2016.10|谢炜,等:进出建筑物电缆接地应区分配电系统接地型式

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长期以来，我国几乎所有电气工程设计都规定进出建筑物的铠装电缆金属外皮要接地，这似乎已经成为电气设计的经典规定，笔者也未听到过同行对此质疑。但在一次偶然与电气专家讨论中，笔者发现上述做法是有前提的，与低压配电系统型式有关，不加分辨地实施是不合适的，下面对此进行讨论。

1 进出建筑物低压配电铠装电缆金属外皮接地的依据

对于进出建筑物的低压配电铠装电缆金属外皮接地，几乎所有人依据的最早应该是GB 50057 - 94（2000年版）《建筑物防雷设计规范》（以下简称“老《雷规》”）防止雷电波侵入的措施。不仅当建筑物需要防雷设计时这样规定，甚至有的建筑物达不到防雷要求，电气设计也是如此规定的。

对第一类防雷建筑物，老《雷规》第3. 2. 3条第1款规定：“低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上”；

对第二类防雷建筑物，第3. 3. 9条第1款规定：“当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆金属外皮、金属线槽接地”；对第三类防雷建筑物，第3. 4. 9条第1款规定：“对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连”；在老《雷规》第6. 3. 1条有同样规定。

GB 50057 - 2010《建筑物防雷设计规范》（以下简称《雷规》）也有相似规定，4. 1. 2条第1款：“在建筑物的地下室或地面层处，进出建筑物的金属管线应与防雷装置做防雷等电位连接”；GB / T 21714. 4 - 2015 / IEC 62305 - 4：2010《雷电防护 第4部分：建筑物内电气和电子系统》第5. 5条也有类似规定。需要说明的是，新《雷规》将老《雷规》的“雷电波侵入”改为“防闪电电涌侵入”，“防雷电感应”改为“闪电感应”。

笔者与多位专门从事10（20）kV变电所设计的技术人员交流时，得到的回答几乎都是铠装电缆金属外皮在进出变电所处要接地。

2 铠装电缆金属外皮接地不应忽视低压配电系统接地型式

就《雷规》规定进出建筑物的铠装电缆金属外皮接地是否考虑低压配电系统，笔者咨询了一些同行和专家，只有王厚余老先生明确指出必须要考虑，否则会出现满足防雷规定却不符合保护接地的要求，王老还将此问题写入其专著《建筑物电气装置600问》。

笔者为此专门联系《雷规》的主编，主编承认当低压配电系统为T T系统时按《雷规》的规定执行是存在问题的，但认为这应该属于GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》考虑的内容。

下面就常见的三相四线制低压配电的TN系统和TT系统来阐述。

以下接地系统是根据采用IEC标准的国家标准GB / T 16895. 1 - 2008 / IEC 60364 - 1：2005《低压电气装置 第1部分：基本原则、一般特性评估和定义》来定义的。

2. 1 常见低压配电系统TN接地型式（如图1所示）

对于图1所示的TN系统而言，按照《雷规》执行没什么问题，以图2的铠装电缆金属外皮在进出建筑物处接地的图表达比较清楚。

2. 2 低压配电系统T T接地型式（如图3、图4所示）

由图3、图4可以看出，T T系统如果进出建筑物的电缆金属外皮在电缆两端同时接地的话，就将T T系统的电源侧低压系统接地和负荷侧的保护接地进行连接没有分开，则变成了隐性的TN - S系统, 线路全程采用金属保护管也存在同样的问题，如此一来T T系统所具有的防止电源侧故障电压顺着PE线传导到负荷侧的优点将荡然无存。

也有同行提出，由于负荷侧为建筑物，一般都会实施保护等电位联结，虽然T T系统实际上是隐性TN - S系统，即便是电源侧发生接地故障，通过等电位的作用，人身电击事故将不致发生。按照这位同行的理由，那就可以直接选用TN - S系统，为何还要采用TT系统呢？从逻辑上说不通。

