高層商住樓的衛(wèi)生間等電位聯(lián)結施工質量通病及防治

■蔣繼樂 ■中鐵城建集團南昌建設有限公司，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大的特殊場所，屢有發(fā)生電擊事故，造成人身傷害。做局部等電位聯(lián)結是預防的最好辦法。在明珠廣場工程的衛(wèi)生間等電位聯(lián)結的施工過程中，由于施工人員對等電位聯(lián)結理解不深刻，思想上不夠重視，對如何做局部等電位聯(lián)結還存在一些疑問，局部等電位聯(lián)結的設計僅簡單的在圖紙上注明：等電位的施工內容見《等電位聯(lián)結安裝》圖集，造成了局部等電位聯(lián)結內容在施工中的不確定性、不規(guī)范性，存在一些誤區(qū)，施工中存在一些質量通病。本文對此加以分析并提出防治措施。

1 工程概況

明珠廣場商務樓(一棟28層)和明珠廣場ABC商務寫字樓(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、地下室、土建、安裝、整體裝修、給排水、高低壓供電設備、智能化系統(tǒng)、消防、通風工程等。其等電位聯(lián)結工程部分設計說明如下：

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

(2)本工程采用總等電位聯(lián)結，總等電位板由紫銅板制成，應將建筑物內保護干線、設備進線總管、建筑物金屬構件進行聯(lián)結，總等電位聯(lián)結線采用BV－1x25mm穿PC32，總等電位聯(lián)結均采用各種型號的等電位卡子，不允許在金屬管道上焊接。有洗浴設備的衛(wèi)生間、淋浴間采用局部等電位聯(lián)結，從適當?shù)牡胤揭鰞筛笥讦?6結構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)生間內所有金屬管道、構件聯(lián)結。具體做法參考國家建筑標準設計02D501－2《等電位聯(lián)結安裝》。

2 等電位聯(lián)結的概念及分類

建筑物等電位聯(lián)結是建筑物內可以導電的部分之間作電氣聯(lián)結，同時與接地系統(tǒng)聯(lián)結，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安全值內，最終使接觸電壓處于一個安全范圍。等電位的聯(lián)結是防止低配壓配電系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障的關鍵措施之一，保障電氣裝置正常運行，保護人身安全。

3 等電位聯(lián)結的作用

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

3．1 降低接地故障導致的接觸電壓

當電氣設備發(fā)生帶電體碰觸設備外殼的接地故障時，如圖1，故障電流Id流過PE線和PEN線，產生接觸電壓Ut=Id(ZPE+ZPEN)，這時雖然在電源進線處已經將PE線重復接地，但重復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遠遠大于PE線和PEN線的阻抗(ZPE+ZPEN)，所以重復接地的降壓效果不明顯，此時電氣外殼將帶上對人體和設備非常危險的電壓。

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

3．2 消除外部故障電壓進入引起的電氣危險

如果低壓配電系統(tǒng)運行時，某處的相線與建筑物的金屬結構發(fā)生短路，但相線并沒有斷線，此時低壓配電系統(tǒng)產生故障電流Id，此故障電流Id不流過PE線，而是直接經過大地返回電源，其大小受到圖中RE和RB的鉗制，不會超過電源出線處過電流保護裝置的整定值，無法使過電流保護裝置動作，所以故障將無法消除，此時故障電壓Uf=IdRB通過PEN線和PE線使設備外殼帶上危險電壓。如圖3所示。

反之，如果建筑物內做了等電位聯(lián)結，電氣設備外露可導電部分和電氣裝置外的可導電部分的電位同時升高為Uf，此時電位差為0，沒有電位差就不會引起導致人身和設備傷害的電氣事故。如圖4。

