什么是等电位联结1.doc

什么是等电位联结 为什么要设置等电位联结 什么是等电位联结？等电位联结的定义有以下几种：美国国家电气法规对等电位联结所下的定义：将各金属体做永久的连接以形成导电通路,它应保证电气的连续导通性并将预期可能加于其上的电流安全导走。建筑物防雷设计规范GB 50057-94（2000年版）对等电位联结的定义：将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50343-2004对等电位联结的定义：设备和外露可导电部分的电位基本相等的电气连接。低压配电设计规范GB 50054-95对等电位联结的定义：使各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接。上面的几种定义，都是强调将有可能带电伤人或物的设备外露可导电部分和装置外可导电部分做电位基本相等的电气连接，以达到减少电位差，这种连接就是等电位联结。国际上非常重视等电位联接的作用，它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用，都是十分必要的。可以说，等电位联结越可靠、施工质量越高，电气上越安全。需要特别指出，等电位联结中的“联结”，不同于电气线路中各线路之间、线路与设备之间的电气“连接”，也就是说“联结”不同于“连接”。等电位“联结”是指为达到等电位目的而将各外露可导电部分和装置外可导电部分进行的的电气连接，这些导体正常工作时不通电流，不带电位，仅在故障时才通电流。而通常所说的“连接”，是指工作时有电流流动的导体之间的电气“连接”。为什么要设置等电位联结？为了人身和电气系统运行安全，在低压配电系统内，设置有各种继电保护、漏电保护和专用PE线保护等措施，保护措施已比较完善，为什么还要设置等电位联结？等电位联结是防止电击的一项重要安全措施。我们从两起事故案例说起，几年前，山东某地一大学生落入喷水池，19人下去相救牺牲了7人。发生这个惨剧仅仅是因为一台潜水泵漏电，而这个喷水池未做等电位联结；2007年12月15日晚，两人在昆明人民西路某温泉会馆桑拿室洗浴，因漏电，导致1人当场死亡，另1人受伤，究其原因，也是未做等电位联结。要避免这样的电击伤亡事故，建筑物就要按要求实施等电位联结。实施等电位联结时，就是将建筑物内部和建筑物本身的所有大金属构件全部用母排或导线进行可靠的电气连接，使整个建筑物的正常非带电导体处于电气连通状态（即处于等电位状态）。它在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件之间的电位差，并消除自建筑外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。低压配电系统有多种不同的接地型式，IEC（国际电工委员会）将这些不同的接地型式分为TN、TT、IT三种系统，其中TN系统又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式。我国的低压配电系统接地形式，已完全等同采用IEC标准，且配电变压器低压侧中性点大多采用直接接地的方式。本文仅讨论为什么要在TN系统中进行等电位联结。在TN系统中，不论是PEN线（保护中性线）还是PE线（专用保护线），在系统中都有一端点是与系统电源接地的中性点相连接的（变压器低压侧中心点直接接地后称为中性点），即它们都是从变压器直接接地的中性点引来的，因此PE线、PEN线和N线在这个端点的电位是与中性点的电位相等且等于零（大地电位为零）。因配电系统的特点，TN系统中PE线将会传送电位，或者说PE线将窜电位。在高层及超高层建筑中，毫无例外的将高、低压配电柜及变压器一起置于地下设备层（在超高层建筑中，还同时在建筑物中、上部建10kV变电所）。在这种配电系统中，高、低压配电柜的外壳、变压器的外壳以及有关金属构件均应实施保护接地；低压配电系统0.4/0.23kV电源侧应设置工作接地。通常是以建筑物基础钢筋网焊接起来作为上述两种不同功能接地系统以及防雷接地系统的共用接地装置，形成综合接地系统。按规范规定，接地电阻值一般不大于4（但现在智能建筑与建筑物强电系统均共用接地系统，此时规范要求综合接地电阻值小于1）。在我国的10kV配电系统中，中性点是不接地的，即没有工作接地要求。在这种系统中，其电容电流一般不大于30A。但近年来由于城市电网多已电缆化，系统电容电流往往超过30A。