關(guān)于防雷接地問題（接地線）
摘要：討論了配電網(wǎng)接地制式與建筑物電氣設(shè)備的電磁兼容問題，接地網(wǎng)的電阻值和其結(jié)構(gòu)在防雷中的作用，外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)子系統(tǒng)的放電過程，以及反對(duì)誤導(dǎo)宣傳的問題等。
關(guān)鍵詞：（接地線） 建筑物防雷 雷電電磁脈沖防護(hù) LEMP 防雷接地 電子（邏輯）接地
中國(guó)電信電磁防護(hù)支撐中心來函邀請(qǐng)我參加這次電信行業(yè)通信局站接地技術(shù)研討會(huì)，隨函附件寫有研討會(huì)的內(nèi)容提綱，其例示的各種接地問題寫得非常好。人們常說，正確地提出問題就是解決問題的一半，我預(yù)祝研討會(huì)取得成功。這次研討會(huì)請(qǐng)的都是專家，人也不多，我希望能有更多的時(shí)間舉行座談，多一些觀點(diǎn)的交鋒，（接地線）多一些探討，多一些互相學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。不要像一般的會(huì)議那樣，各說各的，說完散會(huì)，沒有一定的結(jié)果。防雷接地問題與供電系統(tǒng)接地方式、埋地接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和室內(nèi)接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等都有關(guān)系。這次我提出一些經(jīng)驗(yàn)性的看法，歡迎大家討論，不對(duì)之處歡迎大家批評(píng)指正。（接地線）
一，供電系統(tǒng)接地方式與室內(nèi)電磁兼容的關(guān)系
配電網(wǎng)接地系統(tǒng)的制式關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行安全和建筑物的供電安全[1、2]。西方國(guó)家對(duì)于供電質(zhì)量特別重視，他們對(duì)于電源頻率和電壓質(zhì)量都有嚴(yán)格地要求；他們對(duì)于智能建筑物內(nèi)的電磁兼容問題很重視，他們的重要建筑物廣泛采用屏蔽電纜的供電方式。現(xiàn)在我國(guó)智能建筑物的設(shè)計(jì)已經(jīng)注意到這一點(diǎn)?，F(xiàn)在大城市中的配電變壓器已經(jīng)采用小電阻接地方式，電源線已經(jīng)廣泛采用TN-S和TN-C-S系統(tǒng)，俗稱三相五線制；在室內(nèi)注意按綜合布線的規(guī)范敷設(shè)電氣線路。（接地線）
如果把三相電源系統(tǒng)的火線比做上水管道；則N線有如下水管道，它輸送的電流有閃光燈和閘流管等電氣設(shè)備產(chǎn)生的雜波，還有電源系統(tǒng)故障時(shí)產(chǎn)生的過電流等。這樣電源自成閉合系統(tǒng)，PE線只是起到接地固定電位的作用，平時(shí)并無電流流過。如果把N線與PE線合并，這些雜波電流和過電流就會(huì)在地線中產(chǎn)生浮動(dòng)電壓，使電子設(shè)備遭受損壞和不能正常工作。所以，N線必須絕緣敷設(shè)，PE線必須獨(dú)立敷設(shè)，這正是三相五線制供電系統(tǒng)建立的意義。檢查N線與PE線是否絕緣良好的辦法是測(cè)量PE線內(nèi)的電流，正常情況下PE線內(nèi)不應(yīng)該有電流。我們?cè)诠蕦m防雷工程中測(cè)量某宮殿的防雷接地，發(fā)現(xiàn)接地電阻表搖擺不定，從而發(fā)現(xiàn)N線與PE線有搭接的故障。PE線的作用就是平時(shí)作為電子地（邏輯接地）和設(shè)備的保安接地，在雷擊時(shí)兼做防雷接地。三相四線制的PEN線也有保安接地的作用，但是它不能做電子接地，因?yàn)樗綍r(shí)將有雜散電流通過，不能保證電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。事故舉例：1993年在北京西便門立交橋東北側(cè)曾有一片平房（商店）發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)原因是有一輛高架貨車把電線掛斷，發(fā)生單相電弧接地事故，而該商店的電氣開關(guān)未能立即開斷，這片平房頂棚內(nèi)的電線因過電流而熔化并引發(fā)火災(zāi)。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)要特別警惕這種架空線配電建筑物的安全問題。IEC防雷標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)現(xiàn)行建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)選用SPD的U1mA時(shí)，只考慮20/380V電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，而沒有考慮其上一級(jí)10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)的接地制式。