4 衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)結工作原理

衛(wèi)生間內產生危險電位原因很多，如電位靜電、金屬物導入、電器短路、漏電保護裝置失效、供電線路絕緣老化或中性點偏移、PE線斷開、雷電波侵入、雷電感應等。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，若人體的一部分接觸這個危險電位，即使只有10～20V，加載在人體上，在人體的任意兩點形成電位差，即接觸電壓，同時產生通過身體的電流，就會發(fā)生觸電事故。當發(fā)現(xiàn)有人觸電時，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配電箱進線回路和衛(wèi)生間的插座回路設置漏電保護裝置，整定動作電流小于30mA，當漏電電流達到整定動作電流時，保護裝置就會動作，斷開故障回路，以達到保護的目的。但是，由于人的身體在潮濕時的阻抗僅為干燥時的幾十分之一，即使電擊加載在人體上的電位差很小，流過人體的電流也將會會遠大30mA，這個電流在切斷電源之前或同時已經流過人體而使人身已經受到電擊傷害了。如果事先將人體能夠接觸到的電器外殼和可以導入危險電壓的金屬管道、金屬構件等一切可導電部分在衛(wèi)生間設置的局部等電位聯(lián)結箱內進行電氣連通，使衛(wèi)生間內任意兩點電位相同或相近，人體接觸這些導電部分時，沒有接觸不同電位，就不會在人體上產生電位差，就可以最大限度減少或消除接觸電壓。因此，在衛(wèi)生間設置局部等電聯(lián)結，降低接觸電壓，才能根本防止電擊傷害。保護原理及連接示意圖見圖5和圖6。

5 衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)結施工質量通病及整治措施

5．1 少做或漏做，不能起到等電位保護作用

(1)設計文件中考慮到衛(wèi)生間日后可能安裝儲水式電熱水器并為此設置單相三眼插座，安裝高度距地2.5米。施工過程中，有些施工人員認為衛(wèi)生間內電熱水器已經安裝專用三眼插座，插座內的PE線已經接地，分配電箱內的插座回路也安裝有漏電保護短路器，所以電熱水器外殼無需做局部等電位聯(lián)結，也未預留等電位聯(lián)結線。這是不安全的做法。局部等電位聯(lián)結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線會帶上對人體非常危險的電壓。有等電位聯(lián)結后，與PE線聯(lián)結的熱水器外殼及周圍環(huán)境的電位都處于這個故障電壓，因而不會產生電位差引起的電擊危險。(2)管道金屬套管、金屬支架未做等電位聯(lián)結。雖然管道與套管間的填充物并非導體，但套管與底板鋼筋接觸，人腳碰到后會形成電位差，鋼筋混凝墻體上的管道支架與鋼筋網接觸也易形成電位差，所以這些地方都應該做等電位聯(lián)結。(3)衛(wèi)生間地面周邊的圈梁主筋沒有焊接聯(lián)通。圈梁主筋焊接連通并經導通性檢測后，確保形成了導通環(huán)路，才能保證等電位聯(lián)結的有效性，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沒有進行焊接，而僅用鐵絲綁扎。鐵絲綁扎處的接觸電阻較高，局部等電位所保護的低于12V的危險電壓無法使鋼筋保證良好的導通性，也就無法保證的等電位聯(lián)結的可靠性。所以底板上的交叉鋼筋應該采用點焊法焊接，保證導通良好。

(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部鋼筋與地面鋼筋的焊接導通，尤其是在衛(wèi)生間角落與地面鋼筋的交接點處必須采用可靠的電焊連接導通。當衛(wèi)生間為磚砌墻體時，如果發(fā)生暗埋在墻體內的電氣管線或電氣設備漏電時，潮濕的墻面也會帶電，由于墻體也存在電阻，對地就會形成電位差。沐浴后潮濕的人體電阻小于墻體電阻，接觸墻面時，漏電電流就會流經人體造成觸電。所以在水泥粉刷磚墻面時應該襯上鋼絲網，并保證鋼絲網之間及鋼絲網與局部等電位箱可靠聯(lián)結導通。見圖7。(6)金屬管件未做等電位聯(lián)結。有些施工人員認為，現(xiàn)在給排水管大多采用PPR及UPVC等類型的管材，這些管材都非導電體，所以管道系統(tǒng)上的金屬閘閥等都不用做等電位聯(lián)結。盡管管材本身不導電，但是其接頭配件、閥門、管道水表等均是金屬材質，而且管道內部往往是充滿水，均能傳遞危險電位。所以衛(wèi)生間內部有這些明露可觸及的金屬管道配件均應做好等電位聯(lián)結。

