1、防雷接地及其布線工藝的改進優(yōu)化作者：李浩飛一 概述防雷工程的一個重要的方面是接地以及引下線路的布線工程，整個工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取決于此，所以應該認真的系統(tǒng)的研究。電力、電子設備的接地，是保障設備安全、操作人員安全和設備正常運行的必要措施。可以認為，凡是與電網(wǎng)連接的所有儀器設備都應當接地；凡是電力需要到達的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此可以我們知道，接地工程的廣泛性和重要性。一方面，隨著時代的進步，強功能高價值設備的廣泛使用，要求提供更加可靠的接地保護；另一方面，微電子技術的推廣，使得現(xiàn)代設備要求更低的接地電阻，還往往需要抗干擾。實踐要求有更加系統(tǒng)的接地理論來對工程

2、實際進行指導。根據(jù)近年來的設計施工經(jīng)驗，認為：a、接地連接方式和接地參數(shù)并重；b、以減小或消除同系統(tǒng)中不同性質(zhì)的接地（如防雷地、工作地、外殼接地、靜電地、信號地等）之間的電位差為目的，選用適當?shù)牟季€方式；c、根據(jù)地網(wǎng)所在地的接地電阻、土層分布等地質(zhì)情況，盡量進行準確設計；以下，本文對接地及其布線進行討論。二、目的和要求（一）接地的分類和目的接地的作用總的步說可以分為有兩個：保護人員和設備不受損害叫保護接地；保障設備的正常運行的叫工作接地。這里的分類是指接地工程設計施工中考慮的各種要求，并不表示每種“地”都需要獨立開來。相反，除了有地電信號抗干擾、設備本身專門要求等特殊原因之外，我們提倡盡量采用

3、聯(lián)合接地的方案。1、保護接地防雷接地是受到雷電襲擊（直擊、感應或線路引入）時，為防止造成損害的接地系統(tǒng)。常有信號（弱電）防雷地和電源（強電）防雷地之分，區(qū)分的原因不僅僅是因為要求接地電阻不同，而且在工程實踐中信號防雷地常附在信號獨立地上，和電源防雷地分開建設。機殼安全接地是將系統(tǒng)中平時不帶電的金屬部分（機柜外殼，操作臺外殼等)與地之間形成良好的導電連接，以保護設備和人身安全。原因是系統(tǒng)的供電是強電供電（380、220 或110V），通常情況下機殼等是不帶電的，當故障發(fā)生（如主機電源故障或其它故障）造成電源的供電火線與外殼等導電金屬部件短路時，這些金屬部件或外殼就形成了帶電體，如果沒有很好的接地

4、，那么這帶電體和地之間就有很高的電位差，如果人不小心觸到這些帶電體，那么就會通過人身形成通路，產(chǎn)生危險。因此，必須將金屬外殼和地之間作很好的連接，使機殼和地等電位。此外，保護接地還可以防止靜電的積聚。2、工作接地工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地。它分為機器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統(tǒng)中還有本安接地。機器邏輯地，也叫主機電源地，是計算機內(nèi)部的邏輯電平負端公共地，也是+5V 等電源的輸出地。信號回路接地，如各變送器的負端接地，開關量信號的負端接地等。屏蔽接地（模人信號的屏蔽層的接地）。本安接地，是本安儀表或安全柵的接地。這種接

5、地除了抑制干擾外，還有使儀表和系統(tǒng)具有本質(zhì)安全性質(zhì)的措施之一。本安接地會因為采用的設備的本實措施不同而不同，下面以齊納式安 全柵為例，說明其接地內(nèi)容。安全柵的作用是保護危險現(xiàn)場端永遠處于安全電源和安全電壓范圍之內(nèi)。如果現(xiàn)場端短路，則由于負載電阻和安全柵電阻R 的限流作用，會將導線上的電流限制在安全范圍內(nèi)，使現(xiàn)場端不至于產(chǎn)生很高的溫度，引起燃燒。第二種情況，如果計算機一端產(chǎn)生故障，則高壓電信號加入了信號回路，則由于齊納二級的嵌位作用，也使電壓位于安全范圍。值得提醒的是，由于齊納安全柵的引入，使得信號回路上的電阻增大了許多，因此，在設計輸出回路的負載能力時，除了要考慮真正的負載要求以外，還要充分考

