談等電位聯(lián)結(jié)及其作用

張志明

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

等電位通俗的講就是帶電體電位相等，在學(xué)校中學(xué)習(xí)的概念是，在一個(gè)帶電線路中如果兩點(diǎn)之間沒有電位差，則我們就認(rèn)為這兩個(gè)點(diǎn)是等電位的。等電位聯(lián)結(jié)就是將所有電位相等的點(diǎn)連接起來，在實(shí)際工程中的等電位聯(lián)結(jié)就是將建筑物中正常時(shí)不帶電，故障時(shí)有可能帶電的導(dǎo)體與接地極連接起來，使故障時(shí)可能帶電的導(dǎo)體與接地體沒有電勢(shì)差，達(dá)到保護(hù)人身安全的目的。IEC標(biāo)準(zhǔn)這樣闡述:為了避免電位差和提供屏蔽效應(yīng)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置等電位連接網(wǎng)。GB 50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)等電位聯(lián)結(jié)定義“將分開的諸金屬物體直接用連接導(dǎo)體或經(jīng)電涌保護(hù)器連接到防雷裝置上以減小雷電流引發(fā)的電位差。”GB 50054-2011低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范定義:“使各外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分電位基本相等的電氣連接”?？傊入娢宦?lián)結(jié)就是采取措施使各導(dǎo)體或有可能產(chǎn)生帶電的導(dǎo)體之間沒有電位差。等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和輔助等電位聯(lián)結(jié)。

總等電位聯(lián)結(jié)(MEB):顧名思義，總等電位聯(lián)結(jié)就是整個(gè)建筑物等電位的連接，它把整個(gè)建筑物有可能帶電的導(dǎo)體連接起來，使整個(gè)建筑物處于一個(gè)等同的電勢(shì)值，這樣避免了建筑物內(nèi)部各導(dǎo)體之間存在電勢(shì)差，防止電磁干擾和間接接觸電擊的危害。一般的總等電位需要連接的導(dǎo)體有:1)總配電箱的PE(PEN)母排;2)建筑物的供排水，采暖、空調(diào)、燃?xì)獾裙艿?3)電源進(jìn)線、弱電進(jìn)線，包括消防進(jìn)線，通信進(jìn)線的套管等;4)可利用的結(jié)構(gòu)鋼筋;5)接地引下線，包括人工接地，基礎(chǔ)接地，防靜電接地，防雷引下線等等。局部等電位聯(lián)結(jié)(LEB):當(dāng)電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足切斷故障回路的時(shí)間要求時(shí)，然后在一局部范圍內(nèi)將各可導(dǎo)電部分連通，稱作局部等電位聯(lián)結(jié)。通常局部等電位聯(lián)結(jié)可以看成是在局部范圍內(nèi)的總等電位聯(lián)結(jié)。局部等電位根據(jù)不同區(qū)域聯(lián)結(jié)的導(dǎo)體不同，但一般連接兩大部分:1)公用設(shè)施的金屬管道;2)建筑物金屬結(jié)構(gòu)。輔助等電位聯(lián)結(jié)(SEB):在導(dǎo)體之間，用導(dǎo)線直接連通，使其電位相等或相近，稱作輔助等電位聯(lián)結(jié)。

各種等電位聯(lián)結(jié)的作用:

總等電位聯(lián)結(jié)作用:總等電位聯(lián)結(jié)就是將建筑物內(nèi)部和建筑物本身的所有的大金屬構(gòu)件全部用導(dǎo)體進(jìn)行電氣連接，使整個(gè)建筑物的正常非帶電導(dǎo)體處于電氣連通狀態(tài)。其作用主要有三大點(diǎn):1)雷擊保護(hù):JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:在防雷裝置與其他設(shè)施和建筑物內(nèi)人員無法隔離的情況下，裝有防雷裝置的建筑物，應(yīng)采取等電位聯(lián)結(jié)，等電位聯(lián)結(jié)是內(nèi)部防雷措施的一部分。當(dāng)雷電擊中建筑物時(shí)，產(chǎn)生巨大雷電流，若沒有等電位聯(lián)結(jié)，直擊雷順著室外金屬導(dǎo)體直接破壞建筑物，同時(shí)，防雷設(shè)施的接閃器引下來的雷電流產(chǎn)生巨大感應(yīng)電壓，這些巨大的感應(yīng)電壓向附近的金屬導(dǎo)體放電，產(chǎn)生感應(yīng)雷擊，感應(yīng)雷擊和直擊雷危害巨大，所以為了防止雷擊帶來的財(cái)產(chǎn)損害和生命危險(xiǎn)，必須設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)，設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)后，雷擊產(chǎn)生的雷電流順著導(dǎo)體流入大地，所以等電位聯(lián)結(jié)是防雷擊保護(hù)的重要措施。2)靜電防護(hù):靜電是指物體表面過剩或不足的靜止的電荷。靜電分布較廣，不但固體、液體中有，氣體當(dāng)中也有靜電，靜電電量雖然不大，但危害極大，最嚴(yán)重的是靜電放電引起靜電火花，容易引起可燃物的起火。等電位聯(lián)結(jié)可以有效地消除靜電，將導(dǎo)體靜電電荷收集并傳送到接地網(wǎng)，從而有效地消除和防止靜電危害。3)接地故障保護(hù):我國(guó)目前供電的接地系統(tǒng)一般采取TN系統(tǒng)，TN電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與該接地點(diǎn)相連接。當(dāng)電氣裝置發(fā)生故障時(shí)，外露部分帶電，這樣導(dǎo)致PE線上會(huì)產(chǎn)生故障電壓，使線路產(chǎn)生接地故障，從而使整個(gè)供電電路出現(xiàn)癱瘓。若有等電位聯(lián)結(jié)后，產(chǎn)生接地故障的電路因保護(hù)開關(guān)而切斷電源，不影響整個(gè)供電線路，因不會(huì)產(chǎn)生電位差而發(fā)生一些連鎖的二次災(zāi)害，如火災(zāi)等。根據(jù)國(guó)內(nèi)外電氣事故統(tǒng)計(jì)，有相當(dāng)一部分電氣事故因接地故障而引起，所以建筑物內(nèi)作總等電位聯(lián)結(jié)可消除或降低這種故障電壓。因此，IEC 60364-4-41要求每棟建筑物均設(shè)有總等電位聯(lián)結(jié)端子板，由總等電位聯(lián)結(jié)端子板與進(jìn)出建筑物的導(dǎo)體以及PE線進(jìn)行連接。

