人工接地极埋设深度和选用规格探讨

郑 云 德

(中国华西企业股份有限公司安装工程公司, 四川 成都 610081)

0 引 言

随着我国各种建筑特别是高层、超高层建筑的迅速发展以及电气设备的广泛使用,建筑物以及电气设备接地装置的安全问题越来越成为设计和施工等多方高度重视的话题。接地装置是为保证建筑物、电气设备和人身安全而采取的一种安全措施,其作用是将建筑物遭到雷击时可能产生的剩余电流以及静电荷等引入大地,从而防止建筑物受到雷击损坏,避免人身触电和可能产生的火灾、爆炸等事故。其中接地极是接地装置的核心部分,埋入土中并直接与大地接触的金属导体。接地极作为与大地土壤密切接触并提供与大地之间电气连接的导体,安全散流雷击能量(剩余电流、静电荷等),使其泄入大地,起到保障作用。

接地极分为自然接地极和人工接地极。经测试,若自然接地极的接地电阻值达不到设计要求时,需采取人工补偿措施,一般做法需增设人工接地极;或受环境影响等情况为接地需要而埋设的接地体。人工接地极的埋设深度和材料规格的选用是指导施工、保证接地装置可靠性的重要因素,但目前国家现行设计规范、施工验收规范以及最新国家标准设计图集(简称国标图集)对此要求不一致。在施工图中,如设计没有明确说明时施工人员不知如何选用和施工。

1 接地极埋设深度

在设计规范(含设计技术措施)、施工验收规范、国标图集中,人工接地极埋设深度对比如表1所示,施工规范、国标图集要求接地极埋设深度应符合设计要求[1-12]。当设计无具体规定时,应满足表1中的要求。

由于建筑物(构筑物)所处地质条件复杂,特别是土壤电阻率影响重大。有些建筑物的自然接地装置经测试其接地电阻后达不到设计要求时,需另外采取补偿措施,如增加人工接地极。在设计图中如对人工接地极无具体要求时,建议提请专业设计工程师核实后重新对此补充设计详图。若设计图直接采用人工接地装置,且仅对接地电阻有要求(没有详细设计),则建议在图纸会审时提出,并与设计专业共同解决。在与设计人员沟通时,建议人工接地极埋设深度可按最大值(0.8 m)考虑,能满足设计规范、施工验收规范和国标图集的要求。

表1 人工接地极埋设深度对比

注:*GB/T 50065—2011第5.1.5条针对土壤电阻率不同,对接地极埋设深度要求不同。

2 接地极规格的选用

接地极可用材质很多。本文以设计中常用的热镀锌钢管、热镀锌角钢为示例进行说明。接地极规格选用比较如表2所示。

由表2可以看出,设计规范、施工验收规范、国标图集对接地极规格选用不尽相同。因设计规范、施工验收规范均为最小规格,国标图集为设计和施工常用(或推荐)规格,建议选用接地极规格:热镀锌钢管DN40(壁厚3.5 mm),热镀锌角钢L50 mm×50 mm×5 mm,这样均能满足以上所有规范和国标图集规定。

3 结 语

《建设工程质量管理条例》第28条规定“施工单位必须按照工程设计图纸和施工技术标准施工,不得擅自修改工程设计,不得偷工减料。施工单位在施工过程中发现设计文件和图纸有差错的,应当及时提出意见和建议”,同时GB/T 21431—2015《建筑物防雷装置检测技术规范》中第5.4.1.5条规定“人工接地体的材料、埋设深度和间距等要求应符合GB 50057—2010中5.4.1～5.4.7的规定”。

因此,在施工中遇到人工接地极埋设深度和选用规格存在疑问时,一定要尽早(最好在图纸会审时)提出来,请设计工程师予以明确。同时,若对所在土壤电阻率不确定,可依据GB/T 21431—2015《建筑物防雷装置检测技术规范》附录B(土壤电阻率的测量)或GB/T 17949.1—2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分:常规测量》,选择合适测量仪表对其进行测量,再根据土壤电阻率计算后选用合适的接地极和埋设深度,充分保证人工接地极的规范性和可靠性。

表2 接地极规格选用比较

*注:地下部分钢管的壁厚,其分子、分母数据分别对应于埋于土壤和埋于室内混凝土地坪中。