6、慮安全柵的電阻，留有余地。除了上述幾種接地外，在很多場合下容易引起混亂的還有一個供電系統(tǒng)地，也叫交流電源工作地，它是電力系統(tǒng)中為了運行需要設的接地(如中性點接地）。（l）接地要求和方法：上面介紹了六種接地：供電系統(tǒng)地、保護地、邏輯地、屏蔽地安全柵地、信號回路地。對這六種接地，各家有各家的要求，雖然大都強調(diào)一點接地，接地電阻必須小于1 歐姆等，但具體內(nèi)容上差別很大，下面給出幾個例子介紹常遇到的接地要求和方法。 供電系統(tǒng)地：在很多企業(yè)，特別是電廠、冶煉廠等，其廠區(qū)內(nèi)有一個很大的地線網(wǎng)，而通常供電系統(tǒng)的地是與地線網(wǎng)連在一起的。有的廠家強調(diào)計算機系統(tǒng)的所有接地必須和供電系統(tǒng)地以及其它（如避雷地）嚴格分

7、開，而且之間至少應保持15m 以上的距離。為了徹底防止供電系統(tǒng)地的影響，建議供電線線路用隔離變壓器隔開。這對那些電力負荷很重，而且負荷經(jīng)常啟停的單位是應注意的。從抑制干擾的角度來看，將電力系統(tǒng)地和計算機系統(tǒng)的所有地分開是很有好處的，因為一般電力系統(tǒng)的地線是不太干凈的。但從工程角度來看，在有些場合下單設計算機系統(tǒng)地并保證其與供電系統(tǒng)地隔開一定距離是很困難的，這時可以考慮能否將計算機系統(tǒng)的地和供電地共用一個，這要考慮幾個因素：1、供電系統(tǒng)地上是否干擾很大，如大電流設備啟停是否頻繁，對地產(chǎn)生的干擾是否大；2、供電系統(tǒng)地的接地電阻是否足夠小，而且整個地網(wǎng)各個部分的電位差是否很小，即地網(wǎng)的各部分之間是否

8、阻值很小（1W）3、弱電子系統(tǒng)的抗干擾能力以及所用到的傳輸信號的抗干擾能力，例如有無小信號(電偶，熱電阻)的直接傳輸?shù)取Ｋ杏嬎銠C接線涉及到的接地采用一點接地方式，在這一點上，也有很多爭議。有的廠家系統(tǒng)提出幾個地：邏輯地、屏蔽地（又叫模擬地）、信號地、保護地分別自己接地在地上打接地裝置，而大部分系統(tǒng)則指出各種地在機柜內(nèi)部自己分別接地，匯于一點，然后用較粗的導體（銅）將各匯地點朕起來，接到一個公共的接地體上。這里有幾點需要注意：控制系統(tǒng)本身是由多臺設備組成的，除了控制站以外，還包括很多外設，而且數(shù)據(jù)也往往不止一臺，這就涉及到了多臺設備，多種接地的問題。此外，一般的系統(tǒng)的供電是各站（控制站，操作站

9、等)用專門一條線單獨供電，即彼此之間不相互供電。圖1 是一種的GCS 接地圖代表性的示意。保護接地：系統(tǒng)的所有設備均有一個保護地，該保護一般在機柜和其它設備設計加工時就已在內(nèi)部接好，有的系統(tǒng)中已將該保護地在內(nèi)部同電源進線的保護地（三芯插頭的中間頭)連在一起，有的不允許將保護地同該線相連，用戶一定要仔細閱讀廠家提供的接地安裝說明書，不管哪種方式，CG 必須將一臺設備（控制站、操作員站等）上所有的外設或系統(tǒng)的CG 連在一起，然后用較粗的絕緣銅導線將各站的CG 連在一起，最后從一點上與大地接地系統(tǒng)相連。還有一點值得提醒的是，同一體統(tǒng)的所有外設必須從一條供電線上供電，而且一臺設備（如操作員站位所連接的

