高層商住樓的衛(wèi)生間等電位聯(lián)結(jié)施工質(zhì)量通病及防治

■蔣繼樂(lè) ■中鐵城建集團(tuán)南昌建設(shè)有限公司，江西 南昌 330002

衛(wèi)生間大多兼有沐浴區(qū)域，而浴室被列為電擊危險(xiǎn)大的特殊場(chǎng)所，屢有發(fā)生電擊事故，造成人身傷害。做局部等電位聯(lián)結(jié)是預(yù)防的最好辦法。在明珠廣場(chǎng)工程的衛(wèi)生間等電位聯(lián)結(jié)的施工過(guò)程中，由于施工人員對(duì)等電位聯(lián)結(jié)理解不深刻，思想上不夠重視，對(duì)如何做局部等電位聯(lián)結(jié)還存在一些疑問(wèn)，局部等電位聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)僅簡(jiǎn)單的在圖紙上注明：等電位的施工內(nèi)容見(jiàn)《等電位聯(lián)結(jié)安裝》圖集，造成了局部等電位聯(lián)結(jié)內(nèi)容在施工中的不確定性、不規(guī)范性，存在一些誤區(qū)，施工中存在一些質(zhì)量通病。本文對(duì)此加以分析并提出防治措施。

1 工程概況

明珠廣場(chǎng)商務(wù)樓(一棟28層)和明珠廣場(chǎng)ABC商務(wù)寫(xiě)字樓(分別為28層、25層、24層)及其裙樓、多層商鋪和辦公樓等，總建筑面積121198平方米。其中包含樁基礎(chǔ)、地下室、土建、安裝、整體裝修、給排水、高低壓供電設(shè)備、智能化系統(tǒng)、消防、通風(fēng)工程等。其等電位聯(lián)結(jié)工程部分設(shè)計(jì)說(shuō)明如下：

(1)凡正常不帶電，而當(dāng)絕緣破壞有可能呈現(xiàn)電壓的一切電氣設(shè)備金屬外殼均應(yīng)可靠接地。

(2)本工程采用總等電位聯(lián)結(jié)，總等電位板由紫銅板制成，應(yīng)將建筑物內(nèi)保護(hù)干線、設(shè)備進(jìn)線總管、建筑物金屬構(gòu)件進(jìn)行聯(lián)結(jié)，總等電位聯(lián)結(jié)線采用BV－1x25mm穿PC32，總等電位聯(lián)結(jié)均采用各種型號(hào)的等電位卡子，不允許在金屬管道上焊接。有洗浴設(shè)備的衛(wèi)生間、淋浴間采用局部等電位聯(lián)結(jié)，從適當(dāng)?shù)牡胤揭鰞筛笥讦?6結(jié)構(gòu)鋼筋至局部等電位箱LEB，局部等電位箱暗裝，底距地0.3m。將衛(wèi)生間內(nèi)所有金屬管道、構(gòu)件聯(lián)結(jié)。具體做法參考國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)02D501－2《等電位聯(lián)結(jié)安裝》。

2 等電位聯(lián)結(jié)的概念及分類(lèi)

建筑物等電位聯(lián)結(jié)是建筑物內(nèi)可以導(dǎo)電的部分之間作電氣聯(lián)結(jié)，同時(shí)與接地系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，其作用就是以大地電位為參考電位，均衡電位，使電位差為零或處于一個(gè)安全值內(nèi)，最終使接觸電壓處于一個(gè)安全范圍。等電位的聯(lián)結(jié)是防止低配壓配電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障的關(guān)鍵措施之一，保障電氣裝置正常運(yùn)行，保護(hù)人身安全。

3 等電位聯(lián)結(jié)的作用

在高層商住樓內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)的作用有兩個(gè)：第一個(gè)，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生帶電體碰觸設(shè)備外殼等接地故障時(shí)，可以比大幅度降低接觸電壓;第二個(gè)，可以完全消除由PE線或其他途徑從外部導(dǎo)入的故障電壓引起的電擊事故。以下作簡(jiǎn)要分析。

3．1 降低接地故障導(dǎo)致的接觸電壓

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生帶電體碰觸設(shè)備外殼的接地故障時(shí)，如圖1，故障電流Id流過(guò)PE線和PEN線，產(chǎn)生接觸電壓Ut=Id(ZPE+ZPEN)，這時(shí)雖然在電源進(jìn)線處已經(jīng)將PE線重復(fù)接地，但重復(fù)接地的接地電阻和電源處的系統(tǒng)接地的接地電阻之和RB遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PE線和PEN線的阻抗(ZPE+ZPEN)，所以重復(fù)接地的降壓效果不明顯，此時(shí)電氣外殼將帶上對(duì)人體和設(shè)備非常危險(xiǎn)的電壓。