5．2 不正確的衛(wèi)生間等電位聯(lián)結做法

(1)衛(wèi)生間底板鋼筋沒有焊接成0.6*0.6m的網格。有的施工人員認為底板鋼筋只要焊通就可以，是否焊接形成小于0.6*0.6m的網格無關緊要。當發(fā)生接觸電壓時，人體上形成的電流經腳底流至衛(wèi)生間的底板，由于存在電阻，人體承受將承受到跨步電壓，步長越大，跨步電壓越大，人體受到的電擊傷害就越嚴重。但如果將底板鋼筋焊接成小于0.6*0.6m的網格，人體站立和行走跨步時的電位相等，就不會發(fā)生電擊事故。見圖8。(2)有的衛(wèi)生間內沒有設計人體可能接觸到的電器或開關，也就沒有PE線，但有的施工人員將附近的PE線引入衛(wèi)生間內局部等電位聯(lián)結端子箱。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電位，并將此危險電位引入衛(wèi)生間。

5．3 未做衛(wèi)生間局部等電位有效性測試或測試方法不正確

由于條件的限制，或者是對局部等電位聯(lián)結理解不深，施工結束，施工人員一般不進行有效性測試，或者僅僅簡單的用絕緣電阻測試儀、萬用表測試是否導通。萬用表的測量電流小于國家規(guī)定的0.2A，故不適用。絕緣電阻測試儀雖然能夠測試導通性，但是不能測量小于3Ω的等電位聯(lián)結電阻。為了消除安全隱患，必須采用伏安法測量等電位聯(lián)結端子板與等電位聯(lián)結范圍內的非電導體末端之間的電阻，伏安法測電阻的原理是就是電路的歐姆定律。包括兩種測量電路：外接電流表法和內接電流表法。如果電壓表內阻RV＞＞等電位聯(lián)結電阻RX(下同)時，電壓表分流很少，所以適用外接電流表法。反之，RX＞電流表內阻RA，電流表分流很少，則應采用內接電流表法。直流電流表內阻一般為50～200Ω，電壓表內阻為5～20kΩ，所以采用電流表外接法效果較好。校驗局部等電位聯(lián)結防電擊的有效性的公式：R≤U/I

式中：R—人體可能會同時接觸到的外露導電部分和正常時不應帶電的導體間電阻(單位：Ω);

I—漏電保護電器的整定動作電流(單位：A);

U—允許最大接觸電壓上限值(單位：V);

測量時，通過多次改變電壓值多次測量，取各次測量值的算術平均值作為最終測量電阻值。實際施工一般采用分段測量，然后將測得的各段電阻值相加，若未達小于3Ω的標準，則應該采取措施，如增補跨接線等方法。

5．4 防治措施

防治衛(wèi)生間等電位聯(lián)結施工質量通病必須把技術措施、組織措施、管理措施結合起來。

(1)施工前要仔細審圖。不僅要熟悉電氣圖，還要對建筑設計中的結構、設備布置進行認真分析，要充分領會設計意圖，及時發(fā)現(xiàn)設計問題。施工人員經驗不足，很容易因工種(序)配合不當而造成施工錯漏。最常見的是鋼筋網的錯、漏焊。(2)還要注意設計中的說明，并做好技術交底。(3)實行見證取樣，嚴格控制材料質量。在施工過程中，施工人員經常隨意用普通結構鋼筋焊接，或者用使用未鍍鋅材料。(4)等電位聯(lián)結工程的焊接質量非常重要，所以要選用有上崗資質的焊接作業(yè)人員進行焊接操作。(5)預防為主，加強關鍵部位和工序的質量控制。在施工組織和技術交底文件中，預先制定防控措施，施工中按照預案加強隨檢，確保施工質量。(6)認真核查衛(wèi)生間等電位聯(lián)結的施工，確認符合設計要求后，才允許工程進入下道工序。(7)制定自檢互驗制度：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行檢查和確認，若發(fā)現(xiàn)不符合質量標準要求時，則馬上進行處理，直至符合設計及規(guī)范要求，每次自檢互驗后都應該形成完整的文字記錄。