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【摘 要】 住宅建筑应采用TT、TN-C-S或TN-S接地型式，分析了三种接地型式的优缺点，通过对几类典型住宅建筑（多层、高层住宅）接地型式的分析，指出住宅建筑应根据项目的实际情况选择接地型式。
【关键词】 住宅建筑；接地型式；等电位连接；接地电阻
1.引言
在住宅建筑电气设计中，我们一般都是只做了单体工程的等电位连接及接地，而对于进线我们一般都是注明见外网设计，接地型式的选择往往成为初学者难于把握的问题。现行《住宅设计规范》（GB50096-1999，2003年版）第6.5.2条第一款规定：“应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式，并进行总等电位联结”，已明确了住宅建筑只能选择上述三种接地型。进户后栋楼需做等电位连接，等电位连接对栋楼所有配电设备的接地连接方式的要求和在设计时候需要注意的问题。
2.
2.1住宅建筑常用的接地型式
住宅建筑常用的三种接地型式如下图1所示。由图1可见TN-S接地型式由变电所配出的回路N线（全程绝缘）和PE线是分开的，且N线不允许接地，PE线则可以和栋楼总等电位体相连。TN-C-S接地型式由变电所配出的回路N线和PE线共用，合称PEN线，在负荷用线进入建筑体时将PEN线重复接地，其后在建筑内N线和PE线再行分开，N线绝缘且不允许再接地。TT电力系统有一个直接接地点，电气设施的外露可导电部分接至电气上与电力系统的接地点无关的接地极。
2.2三种接地型式的优点和缺点
TN-S接地型式PE线平时不通过工作电流，仅在发生接地故障时流过故障电流，其电位接近大地电位，不会干扰信息设备，不会对地打火，较为安全；缺点是全程设PE线，不够经济。
TN-C-S接地型式从变电所至用户建筑入户处少一根专用PE线，较经济，用电建筑内也有TN-S接地型式的优点；但PEN线需连接非常可靠，不得断线。
TN-S或TN-C-S接地型式在统一电源供电范围内其PE线、PEN线都是连通的，当变电所或系统内某一电气装置发生接地故障时，其故障电压会沿PE线、PEN线再电气装置间传导，这是TN系统共有的缺点，需要做栋楼等电位措施来防范。
TT接地型式兼有TN-S和TN-C-S接地型式的优点，同时还避免了TN系统所共有的缺点，对住宅建筑来讲是比较理想的接地型式。但TT接地型式的缺点是用电建筑接地故障电流由变电所与用电建筑两个接地电阻串联关系返回电源，故障电流小，断路器灵敏度难以满足要求，需要用剩余电流动作保护装置（RCD）来弥补，用电建筑保护电器设置比较复杂。
3.住宅建筑等电位联结
3.1低压配电系统内两个接地的概念：系统接地和保护接地。
系统接地：它也称为工作接地，是指低压配电系统内某一根带电导体的接地。例如在变配电系统中的二次侧的中性线接地，就属于系统接地。
保护接地：用户用电设备的金属外壳的接地称作保护接地，它的作用是在发生诸如设备相线碰外壳接地故障时，使故障电流有一返回低压电源的通路，以减低人体接触故障设备外壳的接触电压，并使线路上的保护电器（如断路器、熔断器、剩余电流动作保护器等）迅速动作，从而使接触故障设备的人避免因电击而发生触电事故。
3.2等电位联结的概念
等电位联结就是将建筑物内的金属结构、管道等在总配电箱近旁的一个铜排（接地母排）上互相连通，使整个建筑物内的金属大件互相导通，使得建筑物成为一个等电位体，使建筑物内可能出现的电位差大大降低，从而有效地起到安全保护作用，其它电气事故，例如雷电高电位跳击和配电系统故障电位差引起的爆炸、火灾等电气事故，按照IEC标准也都必须依靠等电位联结来防范。
3.3等电位联结和接地的关系
先来解释一下几个词的意思：联结：其不同于一般的连接，它是具有将各个导电部分互相连通，其作用不为传递电流，而为平衡电位，使各导电部分的电位相等或接近，以减少危险电位差导致灾害的特定含义。接地：其实也是一种等电位联结，地球是个导电体，所谓接地就是以大地电位为参考电位的等电位联结。但是地球表面不具有作等电位联结的金属接线端子，因此就需要打接地极来与大地进行连接，就是常说的接地。但是接地极与大地连接的接触电阻（既接地电阻）很大，增加了与大地做等电位联结的阻抗，所以其等电位的效果远不如在建筑物内以金属导体为通路的等电位联结。
在建筑物内作等电位联结后，以栋楼基础作接地极，被包裹在水泥基础内的金属结构和管道能兼起自然接地的作用。因为水泥是导电的，而这些地下金属物体量大面广，其接地电阻远小于多根人工接地极。且水泥保护了这些自然接地极免受土壤的腐蚀，这种自然接地极的寿命几乎是无限长的。所以作等电位联结后一般可不需另打人工接地极，也不需维护。
3.4建筑物电气装置的共用接地