但是，如果電氣設(shè)備外殼已經(jīng)按圖2做了等電位聯(lián)結(jié)，故障電流Id就不會(huì)流過(guò)PEN線，而是通過(guò)PE線再通過(guò)接地線流入大地，ZPE僅為線路阻抗值和接地電阻值之和，其絕對(duì)值非常小，所以Ut=IdZPE也將會(huì)是一個(gè)很小的數(shù)值，這樣將保證人身和設(shè)備的安全。

3．2 消除外部故障電壓進(jìn)入引起的電氣危險(xiǎn)

如果低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，某處的相線與建筑物的金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生短路，但相線并沒(méi)有斷線，此時(shí)低壓配電系統(tǒng)產(chǎn)生故障電流Id，此故障電流Id不流過(guò)PE線，而是直接經(jīng)過(guò)大地返回電源，其大小受到圖中RE和RB的鉗制，不會(huì)超過(guò)電源出線處過(guò)電流保護(hù)裝置的整定值，無(wú)法使過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，所以故障將無(wú)法消除，此時(shí)故障電壓Uf=IdRB通過(guò)PEN線和PE線使設(shè)備外殼帶上危險(xiǎn)電壓。如圖3所示。

反之，如果建筑物內(nèi)做了等電位聯(lián)結(jié)，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分和電氣裝置外的可導(dǎo)電部分的電位同時(shí)升高為Uf，此時(shí)電位差為0，沒(méi)有電位差就不會(huì)引起導(dǎo)致人身和設(shè)備傷害的電氣事故。如圖4。

4 衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)結(jié)工作原理

衛(wèi)生間內(nèi)產(chǎn)生危險(xiǎn)電位原因很多，如電位靜電、金屬物導(dǎo)入、電器短路、漏電保護(hù)裝置失效、供電線路絕緣老化或中性點(diǎn)偏移、PE線斷開(kāi)、雷電波侵入、雷電感應(yīng)等。衛(wèi)生間大多兼做沐浴間，環(huán)境潮濕，人體沐浴后身體阻抗大幅降低，此時(shí)，若人體的一部分接觸這個(gè)危險(xiǎn)電位，即使只有10～20V，加載在人體上，在人體的任意兩點(diǎn)形成電位差，即接觸電壓，同時(shí)產(chǎn)生通過(guò)身體的電流，就會(huì)發(fā)生觸電事故。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，人們通常先想到切斷電源。目前通常的防觸電方法就是在室內(nèi)配電箱進(jìn)線回路和衛(wèi)生間的插座回路設(shè)置漏電保護(hù)裝置，整定動(dòng)作電流小于30mA，當(dāng)漏電電流達(dá)到整定動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置就會(huì)動(dòng)作，斷開(kāi)故障回路，以達(dá)到保護(hù)的目的。但是，由于人的身體在潮濕時(shí)的阻抗僅為干燥時(shí)的幾十分之一，即使電擊加載在人體上的電位差很小，流過(guò)人體的電流也將會(huì)會(huì)遠(yuǎn)大30mA，這個(gè)電流在切斷電源之前或同時(shí)已經(jīng)流過(guò)人體而使人身已經(jīng)受到電擊傷害了。如果事先將人體能夠接觸到的電器外殼和可以導(dǎo)入危險(xiǎn)電壓的金屬管道、金屬構(gòu)件等一切可導(dǎo)電部分在衛(wèi)生間設(shè)置的局部等電位聯(lián)結(jié)箱內(nèi)進(jìn)行電氣連通，使衛(wèi)生間內(nèi)任意兩點(diǎn)電位相同或相近，人體接觸這些導(dǎo)電部分時(shí)，沒(méi)有接觸不同電位，就不會(huì)在人體上產(chǎn)生電位差，就可以最大限度減少或消除接觸電壓。因此，在衛(wèi)生間設(shè)置局部等電聯(lián)結(jié)，降低接觸電壓，才能根本防止電擊傷害。保護(hù)原理及連接示意圖見(jiàn)圖5和圖6。