局部等電位作用:1)電磁保護(hù):在特殊的房間(如IT機(jī)房)由于供電系統(tǒng)中，脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線形成電磁感應(yīng)，致使很多電子原件功能失效，這樣導(dǎo)致了系統(tǒng)崩潰，致使大量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，所以我們通常對(duì)特殊房間采取屏蔽處理，然后在機(jī)房分界面做局部等電位聯(lián)結(jié)，這樣保證所有屏蔽和設(shè)備外殼之間實(shí)現(xiàn)良好的電氣連接，最大限度減小了電位差，保障了電子原件的正常運(yùn)行。2)觸電保護(hù):JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范12．8指出浴池，游泳池，噴水池，帶洗浴的衛(wèi)生間，特殊的醫(yī)療場(chǎng)所，醫(yī)院手術(shù)室，農(nóng)牧業(yè)等地方都應(yīng)設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié)，這些特殊場(chǎng)合要求更低的接觸電壓，例如洗浴衛(wèi)生間:一個(gè)微小的電流就有可能對(duì)洗浴的人產(chǎn)生生命危險(xiǎn)，通過局部等電位聯(lián)結(jié)可以使電氣設(shè)備外殼與樓板墻壁電勢(shì)相等，沒有電勢(shì)差，從而沒有電流，極大地避免電擊的傷害，使人免于觸電。所以2012年8月開始實(shí)行的新的建設(shè)部《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》8．7．2．5中，設(shè)有洗浴設(shè)備的衛(wèi)生間應(yīng)作局部等電位聯(lián)結(jié)。條文解釋是:總電位聯(lián)結(jié)是用來均衡電位，降低人體受到電擊時(shí)的接觸電壓，是接地保護(hù)的一項(xiàng)重要措施。

輔助等電位聯(lián)結(jié)(SEB)的作用:輔助等電位聯(lián)結(jié)(SEB)是在相鄰導(dǎo)電部分間，用導(dǎo)線直接連通，使其電位相等或接近，一般是在電氣裝置的某部分接地故障保護(hù)不能滿足切斷回路的時(shí)間要求時(shí)，作輔助等電位聯(lián)結(jié)，把兩導(dǎo)電部分之間聯(lián)結(jié)后能降低接觸電壓。

等電位在現(xiàn)實(shí)工程的應(yīng)用情況:等電位聯(lián)結(jié)是防雷安全保護(hù)中的最重要的一項(xiàng)基本措施。但是很多工程的設(shè)計(jì)和施工并不強(qiáng)調(diào)等電位聯(lián)結(jié)的作用，特別是大部分新建建筑物的圖紙中，等電位設(shè)計(jì)都不完善甚至都沒有等電位這一項(xiàng)，比如實(shí)際的設(shè)計(jì)很少有衛(wèi)生間的等電位，還有防雷檢查中往往忽視等電位端子的檢查，所以這些工程存在很大安全隱患?？偟入娢宦?lián)結(jié)不是一項(xiàng)可有可無的電氣安全措施，它以均衡電位來降低接觸電壓，它在保護(hù)人身安全方面有不可代替的作用，當(dāng)漏電保護(hù)器因各種因素?zé)o法對(duì)電位升高進(jìn)行切斷時(shí)，可以采用等電位聯(lián)結(jié)措施來彌補(bǔ)漏電斷路器缺陷。IEC標(biāo)準(zhǔn)和一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的電氣規(guī)范都將總等電位聯(lián)結(jié)列為接地故障保護(hù)的基本條件?？傊?，等電位聯(lián)結(jié)對(duì)用電安全，防雷以及電子信息設(shè)備的正常工作和安全使用，都是十分必要的。根據(jù)理論分析，等電位聯(lián)結(jié)作用范圍越小，電氣上越安全。所以希望各設(shè)計(jì)同行在設(shè)計(jì)時(shí)一定完善等電位的設(shè)計(jì)，建設(shè)主管部門加強(qiáng)新建建筑物中等電位聯(lián)結(jié)一項(xiàng)的審核力度，共同把這項(xiàng)安全措施實(shí)施到位。

［1］ JGJ 16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［2］ GB 50057-2010，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］ 王厚余．低壓電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2006．

［4］ 施耐德電氣(中國(guó))投資有限公司．電氣裝置應(yīng)用指南［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2009．

［5］ GB 50096-2011，住宅設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［6］ GB 50054-2011，低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．