10、所有外設和主機系統(tǒng)（計算機、打印機、拷貝機主機系統(tǒng)）的電源必須從設備的供電分配器上取電，而不允許從其它地方取電，否則可能會燒壞接口甚至設備，對于不得不用長線連接的場合，或用較粗導線提供供電，或采取通信隔離措施。各站的CG 在連接時可以采用幅射連接法，也可以采用串行接法。電源邏輯地（P）首先，各站內(nèi)的邏輯地必須位于一點PG，然后，粗絕緣導線以輻射狀接到一點上，然后接到大地接地線上。在有些系統(tǒng)中，所有的輸入，輸出均是隔離的，這樣其內(nèi)部邏輯地就是一個獨立的單元，與其它部分沒有電器連接，這種系統(tǒng)中往往不需要PG 接地，而是保持內(nèi)部浮空。所以，用戶在設計和施工接地系統(tǒng)時，一定要仔細閱讀產(chǎn)品的技術要求和接

11、地要求。·模擬地（AG），模擬地（又叫屏蔽地）是所有的接地中要求最高的一種。幾乎所有的系統(tǒng)都提出AG 一點接地，而且接地電阻小于1。 DCS 設計和制造中，在機柜內(nèi)部都安置了AG 匯流排或其它設施。用戶在接線時將屏蔽線分別接到AG 匯流排上，在機柜底部，用絕緣的銅辮連到一點，然后將各機柜的匯流點再用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點。大多數(shù)的DCS 要求，不僅各機柜AG 對地電阻I，而且各機柜之間的電阻也要1。·信號地的處理：原則上不允許各變送器和其它的傳感器在現(xiàn)場端接地，而都應將其負端在計算機端子處一點接地。但在有些場合，現(xiàn)場端必須接地，這時，必須注意原信號的輸入端子（上

12、雙端）絕對不許和計算機的接地線有任何電氣連接，而計算機在處理這類信號時，必須在前端采用有效的隔離措施。·安全柵的接地：安全柵接地原理從實例中可以看出有三個接地點：B，E，D，通常B 和E 兩點都在計算機這一側。可以連在一起，形成一點接地。而D 點是變送器外殼在現(xiàn)場的接地，若現(xiàn)場和控制室兩接地點間有電位差存在，那么， D 點和E 點的電位就不同了。假設我們以E 作為參考點，假定是D 點出現(xiàn)10V 的電勢，此時，A 點和E 點的電位仍為24V，那么A 和D 間就可能有34V 的電位差了，己超過安全極限電位差，但齊納管不會被擊穿，因為A 和E 間的電位差沒變，因而起不到保護作用。這時如果不

13、小心現(xiàn)場的信號線碰到外殼上，就可能引起火花，可能會點燃周圍的可燃性氣體，這樣的系統(tǒng)也就不具備本安性能了。所以，在涉及到安全柵的接地系統(tǒng)設計與實施時，一定要保證D 點和B（E）點的電位近似相等。在具體實踐中可以用以下方法解決此問題：用一根較粗的導線將D 點與B 點連接起來，來保證D 點與B 點的電位比較接近。另一種就是利用統(tǒng)一的接地網(wǎng)，將它們分別接到接地網(wǎng)上，這樣，如果接地網(wǎng)的本身電阻很少，再用較好的連接，也能保證D 點和B 點的電位近似相等。但注意，此接地一定不要與上面幾種接地發(fā)生沖突。以上討論了幾種接地的方法和注意事項。在不同的系統(tǒng)中，對這幾種接地的組態(tài)要求不同，但大多數(shù)系統(tǒng)對AG 的接地電

14、阻一般要求I 歐姆以下，而安全柵的接地電阻應4 歐姆，最好<1 歐姆，PG 和CG 的接地電阻應小于4 歐姆。三、接地網(wǎng)的建設：接地網(wǎng)是在接地系統(tǒng)的基礎，由接地環(huán)（網(wǎng)）、接地極（體）和引下線組成，以往常有種誤解，把接地環(huán)作為接地的主體，很少使用接地體，在接地要求不高或地質(zhì)條件相當優(yōu)越的情況下，接地環(huán)也能夠起到接地的作用，但是通常的情況下，這是不可行的，接地環(huán)可以起到輔助接地地作用，主導作用是用接地體來完成的。決定接地電阻大小的因素很多，下面先來分析一下計算傳統(tǒng)地網(wǎng)接地電阻的公式（僅以接地環(huán)接地時）。式中：（.m）-土壤電阻率；d(m)-鋼材等效直徑；S（m2）-地網(wǎng)面積；H(m)-埋設深

