高层建筑电气安装接地的施工技术分析-电力论文

发布时间：2022-10-05 10:10 热度：

高层建筑电气安装接地的施工技术分析

陈烨

摘　要: 随着生活水平的不断提高, 人们对电气安装工程质量有了更高的要求。目前, 我国各种电气设备和民用电器有了很大的发展, 民用建筑电气安装工程技术也随之提高。本文结合工程实例,探讨了建筑电气安装接地的施工技术,供参考。

关键词: 建筑工程;电气安装;接地保护; 施工技术

0　前言

我国的高层建筑物(含钢结构建筑) 的防雷接地引下线一般长约100 m左右, 在防雷接地装置中, 接地电阻阻值越小, 则瞬间内冲击接地电压降就越小, 建筑物遭受雷击的危险性就越小。在建筑物特别是高层建筑的施工中,利用建筑物基础地板钢筋作为自然接地体, 利用建筑物的柱或剪力墙内结构主筋作为防雷引下线, 并保证每条引下线不少于两根主筋与自然接地体连接, 随主体结构工程逐层焊接串联至屋顶与避雷带连接, 用以保证防雷引下线的使用功能。因此, 建筑物施工中必须有足够小的接地电阻值和安全可靠的接地装置, 使电路运行稳定、质量可靠,保证设备和工作人员的安全, 保护建筑物及强、弱电设备的安全运行。

1　工程概况

本建筑楼层建筑面积35000 m2 ，由一层地下室、四层裙楼及十八层主楼组成，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

这一阶段结合施工图纸及现场实际在图纸会审中提出,经由业主、监理及设计院协商, 强电竖井内电气设备布置如下。

(1) 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600 mm ×200 mm金属线槽, 专供分支电缆使用。

(3) 在电气竖井内增加一条- 50 ×5专用接地铜排。

(4) 调整前后强电竖井平面布置对比见图1。

3　楼层板面电气安装施工

(1) 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。根据以上原则板面预埋作业时, 600 ×200的桥架预留800 ×300的孔洞。1 000 ×200的桥架预留1 200 ×300的孔洞, 1 000A母线槽及- 50×5接地铜排预留500 ×300的孔洞。

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, 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

(1) 首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φ10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) 当母线槽通过楼板时, 每侧采用3根与母线槽相匹配的镀锌螺栓将弹簧及专用附件固定在[ 10 槽钢的上方。将专用附件紧贴在母线槽的外壳上, 用电钻穿过专用附件的孔洞在母线槽两侧的外壳上钻好8个孔洞, 然后用螺栓、螺母、平垫片及弹簧垫片对其进行连接, 将母线槽支撑住

(5) 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。

(6) 采用25 mm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。

(7) 母线槽安装完毕后, 应在其四周砌一周50 mm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2 m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L30×30 ×3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5 mm。

(4) 每层金属电缆桥架及其支架接地采用一条25 mm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2 m, 桥架在电气竖井安装如图2所示

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1.5 m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。

(2) 配电箱与钢管、桥架的连接当配电箱开孔时应整齐并与管径相吻合,保证一管一孔。当配电箱与桥架连接时应保证开孔尺寸与桥架大小相吻合。配电箱安装如图3所示:

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 mm ～50 mm 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4所示。

 

　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　电气接地保护安装技术措施

本建筑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。因此, TN - S系统可作为本综

合建筑大楼的电气接线系统。

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25 mm ×4 mm镀锌扁钢在屋顶组成≤5 m ×5 m (或4 m ×6 m) 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。在本建筑大楼内, 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

　　　Id = I′d + IR (1)

在一个并联电路中,通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比,即

　　　Ud = Idrd = I R R R (2)

式中: Ud——设备外壳对大地的电压(V) ;

Id ——接地回路中的电流总值(A) ;

I′d ——沿接地体流过的电流(A) ;

I R ——流经人体的电流(A) ;

rd ——接地装置的接地电阻(Ω) ;

R R ——人体的电阻(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I′d = Id。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综合建筑电气系统内设备及人身安全的必要装置。

5.4　等电位联结措施

本工程电力和信号电缆的金属护套或保护罩应进行等电位联结。

采用屏蔽信号电缆时, 应限制故障电流由电力系统流向信号电缆、数据电缆、接地的外护套或线芯。宜采取辅助等电位导体来加强外屏蔽, 如采用旁路的等电位联结导体。使用公用屏蔽信号或数据电缆时, 应采用旁路等电位导体应是最小截面为16 mm的铜质材料或具有相同电导体的导体。等电位联结的阻抗应尽可能小, 因此应使联结尽量短, 或采用感应电抗和阻抗较低的截面形状。

由本工程具备办公功能,建筑物含有大量信息设备,接地母排用于等电位系统时,应做成环状。建筑物中等电位联结网络系统类型,在每一层都有一种等电位网络系统类型,不同的等电位系统应互连,并且用导体至少连接两处。

结语

在工业与民用建筑的电气接地工程的安装施工中,应严格按其施工技术要求及操作规程组织施工,高度重视一些常见的质量问题,尽量避免并减少可能发生的质量问题, 综上所述, 在高层建筑电气安装中, 电气竖井内电气设备的安装在安装工程占有相当比例, 应根据设计和规范,做好安装施工。此外, 高层建筑电气接线系统采用TN—S系统, 电气接线系统和防雷保护接地措施, 充分利用建筑物的金属结构提供的基础, 实现等电位联结, 有效地降低雷电和各种内部过电压以及电气设备绝缘损坏等造成的危害, 保证了大楼内人身和设备安全可靠及其系统的正常运行。



参考文献:

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