淺談等電位連接在建筑物系統(tǒng)中作用
文章來源：sanreqi 發(fā)表時間：2013-9-26 等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項基本措施。GB50057—94里強(qiáng)調(diào)了等電位連接在內(nèi)部防雷中的作用，等電位連接是為減小在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險的一項很重要的措施，特別是在建筑物防雷空間內(nèi)防發(fā)生生命危險的最重要的措施。另外，新的標(biāo)準(zhǔn)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343—2004又重新強(qiáng)調(diào)了等電位連接的重要地位，規(guī)定需要保護(hù)的電子信息系統(tǒng)必須采取等電位連接與接地保護(hù)措施，這就又賦予等電位連接的強(qiáng)制性條文的性質(zhì),可見等電位連接在建筑物防雷系統(tǒng)中的重要作用。但是很多工程的設(shè)計和施工并不強(qiáng)調(diào)等電位連接的作用，特別是大部分新建建筑物的圖紙中都沒有等電位這一項，或者等電位設(shè)置不完善，比如實際的設(shè)計很少有衛(wèi)生間的等電位，還有防雷檢查中往往忽視等電位端子的檢查。因此在本文中，簡要的闡述一下等電位連接在建筑物中的設(shè)置及重要作用。
1 總等電位連接和局部等電位連接
1.1 總等電位連接
等電位設(shè)置主要是在雷電防護(hù)區(qū)的交接處，首先，在直擊雷非防護(hù)區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ0B）與第一防護(hù)區(qū)（LPZA）的界面處設(shè)置總等電位連接端。
一般建筑物的總等電位連接都設(shè)在配電箱的附近各種導(dǎo)體管件進(jìn)入建筑物的入口處。
總等電位連接主要有以下導(dǎo)體：①PE、PEN干線；②電氣裝置接地極的接地干線；③建筑物的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；④條件許可的建筑物金屬構(gòu)件等導(dǎo)體。
注意等電位連接中的金屬管道連接處應(yīng)可靠的連通導(dǎo)電。
總等電位連接以提高地電位和均衡電位來降低接觸電壓，它不是一項可有可無的電氣安全措施。IEC標(biāo)準(zhǔn)和一些技術(shù)先進(jìn)國家的電氣規(guī)范都將總等電位連接列為接地故障保護(hù)的基本條件。
1.2 局部等電位連接
當(dāng)電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足切斷故障回路的時間要求時，尚應(yīng)在局部范圍內(nèi)做局部等電位連接。
2 建筑物室內(nèi)的等電位連接
2.1 內(nèi)部導(dǎo)電部件的等電位連接
等電位連接不僅僅針對雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護(hù)，特別是在有過電壓的瞬間對人身和設(shè)備的安全防護(hù)。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構(gòu)架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接，而且要注意，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。此外，對燃?xì)夤艿�，只在進(jìn)入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，在每個接頭處要有輔助跨接線。因為燃?xì)夤艿辣旧聿蝗菰S有多個接地連接，使其成為接地系統(tǒng)的一部分。
2.2 信息系統(tǒng)的等電位連接
對信息系統(tǒng)的各個外露可導(dǎo)電部件應(yīng)建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與共用接地系統(tǒng)相連，接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)有兩種結(jié)構(gòu)：
S型（星型）結(jié)構(gòu)和M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。
�。�1）對于工作頻率小于0.1MHZ的電子設(shè)備，一般采用S型（星型）結(jié)構(gòu)僅通過一點與共用接地系統(tǒng)連接，形成Ss等電位連接網(wǎng)絡(luò)。并且其他金屬部件應(yīng)與共用接地系統(tǒng)有足夠的絕緣。不論是雷電有關(guān)的低頻電流還是信息系統(tǒng)內(nèi)部的低頻干擾源都不能產(chǎn)生地電流。
（2）對于頻率大于10MHZ的電路，一般采用M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)通過多點接至共用接地系統(tǒng)，從而構(gòu)成Mm等電位連接網(wǎng)絡(luò)。
�。�3）對復(fù)雜的信息系統(tǒng)，可采用兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合的等電位連接網(wǎng)絡(luò)。一個S型局部等電位連接網(wǎng)絡(luò)可與一個M型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組合在一起；此外，一個M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)可在接地基準(zhǔn)點與共用接地系統(tǒng)相連。
2.3 衛(wèi)生間的等電位連接
�。�1）1999年6月開始實行的新的建設(shè)部《住宅設(shè)計規(guī)范》中，有一項不太引人矚目的條款：城鎮(zhèn)新建住宅中的衛(wèi)生間宜做等電位連接。浴室等電位連接，通俗的解釋是：浴室等電位連接就是保護(hù)你不會在洗澡的時候被電傷或電死。在特殊情況時十幾伏的電壓也是非常危險的，尤其是在洗澡時人的身體是濕的，電阻降低，如果一旦浴室的電器漏電，哪怕是很低的電壓、很小的電流也會危及生命。這時候如果浴室里做了等電位連接，各處電位相等，就可以極大地避免電的傷害。
另外等電位連接和漏電保護(hù)器在保護(hù)人身安全方面是各司其職，不能相互代替———當(dāng)漏電保護(hù)器因各種因素?zé)o法對電位升高進(jìn)行切斷時，就可通過等電位連接措施來彌補(bǔ)。
�。�2）在《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中對于“三級及以上的旅館及高級住宅和公寓及商業(yè)浴室”提出了嚴(yán)格的保障措施。對一般性旅館和住宅提出參照有關(guān)條款的要求。
�。�3）因此，需要在衛(wèi)生間設(shè)置局部等電位連接端子，將澡盆、淋浴盆和馬桶等設(shè)備連接起來，以加強(qiáng)由于身體電阻降低和身體接觸地電位而增加電擊危險的安全保護(hù)。
3 各樓層的等電位連接
