工控网首页
>

应用设计

>

等电位联结的应用

等电位联结的应用

2007/9/6 12:50:00
摘 要 我国有关电气设计规范按国际电工委员会标准(1EC标准)将等电位联结规定为强制性的电气安全措施,本文叙述了电气领域内等电位联结的概念、作用和等电位联结的工程作法及注意事项。 1 引言 近年来伴随着技术进步,我国所采用的技术标准已基本等同于国际标准。其相关电气设计规范按国际电工委员会标准(1EC标准)将等电位联结规定为强制性的电气安全措施。如与人们密切相关的国标GB50096—1999《住宅设计规范》的6.5.2条规定:“住宅供电系统的设计,应符合下列基本安全要求:①应采用TT、TN—C-S或TN-S接地方式,并进行总等电位联结;…;⑥卫生间宜作局部等电位联结”。还有国标GB50054—1995《低压配电设计规范》的“第四节接地故障保护”有关“等电位联结”的一些规定等。 而在实际应用中,对等电位联结的理论和应用存在着一些问题,为此本文就等电位联结谈些粗浅的认识,以供同行共同探析。 2 等电位联结作用 2.1 等电位联结的概念 等电位联结可以降低用电场所内的接触电压,消除沿电源线路导人故障电压的危险,也是防雷电入侵危害所必需的。按电位理论,等电位联结是指一定范围对外露可导电部分作电位实质上相等的电气连接,使人可能触及到的所有导电部位都处在同一电位水平上。IEC标准给出的术语为“Bond—ing”,译为“联结”,用于与一般的“连接”(Connection)一词相区别,虽然等电位联结也是一种连接,但此连接的含义有只传送电位而不传导电流的特性。用于等电位连接的导线称为等电位联结线(Equipotential Bonding Conductor),常简称为联结线(Bonding Conductor),它不构成回路、不是回路导体、基本上不传送电流(包括故障电流、只传导电位,使供电范围内的可导电部位电位相等或接近。 总等电位联结是指针对建筑物在其电源进线处,将PE干线、接地干线、总进水管、总出水,管、采暖和空调立管以及建筑物金属构件等相互作电气连接。 局部等电位联结(或辅助等电位联结)则是在某一特定的局部范围内的等电位联结。 2.2 等电位联结比接地更有效地降低接触电压
图1图1 不作等电位联结系统
图2图2 作等电位联结系统
2.3 等电位联结可消除TN系统沿线路传导故障电压引起的电击事故
图3图3 作等电位联结的TN系统
另外,当雷电波由供电线路导人经接地极,泄人大地时,在其接地电阻上所产生的残压同样会使电源中性点电位升高,其危害情形同上所述。 但在同样的故障情况下,作等电位联结的建筑物内却不会发生此类伤人事故。这是因为建筑物内的PEN线、PE线、设备外壳和建筑物的地下钢筋、金属管道等都通过总等电位联结而处在同一电位上(此电位可能高于地电位),建筑物内不会出现电位差,自然无从发生电击事故。总等电位联结能有效地消除TN系统沿PEN线、PE线传导来的故障电压(也包括沿其他金属管道传导来的故障电压)引起的电击事故,所以它对TN系统电气装置尤为重要。 3 等电位联结的应用 3.1 总等电位联结(Main Equipotential Bonding,MEB) 针对建筑物,总等电位联结作用于全建筑物,其工程作法是在电源进线处的总配电箱旁设置总等电位联结端子板,将进线总配电箱中的PE母排、所有进出建筑物的金属管道(上下水管、热力管和燃气管等)、各种金属构件和基础接地极相联结,使这些金属部分都处在相同或接近的电位水平上,具体作法详见国标图集《等电位联结安装02D501——2》。 在现实中除特殊情况要设人工接地极外,作总等电位联结不需要花费很多人力物力,因为总等电位联结中所联结的地下钢筋和金属管道本身就是很好的自然接地极。由于其与地的接触面积大,接地电阻很小(一般约为lΩ左右),又因混凝土的包裹而不受土壤的腐蚀,寿命也很长,所以作总等电位联结后一般没有必要再打人工接地极,同时也可省去对人工接地极的许多维护管理工作。 3.2 局部等电位联结(Local Equipotential Bond-ing,LEB) 通常在下列情形需作局部等电位联结:①为满足浴室、游泳池、医院手术室及工农牧业特定场所对防电击特殊要求。②电源网络阻抗过大,自动切断电源时间不能满足防电击要求。③为满足防雷和信息系统抗干扰的要求。其作法是在联结范围内,设置局部等电位联结端子板,将各种金属管道、金属构件和电源系统中的PE线互相连通。 局部等电位联结不但是用电安全所必需的,且它对建筑物防雷和电子信息设备的防雷以及防止其干扰也是必不可少的。