一个建筑物电气装置内的各种电气系统一般都有接地要求，在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12.6.6第一条规定：民用建筑物内电气装置应采用总等电位联结。例如：低压配电系统、雷电防护系统、信息技术系统和电话系统，这些系统都通过与接地母排的连接而共用基础接地极作接地，并以此实现整个建筑物电气装置各系统之间的等电位，而不是分开做单独的接地，如果采用分开的接地，各个系统的接地可能出现不同的电位，会在一定层面上形成电势，当不同电位之间连通时便會有电流产生，如果它们之间出现大电位差，就会对人身和电气设备引起危险。另外，各系统如果分开设置在电气上互不影响的接地，其接地极的间距至少要在10米以上，这在实践中是很难以做到的。
3.5共用接地的接地电阻值
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12章规定了电气设计各系统的接地方式及接地电阻值的大小，在第12.7.2第2条规定当采用共用接地方式时，其接地电阻应以诸种接地系统中要求接地电阻最小的接地电阻值为依据。根据《普通物理》中高斯定理和环路电流定理可知，在等电势面上所有地方的电势都相等，而且处于其中的电子不做功，既不能形成电流。例如现代信息技术设备的频率高达几百上千兆赫兹，其不仅要求接地电阻小，还要求高频下的电抗小，在建筑物内一些信息技术设备下敷设铜网格，并以足够截面的铜质导线与之作高频低阻抗的短直联结来代替大地，它与地电位和接地电阻多少无关，但却能取得很好的效果。再如各种飞机上的各类电气系统，其上有照明，动力，雷达，高频导航系统，通信系统，但其并没有和大地做接地连接却可以正常使用。其所谓的共用接地只是将各电气系统的“地”与飞行器的金属机身作低阻抗的等电位联结。由上可知建筑物电气设计中接地电阻值的大小似乎不影响系统的使用，但事实上却非如此，首先需要明白的是，规范所规定接地电阻是指建筑物等电位连接体和大地之间的接地电阻，我们知道两物体之间只要存在电势差就有会形成电流，而这个接地电阻就是在考虑栋楼等电位连接体和地之间的电位差可能形成的能够威胁人身安全和电气设备安全的最小电阻值，在建筑物内是一个等势面，但建筑物整体和地之间就不一定是一个等势面了。故而建筑电气设计中，接地电阻必须要满足相关规范的要求。
4.栋楼内部各配电箱及用电设备的接地
为了使得整个建筑的接地形成一等电位体，电源进线处需做重复接地，既电源在进户后采用TN-C-S接地型式，建筑内所有层配电箱必须采用PE线和等电位端子箱可靠连接，使得所有配出配电箱形成一个等电位体，从每个配电箱配至所有用电设备的线路全部配出PE线继而使得栋楼的所有用电设备全部为一等电势体。将总等电位箱和栋楼基础可靠连接，以栋楼基础作为栋楼的总接地极。同时将各种进出建筑物的金属管线（包括：强弱电进出线管，水暖消防管，天然气管道）等采用相关规范规定的要求和等电位体及栋楼基础可靠连接，使得栋楼整个形成一个等电位体。栋楼内的浴室、带淋浴卫生间、电子设备机房等处需做局部等电位连接并就近和栋楼主体主筋可靠连接，使得其和栋楼形成一等电位通路，对该部分人身及电子设备安全和电子设备的可靠工作形成保护。
5.栋楼进线接地型式的选择
由前文2.2三种接地型式的优点和缺点可见：住宅工程的进线接地系统宜采用TN-S或TN-C-S接地型式，和其它两种相比，其从经济性和接地安全性都优与其它两种。
6.结束语
住宅建筑电气设计中，接地型式和等电位连接的方式直接影响着栋楼的使用安全性，设计不合理的时候很容易造成电气火灾甚至是人身伤亡事故，所以在电气设计中，配电系统接地型式的选择和栋楼内部各用电设备的接地方式的选择至关重要，在电气设计中可谓重中之重。
参考文献：
1.《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，中国建筑工业出版社；
2.戴瑜兴黄铁兵梁志超主编《民用建筑电气设计手册》（第二版）》，中国建筑工业出版社；
3.国家建筑标注设计图集D800-6～8《民用建筑电气设计与施工》，中国建筑标准设计研究院
4.《普通物理学》2第5版程守江江之水主编高等教育出版社
作者简介：王学文（1980年5月3日—），男，电气工程师，从事建筑电气设计。
【关键词】 住宅建筑；接地型式；等电位连接；接地电阻
1.引言
在住宅建筑电气设计中，我们一般都是只做了单体工程的等电位连接及接地，而对于进线我们一般都是注明见外网设计，接地型式的选择往往成为初学者难于把握的问题。现行《住宅设计规范》（GB50096-1999，2003年版）第6.5.2条第一款规定：“应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式，并进行总等电位联结”，已明确了住宅建筑只能选择上述三种接地型。进户后栋楼需做等电位连接，等电位连接对栋楼所有配电设备的接地连接方式的要求和在设计时候需要注意的问题。
2.