5 衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)結(jié)施工質(zhì)量通病及整治措施

5．1 少做或漏做，不能起到等電位保護(hù)作用

(1)設(shè)計(jì)文件中考慮到衛(wèi)生間日后可能安裝儲(chǔ)水式電熱水器并為此設(shè)置單相三眼插座，安裝高度距地2.5米。施工過(guò)程中，有些施工人員認(rèn)為衛(wèi)生間內(nèi)電熱水器已經(jīng)安裝專(zhuān)用三眼插座，插座內(nèi)的PE線已經(jīng)接地，分配電箱內(nèi)的插座回路也安裝有漏電保護(hù)短路器，所以電熱水器外殼無(wú)需做局部等電位聯(lián)結(jié)，也未預(yù)留等電位聯(lián)結(jié)線。這是不安全的做法。局部等電位聯(lián)結(jié)和漏電短路器分屬不同的安全措施，不能相為替代。如果電熱水器供電線路的相線發(fā)生短路故障，PE線會(huì)帶上對(duì)人體非常危險(xiǎn)的電壓。有等電位聯(lián)結(jié)后，與PE線聯(lián)結(jié)的熱水器外殼及周?chē)h(huán)境的電位都處于這個(gè)故障電壓，因而不會(huì)產(chǎn)生電位差引起的電擊危險(xiǎn)。(2)管道金屬套管、金屬支架未做等電位聯(lián)結(jié)。雖然管道與套管間的填充物并非導(dǎo)體，但套管與底板鋼筋接觸，人腳碰到后會(huì)形成電位差，鋼筋混凝墻體上的管道支架與鋼筋網(wǎng)接觸也易形成電位差，所以這些地方都應(yīng)該做等電位聯(lián)結(jié)。(3)衛(wèi)生間地面周邊的圈梁主筋沒(méi)有焊接聯(lián)通。圈梁主筋焊接連通并經(jīng)導(dǎo)通性檢測(cè)后，確保形成了導(dǎo)通環(huán)路，才能保證等電位聯(lián)結(jié)的有效性，才能防止觸電傷害，否則將留下安全隱患。(4)衛(wèi)生間底板鋼筋交叉的地方?jīng)]有進(jìn)行焊接，而僅用鐵絲綁扎。鐵絲綁扎處的接觸電阻較高，局部等電位所保護(hù)的低于12V的危險(xiǎn)電壓無(wú)法使鋼筋保證良好的導(dǎo)通性，也就無(wú)法保證的等電位聯(lián)結(jié)的可靠性。所以底板上的交叉鋼筋應(yīng)該采用點(diǎn)焊法焊接，保證導(dǎo)通良好。

(5)衛(wèi)生間墻體既有鋼筋混凝土現(xiàn)澆的，也有磚砌體。在鋼筋混凝土墻體澆筑前就要將其內(nèi)部鋼筋與地面鋼筋的焊接導(dǎo)通，尤其是在衛(wèi)生間角落與地面鋼筋的交接點(diǎn)處必須采用可靠的電焊連接導(dǎo)通。當(dāng)衛(wèi)生間為磚砌墻體時(shí)，如果發(fā)生暗埋在墻體內(nèi)的電氣管線或電氣設(shè)備漏電時(shí)，潮濕的墻面也會(huì)帶電，由于墻體也存在電阻，對(duì)地就會(huì)形成電位差。沐浴后潮濕的人體電阻小于墻體電阻，接觸墻面時(shí)，漏電電流就會(huì)流經(jīng)人體造成觸電。所以在水泥粉刷磚墻面時(shí)應(yīng)該襯上鋼絲網(wǎng)，并保證鋼絲網(wǎng)之間及鋼絲網(wǎng)與局部等電位箱可靠聯(lián)結(jié)導(dǎo)通。見(jiàn)圖7。(6)金屬管件未做等電位聯(lián)結(jié)。有些施工人員認(rèn)為，現(xiàn)在給排水管大多采用PPR及UPVC等類(lèi)型的管材，這些管材都非導(dǎo)電體，所以管道系統(tǒng)上的金屬閘閥等都不用做等電位聯(lián)結(jié)。盡管管材本身不導(dǎo)電，但是其接頭配件、閥門(mén)、管道水表等均是金屬材質(zhì)，而且管道內(nèi)部往往是充滿水，均能傳遞危險(xiǎn)電位。所以衛(wèi)生間內(nèi)部有這些明露可觸及的金屬管道配件均應(yīng)做好等電位聯(lián)結(jié)。

5．2 不正確的衛(wèi)生間等電位聯(lián)結(jié)做法

(1)衛(wèi)生間底板鋼筋沒(méi)有焊接成0.6*0.6m的網(wǎng)格。有的施工人員認(rèn)為底板鋼筋只要焊通就可以，是否焊接形成小于0.6*0.6m的網(wǎng)格無(wú)關(guān)緊要。當(dāng)發(fā)生接觸電壓時(shí)，人體上形成的電流經(jīng)腳底流至衛(wèi)生間的底板，由于存在電阻，人體承受將承受到跨步電壓，步長(zhǎng)越大，跨步電壓越大，人體受到的電擊傷害就越嚴(yán)重。但如果將底板鋼筋焊接成小于0.6*0.6m的網(wǎng)格，人體站立和行走跨步時(shí)的電位相等，就不會(huì)發(fā)生電擊事故。見(jiàn)圖8。(2)有的衛(wèi)生間內(nèi)沒(méi)有設(shè)計(jì)人體可能接觸到的電器或開(kāi)關(guān)，也就沒(méi)有PE線，但有的施工人員將附近的PE線引入衛(wèi)生間內(nèi)局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱。這種情況是不允許發(fā)生的，因PE線有可能因別處的故障而帶上危險(xiǎn)電位，并將此危險(xiǎn)電位引入衛(wèi)生間。