15、度；L(m)-接地極長度(m) ；A-形狀系數(shù)。式（1）表明，傳統(tǒng)的接地方式在土壤電阻率已經(jīng)確定的情況下，要想達到設計要求的電阻必須有足夠的接地面積，要降低接地電阻只有擴大接地面積，每擴大4 倍的接地面積，接地電阻會降低一倍。式（2）、（3）表明，在上述的接地網(wǎng)中，要降低接地電阻的另一個方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。單使用接地環(huán)要達到某個接地電阻值，接地環(huán)包圍的面積和土壤電阻率有關。我們以一個城市常見的土壤電阻率200.m 來分析，要做接地電阻1的地網(wǎng)站地應為10000 平方。即使，對于大型建筑物而言，本身站地很大，也最多可以建設一個這樣的地網(wǎng)，但是對于這樣大型的建筑

16、即使是以聯(lián)合接地的辦法，考慮到要求獨立地的設備，一個地網(wǎng)是遠遠不夠的。在建筑林立的城市和地形復雜的山地要求大面積可供施工的的土質(zhì)空地是不太可能的，及時在地理條件許可的地方，由于開挖量大、耗材多，費工費料工程費用高，是不可取的。所以，需要運用更好的接地材料和施工設計方法。要達到設計接地電阻要求，克服環(huán)境條件的制約，有把握的達到良好穩(wěn)定的接地效果，應從三方面入手進行施工設計。（一）、因地制宜的設計方案通常的防雷接地的接地電阻是10，實際上有弱電設備的感應防雷都要求4或1的接地電阻。這里常常有個誤區(qū)，認為作到10、4或1的接地電阻就滿足了設計要求，而沒有考慮季節(jié)因數(shù)。因為，土壤電阻率是隨季節(jié)變化的，

17、規(guī)范所要求的接地電阻實際上是接地電阻的最大許可值，為了滿足這個要求，地網(wǎng)的接地電阻要達到：R=Rmax/式中Rmax-接地電阻最大值，就是我們說的10、4或1的接地電阻-是季節(jié)因數(shù)，根據(jù)地區(qū)和工程性質(zhì)取值，常用值為1.45所以，我們所說的接地電阻實際是：R=6.9- Rmax=10R=275- Rmax=4R=0.65- Rmax=1這樣，地網(wǎng)才是合乎規(guī)范要求的-在土壤電阻率最高的時候（常為冬季）也滿足設計要求。接地工程本身的特點就決定了周圍環(huán)境對工程效果的決定性的影響，脫離了工程所在地的具體情況來設計接地工程是不可行的。設計的優(yōu)劣取決于對當?shù)赝寥拉h(huán)境的諸多因數(shù)的綜合考慮。土壤電阻率、土層結構

18、、含水情況、季節(jié)因數(shù)、氣候以及可施工面積等等因數(shù)決定了接地網(wǎng)形狀、大小、工藝材料的選擇。廣泛使用的接地工程材料有各種金屬材料（最常用的如扁鋼）、接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。金屬材料如扁鋼，也常用銅材替代，主要用于接地環(huán)的建設，這是大多接地工程都選用的；接地體有金屬接地體（角鋼、銅棒和銅板）這類接地體壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁（有的地區(qū)每年都需要改造），維護費用比較高，但是從傳統(tǒng)金屬接地極（體）中派生出類特殊結構的接地體（帶電解質(zhì)材料），使用效果比較好，一般稱為離子9 或中空）接地系統(tǒng)；另外就是非金屬接地體，使用比較方便，幾乎沒有壽命的約束，各方面比較認可。降阻劑分為化學將阻劑和

19、物理降阻劑，化學降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長效型降阻劑）。在以下的討論中以非金屬接地塊、物理降阻劑和離子接地系統(tǒng)為代表進行探討。下面將設計中考慮的主要因素進行簡要的說明。1、地網(wǎng)形式地網(wǎng)的形狀直接影響接地達到的效果和達到設計要求所需要的地網(wǎng)站地積。首先應建立接地環(huán)（或接地面），提倡使用水平接地極（常用的是外部接地環(huán)）和水平垂直接地體配合使用。在很容易達到接地目的，要求低的接地中可以選用平面的接地方法（接地環(huán)接地）；一般應用接地體和接地環(huán)配合使用，形成三維的結構。三維的接地有三種不同類型：等長接地、非等長接地和法拉第籠式接

