简述低压配电系统接地设计的几个问题
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【摘要】低压配电系统接地设计是电气设计的基本内容之一，每一个电气工程，不管其规模大小及属性，都应作好接地，接地设计看起来简单。但截至目前为止，很多接地设计都不是很确切，概念不清，似是而非，有的不符合新的相关国际标准及国家规范要求。
【关键词】低压配电系统;接地设计;问题
一、关于“零线和接零”
现在还偶尔看到一些电气设计文件中提及“零线和接零”，如“进户处零线重复接地”，这里“零线”的说法不确切，应停止使用，IEC标准及现行规范标准均无“零线”之说，它是从前苏联的接零系统术语中引来的。顾名思义，零线是指0电位的线，事实上，在配电系统导体中不可能存在0电位的线。保护导体PE不是“线”，若是指“N”线就更不正确了。还有的设计说明中提到“接零”、“工作零线”和“保护零线”，也都不确切，更有甚者，就连2015年颁布的“农村住宅电气工程技术规程”中都还出现了这些过时的术语，如此不与时俱进的陈旧观念还不更改实属不该。其实中国电工技术学会工业与建筑专业委员会早在1986.11.7“关于低压电网防触电设计问题的建议”中就提出过，“在涉及防触电的名词术语中今后应统一采用IEC规定的名词术语，如TN系统、TT系统、IT系统、N线、PE线、PEN线等，不再采用保护接零、工作接零、三相三线制、零线等术语。”
二、关于“共用接地系统”
2.1共用接地系统的内容
共用接地系统应包括哪些内容？在国家规范GB/T50035-2011交流电气装置接地设计规范第7.2.11条中“建筑物的低压系统电源中性点、电气装置的外露可导电部分的保护接地，保护等电位联接的接地等可与建筑物防雷电保护接地共用一接地装置，共用接地装置的接地电阻，应不大于各要求值中的最小值。”明显该条文中共用接地系统不包括弱电系统接地，与前述的现行做法不同。
2.2共用接地系统的接地电阻
①电源系统的中性点接地
对电源系统的中性点接地电阻，一般要求都是不大于4Ω，民规2008年版第12.4.2“低压系统中，配电变压器的中性点接地电阻不宜超过4Ω”，大部分供电部门也都是按此要求做的，这是为了保证人身和系统绝缘的安全，由于系统情况十分复杂，规定不宜超过4Ω是否确切也值得商榷，很多国家没有这一接地电阻的明确规定，但他们实际工作中提出要求此电阻值不大于2Ω，一般都能保证安全，并留有一定的余量，在建筑物中利用总等电位联结板的自然接地，小于2Ω的接地电阻值是很容易达到的，我国有的地区也规定电源系统的中性点接地电阻不大于2Ω（深圳），有的要求不大于3Ω（上海），笔者认为在设计中取2Ω较为妥当。
②负荷端的保护接地
负荷端的保护接地也就是电气装置外露可导电部分的接地，这是为了保护人身安全而做的，我们前面提到，各项工程一定做好总等电位联结，既然如此，电气装置外露可导电部分与地已经是同一电位。由于等电位联结都是采用金属体直接相连的，包括与接地装置的连接，已形成一近似金属等电位法拉第电笼，从保护角度来看，应不存在接地电阻的问题。
电源系统的中性点和负荷端都是通过总等电位联结的地下部分实现了自然接大地，主要目的是为了泄放低压系统内可能出现的雷电流、静电荷等，以避免可能发生的电气事故，它对接地电阻值的要求不高，总等电位联结的自然接地一般可满足要求。对接地电阻值要求不大于1Ω只是白白浪费大量人力和物力。
现在还有不少人认为所谓接地只是指在大地里打人工接地极，有人工接地装置才放心，按IEC标准与作为参考电位的某一导体相连接同样也是接地，有时甚至是效果更好的接地。为降低接地电阻而设置人工接地装置即打人工接地极的作法，由于其电阻值过大，效果并不理想，而且接地极埋于地下，受到各种腐蚀，如果需要的话，不多年就要重新设置，周而复始，长期浪费人力物力。采用建筑物内的钢筋作为自然接地体，既经济又简单，效果非常理想，何乐不为。因此设计说明中“如若不能满足要求，则需另外增设户外人工接地装置”这句话完全没有必要，可以划掉。
③防雷接地电阻值
