建筑电气中等电位联结的应用

建筑电气中等电位联结的应用

摘要:接地技术主要是实现电流的导通进行保护,主要受体是大地。而等电位联结是通过对电气设备的连接,使得电气设备各处的电位相等或基本一致,从而防止由于电位差引起导致的伤人情况发生。因此,等电位联结技术与接地技术不是同一种电气技术,主要包括总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结,对三者特点、安装要求、测试方法和联结线截面大小的选择进行了详细的介绍,并提出了其在设计和施工过程存在的问题。

关键词:建筑电气;等电位联结;联结线

在等电位联结技术发展之前,国内外在建筑电气方面采用的是接地技术,其中防雷采用的接地保护是我们比较常见的。接地一般是以大地作为零点位来进行参考,在实际的接地操作过程中,接地装置是主要的设备,其中的接地母排是建筑电气的参考点位点。接地系统主要包括TT、TN、IT三种,其中TN又包括TN-C、TN-S、TN-C-S三种,TN-C-S的方式是先TN-C后TN-S。TT系统是中性点接地系统,裸露在外的导电部位是独立接地;IT系统是中性点不接地系统,其是借用受电设备导出电流,然后再通过保护线连接地极;TN系统是目前电气技术人员主要采用的接地系统,其主要是将裸露在外的电气设备导电部分与保护线连接。从以上描述可以知道接地技术主要是实现电流的导通进行保护,主要受体是大地。而等电位联结是通过对电气设备的连接,使得电气设备各处的点位相等或基本一致,从而防止由于电位差引起导致的伤人情况发生。因此,等电位联结技术与接地技术不是同一种电气技术,下面将具体对等电位联结技术进行介绍。

1建筑电气等电位联结

建筑电气等电位联结技术有总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结三种。总等电位联结的做法是将建筑的公共设备、金属结构接地等各个部分的联结板与总等电位联结进行连接,当建筑工程较大的时候,各种PE母排、结构接地的联结板大量增多,各种联结线会变得很长,这样就会增加电位差,并且维护的时候比较困难,因此,该做法适合于较小的项目。另外一种做法是以钢筋混凝土的地下作为总等电位联结的端子板,这样就可以让PE母排、结构接地及其它局部的等电位联结板直接就近连接建筑物的钢筋,通过钢筋来实现远距离的传导,解决线路过长的问题。辅助等电位联结在国家的相关标准规定了其是在人伸臂范围内可同时触及导电部分的联结,是对总等电位联结的一种故障保护的额外的保护措施,而局部等电位联结从字面意思就可以知道其是一种电气局部区域的等电位联结,不是总等电位联结的一种附属辅助措施,甚至从局部区域范围来看,其是局部的总等电位联结。在IEC61140标准中就指出了总等电位联结可以降低接触电压,但是其不能将电压降至限制UL以下,而辅助等电位联结和局部等电位联结可以实现电压降至UL以下,从而有效避免人被点击受伤。对于目前我国的电气情况来说,采用局部等电位联结技术比辅助等电位联结技术要更加的好。比如在一个末端用电场所采用辅助等电位联结来处理臂展范围内的点位差的时候,可能会存在用电场所同时具有很多的电气设备、金属结构、管道等,那么就会都需要进行辅助等电位联结,这样除了会增加大量的工作量外,还可能存在着遗漏和后期维护困难的问题。而如果采用局部等电位联结技术,其作为一种区域内的总等电位联结,可以大大的缩小工作量的同时,解决遗漏和后期维护困难的问题。

2建筑电气等电位联结存在的问题

2.1建筑电气等电位联结设计问题

目前很多建筑电气设计图中对于等电位联结没有足够的认识,认为这是与接地技术一样的,施工人员会比较熟悉,在设计图纸的时候,首先存在着设计深度不够的问题,其次存在着对图纸中的施工材料、施工工艺等没有做详细的说明。