20、地。等長接地用相同的接地體，這種方式接地體的埋設深度基本一致，施工方便同時可以取得較好的效果。非等長接地是更科學的接地方式，采用不同的接地體相互配合，由于接地體長度和埋設深度不同，大大的加大了等勢面積，突破地網(wǎng)面積局限。要求設計人員對多種接地工藝有一定認識，本身施工并不困難，使用得當可以完成相當難度的接地工程。這種方法夜叫“半法拉第籠”接地工藝。法拉第籠式接地是多層水平接地網(wǎng)，用垂直接地體相互連接形成籠式結構。由于施工量大，并不常用。在設計中還應考慮地網(wǎng)肌膚效應、跨步電壓等因數(shù)。2、巖土條件（1）巖土類型巖土直接關系接地的難度，設計中最重要的參數(shù)之一就是的是巖土的土壤電阻率，但僅僅考慮土壤這個

21、參數(shù)是不夠的，還要考慮開挖（鉆進）難度、破碎還是整體巖石、持水能力等因數(shù)。有的巖土電阻率高，但是在整體巖石之間常有較好的土壤間隙層，在這樣的環(huán)境中，避開整體巖石，在間隙中開挖灌降阻劑效果很好。阿壩卡吉嶺通訊機站，土壤電阻率4500.m，原聯(lián)合地網(wǎng)接地電阻率68，上述施工后接地電阻降為9.4。（2）地形制約施工環(huán)境常常是受到各種情況的制約，按照理想的模式考慮大面積的地網(wǎng)是不現(xiàn)實的。有專家認為，接地面積一定后，如果接地極長度不超過地網(wǎng)1/20，要想突破局限是不可能的，即使做成整塊銅板也沒有用的。實踐中也應證了這一理論。所以，當?shù)匦尉窒迺r，我們可以考慮地網(wǎng)的縱深方向，使用離子接地系統(tǒng)或深井施工工藝。

22、西昌某航天觀測站，土壤電阻率1100.m，設備需要4信號-屏蔽獨立地，考慮季節(jié)因數(shù)，應作到2.75，而可供施工的面積只有8 平方的狹長位置，采用加長（20m）離子接地系統(tǒng)3 套安裝后，達到2.5的接地電阻。（3）含水情況一般來說，濕潤的土壤導電性較好，但是，實際工程中我們發(fā)現(xiàn)，當含水量超過飽以后，接地效果反而不好。當?shù)氐紫掠谐睗瘢拥伢w深入到這一層時，降阻效果會好得多。例如，云尾移動通訊站，土壤電阻率測量值1200 歐，使用接地塊240 塊，接地電阻達到1 歐以下；同樣的，湖南柯壺口變電所也是1200 歐的從土壤電阻率，地表破碎沙石層，但是開挖150mm 發(fā)現(xiàn)潮濕土層，埋設接地塊80 只，原預

23、計達到4 歐的地網(wǎng)，結果達到了1.2 歐。（二）、施工工藝真確的施工工藝才能達到良好的設計的實施效果，看起來不重要的實施細節(jié)常常導致嚴重的后果。因為接地工程是隱蔽工程，當施工完成后，錯誤不一定馬上可以檢測到，即使發(fā)現(xiàn)問題補救也是很麻煩的，尤其是防腐細節(jié)。使用接地快時，埋設應盡量選擇適合的土層進行， 預先開挖80-100cm 的土坑（平埋），底部盡量平整，使埋設的接地塊受力均勻。接地塊水平設置，用連接線使連接頭與接地網(wǎng)連接，用螺栓連接后熱焊接或熱融接，焊接完成以后應去處焊渣等，再用防腐瀝青或防銹漆進行焊接表面的防銹處理，回填需要分層夯實，保證土壤的密實和接地塊與土壤的接觸緊密，底部回填40-50

24、cm 后，應適量加水，保證土壤的濕潤，令接地塊充分吸濕。使用降阻劑時，為了防腐，包裹厚度應在30mm 以上。接地用的鋼材一般有50mm×50mm×4mm 或50mm×50mm×5mm 角鋼；40mm×4mm 或40mm×5mm 的扁鋼； 50mm、h>3mm 的鋼管。角鋼對角線長的約為70mm，短的約為56.6mm。若包裹厚度為30mm，地網(wǎng)開挖直徑尺寸應在130mm。對水平扁鋼來說，由于地面開挖高低不平，扁鋼本身彎曲不直，在施工中許多部位剛剛被降阻劑蓋住。這樣，鋼材實際上處在兩個介質(zhì)的交界處，大大地加快了腐蝕程度，因此地網(wǎng)開挖