3 解决办法

对于这个问题，进出建筑物的铠装电缆金属外皮要接地又不能与 T T系统的定义相抵触，使低压配电系统接地与负荷侧保护接地不连在一起即可。T T系统如按《雷规》在实际工程中有两种情况，做法也不同：

a. 第一种放射式，即负荷侧是建筑物，如住宅等；

b. 第二种树干式，负荷侧是室外路灯。

3. 1 当低压配电给建筑物时

毕竟变电所电源侧铠装电缆金属外皮是否接地不是负荷侧电气设计所能控制的，为此王厚余老先生给出了他的建议，见图5。

就保护角度而言，铠装外皮不与建筑物接地装置相连就可以了，为何建议铠装外皮做绝缘处理的地方距离建筑物不小于15 m？因为以前的技术资料显示接地体之间间距不小于20 m时，才不会相互影响。而在2012年西门子公司的技术资料中，则要求两个接地可以至少相距15 m（如图6所示）。

3. 2 低压配电给路灯时

低压配电给路灯时采用铠装电缆的做法就不合适了，国家标准图集14D504《接地装置安装》125页道路照明T T系统做法示意图就存在这个情况，笔者认为这里不用铠装电缆，可以采用非铠装电缆穿高强度绝缘管敷设，实际上配电线路是双重绝缘，T T系统的优点体现得非常明显。

4 结语

依据GB / T 16895. 3 - 2004 / IEC 60364 - 5 - 54：2002《建筑物电气装置 第5 - 54部分：电气设备的选择和安装 接地配置、保护导体和保护联结导体》第542. 1. 1款的规定：“根据电气装置的要求，接地配置可以兼有或分别地承担防护和功能两种目的。对于防护目的要求，始终应当予以优先地考虑。”GB / T 50065 - 2011《交流电气装置的接地设计规范》第8. 1. 1条有类似规定，由此各类接地必须有协调。2014年4月研讨会上，笔者就此问题咨询了IEC TC64委员会主席Tison先生，他认为该问题应引起重视，这是电气装置和防雷两个委员会之间接口的问题，需要两个委员会协商后修改。

根据前述分析，对于不同低压配电系统接地型式，在电缆进出建筑物时电缆的金属外皮接地，应该有所区别，不能一概而论，《雷规》应有所体现。因此笔者建议《雷规》将来修订时，可作以下修改：“进出建筑物的金属管线应与防雷装置做防雷等电位连接，但当低压配电系统为T T系统时除外”。

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▼ 文章背后的故事 ▼

Q：李总，听说谢工主笔的文章是从考验您开始的，您知道他这篇文章的由来，能否说一下？

李顺康：2010年夏天的一个早上，老谢忽然打电话问我：据2000年版防雷规范的规定，进出建筑物的铠装电缆金属外皮要接地，A（变配电站）、B（受电用户）两幢各自独立的建筑物，低压配电采用TT系统供电时，因户外采用直埋敷设方式要用到铠装电缆，这样可以吗？

据老谢回忆，当时我倒吸了一口气，以我对老谢的了解，他问我技术问题一般多设有陷阱，我沉吟一下回话说：这里有问题，让我考虑考虑，2个小时后给结论。

挂断电话后，我转身接拨通王老的电话求助，令我没想到的是，当我把问题才说了一半，王老当即明确指出问题所在，不禁感慨王老概念之清晰、反应之迅速，一点都不像是85岁高龄的老年人，王老还立即给出了解决办法。我将王老的回答告诉了老谢，后来就形成了老谢的论文雏形，其解决办法就来自王老当时的答复。

事后老谢告诉我，之前他就这个问题考虑了好些天。在问过我以后，他又问了不少在职人员这个关于铠装电缆的接地问题，被问者都回答说：根据建筑物防雷设计方面的要求，铠装电缆的金属外皮应在进建筑物（各自在A、B两处的入户端）处接地，如此接地没问题。

