谈民用建筑电气中接地和等电位联结问题

王振华

(大同市规划设计院，山西大同 037004)

1 接地及等电位联结的重要性

接地及等电位联结这两个名词，相信我们电气人员并不陌生，因为他们是我们电气人员经常要提到的电气安全措施之一。大家都知道一般人和各类电气系统都位于地球上，而地球又是个导体，因此电气系统必须与地球作等电位联结，以避免它与大地之间的电位差引起的种种电气灾害，从而保证电气系统的正常运作。为与地球等电位或与地球电位接近，需要与地球作电气连接，但地球上没有电气连接端子，为此需在大地表面接地极作连接端子并引出接地线以取得地线来做参考电位，这就是通常所说的“接地”。由于接地极与大地间存在若干欧的连接电阻或接地电阻，并在其上产生较大的电位差，这种情况下，与大地连接的等电位效果，由于连接电阻或接地电阻大等原因而并不理想。

因为上述问题的存在，所以电气工程更强调等电位联结的重要性，这样接地问题就变得异常的复杂。接地被赋以新的概念，接地不仅限于与大地的连接，与代替大地的导体相连接以导体电位为参考电位也是接地。王厚余举过两个关于等电位的经典例子:飞机内电气系统与金属机身的连接，汽车内电气系统与金属车身的连接，这一连接既可认为是做等电位联结，也可认为是与代替大地的导体连接而实现的接地。它不以大地电位为参考电位而以机身或车身电位为参考电位，因其连接为金属性连接，其连接电阻仅几毫欧，所以其等电位效果优于传统的与大地连接的接地，而且其电气安全性能非常好。

JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范第12.6条明确强调建筑物内的等电位联结的作用，其参考电位为建筑物内众多金属结构、管道的联结点——接地母排(或总接地端子)的电位。记得王厚余说过一句很精辟的话:假想有一个神话中的大力神将整个建筑物拔地而起使之与大地脱离，但电源未切断，这时对大地而言建筑物电气装置的接地电阻为无限大，但建筑物内的人群仍然照常安全无恙地生活和工作，因为各电气系统仍然通过与代替大地的导体——等电位联结系统的连接而实现了接地，这与飞上天空的飞机的情况是一样的。这就是等电位联结的精妙之处。

2 建筑工程接地及等电位联结设计施工中常见问题

1)部分电气设计人员设计一套电气施工图纸，缺少接地及等电位联结平面图设计。笔者认为这是电气设计人员的失职，当笔者审查有这种情况的施工图时，会毫不犹豫给他指出，并要求他把缺少的接地及等电位联结平面图设计补上来。有的设计人员不服气，打电话与我沟通，说他的接地及等电位联结已在设计说明中阐述了，并且施工图提供了施工参考的标准接地及等电位联结图集，接地及等电位联结平面图设计就能省略掉了，这似乎听起来合理，殊不知有些电气施工人员只会按图施工，有些人看了说明，可在施工时往往手头标准图集不全或其他原因，并且对接地及等电位联结的重要性没有足够的重视，常常在施工中忘了做该建筑的接地及等电位联结，这样给该建筑的以后使用留下了不可挽回的安全隐患。

退一步说，电气施工人员素质再高，手头电气资料再全，但我们设计人员都知道，标准图集仅仅是个参考图集，它不可能涵盖了各种各样的工程实际情况，我们设计的图纸不可能都是按标准图集设计，因为各种建筑工程受地理等各方面条件限制而千差万别，所以我们电气设计人员也要根据建筑的不同而要求因地制宜去做具体的电气设计，不能一味地只提供标准图集而不再做具体的平面图设计，那样做也达不到施工图设计深度。笔者认为这一点必须引起我们电气设计人员的高度重视。

2)对等电位联结和接地的处理。对于等电位联结，首先要搞清楚联结与连接的关系，所谓的联结不是一般意义的连接，是指将各个可能导电的部分互相连通，其作用是为了传递电位，而不是为了传递电流。联结要使各个可能导电的部分的电位相等或接近，从而达到减少由于危险电位差而引发不必要的电气灾害的目的。普通的连接是既传递电流，又传递电位，它起不到降低电气灾害的作用。

根据以上等电位联结的概念，我们可以理解为接地其实也算是一种特殊的等电位联结。作为专业的电气人员大家都知道地球本身就是个大的导电体，所以接地就是以大地电位为参考电位的等电位联结。又因为地球表面不具有等电位联结的金属接线端子，因此就需打接地极来与大地进行连接，这就是所谓的接地。

因为在实际操作中接地极与大地连接的接触电阻(即接地电阻)通常很大，所以尽管我们打了接地极来与大地进行等电位连接，反而增加了与大地作等电位联结可能存在的危险电位差，这样来说，只依靠接地作为特殊等电位来降低电位差的效果远远不如在建筑物内以金属导体为通路的等电位联结。实际上仅仅依靠接大地是不能满足电气安全和功能上的要求。

基于上面对等电位联结和接地的关系分析，我们回到实际工作生活应用中。实际工作中，我们的电气设计人员设计时存在各种各样的问题，有的人等电位联结和接地平面设计都不做设计，只在设计说明中作论述，这种情况在上述第1)条中已讨论;有的人只做等电位联结或接地平面设计之一，笔者认为以上两种情况都存在一定的问题，应将电位联结和接地平面设计二者都设计。

在建筑物内做等电位联结，对于它的作用，常常会遭到人们的质疑。其实，金属结构和管道能兼起自然接地极的作用，即使是被包裹在水泥基础内的。我们知道水泥是导电的，同时这些地下基础内的金属物体量大面广，因此其接地电阻远远小于在建筑物外边打的多根人工接地极的接地电阻。这样的自然接地极的寿命几乎是无限长的，因为混凝土可以很好地避免土壤对这些自然接地极的腐蚀。做等电位联结后，一般不需另打人工接地极，也不需维护，因此，从电气安全和功能上讲，等电位联结设计是必不可少且非常必要的。

至于接地平面设计的必要性，相应的规范都有说明。

综上所述，作为电气设计人员，我们从电气安全和功能上的角度应该对等电位联结和接地设计工作做到位，从源头上设计人员要足够重视等电位联结和接地的重要性，进而能让施工人员把等电位联结和接地工作不遗不漏地做好，这就是我写作本文的根本用意。

以上是笔者的粗浅看法，由于时间关系，不妥之处望得到各位专家、同行指导。

[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].第3版.北京:中国电力出版社，2003.

[2]《工厂常用电气设备手册》编写组.工厂常用电气设备手册(补充本)[M].北京:水利电力出版社，1990.

[3]JGJ 16-2008，民用建筑电气设计规范[S].

[4]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].第2版.北京:中国电力出版社，2007.