试论高层建筑电气安装及接地保护

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摘 要：本文根据笔者多年电气安装实践，并结合工程实例，对高层建筑电气安装与接地保护的技术措施进行了深入研究，可供同行参考。

关键词：高层建筑；接地保护；电气安装

中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

某高层建筑是一座综合楼，由3层地下室、6层裙楼及二幢25层塔楼组成，建筑面积16万㎡该建筑楼层功能分区明显，高低压配电室设在地下一层，低压配电出线采用电缆母线槽沿电气竖井向各楼层送电。防雷等级为一级，接地采用TN-S系统。

2 施工前准备工作

（l）配电干线中应急照明及中央空调各楼层风机盘管、新风机组动力电源改为分支电缆。

（2）由于竖井内电缆数量较多，增加一条600mm×200mm金属线槽，专供分支电缆使用。

（3）在电气竖井内增加一条-50x5 专用接地铜排。

（4）调整前后强电竖井平面布置对比见图l。

图1 强电竖井平面布置图

3建筑楼层板面电气安装施工

（l）孔洞预留当板面预埋时，首先应进行图上模拟作业，等比例安排电气设备在电气竖井内的相应位置，如发现尺寸不符，电气设备位置冲突等，应及时调整，以便后期电气竖井内电气设备正确安装。预埋时应统一参照点及时复核上一层电气竖井内所预留孔洞应与下一层电气竖井内的预留孔洞的坐标一致，减少偏差产生。

（2）电气管路预埋考虑到电气竖井内配电箱为明装，公共照明电源回路电管预埋至电气竖井时应根据配电箱位置预埋，管道应排列整齐以方便下道工序施工，在预埋位置设箱背盒，保证管路与配电箱正确连接，提高连接质量与观感标准。

4电气竖井内电气与设备安装

4.1 母线槽安装技术

（l）先用钢卷尺在最高层的楼板预留孔位置量好母线槽两侧[10槽钢的间距，用角尺及水平尺对[10 槽钢进行找平、找正， 用10 以上膨胀螺栓将[10 槽钢固定在预留孔两侧。然后沿[10槽钢的内边向底层各放一条垂线，依次固定各层预留孔位置上的槽钢。

（2）将母线槽按编号由底层自下而上逐段连接， 连接时采用接头绝缘隔板将母线槽内的相与相、相与零、零与地分隔开，用一根或两根与母线槽绝缘螺栓穿过两相邻段母线之间的孔洞，将接头固定牢固。

（3）固定时应使用每相外壳的纵向间隙分配均匀，两相邻的母线与外壳间同心，其误差不得超过5mm，各段母线槽连接时，宜采用扭力扳手拧紧接头螺栓，连接后不应使母线受到机械应力（630A及以下母线力矩必须达到80N—M，630A以上力矩必须达到120N—M），紧固后应确保连接紧密可靠。

（4）每连接一段母线槽后，应用500V兆欧表检测连接后的母线槽相与相、相与零、零与地之间的绝缘电阻值，其值能确保组装完成后应大于20MΩ。当最后一节母线槽安装完毕后，应采用终端封盖对母线槽的末端进行封堵，当进线盒及末端悬空时，应采用支架固定。

（5）采用25mm的扁平软铜线将母线槽外壳连接到竖井内专用接地铜排（-50×5mm）上。

（6）母线槽安装完毕后，应在其四周砌一周50mm高的阻水圈。

4.2 桥架安装

（1）弹线定位：按施工图确定桥架的安装位置，找出始端和终端（先干线后支线）的位置，拉上水平或垂直透线，按2M间距与均档距，确定支吊架的安装位置。

（2）支吊架制作安装：支吊架的规格一般用不小于L40×40×4的镀锌角铁。支吊架安装先根据支吊架承受的荷载，选择相应的金属膨胀螺栓及钻头埋好螺栓后，可用螺母配上相应的垫圈将支架或吊架直接固定在金属膨胀螺栓上。

（3）电缆桥架敷设安装：电缆桥架直线段连接应用连接板，用垫圈、弹簧垫圈、螺母紧固，接茬处缝隙应严密平齐，电缆桥架进行转弯、丁字连接时，应采用相应配件等进行变通连接。桥架水平或垂直敷设直线部份的平直程度和垂直度允许偏差不超过5mm。

