試議接地與等電位聯(lián)結(jié)

姜秀娟　韓富強　張錫興

摘要：簡要介紹了重復接地和等電位聯(lián)結(jié)的概念，指出重復接地和等電位聯(lián)結(jié)在建筑供電設(shè)計和低壓配電中都具有保護性和功能性作用，可以有效降低接觸電壓、消除外部竄入建筑物故障電壓的作用。因而，在工程設(shè)計中應當重視等電位聯(lián)結(jié)的概念、作用和等電位聯(lián)結(jié)的工程作法及注意事項，以更好的解決施工問題。

關(guān)鍵詞：重復接地；等電位聯(lián)結(jié)；建筑供電；接觸電壓：故障電壓

0引言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的進步，電氣設(shè)備和裝置開始大量出現(xiàn)在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中，電擊事故也越來越頻繁的發(fā)生。每年我們國家發(fā)生的大量觸電死亡事故都是由于過大的電位差所導致，在建筑電氣設(shè)計中習慣地要求低壓電源進線需進行接地，并要求接地電阻不大于多少Ω，以保安全。但一些發(fā)達國家?guī)资陙碓缫押苌偬徇@些要求，他們重視的是等電位聯(lián)結(jié)的設(shè)置。這一差異充分說明這些年來我們對外交流溝通不夠，信息閉塞導致我國建筑電氣技術(shù)過時落后的現(xiàn)狀。電氣裝置的事故或不正?，F(xiàn)象每因過大的電位差而引起，等電位聯(lián)結(jié)的作用就是消除或減小過大的電位差，以保障人身和財產(chǎn)安全，并使電氣裝置正常實現(xiàn)其功能。

1重復接地和等電位聯(lián)結(jié)的概念

重復接地是指在變壓器中性點直接接地的低壓供電系統(tǒng)中，在供電線路的干線、支線終端及沿線，或引入建筑物處，N線一次或多次與大地通過接地裝置再次聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)是把建筑物金屬構(gòu)件，如混凝土內(nèi)的鋼筋、自來水管、煤氣管及其他金屬管道、基礎(chǔ)金屬物和其他大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)的N線、建筑物的接地線統(tǒng)一用電氣聯(lián)結(jié)的方法聯(lián)結(jié)起來（焊接或者可靠的導電聯(lián)結(jié)），使整座建筑物成為一個良好的等電位體。

2重復接地和等電位聯(lián)結(jié)的保護性作用

2.1減小接觸電壓

過去的作法是凡電氣裝置都要打人工接地極，將設(shè)備的金屬外殼接地或重復接地。按照等電位理論，接地極不過是以地電位作為參考電位的一種等電位聯(lián)結(jié)，在許多情況下它并非等電位聯(lián)結(jié)的最好形式，因它并不能最大限度地防范人身電擊事故。

例如，在圖1（a）中，電源處作有系統(tǒng)接地，其接地電阻為R_b，但建筑物內(nèi)電氣設(shè)備未做等電位聯(lián)結(jié)。當設(shè)備損壞時，其外殼將對地帶220V的U₀相電壓，此為接觸電壓U₀=220V，人體觸及該外殼時電擊致死的危險很大。在圖1（b）中設(shè)備外殼經(jīng)保護線接地，即與地做了等電位聯(lián)結(jié)，其接地電阻為R₀，如發(fā)生上述接地故障，將有一接地故障電流I_d經(jīng)R_a、R_b返回電源，設(shè)備外殼對地電壓也即人體接觸電壓將自220V降為I_d（R_a+R_pe，Id還能使線路上的保護電器切斷電源。對比圖1（a），電極致死的危險大大減少。如果建筑物電源進線處將PE母排（它與建筑物內(nèi)所有電氣設(shè)備的金屬外殼相連通）通過其旁的接地母排與建筑物內(nèi)的各種金屬管道、結(jié)構(gòu)相聯(lián)結(jié)。當設(shè)備發(fā)生故障，因人體處于等電位面上，與圖1（b）相比接觸電壓僅為，接地電阻R_a以若干歐姆計，顯然遠大于，這說明總電位聯(lián)接的防電擊效果要遠優(yōu)于通常的接地極。

2.2消除外部竄入建筑物故障電壓

等電位聯(lián)接還有一個重要作用，其能夠清除TN系統(tǒng)內(nèi)沿PEN線和PE線傳導的故障電壓而引起的電氣事故。本文以某一個TN-C-S系統(tǒng)供電為例，該設(shè)備在建筑物內(nèi)外都有分布。如下圖2所示，若電源線路出現(xiàn)接地故障，則故障電流I_d將會經(jīng)過接地電阻R_e、R_b再回到電源，由于受到分布在兩極的電阻所限制，故障電流I_d本上在10-20A以內(nèi)。

此時電源不會自動跳閘，電力可以照常供應。此時，電源的中性點電位會升高，超過限制值50V，它會沿著PEN和PE這兩條線在整個TN系統(tǒng)內(nèi)傳導。圖中的戶外設(shè)備外殼由于聯(lián)接了PE線，所帶的電壓為Uf，設(shè)各位置處的地面電壓是零，如果Uf>50V，即使在設(shè)備上聯(lián)接地極，也無法有效避免由此導致的電擊事故。

這是因為接地極在有故障電流通過時會產(chǎn)生電壓降而帶上對地電位。這類事故經(jīng)常發(fā)生在路燈、廣告燈等方面。如果等電位聯(lián)接了建筑物，則不會出現(xiàn)這樣的事故。因為建筑內(nèi)的PEN、PE線、外殼以及建筑物的地下金屬物件都會通過總電位聯(lián)絡(luò)，處在同一個電位上面，不會出現(xiàn)電位差，也就不可能發(fā)生電擊事故。因此，為了防止戶外設(shè)備電擊事故，這類設(shè)備不可以再聯(lián)接TN系統(tǒng)中的PE線，應該另外引導PE線，設(shè)立單獨的接地極，連接戶外設(shè)備。

為了加強漏電保護，戶外設(shè)備還需要安裝漏電保護裝置，當出現(xiàn)漏電時能夠及時的切斷電源。

3等電位聯(lián)接基本要求

1）在安裝等電位聯(lián)接時，為了保證等電位聯(lián)接的可靠性，通常采用的方法是進行焊接，焊接長度至少是鋅扁鋼寬度的2倍以上。雙面焊接并且要涂抹防腐漆；為方便聯(lián)接和以后的檢測工作，在各等電位母排、終端箱的聯(lián)接處使用螺栓進行聯(lián)接時，螺栓、墊圈、螺母等部件均需要采用熱鍍鋅件。等電位聯(lián)接使用的電線要采用黃綠相間的色標線，并且要在等電位聯(lián)接端子上刷黃色的底漆。

2）在局部等電位安裝時，在局部等電位安裝是，如衛(wèi)生間安裝，等電位聯(lián)接終端盒應盡量靠近衛(wèi)生設(shè)備安裝。當安裝設(shè)備時，一般使用4mm²的聚氯乙烯銅芯絕緣線來將終端盒內(nèi)的接線端子與衛(wèi)生間內(nèi)的金屬裝飾構(gòu)件的安裝螺釘進行聯(lián)接。

衛(wèi)生間設(shè)備金屬外殼通常和配套的等電位端子聯(lián)接便可；金屬上、下水管和金屬水龍頭等，也采用抱箍形式將抱箍上的接線端與終端盒內(nèi)的接線端用BV-4mm²聯(lián)接；在與分戶箱內(nèi)的線聯(lián)接時，可就近與三相插座的線進行聯(lián)接。