4．11接地和防雷
4.11.1 排水泵站和污水处理厂建（构）筑物防雷分类及防雷措施应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的有关规定。
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4．11．1考虑现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057规定得比较具体，防雷构筑物分类及做法可参照执行。
4.11.2 排水泵站和污水处理厂电气与自动化系统应设有工作接地、保护接地和防雷接地。
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4．11．2工作接地是指在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地，如电源中性点接地等。保护接地是电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，可能因绝缘损坏而带电，为防止其危及人身和设备安全而设的接地，如电气装置的金属外壳、母线金属支架的接地等。此外为了消除静电对电气装置和人身安全的危害需要设防静电接地。防雷接地有直击雷防护和感应过电压保护两种，是为了防止雷击和感应过电压对人身安全和电气装置的危害而设置的接地，如建筑物的防雷、电气设备或线路的防雷接地等。
4.11.3 防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值应按接入设备中要求的最小值确定。
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4．11．3共用接地系统是由接地装置和等电位连接网络组成。接地装置是由自然接地体和人工接地体组成。采用共用接地系统的目的是达到均压、等电位以减小各种接地设备间、不同系统之间的电位差。其接地电阻因采取了等电位连接措施，所以按接入设备中要求的最小值确定。
4.11.4 接地装置应优先利用建筑物的主钢筋作为自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。
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4．11．4自然接地体是指兼作接地极用的直接与大地接触的金属构件、金属井、建造物、构筑物的钢筋混凝土基础内的钢筋等。
当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4％，基础外表面无防水层时，应优先利用基础内的钢筋作为接地装置。但如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时，不宜利用在基础内的钢筋作为接地装置。
当有防水油毡、防水橡胶或防水沥青层的情况下，宜在建筑物外面四周敷设闭合连接的水平接地体。该接地体可埋设在建筑物散水坡及灰土基础1m以外的基础槽边。
对于设有多种电子信息系统的建筑物，同时又利用基础（筏基或箱基）底板内钢筋构成自然接地体时，无须另设人工闭合环形接地装置。但为了接入建筑物的各种线路、管道作等电位连接的需要，也可以在建筑物四周设置接地装置。此时基础或地下室地面内的钢筋、室内等电位连接干线，宜每隔5m～10m引出接地线与接地装置连成一体，作为等电位连接的一部分。
4.11.5 变电所的接地装置，除利用自然接地体外，还应敷设人工接地网。对10kV及以下变电所，当采用建筑物的基础作为接地体能够满足接地电阻要求时，可不另设人工接地体。
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4．11．5对于可以利用自然接地体的场所，应充分利用自然接地体来降低接地电阻，既能节省成本，也有利于形成等电位连接。
4.11.6 人工接地体的材料可采用水平敷设的镀锌圆钢、扁钢及垂直敷设的镀锌角钢、圆钢等。接地装置的导体截面，应符合热稳定与均压的要求，钢接地体和接地线的最小规格应符合表4.11.6的规定。
表4.11.6 钢接地体和接地线的最小规格
注：表中b为钢管管壁厚度。
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4．11．6人工接地体的材质、规格除考虑机械强度的要求外，还要考虑腐蚀的影响。
4.11.7 各电气设备的接地线应直接连接到接地干线上，严禁将设备的接地线串联接地。
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4．11．7为保证接地系统的可靠，不允许设备接地端串联连接。
4.11.8 系统设备采用三相四线制供电时，配电线路接地保护应采用TN-S、TN-C-S及TT系统。
