朱 雷

目前电气火灾有上升的趋势,其中由于接地故障引起的火灾也不少。而等电位联结是防止由接地故障引起火灾的一个行之有效的措施。

1 接地故障的定义

接地故障为相线与电气装置的外露导电部分(包括电气设备金属外壳、敷线管槽及构架等)、外部导电部分(包括金属的水、暖、煤气、空调管道和建筑的金属结构等)以及大地之间的短路,如图1所示。这种故障与相线和中性线间的单相短路故障不同,与相线之间产生的相间短路也不同。

接地故障与一般短路相比,当产生火灾时具有更大的危险性和复杂性。一般短路起火主要是短路电流作用在线路上的高温引起火灾;而发生接地故障时接地故障电流比一般的短路电流小,常常不能使过电流保护电器及时切断故障,且故障点多不熔焊而出现电弧、电火花,因此接地故障的危险性更大,其防范工作也更复杂。

2 等电位联结

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用导体连接起来以达到减少电位差称为等电位联结。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之分。

2.1 总等电位联结(MEB)

根据《民用建筑电气设计规范》(以下简称《民规》)第12.6.6条规定:民用建筑内电气装置应采用总等电位联结。总等电位联结是将建筑物内的下列导电部分PE(PEN)干线;电气装置中的接地母线;建筑物内的水管、燃气管、采暖和空调管道等金属管道;可以利用的建筑物金属构件,汇接到进线配电箱近旁的接地母排(总接地端子板M EB)上而互相联结。

在没有提出总等电位联结的概念之前,我们的民用建筑电气设计采取将上面所提及的PE干线、电气装置中的接地母线、水暖的金属管道等用接地线就近与建筑物的基础钢筋相连的方法,可以看作为在一个建筑物内进行了多处的局部等电位联结。在提出总等电位联结的概念之后,我们采取由变电所总等电位端子箱(MEB)放射出多根接地干线至建筑物配电室、电气竖井、弱电竖井、重要的机房以及进出建筑物的金属管道处,再由MEB与基础接地极相连,这样就可以实现建筑物内的总等电位。这种做法对于小规模的建筑来说是可以的,但是考虑到压降以及安全问题,对于大规模的建筑物就不太适宜(接地干线较长),为了解决这个问题,我们在采取以上方法的同时,还采取了将上面所提及的PE干线、电气装置中的接地母线、水暖的金属管道等用接地线就近与建筑物的基础钢筋相连的方法,这样既解决了由于接地干线较长产生的压降问题,又实现了建筑物的总等电位联结。

2.2 局部等电位联结(LEB)

局部等电位联结是在一局部场所范围内通过局部等电位联结端子板把各可导电部分连通,一般是在浴室、游泳池、医院手术室、农牧业等特别危险场所,发生电击事故的危险性较大,要求更低的接触电压,或为满足信息系统抗干扰的要求,一般局部等电位联结也都有一个端子板或者连成环形。简单地说,局部等电位联结可以看成是在这局部范围内的总等电位联结。

表1 等电位联结线导体截面选择表

2.3 辅助等电位联结(SEB)

辅助等电位联结是在伸臂范围内有可能出现危险电位差的可同时接触的电气设备之间或电气设备与装置外可导电部分(如金属管道、金属结构件)之间直接用导体作联结。一般是在电气装置的某部分接地故障保护不能满足切断回路的时间要求时,作辅助等电位联结,把两导电部分之间联结后能降低接触电压。

3 等电位联结安装

国家建筑标准设计图集《等电位联结安装》对建筑物的等电位联结具体做法作了详细介绍。该图集适用范围为:一般工业与民用建筑物电气装置防间接接触电击和防电磁干扰的等电位联结通用安装图。

3.1 安装要求

1)金属管道的连接处一般不需要加接跨接线;2)给水系统的水表需加接跨接线,以保证水管的等电位联结和接地的有效;3)等电位联结内各联结导体间的连接可采用焊接;4)等电位联结线和等电位联结端子板宜采用铜质材料;5)等电位联结端子板应采用螺栓连接,螺栓、垫圈、螺母等应进行热镀锌处理;6)等电位联结线在地下暗敷时,其导体之间的连接禁止采用螺栓压接。

3.2 等电位联结线的截面选用

等电位联结线导体截面的选择如表1所示。

4 结语

由以上分析可见,接地故障将会对人们的用电安全产生极大的威胁和隐患,而等电位联结则可以有效地防止由接地故障发生所产生的电位差,因此做好建筑物的等电位联结,将会对建筑物的电气安全起到至关重要的作用。

[1] 02D501-2,等电位联结安装[S].

[2] JGJ 16-2008,民用建筑电气设计规范[S].