2.2建筑电气等电位联结施工问题

就如上面提到的设计图纸问题,虽然《建筑物防雷设计规范》标准中对等电位联结进行了强制性的规定,但是还是存在施工方面的问题。第一个问题是在施工之前设计师和施工方没有开展充分的技术交底,那么监理方、施工方由于自身原因或外在原因,可能仅仅根据图纸是无法对其进行彻底弄懂,甚至是根本不去在意这些等电位联结,而是把其作为一种接地技术看待,最终会导致在施工的过程中很有可能出现施工误解,甚至是困难。第二个问题是施工没有按照设计图纸来进行,在进行检查的时候就会经常发现终端箱子内存在联结线没有连接、有联结部位遗漏等。第三个问题是在施工完成后没有进行导通性测试。

3建筑电气总等电位联结安装及截面选择

3.1建筑电气总等电位联结安装

总等电位联结是通过端子板对建筑物内的金属管道、结构件、接地极等进行连接,减少保护范围内的电气设备及外漏导电部分的电位差。在进行总等电位联结安装的时候,塑料类不导电的设备和管道等不需要进行等电位联结;各类联结线需要采用不同的颜色进行标识;金属管道和结构件可以采用共用一根等电位联结线,并且管道须与接地母排联结;当建筑物的钢筋混凝土接地电阻满足标准要求时可以不做人工接地极;防雷引下线需要与等电位系统进行连接保证两者的等电位;总等电位的端子板应尽量与电源箱接近便于检测。

3.2联结线截面选择

对于总等电位联结线,其应大于PE线截面的50%,并且采用截面不小于6平方毫米的铜线,如果采用铜导线,其截面可选择最高不超过25平方毫米。局部等电位联结线的界面选择与总等电位联结线一致。辅助等电位联结线截面则分为两种,电气设备外裸露的导电部位联结线截面为PE截面的50%,两电气设备外露部分之间的联结线可选择截面为2.5或4平方毫米的铜线。赵柯宇等人研究了工业建筑等电位联结线截面的选择,对于用于室外供电设备的TT系统、IT系统的等电位联结、变压器电阻不小于4欧姆的TN系统,可以采用6平方毫米截面的联结线即可满足要求;对于室内或厂房内的供电设备的电阻较小的时候,联结线的截面应根据短路电流大小来选择;对于变压器电阻为1欧姆的TN系统,联结线截面的选择需要根据GB50054-2011的规定,并对故障电流进行计算,然后根据电缆长度为10m、50m、70m三种情况下的不同规格截面的故障电流限制来进行选择。

4建筑电气等电位联结要求和测试

王军等人对建筑工程设备房的等电位联结进行了研究,在开展等电位联结安装的时候可以采用焊接来增加其牢固性,并且焊接长度要大于6倍的镀锌圆钢直径,还需要对双面焊接处涂膜防腐油漆。同时需要做好安装记录和检测记录,方便后期的维护。检测主要进行导通性测试和电阻值测试,导通性测试一般是在联结工作完成后采用4~24伏直流电进行测试,如果发现导通性不好的时候,需要对等电位联结进行微调,并在后期进行定期的监测;电阻值测试是指等电位端子板与金属尾端之间的电阻值,由于距离较远的原因,一般采用分段检测再加和,其加和的总电阻值要小于3欧姆。

5结束语

建筑电气等电位联结技术有总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结三种,辅助等电位联结是对总等电位联结的一种故障保护的额外的保护措施,而局部等电位联结是一种电气局部区域的等电位联结。等电位联结安装的时候可以采用焊接来增加其牢固性,并且焊接长度要大于6倍的镀锌圆钢直径,还需要对双面焊接处涂膜防腐油漆。检测主要进行导通性测试和电阻值测试,其中端子板与金属尾端之间的电阻值应小于3欧姆。建筑电气等电位联结在设计过程中存在着设计人员对其没有足够的重视,设计图纸简单的问题;在施工过程中存在着施工前技术交底不充分、施工方没有按照图纸进行施工和施工完成后没有进行导通性测试三个问题。总等电位联结线截面应大于PE线截面的50%,并且采用截面不小于6平方毫米的铜线;局部等电位联结线的界面选择与总等电位联结线一致。电气设备外裸露的导电部位辅助等电位联结线截面为PE截面的50%,两电气设备外露部分之间的辅助等电位联结线可选择截面为2.5或4平方毫米的铜线。

参考文献

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作者:黎慧汉 单位:广州市花都区建设工程安全监督站