什麼是等電位聯結

2021-04-11 15:04:58 字數 3896 閱讀 8683

什麼是等電位聯結為什麼要設定等電位聯結

等電位聯結的定義有以下幾種:

美國國家電氣法規對等電位聯結所下的定義:將各金屬體做永久的連線以形成導電通路,它應保證電氣的連續導通性並將預期可能加於其上的電流安全導走。

《建築物防雷設計規範》gb 50057-94(2023年版)對等電位聯結的定義:將分開的裝置、諸導電物體等用等電位連線導體或電湧保護器連線起來以減小雷電流在它們之間產生的電位差。

《建築物電子資訊系統防雷技術規範》gb 50343-2004對等電位聯結的定義:裝置和外露可導電部分的電位基本相等的電氣連線。

《低壓配電設計規範》gb 50054-95對等電位聯結的定義:使各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的電氣連線。

上面的幾種定義,都是強調將有可能帶電傷人或物的裝置外露可導電部分和裝置外可導電部分做電位基本相等的電氣連線,以達到減少電位差,這種連線就是等電位聯結。

國際上非常重視等電位聯接的作用,它對用電安全、防雷以及電子資訊裝置的正常工作和安全使用,都是十分必要的。可以說,等電位聯結越可靠、施工質量越高,電氣上越安全。

需要特別指出,等電位聯結中的「聯結」,不同於電氣線路中各線路之間、線路與裝置之間的電氣「連線」,也就是說「聯結」不同於「連線」。等電位「聯結」是指為達到等電位目的而將各外露可導電部分和裝置外可導電部分進行的的電氣連線,這些導體正常工作時不通電流,不帶電位,僅在故障時才通電流。而通常所說的「連線」,是指工作時有電流流動的導體之間的電氣「連線」。。

為什麼要設定等電位聯結?

為了人身和電氣系統執行安全,在低壓配電系統內,設定有各種繼電保護、漏電保護和專用pe線保護等措施,保護措施已比較完善,為什麼還要設定等電位聯結?

等電位聯結是防止電擊的一項重要安全措施。

我們從兩起事故案例說起,幾年前,山東某地一大學生落入噴水池,19人下去相救犧牲了7人。發生這個慘劇僅僅是因為一台潛水幫浦漏電,而這個噴水池未做等電位聯結;2023年12月15日晚,兩人在昆明人民西路某溫泉會館桑拿室洗浴,因漏電,導致1人當場死亡,另1人受傷,究其原因,也是未做等電位聯結。要避免這樣的電擊**事故,建築物就要按要求實施等電位聯結。

實施等電位聯結時,就是將建築物內部和建築物本身的所有大金屬構件全部用母排或導線進行可靠的電氣連線,使整個建築物的正常非帶電導體處於電氣連通狀態(即處於等電位狀態)。它在一定程度上可降低建築物內間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件之間的電位差,並消除自建築外經電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害。

低壓配電系統有多種不同的接地型式,iec(國際電工委員會)將這些不同的接地型式分為tn、tt、it三種系統,其中tn系統又可分為tn-c、tn-s、tn-c-s三種形式。我國的低壓配電系統接地形式,已完全等同採用iec標準,且配電變壓器低壓側中性點大多採用直接接地的方式。本文僅討論為什麼要在tn系統中進行等電位聯結。

在tn系統中,不論是pen線(保護中性線)還是pe線(專用保護線),在系統中都有一端點是與系統電源接地的中性點相連線的(變壓器低壓側中心點直接接地後稱為中性點),即它們都是從變壓器直接接地的中性點引來的,因此pe線、pen線和n線在這個端點的電位是與中性點的電位相等且等於零(大地電位為零)。

因配電系統的特點,tn系統中pe線將會傳送電位,或者說pe線將竄電位。在高層及超高層建築中,毫無例外的將高、低壓配電櫃及變壓器一起置於地下裝置層(在超高層建築中,還同時在建築物中、上部建10kv變電所)。在這種配電系統中,高、低壓配電櫃的外殼、變壓器的外殼以及有關金屬構件均應實施保護接地;低壓配電系統0.