（4）每层金属电缆桥架及其支架接地采用一条25mm扁平软铜线与-50×5接地铜排连接。

（5）本大楼电气竖井垂直安装的支架间距为2m。

4.3分支电缆的固定

采用与分支电缆同规格的电缆卡箍将分支电缆固定在桥架内，每1.5m固定一个电缆卡箍，固定应严密、牢固，避免电缆下垂变形。

4.4配电箱安装

（1）箱体固定：①挂式明装配电箱按施工图要求，弹线定位找出准确的配电箱安装位置，用金属膨胀螺栓，把配电箱固定在混凝土墙或砖墙上。②层配电柜按图纸所标位置，将预制好的基础型钢架用螺栓固定在地面上用水平尺找平、找正后将柜体与基础型钢固定。

4.5孔洞封堵

根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87，孔洞如果处理不好，就会引起烟囱效应，故桥架在电气竖井安装时，其孔洞的封堵也应引起重视。其做法是采用10膨胀螺栓将防火隔板固定在楼板下方。将孔洞封死，然后填人阻火包。同时在楼板上面周围砌一圈30-50mm高的阻水圈，以防止冲洗楼层时水流冲人桥架及母线槽。如图2所示。

图2 阻水圈位置

安装完毕后会同甲方对电气竖井内电气设备进行检验，检测并进行通电试运行，经检查施工结果符合设计及规范要求。

5 防雷接地保护安装技术方案

该建筑TN-S 系统是把中性线N和保护接地线PE严格分开的低压配电系统，是一个三相四线加PE线的接地系统。中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。系统正常运行时，中性线N带电，而PE线不带电。该接地系统具备安全可靠的基准电位，PE线不允许断线，对地没有电压，故设备金属外壳接在PE线上安全、可靠。

5.1 防雷接地

为把雷电流迅速导人大地，以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。由于建筑内常常布设大量的电子贵重设备和智能综合布线系统，这些设备、系统的耐压等级低、防干扰要求高，很容易受到雷击。

具体解决措施为: 接闪器采用针带组合接闪器，避雷带采用25mm×4mm 镀锌扁钢在屋顶组成≤5m×5 m (或4m×6m)的网格。该网格与屋面金属构件做电气连接，与结构柱内钢筋做电气连接，引下线利用结构柱内钢筋、圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接，外墙面所有金属构件也与防雷系统连接，柱内钢筋与接地体连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。

5.2工作接地

工作接地是将电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地（如中性点直接接地或经其他装置接等）。综合建筑内主要的工作接地是变压器中性点或是中性线（N线）。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，保证满足单相电源设备使用要求。

5.3安全保护接地

安全保护接地是将电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。在该建筑大楼内，强电设备、弱电设备以及一些非带电导电设备与构件等，均要求采取安全保护接地措施。如果不做安全保护接地，当电气设备的绝缘被损坏时，其外壳有可能带电，一旦人体接触此电气设备的外壳，就可能造成伤害甚至生命危险。假如装有安全保护接地装置的电气设备的绝缘损坏，外壳带电，则接地短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过，即有：

(1)

(2)

式中：——设备外壳对大地的电压（V）；——接地回路中的电流总值（A）；——沿接地体流过的电流（A）；——流经人体的电流（A）；——接地装置的接地电阻（Ω）；——人的电阻（Ω）。

由式（2）可以看出，由于接地电阻不大，接地短路电流流过时压降很小，因此设备外壳对大地的电压也不高，而人体电阻要比接地电阻大，经过人体的电流也比流过接地体的电流小，几乎等于零，即.人站在地上碰触设备外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。由此可见，安全保护接地是保障智能化综合建筑电气系统内设备及人身安全的必要装置。

6结语

电气竖井内电气设备的安装在安装工程占有相当比例。所以在高层建筑电气安装中, ,应根据设计和规范,做好安装施工。同时为保障大楼内人身和设备安全可靠及其系统的正常运行,需要采取有效的保护措施。