2.1住宅建筑常用的接地型式
住宅建筑常用的三种接地型式如下图1所示。由图1可见TN-S接地型式由变电所配出的回路N线（全程绝缘）和PE线是分开的，且N线不允许接地，PE线则可以和栋楼总等电位体相连。TN-C-S接地型式由变电所配出的回路N线和PE线共用，合称PEN线，在负荷用线进入建筑体时将PEN线重复接地，其后在建筑内N线和PE线再行分开，N线绝缘且不允许再接地。TT电力系统有一个直接接地点，电气设施的外露可导电部分接至电气上与电力系统的接地点无关的接地极。
2.2三种接地型式的优点和缺点
TN-S接地型式PE线平时不通过工作电流，仅在发生接地故障时流过故障电流，其电位接近大地电位，不会干扰信息设备，不会对地打火，较为安全；缺点是全程设PE线，不够经济。
TN-C-S接地型式从变电所至用户建筑入户处少一根专用PE线，较经济，用电建筑内也有TN-S接地型式的优点；但PEN线需连接非常可靠，不得断线。
TN-S或TN-C-S接地型式在统一电源供电范围内其PE线、PEN线都是连通的，当变电所或系统内某一电气装置发生接地故障时，其故障电压会沿PE线、PEN线再电气装置间传导，这是TN系统共有的缺点，需要做栋楼等电位措施来防范。
TT接地型式兼有TN-S和TN-C-S接地型式的优点，同时还避免了TN系统所共有的缺点，对住宅建筑来讲是比较理想的接地型式。但TT接地型式的缺点是用电建筑接地故障电流由变电所与用电建筑两个接地电阻串联关系返回电源，故障电流小，断路器灵敏度难以满足要求，需要用剩余电流动作保护装置（RCD）来弥补，用电建筑保护电器设置比较复杂。
3.住宅建筑等电位联结
3.1低压配电系统内两个接地的概念：系统接地和保护接地。
系统接地：它也称为工作接地，是指低压配电系统内某一根带电导体的接地。例如在变配电系统中的二次侧的中性线接地，就属于系统接地。
保护接地：用户用电设备的金属外壳的接地称作保护接地，它的作用是在发生诸如设备相线碰外壳接地故障时，使故障电流有一返回低压电源的通路，以减低人体接触故障设备外壳的接触电压，并使线路上的保护电器（如断路器、熔断器、剩余电流动作保护器等）迅速动作，从而使接触故障设备的人避免因电击而发生触电事故。
3.2等电位联结的概念
等电位联结就是将建筑物内的金属结构、管道等在总配电箱近旁的一个铜排（接地母排）上互相连通，使整个建筑物内的金属大件互相导通，使得建筑物成为一个等电位体，使建筑物内可能出现的电位差大大降低，从而有效地起到安全保护作用，其它电气事故，例如雷电高电位跳击和配电系统故障电位差引起的爆炸、火灾等电气事故，按照IEC标准也都必须依靠等电位联结来防范。
3.3等电位联结和接地的关系
先来解释一下几个词的意思：联结：其不同于一般的连接，它是具有将各个导电部分互相连通，其作用不为传递电流，而为平衡电位，使各导电部分的电位相等或接近，以减少危险电位差导致灾害的特定含义。接地：其实也是一种等电位联结，地球是个导电体，所谓接地就是以大地电位为参考电位的等电位联结。但是地球表面不具有作等电位联结的金属接线端子，因此就需要打接地极来与大地进行连接，就是常说的接地。但是接地极与大地连接的接触电阻（既接地电阻）很大，增加了与大地做等电位联结的阻抗，所以其等电位的效果远不如在建筑物内以金属导体为通路的等电位联结。
在建筑物内作等电位联结后，以栋楼基础作接地极，被包裹在水泥基础内的金属结构和管道能兼起自然接地的作用。因为水泥是导电的，而这些地下金属物体量大面广，其接地电阻远小于多根人工接地极。且水泥保护了这些自然接地极免受土壤的腐蚀，这种自然接地极的寿命几乎是无限长的。所以作等电位联结后一般可不需另打人工接地极，也不需维护。
3.4建筑物电气装置的共用接地