4/0.23kv電源側應設定工作接地。通常是以建築物基礎鋼筋網焊接起來作為上述兩種不同功能接地系統以及防雷接地系統的共用接地裝置,形成綜合接地系統。

按規範規定,接地電阻值一般不大於4ω(但現在智慧型建築與建築物強電系統均共用接地系統,此時規範要求綜合接地電阻值小於1ω)。在我國的10kv配電系統中,中性點是不接地的,即沒有工作接地要求。在這種系統中,其電容電流一般不大於30a。

但近年來由於城市電網多已電纜化,系統電容電流往往超過30a。在這樣電網的高、低壓變電室內,若高壓配電櫃外殼帶電(帶電導體碰殼),則外殼所帶電壓值為電容電流與接地電阻的乘積,其值可高達120v以上。這個危險電壓,通過配電櫃的金屬外殼傳至pe線或pen線,pe線或pen線又會將這個高電位竄送至建築物的各層與其相連的電氣裝置的外露導電體上,這將對人身的安全構成極大威脅。

在低壓配電系統中,雖然安裝有rcd(漏電保護器)裝置,但在這種情況下,rcd將失去作用,起不到保護作用。為什麼?因為rcd(漏電保護器)所檢測的電流是帶電導體所通過的執行電流,即檢測l1、l2、l3各相線及n線導體中是否有剩餘電流,而無法檢測起保護作用功能的pe線或pen線是否帶電位,因此rcd無法檢測上述危險電壓,在這種情況下rcd保護失效,也是說當pe線或pen線上有危險電位時,rcd無法起到保護作用。

為解決這一矛盾,就應採用國際電工委員會及國標《低壓配電設計規範》gb 50054-95中規定的總等電位聯結的方法來解決。

iec標準和一些技術先進的國家的電氣規範,都將總等電位聯結作為接地故障保護的基本條件,可見總等電位聯結是防電擊危險的一項重要安全措施。等電位聯結的主要目的,不在於(也不能)縮短保護電氣的動作時間,而是使人所能觸及的裝置外露導電部分和裝置外可導電部分之間的電位近似相等,並使接觸電壓降到安全值以下,使人免遭電擊傷害,這就是我們為什麼要設定等電位聯結的原因。這個安全電壓,在正常條件下為50v,在潮濕環境中為25v。

對於特殊環境或特殊裝置,國際電工委員會推薦採用6v。

根據聯結範圍和內容的不同,等電位聯結又可分為總等電位聯結(meb)、輔助等電位聯結(seb)及區域性等電位聯結(leb)。如有可能,輔助等電位聯結最好形成環路。總等電位聯結(主等電位聯結)是在建築物內將保護幹線、接地幹線或總接地端子、建築物內的公用管道(如水管等)和類似金屬件以及可資利用的建築物的金屬構件、集中採暖管和空調系統相互鏈結,並將進入建築物的這類金屬部件及管道在建築物內靠近入口處連線,使電位均衡,降低接觸電壓,並消除電源線路引入建築物的危險電壓(對於電信線路的金屬保護管,在未徵得電信部門同意時,不得連線)。

建築物內的總等電位聯結必須與下列部位聯結:

1、pe 、pen幹線;

2、電氣裝置接地極、接地幹線;

3、建築物內的水管、煤氣管、採暖管和空調管道等金屬管道;

4、建築物金屬構件等導體(含電梯導軌);

5、如果設定有人工接地,也包括其接地極引線。

附:等電位聯結示意圖

示意圖說明:

1、 總等電位聯結端子箱與接地裝置應有兩處可靠連線;

2、 一般場所等電位聯結及防雷等電位聯結的聯結線截面積,應滿足國家建築標準設計圖集《民用建築電氣設計與施工》--防雷與接地08d800-8的要求。如表1、表2所示。

1) 一般場所聯結線的截面見表1

表1 聯結線的截面

2)防雷等電位聯結線的最小截面見表2

表2 防雷等電位聯結的最小截面

3、 不允許用下列金屬部分當作聯結線:

1)金屬水管;

2)輸送**氣體或液體的金屬管道;

3)正常情況下承受機械壓力的結構部分;

4)易彎曲的金屬部分;

5)鋼索配線的鋼索。

4、給水系統的水表需加跨接線,以保證水管的等電位聯結和接地的有效。

5、裝有金屬外殼排風機、空調器的金屬門、窗框或靠近電源插座的金屬門、窗框以及距外露可導電部分伸臂範圍內的金屬欄杆、吊頂龍骨等金屬體需做等電位聯結。

6、為避免用燃氣管道作接地極,燃氣管入戶後應插入一絕緣段(例如在法蘭盤間插入絕緣板)以與戶外外埋地的燃氣管隔離。

7、等電位聯結採用焊接連線時的要求,與防雷設施焊接工藝及質量要求相同。

8、對建築物內塑料管的處理:塑料不是導電休,它不傳導電位,等電位不需對其作聯結,但對金屬管道系統中的小段塑料管需作跨接。

9、對電源進線的處理:對每個電源進線都需做各自的總等電位聯結,所有總等電位聯結之間應就近互相連通,使整個建築物電氣裝置處於同一電位水平上。

10、關於浴室的區域性告等電位聯結:如果浴室內原無pe線,浴室內的區域性等電位聯結不得與浴室外的pe線相連,因pe線有可能因別處的故障而帶電位,反而能引入別處的電位。如果浴室內有pe線,浴室內的區域性等電位聯結必須與該pe線相連。

什麼是等電位聯結

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