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4．11．8低压配电系统接地形式有TN系统（TN-S、TN-C、TN-C-S）、TT系统和IT系统三种：
TN系统是所有受电设备的外露可导电部分必须用保护线PE（或保护中心线即PEN线）与电力系统的接地（即中心点）相连接。
TT系统是共用同一接地保护装置的所有电气装置的外露可导电部分，必须用保护线与外露可导电部分共用的接地极连在一起（或与保护接地母线、总接地端子相连）。
IT系统是任何带电部分（包括中性线）严禁直接接地。所有设备外露可导电部分均应通过保护线与接地极（或保护接地母线、总接地端子）连接，可采用公共的接地极，也可采用个别的或成组的单独接地极。
4.11.9 在TN-C系统中，PEN线严禁接入开关设备。在TT或TN-S系统中，当需要断开N线时，应装设能同时切断相线和N线的两极或四极保护电器。
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4．11．9在TN-C系统中，当保护接地中性导体断开时，有可能危及人身安全，因此严禁接入开关设备。当需要断开N线时，对于单相回路，应选用两极开关或1P＋N开关，对于三相回路，应选用四极开关。
4.11.10 下列装置的金属外壳或外露导电部件应接地：
1 变压器、电机、手握式及移动式电器；
2 屋内、屋外配电装置金属构架、钢筋混凝土构架等；
3 配电屏，控制屏、台，仪表盘（箱）的框架；
4 电缆的金属外皮及电缆的接线盒、终端盒；
5 配电线路的金属保护架、保护管、电缆支架、电缆桥架、母线槽。
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4．11．10电气设备的可触及导电部件，在正常情况下不带电的金属部分由于绝缘破坏而有可能带电者，均应与保护接地可靠连接。
4.11.11 盛水构筑物上所有可触及的导电部件和构筑物内部钢筋等均应作等电位连接，并应可靠接地。
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4．11．11排水泵站和污水处理厂内各类盛水构筑物是容易产生电气安全问题的场所，等电位连接是安全保障的根本措施。本条规定要求盛水构筑物上各种可触及的外露导电部件和构筑物本体始终处于等电位接地状态，保障人员安全。
4.11.12 自动控制系统的工作接地与低压供电系统的保护接地宜采用联合接地方式，接地电阻不应大于1Ω。
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4．11．12控制系统建立一个接地电阻不大于1Ω的接地系统，作为各接地装置的统一接地体（当采用单独接地时的接地电阻≤4Ω）。接地排敷设至控制设备安装点，并留有端接排，用于设备至接地排之间的连接。
采用尽可能短的铜编织带把PLC、变送器、通信设备、机架等需要等电位连接的设备分别接到等电位接地网格上。
4.11.13 本安线路、本安型仪表应可靠接地。本安型仪表系统的接地宜采用独立的接地极或接至信号回路的接地极上。
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4．11．13本条特指齐纳式安全栅接地要求。如果采用隔离式安全栅的本质安全系统，不需要专门接地。
4.11.14 同一构筑物内的控制系统宜建立统一接地网并设置总等电位连接板。
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4．11．14按照电气等电位联结原则，检测仪表、控制系统设备和其他电气设备宜采用联合接地方式，设置统一的接地系统和总等电位连接板。综合控制箱、柜内的保护接地、信号回路接地、屏蔽接地等可分别经各自的接地母线，连接到总等电位连接板。
4.11.15 连接外场设备屏蔽线缆接地应采用一点接地（又称单端接地）。
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4．11．15在敷设屏蔽电缆时，屏蔽层的接地是应特别注意的问题。不适当的接地方法不仅会把屏蔽层的作用抵消，而且还会产生新的环流噪声干扰。
4.11.16 传感器回路的接地点应设在显示仪表侧，检测仪表信号回路的接地点应设在控制器侧。
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4．11．16本条规定了接地点的设置，接地点应设在显示单元及控制器等易受干扰端。
4.11.17 弱电系统设备的防雷与接地应符合现行国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。
4.11.18 所有进出防雷保护区的金属线路应加装防雷保护器。所有的保护器都应可靠接地。