以至常選用440V、470V的U1mA，這樣做是不妥當(dāng)?shù)摹Ｎ覈?guó)多數(shù)配電網(wǎng)是采用中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)消弧線圈接地的方式，這些電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障可能運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)，此時(shí)相電壓變?yōu)榫€電壓，使SPD燒毀。我國(guó)水利電力部和機(jī)械工業(yè)部根據(jù)本國(guó)情況考慮荷電率制定的避雷器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1102-2000，對(duì)220V級(jí)MOV規(guī)定U1mA=600V，相間MOV的U1mA=1200V。這樣做既能減少SPD燒毀，又能有效地防雷才是合理的。（接地線）
建筑物雷害事故統(tǒng)計(jì)表明：80-90%的事故是由電氣線路引入的，直接雷擊的事故并不多。在山區(qū)和農(nóng)村中建筑物的供電用架空線直接引入不是好辦法；建議參考文獻(xiàn)[3]改用鐵管穿線屏蔽敷設(shè)，見圖1；進(jìn)線桿前連接一段長(zhǎng)度大于15m的架空伸長(zhǎng)地線兼做避雷線，見圖2，此段線路的作用是增加屏蔽鐵管前主線路的電感，使SPD（氧化鋅避雷器）便于啟動(dòng)，在進(jìn)線桿前再連接氧化鋅避雷器2#，進(jìn)線桿的鐵腳和鐵管的上端聯(lián)合接地。（接地線）
圖4中，UAB為接地網(wǎng)A、B兩點(diǎn)間的電位差。電子儀器外殼對(duì)EBN的地、或儀器外殼對(duì)電源的電位差既是開環(huán)電壓。假如儀器的外殼在控制室內(nèi)接地，則儀器電纜外皮（屏蔽層）中流過的電流稱為閉環(huán)電流。它是決定電子儀器受到共模干擾大小的一個(gè)量。開環(huán)電壓決定了儀器受到的過電壓的大小；而閉環(huán)電流則決定了共模干擾的大小。
6、人們只有明確了內(nèi)部防雷和外部防雷兩個(gè)子系統(tǒng)中電磁震蕩的過程及其特性才能提出有效的抗干擾的辦法，原則上是合理地運(yùn)用隔離與連接的措施，消除不希望的電磁耦合，其中用鐵管穿線屏蔽電氣線路外，把冗余的電氣線路的兩端全部短路并接地，這兩項(xiàng)措施經(jīng)常是很重要的。
四，接地電阻測(cè)量問題的困惑
現(xiàn)在城市中建筑物的密度很大，地下管網(wǎng)很多，鋼筋混凝土建筑物的接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量實(shí)際上很難測(cè)準(zhǔn)。因?yàn)榻拥仉娮铚y(cè)量的拉線距離必須大于接地網(wǎng)直徑的4-5倍，這一點(diǎn)很難做到。實(shí)際上接地電阻的測(cè)量是在接地網(wǎng)的網(wǎng)眼中進(jìn)行的，這與接地電阻的定義是不一致的，其測(cè)量的結(jié)果是不可信的，（其總的趨勢(shì)是測(cè)量結(jié)果偏小，有時(shí)甚至成為負(fù)值）?，F(xiàn)在廣泛采用的高頻接地電阻測(cè)量?jī)x和脈沖接地電阻測(cè)量?jī)x所測(cè)接地電阻與工頻接地電阻不同，它沒有標(biāo)準(zhǔn)定義的接地電阻的意義，但是它對(duì)接地線斷線的檢測(cè)有參考意義，筆者曾經(jīng)專門討論過這個(gè)問題[6]。
五，防止華而不實(shí)的炒做行為（接地線）
1、我不贊成用銅材做接地體，接地體的尺寸是由機(jī)械強(qiáng)度和腐蝕因素決定的，不是由熱穩(wěn)定條件決定的。銅是一種戰(zhàn)略物資，我們不應(yīng)把它大量地埋在地下。西方國(guó)家現(xiàn)在都已改用鋼管做接地體了，我們卻宣傳用銅作接地體。這無非要提高防雷裝置的造價(jià)，增加甲乙雙方的利益。日本侵略中國(guó)的“第五次強(qiáng)化治安”時(shí)，要百姓“獻(xiàn)銅、獻(xiàn)鐵”，把家具的銅鼻子和銅飾件都強(qiáng)行征走。那時(shí)的情景筆者依然記憶猶新、不能忘懷。我國(guó)銅的資源經(jīng)過三千多年的開發(fā)已經(jīng)不多了，不應(yīng)該浪費(fèi)。
2、不要聽信某些防雷公司建議，在接地網(wǎng)的當(dāng)中打接地樁的宣傳，那樣做是無效的。電子地的穩(wěn)定問題不僅在于接地電阻值的大小，關(guān)鍵在于要使接地線上沒有電流。所以，此類宣傳是一種誤導(dǎo)。
3、還要注意接地措施導(dǎo)致的環(huán)境污染的問題和對(duì)附近鋼鐵構(gòu)筑物的腐蝕效應(yīng)的問題。（接地線）