25、尺寸也應該加大。我們認為垂直極灌降阻劑直徑以130200mm 為好，水平溝以150mm×100mm 為好（扁鋼豎放）。這樣做的開挖工程量和降阻劑用量都會增加，但從整體降阻、防腐效果看是合理的。離子接地系統(tǒng)埋深一般為3000-4000mm，當加長時相應加深，有條件的用鉆機施工。孔徑保證100-250mm（根據(jù)接地系統(tǒng)的形式選擇）。施工中應保證導電為輔料包裹密實，消除空管和氣泡。（二）、接地材料的選型接地材料是接地的工作主體，材料的選擇很重要。下面對常用的接地材料的屬性做個簡單的介紹。廣泛使用的接地工程材料有各種金屬材料（最常用的如扁鋼）、接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。金屬材料如扁鋼，

26、也常用銅材替代，主要用于接地環(huán)的建設，這是大多接地工程都選用的；接地體有金屬接地體（角鋼、銅棒和銅板）這類接地體壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁（有的地區(qū)每年都需要改造），維護費用比較高，但是從傳統(tǒng)金屬接地極（體）中派生出類特殊結構的接地體（帶電解質(zhì)材料），使用效果比較好，一般稱為離子或中空）接地系統(tǒng)；另外就是非金屬接地體，使用比較方便，幾乎沒有壽命的約束，各方面比較認可。在以下的討論中以降阻劑、非金屬接地塊和離子接地系統(tǒng)為代表進行探討。降阻劑分為化學將阻劑和物理降阻劑，化學降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長效型降阻劑）

27、。物理降阻劑是接地工程廣泛接受的材料，屬于材料學中的不定性復合材料，可以根據(jù)使用環(huán)境形成不同形狀的包裹體，所以使用范圍廣，可以和接地環(huán)或接地體同時運用，包裹在接地環(huán)和接地體周圍，達到降低接觸電阻的作用。并且，降阻劑有可擴散成分，可以改善周邊土壤的導電屬性。現(xiàn)在的較先進降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長地網(wǎng)的使用壽命，其防腐原理一般來說有幾種：犧牲陽極保護（電化學防護），致密覆蓋金屬隔絕空氣，加入改善界面腐蝕電位的外加劑成分等方法。物理降阻劑有超過二十年的工程運用歷史，經(jīng)過不斷的實踐和改進，現(xiàn)在無論是性能還是使用施工工藝都已經(jīng)是相當成熟的產(chǎn)品了。非金屬接地體有是在通訊、廣電等部門廣泛使用的工程材

28、料。基本成分是導電能力優(yōu)越的非金屬材料材料復合加工成型的，加工方法有澆注成型和機械壓模成型的，一般來說澆注成型的產(chǎn)品結構松散、強度低、導電性能差，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，一些小型廠家少量生產(chǎn)使用這樣的辦法；機械壓模法，是使用設備在幾到十幾噸的壓力下成型的，不僅尺寸精度較高、外觀較好，更重要的是材料結構致密、電學性能好、抗大電流沖擊能力強，質(zhì)量也相當穩(wěn)定，但是生產(chǎn)成本較高，批量生產(chǎn)多采用。選型時，盡量采用后者，特別是接地體有抗大電流或大沖擊電流的要求（如電力工作地、防雷接地）時，不宜采用澆注成型的非金屬接地體。非金屬接地體的特點是穩(wěn)定性優(yōu)越，其氣候、季節(jié)、壽命都是現(xiàn)有接地材料中最好的，是不受腐蝕的接地體

29、，所以，不需要地網(wǎng)維護，也不需要定期改造，但是，非金屬接地體施工需要的地網(wǎng)面積比傳統(tǒng)接地面積小很多，但是在不同地質(zhì)條件下也需要的保證足夠接地面積才可以達到良好的效果。離子（中空）接地系統(tǒng)是傳統(tǒng)的金屬接地改進而來，從工作原理到材料選用都脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結構。這些接地系統(tǒng)的共同點是結構部分采用防腐性更好的金屬，內(nèi)填充電解物質(zhì)及其載體組分的內(nèi)填料，外包裹導點性能良好的不定性導電復合材料，一般稱為外填料。接地系統(tǒng)的金屬材料已經(jīng)出現(xiàn)的有不銹鋼、銅包鋼和純銅材的。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是在埋地環(huán)境中依然會多多少少的銹蝕，以不銹鋼為主體的接地系統(tǒng)不宜在腐蝕性嚴重的環(huán)境中使用。表面處理過的銅是