在这样电网的高、低压变电室内，若高压配电柜外壳带电（带电导体碰壳），则外壳所带电压值为电容电流与接地电阻的乘积，其值可高达120V以上。这个危险电压，通过配电柜的金属外壳传至PE线或PEN线，PE线或PEN线又会将这个高电位窜送至建筑物的各层与其相连的电气设备的外露导电体上，这将对人身的安全构成极大威胁。在低压配电系统中，虽然安装有RCD（漏电保护器）装置，但在这种情况下，RCD将失去作用，起不到保护作用。为什么？因为RCD（漏电保护器）所检测的电流是带电导体所通过的运行电流，即检测L1、L2、L3各相线及N线导体中是否有剩余电流，而无法检测起保护作用功能的PE线或PEN线是否带电位，因此RCD无法检测上述危险电压，在这种情况下RCD保护失效，也是说当PE线或PEN线上有危险电位时，RCD无法起到保护作用。为解决这一矛盾，就应采用国际电工委员会及国标低压配电设计规范GB 50054-95中规定的总等电位联结的方法来解决。IEC标准和一些技术先进的国家的电气规范，都将总等电位联结作为接地故障保护的基本条件，可见总等电位联结是防电击危险的一项重要安全措施。等电位联结的主要目的，不在于（也不能）缩短保护电气的动作时间，而是使人所能触及的设备外露导电部分和装置外可导电部分之间的电位近似相等，并使接触电压降到安全值以下，使人免遭电击伤害，这就是我们为什么要设置等电位联结的原因。这个安全电压，在正常条件下为50V，在潮湿环境中为25V。对于特殊环境或特殊设备，国际电工委员会推荐采用6V。根据联结范围和内容的不同，等电位联结又可分为总等电位联结（MEB）、辅助等电位联结（SEB）及局部等电位联结（LEB）。如有可能，辅助等电位联结最好形成环路。总等电位联结（主等电位联结）是在建筑物内将保护干线、接地干线或总接地端子、建筑物内的公用管道（如水管等）和类似金属件以及可资利用的建筑物的金属构件、集中采暖管和空调系统相互连结，并将进入建筑物的这类金属部件及管道在建筑物内靠近入口处连接，使电位均衡，降低接触电压，并消除电源线路引入建筑物的危险电压（对于电信线路的金属保护管，在未征得电信部门同意时，不得连接）。建筑物内的总等电位联结必须与下列部位联结：1、PE 、PEN干线；2、电气装置接地极、接地干线；3、建筑物内的水管、煤气管、采暖管和空调管道等金属管道；4、建筑物金属构件等导体（含电梯导轨）；5、如果设置有人工接地，也包括其接地极引线。附：等电位联结示意图示意图说明：1、 总等电位联结端子箱与接地装置应有两处可靠连接；2、 一般场所等电位联结及防雷等电位联结的联结线截面积，应满足国家建筑标准设计图集民用建筑电气设计与施工-防雷与接地08D800-8的要求。如表1、表2所示。1） 一般场所联结线的截面见表1表1 联结线的截面类别 取值总等电位联结局部等电位联结辅助等电位联结一般值不小于0.5进线PE（PEN）线截面不小于0.5PE线截面*两电气设备外露导电部分间较小PE线接线电气设备与装置外可导电部分0.5PE线截面最小值6mm2同右有机械保护时2.5 mm2铜线或4 mm2铝线16mm2铝线无机械保护时4 mm2铜线50 mm2钢16mm2钢最大值25mm2铜线或相同电导值的导线*同左- 注：*局部场所内最大PE线。 *不允许采用无机械保护的铝线。采用铝线时，应注意保证铝线连接处的持久导通性。2）防雷等电位联结线的最小截面见表2表2 防雷等电位联结的最小截面 不同部位 截面材料总等电位联结处LPZ0B与LPZ1交界处局部等电位联结处LPZ1与LPZ2交界处及以下交界处铜线16 mm26 mm2铝线25 mm210 mm2钢材50 mm216 mm2注：防雷等电位联结端子板（铜或热镀锌钢）的截面不应小于50 mm2。3、 不允许用下列金属部分当作联结线：1）金属水管；2）输送爆炸气体或液体的金属管道；3）正常情况下承受机械压力的结构部分；4）易弯曲的金属部分；5）钢索配线的钢索。4、给水系统的水表需加跨接线，以保证水管的等电位联结和接地的有效。5、装有金属外壳排风机、空调器的金属门、窗框或靠近电源插座的金属门、窗框以及距外露可导电部分伸臂范围内的金属栏杆、吊顶龙骨等金属体需做等电位联结。6、为避免用燃气管道作接地极，燃气管入户后应插入一绝缘段（例如在法兰盘间插入绝缘板）以与户外外埋地的燃气管隔离。 7、等电位联结采用焊接连接时的要求，与防雷设施焊接工艺及质量要求相同。8、对建筑物内塑料管的处理：塑料不是导电休，它不传导电位，等电位不需对其作联结，但对金属管道系统中的小段塑