老谢就这个问题又联系了防雷规范主编，主编承认防雷规范没考虑低压接地系统的区别，但说这属于《低压配电设计规范》内容，最后主编无奈地说新版的防雷规范已报批来不及改了，建议看看《低压配电设计规范》能否把修改意见加入。为了证明所说的情况，主编甚至把新版防雷规范报批稿发给了老谢供查证。防雷规范主编解决不了，老谢赶紧联系《低压配电设计规范》主编，看这里能否把修改意见放入，结果被告知《低压配电设计规范》也已报批无法修改。

2013年老谢就此问题写了文章并在苏州电气年会上宣读，当晚参加苏州电气年会的业内两位好友任炽尚、陈谦就老谢的文章建议增加不同低压接地系统SPD接线的差异，尤其是TT系统SPD的“3+1”接线（接线形式2）。本以为老谢能很快将这补充内容写入论文，直到今年老谢告诉我，SPD的问题很复杂，在这篇论文中，篇幅受限没法说清楚，SPD的内容他就不加了。

于是，今年看到他的这篇文章刊登在2016年第10期的《建筑电气》杂志上。

Q：谢工，为何要先问李总？除了李总写的内容外，还有什么要补充的？

谢炜：先回答第一个问题。李总是位专业知识渊博，领悟力强，还是极其认真和热心的人，从技术角度只要把他问倒了，估计大多数同行也答不上来；另外，写文章与他讨论，他会给出很好的建议；还有，你如果请教他技术问题，他若无法解答，他会帮查资料、请教内行，如同这次请教王老，最后他会讲解得非常透彻、细致。他平时非常温文尔雅，待人和蔼礼貌，只有仗义执言时才不见了上海男人的细腻。对我而言，李总亦师亦友亦兄长。需要说明的是，我电话李总的日期为2010年7月25 号左右，时间是上午9点，而他回电的时间是上午10点钟。

至于第二个问题，要说的内容比较多，咱们分开说吧。

首先，原文第1部分“在与专门从事10（20）kV变电所的设计人员交流时，得到的回答几乎都是低压配电铠装电缆金属外皮在变电所处是要接地的”叙述有疏漏，应该补充规范规定：而此做法规定最明确的是（GB50217-2007）《电力工程电缆设计规范》，其4.1.9条“电力电缆金属层必须直接接地。交流系统中三芯电缆的金属层，应在电缆线路两终端和接头等部位实施接地”，虽然并未规定电压等级。

上面补充内容是卞铠生老先生提醒我的，那是2013年9月，由于家中有事，遗忘了这个邮件以至于被忽略了，直到交稿以后在整理资料时，才发现这个提醒，可惜论文已经排版付印来不及修改补充，在此特别说明，另外在此也向卞老致歉。

其次，文章结尾处，依据《建筑物电气装置第5-54部分电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体》GB∕T16895.1-2008（IDT IEC60364-1:2005）第542.1.1条已有规定“根据电气装置的要求，接地配置可以兼容或分别地承担保护和功能两种目的。对于保护的目的要求，始终应当予以优先地考虑”，则是卞老电话告诉我的，在这里再次感谢卞老！

还有，王老当时给出的解决方案是铠装配电电缆金属外皮距离负荷侧建筑物>10m，理由则是避免两个接地装置的相互影响，王老后来建议≥20m，详见王老所著的《建筑物电气装置600问》。我是看到西门子的资料要求TT系统两个接地装置的间距不小于15m，后就采用了西门子资料的数据。

再有，在2013年的初稿中没有路灯的解决方案，论文合著者苏立康先生建议增加路灯采用TT系统供电时的解决方案，才有了现在文章的补充内容。

说明一下，卞老也把本文的思路转给了即将出版的《工业与民用供配电设计手册》相关章节的编写人员，相信新版手册不会落下这部分内容。

这篇论文如果可以重写的话，相信我可以写得更好一些。

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作者：

谢炜，苏州一科科建建筑设计研究院有限公司，高级工程师，副所长。

苏立康，福建省德化县建筑勘察设计所，工程师。

全文载于《建筑电气》2016年第10期，详文请见杂志。版权归《建筑电气》所有。