首先，我们要明确，防雷保护接地采用的是冲击电阻值，而前面所说的关于共用接地系统的电阻值是工频电阻，二者不完全相同，有一定的差异。就防雷接地的电阻而言，其要求值可远大于1Ω，建筑物防雷设计规范GB50057-2010第4.2.1.8条一类防雷建筑独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网应设独立的接地装置，每一根引下线的冲击接地电阻应≤10Ω。第4.2.2.3条防闪电感应的接地装置应与电气电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻应≤10Ω。第4.3.6条二类防雷建筑每根引下线的冲击接地电阻应应≤10Ω。第4.4.6条三类防雷建筑每根引下线的冲击接地电阻应应≤30Ω。可见，而且雷电流本是高频电流，用工频电阻来要求更不妥当。
④弱电系统接地电阻值
前面已经提出，弱电系统接地不宜纳入共用接地系统，但实际工程中很难将其分开，形成了事实的共用接地系统，但不应按工频电阻来要求。恰恰是一些旧有规范的要求导致了共用接地系统电阻值应不大于1Ω概念的产生。如民规JGJ16-2008第12.7.1.3条电子设备接地宜与防雷接地系统高压接地网，接地电阻应不大于1Ω。又如在《YD5042-97中明确规定，电子信息系统（即弱电系统）的接地电阻值不应大于1Ω，大家总以为弱电系统接地要求很高它不应大于1Ω是对的，因此共用接地系统接地电阻应不大于1Ω，现在看来这个规定是不妥当的。弱电系统的功能性接地实际是指要求一个系统内的所有IT设备应工作在同一电平下，一般都是在其工作室内地下做一铜排网格，所有IT设备应与之妥善相连，至于再将铜排网格与接地装置连接已不属于弱电系统接地本身的要求，而是保护接地的范畴。
我们前面所提到的都是功能性接地，其接地电阻为工频接地电阻，而电子信息系统的功能性接地是要流过直流至高频的电流。在高频条件下，接地阻抗大大增加，注意这里指的是阻抗，而不是电阻。例如一长61m的水平接地体，在小于10kHz频率下的阻抗为6Ω～7Ω，当频率增大到1MHz时，其阻抗将加大到52Ω。长10m的水平接地体，在频率为10MHz时的阻抗为628Ω。频率越高，阻抗越大，在此情况下阻抗中起作用的主要是感抗，而不是电阻，即使把电阻降至0.1Ω，也不会将系统高频阻抗减下来。现在电子信息系统的工作频率越来越高，可达几十至几百MHz，在这里电阻的影响甚至是可以忽略不计的，所以对工作在高频状态下的电子信息系統的功能性接地电阻要求很低是完全没有必要的，将其要求小于1Ω，甚至零点几Ω毫无意义，只是浪费了人力物力。
⑤小型建筑接地电阻
很多人不管建筑物体量大小，在提到共用接地系统接地电阻是也是千篇一律要求不大于1Ω;大型建筑物体量大，其自然接地体的接地电阻一般都会是很小的，尽管提出接地电阻不大于1Ω不太合理，但很容易满足，不会出什么问题。而小型建筑物的自然接地体的接地电阻往往会大于1Ω，只有按设计要求增设人工接地极了，而这在前面已经说明了，是没有必要，若不这样做，又不满足设计要求，真是为难。
还有经计算，本来达不到三类防雷数据，也要求按三类防雷建筑设置防雷措施，但由于建筑物体量小，自然引下线很可能少于10根，按规范要求，三类防雷建筑为防简接电击和跨步电压，就得采取其他措施，实际上这也是完全没有必要的，这不是自找麻烦嘛。所以，对于小型建筑物一律提出共用接地系统接地电阻要求不大于1Ω和按三类防雷建筑设防完全是自找麻烦。
⑥共用接地系统接地电阻不大于2Ω
按“共用接地装置的接地电阻，应不大于各要求值中的最小值”的原则，综上所述，共用接地系统的接地电阻以不大于2Ω为宜，而这一阻值在一般工民建中，利用其自然接地体建筑物内的钢筋、埋地金属管道等是能满足要求的，这比提出要小于1Ω经济实用，省事得多，何乐不为。
参考文献
[1]葛大麟.数据中心低压配电系统设计有关问题[J].电气应用，2011，30（19）：28-30.
[2]韩娜莲.民宅低压供配电系统的防雷设计相关问题探讨[J].电子制作，2013（11）：231-231.
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