一个建筑物电气装置内的各种电气系统一般都有接地要求，在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12.6.6第一条规定：民用建筑物内电气装置应采用总等电位联结。例如：低压配电系统、雷电防护系统、信息技术系统和电话系统，这些系统都通过与接地母排的连接而共用基础接地极作接地，并以此实现整个建筑物电气装置各系统之间的等电位，而不是分开做单独的接地，如果采用分开的接地，各个系统的接地可能出现不同的电位，会在一定层面上形成电势，当不同电位之间连通时便會有电流产生，如果它们之间出现大电位差，就会对人身和电气设备引起危险。另外，各系统如果分开设置在电气上互不影响的接地，其接地极的间距至少要在10米以上，这在实践中是很难以做到的。
3.5共用接地的接地电阻值
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第12章规定了电气设计各系统的接地方式及接地电阻值的大小，在第12.7.2第2条规定当采用共用接地方式时，其接地电阻应以诸种接地系统中要求接地电阻最小的接地电阻值为依据。根据《普通物理》中高斯定理和环路电流定理可知，在等电势面上所有地方的电势都相等，而且处于其中的电子不做功，既不能形成电流。例如现代信息技术设备的频率高达几百上千兆赫兹，其不仅要求接地电阻小，还要求高频下的电抗小，在建筑物内一些信息技术设备下敷设铜网格，并以足够截面的铜质导线与之作高频低阻抗的短直联结来代替大地，它与地电位和接地电阻多少无关，但却能取得很好的效果。再如各种飞机上的各类电气系统，其上有照明，动力，雷达，高频导航系统，通信系统，但其并没有和大地做接地连接却可以正常使用。其所谓的共用接地只是将各电气系统的“地”与飞行器的金属机身作低阻抗的等电位联结。由上可知建筑物电气设计中接地电阻值的大小似乎不影响系统的使用，但事实上却非如此，首先需要明白的是，规范所规定接地电阻是指建筑物等电位连接体和大地之间的接地电阻，我们知道两物体之间只要存在电势差就有会形成电流，而这个接地电阻就是在考虑栋楼等电位连接体和地之间的电位差可能形成的能够威胁人身安全和电气设备安全的最小电阻值，在建筑物内是一个等势面，但建筑物整体和地之间就不一定是一个等势面了。故而建筑电气设计中，接地电阻必须要满足相关规范的要求。
4.栋楼内部各配电箱及用电设备的接地
为了使得整个建筑的接地形成一等电位体，电源进线处需做重复接地，既电源在进户后采用TN-C-S接地型式，建筑内所有层配电箱必须采用PE线和等电位端子箱可靠连接，使得所有配出配电箱形成一个等电位体，从每个配电箱配至所有用电设备的线路全部配出PE线继而使得栋楼的所有用电设备全部为一等电势体。将总等电位箱和栋楼基础可靠连接，以栋楼基础作为栋楼的总接地极。同时将各种进出建筑物的金属管线（包括：强弱电进出线管，水暖消防管，天然气管道）等采用相关规范规定的要求和等电位体及栋楼基础可靠连接，使得栋楼整个形成一个等电位体。栋楼内的浴室、带淋浴卫生间、电子设备机房等处需做局部等电位连接并就近和栋楼主体主筋可靠连接，使得其和栋楼形成一等电位通路，对该部分人身及电子设备安全和电子设备的可靠工作形成保护。
5.栋楼进线接地型式的选择
由前文2.2三种接地型式的优点和缺点可见：住宅工程的进线接地系统宜采用TN-S或TN-C-S接地型式，和其它两种相比，其从经济性和接地安全性都优与其它两种。
6.结束语
住宅建筑电气设计中，接地型式和等电位连接的方式直接影响着栋楼的使用安全性，设计不合理的时候很容易造成电气火灾甚至是人身伤亡事故，所以在电气设计中，配电系统接地型式的选择和栋楼内部各用电设备的接地方式的选择至关重要，在电气设计中可谓重中之重。
参考文献：
1.《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，中国建筑工业出版社；
2.戴瑜兴黄铁兵梁志超主编《民用建筑电气设计手册》（第二版）》，中国建筑工业出版社；
3.国家建筑标注设计图集D800-6～8《民用建筑电气设计与施工》，中国建筑标准设计研究院
4.《普通物理学》2第5版程守江江之水主编高等教育出版社
作者简介：王学文（1980年5月3日—），男，电气工程师，从事建筑电气设计。