30、很好的抗銹蝕材料，銅包鋼是銅-鋼復合材料，鋼材表面覆蓋銅，可以節(jié)約大量的貴金屬銅材。套管法或電鍍法生產(chǎn)，表面銅層的厚度從0.01mm 到0.50mm，厚度越厚防腐效果越好。純銅材料防腐性能最好，但是要耗用大量的貴金屬，在性能要求較高的工程中使用。由于接地系統(tǒng)大多向垂直方向伸展，所以接地面積大多要求很小，可以滿足地形嚴重局限的工程需要。特別是，補償類型的接地系統(tǒng)有加長的設計，筆者曾使用過加長至24 米的接地系統(tǒng)，輔以深井法施工，可以達到非常好的效果。介紹的接地材料各有優(yōu)勢，但是都有自身的局限。我們提倡各取所長，選擇適當?shù)牟牧蠞M足不同的工況。序號降阻劑 非金屬接地體中空接地棒 傳統(tǒng)接地1 類型 地

31、網(wǎng)與接地極接地極 接地極 地網(wǎng)與接地極2 新建地網(wǎng)施工 簡單 簡單 較簡單 簡單3 改造地網(wǎng)施工 復雜 簡單 較簡單 復雜4 適用環(huán)境 普通地網(wǎng)通用惡劣地質(zhì)條件、腐蝕環(huán)、境較高要求、地網(wǎng)面積小的城市或復雜山巖環(huán)境通用地網(wǎng)5 價格比較 低 較高 較高 地好要求低便宜，地塊要求高較貴或很貴6 抗腐蝕 有防腐作用 不被腐蝕 較好抗腐能力低7 氣候穩(wěn)定性 普通 優(yōu)異 較好 不好8 使用壽命 較長 最長 長最長 短，常需要改造四、接地布線提倡單點法的聯(lián)合接地與獨立地相結合。接地布線的原則是提供良好的接地通路，并且盡量降低各系統(tǒng)的電位差，使其等電位化，并且防止接地信號干擾。室內(nèi)系統(tǒng)通過接地引下線與地網(wǎng)聯(lián)系

32、，建筑內(nèi)的線路排布直接關系到接地系統(tǒng)是否真正有效的工作。如果處理不好線路的排布，常常造成設備的損害。為了更清楚的闡述布線的原則，我們模擬一個建筑來考察他在受到雷擊時候的情況。在建筑工程施工中按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范（JGJ46-88）的規(guī)定，施工現(xiàn)場的臨時用電工程應采用具有專用保護零線的、電源中性點直接接地的三相四線制供配電系統(tǒng)。即“三相五線制”。這里有一前題是在施工現(xiàn)場專用的（有專用變壓器）電源中性點直接接地的三相四線制供配電系統(tǒng)。根據(jù)建設工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范（GB50194-93），在同一供電系統(tǒng)不宜同時用保護接零或保護接地系統(tǒng)，如果從公用變壓器處直接接線，整個施工現(xiàn)場采用具

33、有專用保護零線的、電源中性點直接接地的三相四線制供配電系統(tǒng)還是可以的。同時，規(guī)范規(guī)定當施工現(xiàn)場與外電線路共用同一個供電系統(tǒng)時，電氣設備應根據(jù)當?shù)氐囊笞鞅Ｗo接零或作保護接地。不得一部份設備作保護接零，另一部份設備作保護接地。為此，根據(jù)施工現(xiàn)場電源來源情況采取的施工用電保護接零或作保護接地。一、當施工現(xiàn)場有專用的變壓器（從公用變壓器直接接線的，且當?shù)卦试S的），或原用電系統(tǒng)為TN-S 系統(tǒng)的。按TN-S 系統(tǒng)執(zhí)行。注：1.PE 線從工作接地線引出2.工作接地電阻不大于4，重復接地Rc1/Rc2/Rc3 不少于三處，且每處接地電阻不大于10。3.M 表示電動機，XD 表示電焊機，HD 表示照明器。二