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4．11．18我国处于温带多雷地区，每年平均雷暴日为25d～100d。我国没有一个地方可免受雷灾，每年因此遭受巨大损失。防雷措施应包括防直击雷措施和防感应雷措施。所安装的电源、控制室、检测仪表、监视系统的设备应在电磁、静电和感应暂态电压以及其他可能出现的特殊情况下安全运行，并具有足够的防止过电压及抗雷电措施；安装SPD可以有效防止感应雷击过电压。
4.11.19 电涌保护器应符合下列规定：
1 B级，用于局部区域的总配电保护，10/350μs波形，12.5kA级；
2 C级，用于局部区域内各二级电气回路保护，8/20μs波形，40kA级；
3 D级，用于重要设备的重点保护，8/20μs波形，5kA级。
4.11.20 电气设备应装设防雷装置及电涌保护器，并应符合下列规定：
1 在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时应取等于或大于12.5kA。
2 当YYn-0型或DYn-11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，应在变压器高压侧装设接闪器；在低压侧的配电屏上，当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时应取等于或大于12.5kA；当无线路引出本建筑物时，应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
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4．11．20排水泵站和污水处理厂构筑物、建筑物较多，由室外引入的总配电箱及室外配电箱等均需装设Ⅰ级试验的SPD。
在建筑物的防雷装置遭雷击时，接地装置的电位升高，变压器外壳的电位也升高，由于变压器高压侧各相绕组是相连的，对外壳的雷击高电位来说，可看作处于同一低电位，外壳的雷击高电位可能击穿高压绕组的绝缘，因此，应在高压侧装设接闪器。当接闪器反击穿时，高压绕组则处于与外壳相近的电位，高压绕组得到保护。另一方面，由于变压器低压侧绕组的中心点通常与外壳在电气上是直接连在一起的，当外壳电位升高时，该电位加到低压绕组上，低压绕组有电流流过，并通过变压器高、低压绕组的电磁感应使高压绕组匝间可能产生危险的电位差。若在低压侧装设SPD，当外壳出现危险的高电位时，SPD动作放电，大部分雷电流流经与低压绕组并联的SPD，因此，保护了高压绕组。
没有线路引出建筑物时，应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器。电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA，该规定是因为低压线路的地电位（PE导体、共用接地系统）与SPD的接地端电位相同（在同一平面上）或高于SPD接地端电位（在建筑物的高处），流经SPD的电流和能量有限，即不会有大的雷电流再从SPD的接地端经SPD和低压线路的分布电容流回与SPD接地端相连的接地装置。但此时SPD的动作将保护低压装置的绝缘免遭击穿破坏。
4.11.21 电涌保护器的后备保护宜采用SPD专用后备保护器（SCB）。
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4．11．21SPD在工程中应用较多，按照现行国家标准《低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法》GB18802．1，SPD安装线路上应有过电流保护器件，该器件应具备如下能力：
1分断SPD安装电路的预期短路电流；
2耐受安装电路SPD的Imax或Iimp或Uoc的冲击不断开；
3电源出现暂态过电压或SPD出现劣化引起流入大于5A的危险漏电流（或SPD起火）时能够瞬时断开。
根据上述要求，推荐采用SPD专用后备保护器（SCB），具有抗电涌电流冲击能力强、短路电流保护动作值低（3A～5A）、体积小、分断能力强等特点。
4.11.22 当电源接入控制设备或通信设备机柜时，应设置电涌保护装置。当通信电缆接入通信机柜时，应设置与通信端口工作电平相匹配的电涌保护装置。当信号电缆接入控制机柜时，宜设置与信号工作电平相匹配的电涌保护装置。
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4．11．22自动化系统所安装的电源、检测仪表以及其他设备应在电磁、静电和暂态电压以及其他可能出现的特殊情况下安全运行，并且有足够的防止过电压及抗雷电措施，有效防御雷电灾害。
4.11.23 控制器和检测仪表的电源、4mA～20mA DC信号、脉冲信号电缆跨越防雷保护区时，在现场仪表端和就地控制站侧端口上必须配置防雷保护器。
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4．11．23仪表和控制设备的电源线、4mA～20mA检测信号线、流量脉冲信号线、现场总线、以太网线等两端加装电涌保护器，能够泄放雷击电流或消除感应过电压，保护现场仪表和控制设备。