5．3 未做衛(wèi)生間局部等電位有效性測(cè)試或測(cè)試方法不正確

由于條件的限制，或者是對(duì)局部等電位聯(lián)結(jié)理解不深，施工結(jié)束，施工人員一般不進(jìn)行有效性測(cè)試，或者僅僅簡(jiǎn)單的用絕緣電阻測(cè)試儀、萬(wàn)用表測(cè)試是否導(dǎo)通。萬(wàn)用表的測(cè)量電流小于國(guó)家規(guī)定的0.2A，故不適用。絕緣電阻測(cè)試儀雖然能夠測(cè)試導(dǎo)通性，但是不能測(cè)量小于3Ω的等電位聯(lián)結(jié)電阻。為了消除安全隱患，必須采用伏安法測(cè)量等電位聯(lián)結(jié)端子板與等電位聯(lián)結(jié)范圍內(nèi)的非電導(dǎo)體末端之間的電阻，伏安法測(cè)電阻的原理是就是電路的歐姆定律。包括兩種測(cè)量電路：外接電流表法和內(nèi)接電流表法。如果電壓表內(nèi)阻RV＞＞等電位聯(lián)結(jié)電阻RX(下同)時(shí)，電壓表分流很少，所以適用外接電流表法。反之，RX＞電流表內(nèi)阻RA，電流表分流很少，則應(yīng)采用內(nèi)接電流表法。直流電流表內(nèi)阻一般為50～200Ω，電壓表內(nèi)阻為5～20kΩ，所以采用電流表外接法效果較好。校驗(yàn)局部等電位聯(lián)結(jié)防電擊的有效性的公式：R≤U/I

式中：R—人體可能會(huì)同時(shí)接觸到的外露導(dǎo)電部分和正常時(shí)不應(yīng)帶電的導(dǎo)體間電阻(單位：Ω);

I—漏電保護(hù)電器的整定動(dòng)作電流(單位：A);

U—允許最大接觸電壓上限值(單位：V);

測(cè)量時(shí)，通過(guò)多次改變電壓值多次測(cè)量，取各次測(cè)量值的算術(shù)平均值作為最終測(cè)量電阻值。實(shí)際施工一般采用分段測(cè)量，然后將測(cè)得的各段電阻值相加，若未達(dá)小于3Ω的標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)該采取措施，如增補(bǔ)跨接線等方法。

5．4 防治措施

防治衛(wèi)生間等電位聯(lián)結(jié)施工質(zhì)量通病必須把技術(shù)措施、組織措施、管理措施結(jié)合起來(lái)。

(1)施工前要仔細(xì)審圖。不僅要熟悉電氣圖，還要對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置進(jìn)行認(rèn)真分析，要充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。施工人員經(jīng)驗(yàn)不足，很容易因工種(序)配合不當(dāng)而造成施工錯(cuò)漏。最常見(jiàn)的是鋼筋網(wǎng)的錯(cuò)、漏焊。(2)還要注意設(shè)計(jì)中的說(shuō)明，并做好技術(shù)交底。(3)實(shí)行見(jiàn)證取樣，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。在施工過(guò)程中，施工人員經(jīng)常隨意用普通結(jié)構(gòu)鋼筋焊接，或者用使用未鍍鋅材料。(4)等電位聯(lián)結(jié)工程的焊接質(zhì)量非常重要，所以要選用有上崗資質(zhì)的焊接作業(yè)人員進(jìn)行焊接操作。(5)預(yù)防為主，加強(qiáng)關(guān)鍵部位和工序的質(zhì)量控制。在施工組織和技術(shù)交底文件中，預(yù)先制定防控措施，施工中按照預(yù)案加強(qiáng)隨檢，確保施工質(zhì)量。(6)認(rèn)真核查衛(wèi)生間等電位聯(lián)結(jié)的施工，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求后，才允許工程進(jìn)入下道工序。(7)制定自檢互驗(yàn)制度：每道工序完工后先由具體操作人員自檢，自檢合格后再由工班內(nèi)不同的作業(yè)人員互相交叉檢查，全部合格后再由電氣工程師進(jìn)行檢查和確認(rèn)，若發(fā)現(xiàn)不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，則馬上進(jìn)行處理，直至符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，每次自檢互驗(yàn)后都應(yīng)該形成完整的文字記錄。