角钢接地体及其安装图

1—角钢接地体;2—连接扁钢

图6-34 管形角钢接地体及其安装图

1—接地扁钢;2—管夹;3—管形接地体;4—焊缝

图6-35 水平接地体的敷设

1—水平接地体;2—接地线

图6-36 条形基础内人工接地体的安装平面示意图

1—人工接地体;2—引下线;3—支持器:4—伸缩缝处跨接板;5—伸缩缝

图6-37 人工接地体支持器

(a)圆钢支持器;(b)扁钢支持器;(c)混凝土支持器

1—人工接地体;2—4圆钢支持器;3—20mm×5mm扁钢支持器;4—C20混凝土支持器

图6-38 条形基础内人工接地体安装

(a)素混凝土基础;(b)砖基础下方的专设混凝土层;(c)毛石混凝土基础;(d)钢筋混凝土基础

1—接地体;2—引下线

图6-39 基础内人工接地体通过变形缝处的做法

1—圆钢人工接地体;2—25mm×4mm换接件;3—25mm×4mm,长500mm弓形跨接板

(2)接地干线的安装。接地干线应水平或垂直敷设,在直线段不应有弯曲现象。安装位置应便于检修,并且不妨碍电气设备的拆卸与检修。接地干线与建筑物或墙壁间应有15~20mm间隙。水平安装时离地面距离一般为200~600mm(具体按设计图)。接地线支持卡子之间的距离,在水平部分为1~1.5m,在垂直部分为1.5~2m,在转角部分为0.3~0.5m。在接地干线上应做好接线端子(位置按设计图纸),以便连接接地支线。室内接地线与室外接地体的连接如图6-40所示。接地线穿过墙壁或楼板,必须预先在需要穿越处装设钢管,接地线在钢管内穿过,钢管伸出墙壁至少10mm,在楼板上面至少伸出30mm,在楼板下至少要伸出10mm,接地线穿过后,钢管两端要做好密封,如图6-41所示。

采用圆钢或扁钢作接地线时,其连接必须用焊接(搭接焊)。圆钢搭接时,焊缝长度至少为圆钢直径的6倍;两扁钢搭接时,焊缝长度为扁钢宽度的2倍。如采用多股绞线连接时,应采用接线端子,如图6-42所示。

接地干线与电缆或其他电线交叉时,其间距应不小于25mm;与管道交叉,应加保护钢管;跨越建筑物伸缩缝时,应有弯曲,以便有伸缩余地,防止断裂。

(3)接地支线的安装。接地支线安装时应注意,多个设备与接地干线相连接,需每个设备用一根接地支线,不允许几个设备合用1根接地支线,也不允许几根接地支线并接在接地干线的1个连接点上。接地支线与电气设备金属外壳、金属构架连接时,接地支线的两头焊接接线端子,并用镀锌螺钉压接。

明设的接地支线在穿越墙壁或楼板时应穿管保护;固定敷设的接地支线需要加长时,连接必须牢固,用于移动设备的接地支线不允许中间有接头;接地支线的每一个连接处,都应置于明显处,以便检修。

(4)接地装置的涂色。接地装置安装完毕后,应对各部分进行检查,尤其是焊接处更要仔细检查焊接质量,对合格的焊缝应按规定在焊缝各面涂漆。

明敷的接地线表面应涂黑漆,如建筑物的设计要求,需涂其他颜色,则应在连接处及分支处涂以各宽度为15mm的两条黑带,间距为150mm。中性点接至接地网的明敷接地导线应涂紫色带色条纹。在三相四线网络中,如接有单相分支线并零线接地时,零线分支点应涂黑色带以便识别。

在接地线引向建筑物内的入口处,一般在建筑物外墙上标以黑色接地记号,以引起维护人员的注意。在检修用临时接地点处,应刷白色底漆后标以黑色接地记号。

图6-40 室内接地线与室外接地体的连接

1—接地体;2—接地线;3—塑料套管;4—沥青麻丝(或建筑密封膏);5—固定钩;6—断接卡子;7—边焊接;8—四边焊接

图6-41 接地线穿墙、穿楼板安装

1—接地线;2—方套管;3—圆套管

图6-42 多股绞线的连接方法

3.接地电阻的测量

无论是工作接地还是保护接地,其接地电阻必须满足规定要求,否则就不能安全可靠地起到接地作用。

接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻,它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。测量接地电阻的方法很多,目前用得最广的是接地电阻测试仪,如图6-43所示。接地电阻测量接线如图6-44所示。

图6-43 接地电阻测试仪

图6-44 接地电阻测量接线

4.降低接地电阻的措施

一般利用长效降阻剂来降低接地电阻。长效降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂,具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围,网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充,使它不至于随地下水和雨水而流失,因而能长期保持良好的导电作用。使用长效降阻剂时,接地体通常采用板状和棒状两种。棒状接地体的坑内充填降阻剂施工方法如图6-45所示。用钻机或洞铲挖出直径为0.1~0.15m、深约为3m的圆柱形孔,将铜接地体放在孔的中央,压紧放直,然后将搅拌好的降阻剂倒入洞内,待降阻剂硬化后填土夯实。水平接地体沟内充填降阻剂施工方法如图6-46所示。

图6-45 在敷设棒状接地体的坑内充填降阻剂

图6-46 在敷设水平接地体的坑内充填降阻剂