而它的实施只是几根用于联结的导线的连接,花费不多,维护管理也很简单,安全效果却十分明显。因此发达国家对诸如商业、科研等高层建筑物的每一楼层都作一次局部等电位联结,收到了很好的效果。 局部等电位联结在一些电击危险特别大的场所尤为重要。例如在浴室、游泳池等特别潮湿的场所内,人体皮肤完全湿透,人体阻抗大幅度下降,金属管道、结构等种种原因传导来的十几伏的电压就可使人体通过大于心室纤维性颤动电流阈值而电击致死。这种电气事故是不能靠漏电保护器、隔离变压器等保护电器来防范的,因为这种使人致死的电压是沿非电的金属管道传导的。行之有效的防范措施是在此电击危险特别大的局部场所作局部等电位联结。这样,无论从任何金属管道、金属构件或PE线所导入的不正常电压,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,不会出现电位差,电击事故自然不会发生。电气人员必须理解这种场所的电气危险性和实施局部等电位联结的重要性,以有效维护人的生命安全。 4 等电位联结的注意事项 4.1 作好施工组织和专业配合 通常等电位联结在实施中并不存在太多的技术难点,而是因施工组织和专业配合等方面原因造成的不尽完善。往往设计单位对要做等电位联结的地方,仅有文字说明或给出标准图没有给出与现场吻合的详细施工设计,因此这部分工作就需要施工单位依现场的实际情况作好具体的实施细则,应该注意的有以下几点:①首先要确定等电位联结端子板的位置。②落实所要作等电位联结的内容及连接点(金属管道、各种金属构件和基础接地极等)。③确定等电位联结连接线的敷设方式。④作好与相关专业之间的配合,如在土建施工中注意预埋等电位联结接线盒和联结线等。⑤施工工艺要规范,保证质量。 4.2 总等电位联结和局部等电位联结的关系 等电位联结的实质是在某特定的空间内使外露金属部分都处在相同或接近的电位水平上。因此,局部等电位联结与总等电位联结并不是配电系统之间的上下级关系,其局部等电位联结端子板与总等电位联结端子板之间不需要再作上下级的连接。 4.3 有关电子设备的等电位联结 电子设备(或IT设备)的等电位联结作法的原则是使设备的PE线、外壳和周围环境中的导电构件及管道等保持在同一电位水平:电子设备的信号接地和保护接地共用同一接地装置,并和建筑物金属结构及管道连通以实现等电位联结。电子设备的PE线兼作信号地线,且等电位的联结线应尽可能短,因此可将电源进线处的接地母排延伸为接地母干线,对作等电位联结区域内的PE线、外壳、周围环境中的导电构件、建筑物内钢筋及等电位金属网格(按防护要求不同,有水平网格、水平垂直网格)就近连接到接地母干线上,一些具体作法可参见标准图。 4.4 等电位联结线 按IEC标准规定:凡用于安全保护目的各类导线,包括联结线、PE线、PEN线以及接地线其全程一律采用黄绿相间的颜色标识(国际通用标识颜色)。为了便于拆卸和定期测试,等电位联结的端子板宜采用螺栓连接。等电位用的线及端子板宜采用铜质材料,这是因为铜的导电性和强度比较好。但用铜材与基础钢筋或地下铁质管道相接时,应注意铜和铁具有不同的电位(铜的标准电位为+0.35V,铁的标准电位为—0.44V)。由于土壤中的水分和盐类所形成的电解液而组成原电池,会产生化学腐蚀,因此在土壤中应避免使用裸铜线作为接地极引入线,应采用钢材质与基础钢筋作连接。 4.5 等电位联结导通性的测试 等电位联结安装完毕后应进行导通性测试,即对等电位用的管卡、端子板、连接线、有关接头、截面和整个路径的测试。最好使用专门的测试仪器,测试用电源通常采用电压为4~24V的直流或交流电源,测试电流不小于0.2A,在测得等电位联结端子板与等电位联结范围内的金属管道等金属体末端之间的电阻不小于3Ω时,即可认为其等电位联结是有效的。若发现导通不良的管道连接处应作跨接处理,投入使用后还要作定期的导通性测试。 4.6 局部等电位联结防电击有效性的验定
5 结束语 过去传统的观念是凡电气装置都要打人工接地极,将设备的金属外壳接地或重复接地,以此来保障人身安全。现在这一观念已见完善。接地只不过是保障安全的一种形式,但在许多情况下它并非是最好形式,而行之有效方法是等电位联结。按等电位理论去指导和实践。才能最大限度地防范电击事故,保障人身的安全。笔者曾在中建三局一公司职工住宅楼和晨鸣纸业办公楼等工程设计实践中应用了等电位联结技术,使这<
投诉建议

提交

查看更多评论
其他资讯

查看更多

智光节能内蒙古阿拉善左旗瀛海建材余热发电机组首次启动成功

智光电气台州电厂给水泵系统节能改造项目成功投运

智光节能荣登2014年度全国节能服务公司百强榜第五位

索引程序编程凸轮表

奥越信300系列PLC手册