34、、當施工現(xiàn)場無專用的變壓器，這在廠礦企業(yè)單位施工或在野外施工時常會遇到。利用原有供電系統(tǒng)時達不到TN-S 用電保護系統(tǒng)要求，因為分散住宅或農(nóng)村用戶多采用TT 系統(tǒng)。廠礦企業(yè)根據(jù)有無變壓器而采用的TT 系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-S 系統(tǒng)、IT 系統(tǒng)。遇上此種情況，應分別處理。1.如原有TN-C 系統(tǒng)（TN-C 系統(tǒng)較少，適合于有獨立變壓器且有電氣專業(yè)人員維修的廠礦企業(yè)），而施工規(guī)范規(guī)定施工現(xiàn)場必須采用TN-S 方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分現(xiàn)場總配電箱分出PE 線，形成TN-C-S 供配電系統(tǒng)。注：1.PE 線在D 點處從總配箱的零線或第一級漏電保護器電源側的零線引出。2.工作接地電阻不大于4

35、，D 點及D 點以后重復接地、Rc1/Rc2/Rc3 不少于三處，且每處接地電阻不大于10。3.M 表示電動機，XD 表示電焊機，HD 表示照明器。TN-C-S 系統(tǒng)的特點：工作零線N 與專用保護線PE 相聯(lián)通，前段線路不平衡電流比較大時，電氣設備的接零保護受到零線電位的影響。D點至后面PE 線上沒有電流，即該段導線上沒有電壓降，因此，TN-C-S 系統(tǒng)可以降低電動機外殼對地的電壓，然而又不能完全消除這個電壓，這個電壓的大小取決于ND 線的負載不平衡的情況及ND 這段線路的長度。負載越不平衡，ND線又很長時，設備外殼對地電壓偏移就越大。所以要求負載不平衡電流不能太大，而且在PE 線上應作重復接

36、地。TN-C-S 供電系統(tǒng)是在TN-C 系統(tǒng)上臨時變通的做法。當三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負載比較平衡時，TN-C-S 系統(tǒng)在施工用電實踐中效果還是可行的。2.如原有供電系統(tǒng)采用為TT 系統(tǒng)，施工單位供用其電源作臨時用電時，因為原有采用接地保護，其第一種接線分式一般按圖所示。注：1.PE 線保護接地線應為二根以上導體，與設備外露可導電部分聯(lián)結牢固。2.工作接地電阻不大于4，每臺設備保護接地電阻一般不應大于4。3.M 表示電動機，XD 表示電焊機，HD 表示照明器。TT 系統(tǒng)特點：中性點接地與PE 線接地分開，中性線N 與PE 線無連接。發(fā)生接地故障時，中性點接地與保護接地電阻均為4

37、時，阻抗大，故障電流小，過流保護元件不易啟動。單相接地故障時，能自動切斷供電電源的斷路器脫扣電流要20A，而熔斷器熔體電流只有6A。如果電氣設備稍大則不能自動切斷供電電源，且在外殼上長期存在110V（>50V）的電壓，是對人體十分危險的。在這種系統(tǒng)中裝設漏電保護器作單相接地保護是有效的措施之一。TT 系統(tǒng)第二種接線方式采用一條專用保護線（或局部），由同一接地故障保護電器（分配箱或開關箱）保護的外露可導電部分用PE 等電位線（保護線PE最小截面應符合GB50054-95 表2.2.9 的規(guī)定。）連接至共用的接地極上。以減少需接地裝置鋼材用量。注：1.PE 線從配電箱（開關箱）接地端子單獨生

38、成。2.工作接地電阻及保護接地Rc1/Rc2/Rc3 均不大于4，保護接地Rc1/Rc2兩端各一處。3.M 表示電動機，XD 表示電焊機，HD 表示照明器。4.特點共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系；正常運行，工作零線可以有電流；TT 系統(tǒng)適用于接地保護很分散的地方。TT 系統(tǒng)第二種接線方式采用等電位連接技術，相當于TN-S 系統(tǒng)專用保護零線斷線的情況，Rc1 和Rc2 的等效接地電阻小于4。比第一種接線危險電壓相對減輕了。但仍為危險電壓。兩種接線方式符合電氣裝置安裝接地裝置施工及驗收規(guī)范（GB50169-92）的規(guī)定：每個電氣接地裝置的接地應以單獨的接地線與接地干線相連接，不得在一個接地線中串接幾個需要接地的電氣裝置。同時符合低壓配電設計規(guī)范（GB50054-95）的規(guī)定：TT 系統(tǒng)配電線路