对等电位联结的探究

2015-04-16乔志茹

建材与装饰 2015年45期

乔志茹

（山西省工业设备安装有限公司山西省 030012）

等电位连接是综合防雷系统中的最重要的一项基本措施。《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）里强调了等电位连接在内部防雷中的作用，等电位连接是为减小在需要防雷的空间内发生火灾、爆炸、生命危险的一项很重要的措施，特别是在建筑物防雷空间内防发生生命危险的最重要的措施。另外，新的标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）又重新强调了等电位连接的重要地位，规定需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施，这就又赋予等电位连接的强制性条文的性质，可见等电位连接在建筑物防雷系统中的重要作用。

1 等电位联结的基本概念

等电位联结是将建筑物中各电气装置和其他装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体同导体连接起来以达到减少电位差的目的。等电位联结有总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结。

1.1 总等电位联结

总等电位联结作用于全建筑物，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间的电位差，并消除自建筑物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。

1.2 辅助等电位联结

在导电部分间，用导线直接连通，使其电位相等或接近，称作辅助等电位联结。

1.3 局部等电位联结

在一局部场所范围内将各可导电部分连通，称作局部等电位联结。

2 等电位的作用

等电位的作用是使保护范围内的电位处在同一电位上，从而避免产生电位差发生的事故。主要保护作用如下：

2.1 雷击保护

IEC标准中指出，等电位连接是内部防雷措施的一部分。当雷击建筑物时，雷电传输有梯度，垂直相邻层金属构架节点上的电位差可能达到10kV量级，危险极大。但等电位联结将本层柱内主筋、建筑物的金属构架、金属装置、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，可防止直击雷、感应雷、或其他形式的雷，避免雷击引发的火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。

2.2 静电防护

静电是指分布在电介质表面或体积内，以及在绝缘导体表面处于静止状态的电荷。传送或分离固体绝缘物料、输送或搅拌粉体物料、流动或冲刷绝缘液体、高速喷射蒸汽或气体，都会产生和积累危险的静电。静电电量虽然不大，但电压很高，容易产生火花放电，引起火灾、爆炸或电击。等电位联结可以将静电电荷收集并传送到接地网，从而消除和防止静电危害。

2.3 电磁干扰防护

在供电系统故障或直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物形成电磁感应，敏感电子设备处于其中，可以造成数据丢失、系统崩溃等。通常，屏蔽是减少电磁波破坏的基本措施，在机房系统分界面做的等电位连接，由于保证所有屏蔽和设备外壳之间实现良好的电气连接，最大限度减小了电位差，外部电流不能侵入系统，得以有效防护了电磁干扰。

2.4 触电保护

浴室等电位连接就是保护你不会在洗澡的时候被电着。电热水器、坐浴盆、电热墙，浴霸以及传统的电灯……都有漏电的危险，电气设备外壳虽然与PE线联结，当仍可能会出现足以引起伤害的电位，发生短路、绝缘老化、中性点偏移或外界雷电而导致浴室出现危险电位差时，人受到电击的可能性非常大，倘若人本身有心脑方面疾病，后果更严重。等电位联结使电气设备外壳与楼板墙壁电位相等，可以极大地避免电击的伤害，其原理类似于站在高压线上的小鸟，因身体部位间没有电位差而不会被电击。

2.5 接地故障保护

若相线发生完全接地短路，PE线上会产生出故障电压。有等电位联结后，与PE线连接的设备外壳及周围环境的电位都处于这个故障电压，因而不会产生电位差引起的电击危险。

3 等电位联结安装

3.1 总等电位连接（MEB）

PE、PEN干线；电气装置接地极的接地干线；建筑物内的水管，采暖和空调管道等金属管道（原文中含煤气管，国际标准中有规定煤气管道不应直接连接），条件许可的建筑物金属构件等导电体。上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位连接端子。等电位连接中金属管道连接处应可靠地连通导电。

3.2 局部等电位连接（LEB）

是将局部范围内通过局部等电位联结端子板将金属管道、金属构件等联结起来，使局部的电位处在同一电位上，即使此电位高于地电位，在该范围内是不会产生电位差的，从而避免发生电击事故。

3.3 辅助等电位连接（SEB）

当电气装置或电气装置某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时，尚应在局部范围内作辅助等电位连接。

4 等电位联结在建筑物中的重要性

在洗浴时人体皮肤完全湿透，人体阻抗大大下降，沿金属管道导入浴室的10～20V电压即足以使人发生心室纤维性颤动而致死，引起电击伤亡事故。这种电气事故是不能装漏电保护器、隔离变压器等保护电器来防范的，因为这种使人伤亡的电压是沿非电的金属管道、金属构件传导的，唯一的防范措施是在此作局部等电位联结。这样做后，无论从哪里导人了不正常的电压，由于等电位联结的作用，该场所内所有导电部分的电位都同时升高到同一电位水平，不会产生电位差，电击事故自然就不会发生。我们应充分认识到这些场所的电气危险性和实施局部等电位联结的重要性。

5 现场施工时存在的几种误区分析

（1）卫生间用电器具已经通过PE线接地，并有漏电保护器保护，所以器具无须做局部等电位联结。局部等电位联结和漏电保护器是两种不同的安全保护措施，不能互相代替。

（2）卫生间底板钢筋网格只要焊通即可，不必焊成不大于0.6m×0.6m的网格。当危险电流经过人体足底流入卫生间底板时，由于卫生间底板电阻的存在，使底板呈喇叭形电位分布。在喇叭形曲线上任两点问都会存在电位差，步长越大，人体承受的跨步电压越高，若把网格焊成不大于0.6m×0.6m，人在地面上站立、移步时接触到的电位相等。

（3）卫生间的底板钢筋网联结后应与附近的柱内竖向钢筋焊接，再由该主筋引至总等电位联结板。MEB（总等电位联结）是大范围的等电位，该电位与大地电位相等，而LEB是局部小范围的等电位，该电位不一定为地电位，局部等电位联结作用范围越小越安全，两者不应混同。如果刻意联结反而容易因施工和使用不当将别处危险电位引入本层卫生间，所以无须刻意将其联结。

（4）卫生间底板钢筋交叉处已经用铁丝绑扎形成等电位，不必进行焊接。局部等电位保护的是低于12V的危险电压，这么低的电压可致人死亡，却无法像雷电流那样使钢筋焊通，这时较高的接触电阻根本无法保证可靠的等电位联结，所以必须焊接。

（5）底板钢筋必须用圆钢跨接焊通，焊接长度必须达到圆钢直径的6倍。卫生间底板钢筋往往太小（φ10甚至φ8），为避免焊接时焊断底板钢筋，可只对交叉点进行点焊。实测中发现对交叉点进行点焊完全可以满足联结的有效性。