將每個樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個房間或區(qū)域設(shè)置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，屋頂上的設(shè)備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。
4 等電位連接與共用接地是分不開的。
4.1 接地網(wǎng)的等電位連接
在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計算機(jī)房的工作接地、靜電接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對設(shè)備造成影響。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物利用基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設(shè)環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi)用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率。
4.2 等電位連接的兩種型式
（1）如果建筑物的供電制式是TN-S系統(tǒng)時，電子系統(tǒng)的接地是共用接地系統(tǒng)，電子設(shè)備各類接地系統(tǒng)之間不用加裝SPD，采用直接等電位連接。
�。�2）若電子設(shè)備采用獨立接地極，或者隨采用共用接地系統(tǒng)，但要求單點接地，設(shè)備處各接地系統(tǒng)需要絕緣，不能做直接等電位連接時，為防止不同的地電位浪涌過電壓對電子設(shè)備造成損害，需在不同的接地系統(tǒng)端子間加裝SPD，以達(dá)到間接等電位連接。
�。�3）電力線路必須直接或間接進(jìn)行等電位連接。保護(hù)地線PE、PEN可直接與等電位連接端子相連，三路相線通過電源SPD與等電位端子形成間接等電位連接。
5 結(jié) 論
總之，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結(jié)構(gòu)，人和設(shè)備在此環(huán)境中絕無雷擊危險。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)是最重要的一項電氣安全措施，各地氣象主管機(jī)構(gòu)和建設(shè)主管部門必須加強(qiáng)新建建筑物中等電位連接一項的審核力度。
1 總等電位連接和局部等電位連接
1.1 總等電位連接
等電位設(shè)置主要是在雷電防護(hù)區(qū)的交接處，首先，在直擊雷非防護(hù)區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ0B）與第一防護(hù)區(qū)（LPZA）的界面處設(shè)置總等電位連接端。
一般建筑物的總等電位連接都設(shè)在配電箱的附近各種導(dǎo)體管件進(jìn)入建筑物的入口處。
總等電位連接主要有以下導(dǎo)體：①PE、PEN干線；②電氣裝置接地極的接地干線；③建筑物的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；④條件許可的建筑物金屬構(gòu)件等導(dǎo)體。
注意等電位連接中的金屬管道連接處應(yīng)可靠的連通導(dǎo)電。
總等電位連接以提高地電位和均衡電位來降低接觸電壓，它不是一項可有可無的電氣安全措施。IEC標(biāo)準(zhǔn)和一些技術(shù)先進(jìn)國家的電氣規(guī)范都將總等電位連接列為接地故障保護(hù)的基本條件。
1.2 局部等電位連接
當(dāng)電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足切斷故障回路的時間要求時，尚應(yīng)在局部范圍內(nèi)做局部等電位連接。
2 建筑物室內(nèi)的等電位連接
2.1 內(nèi)部導(dǎo)電部件的等電位連接
等電位連接不僅僅針對雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護(hù)，特別是在有過電壓的瞬間對人身和設(shè)備的安全防護(hù)。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構(gòu)架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接，而且要注意，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。此外，對燃?xì)夤艿�，只在進(jìn)入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，在每個接頭處要有輔助跨接線。因為燃?xì)夤艿辣旧聿蝗菰S有多個接地連接，使其成為接地系統(tǒng)的一部分。
2.2 信息系統(tǒng)的等電位連接
對信息系統(tǒng)的各個外露可導(dǎo)電部件應(yīng)建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與共用接地系統(tǒng)相連，接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)有兩種結(jié)構(gòu)：
S型（星型）結(jié)構(gòu)和M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。
�。�1）對于工作頻率小于0.1MHZ的電子設(shè)備，一般采用S型（星型）結(jié)構(gòu)僅通過一點與共用接地系統(tǒng)連接，形成Ss等電位連接網(wǎng)絡(luò)。并且其他金屬部件應(yīng)與共用接地系統(tǒng)有足夠的絕緣。不論是雷電有關(guān)的低頻電流還是信息系統(tǒng)內(nèi)部的低頻干擾源都不能產(chǎn)生地電流。
（2）對于頻率大于10MHZ的電路，一般采用M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)通過多點接至共用接地系統(tǒng)，從而構(gòu)成Mm等電位連接網(wǎng)絡(luò)。
�。�3）對復(fù)雜的信息系統(tǒng)，可采用兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合的等電位連接網(wǎng)絡(luò)。一個S型局部等電位連接網(wǎng)絡(luò)可與一個M型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組合在一起；此外，一個M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)可在接地基準(zhǔn)點與共用接地系統(tǒng)相連。
2.3 衛(wèi)生間的等電位連接
�。�1）1999年6月開始實行的新的建設(shè)部《住宅設(shè)計規(guī)范》中，有一項不太引人矚目的條款：城鎮(zhèn)新建住宅中的衛(wèi)生間宜做等電位連接。浴室等電位連接，通俗的解釋是：浴室等電位連接就是保護(hù)你不會在洗澡的時候被電傷或電死。在特殊情況時十幾伏的電壓也是非常危險的，尤其是在洗澡時人的身體是濕的，電阻降低，如果一旦浴室的電器漏電，哪怕是很低的電壓、很小的電流也會危及生命。這時候如果浴室里做了等電位連接，各處電位相等，就可以極大地避免電的傷害。
另外等電位連接和漏電保護(hù)器在保護(hù)人身安全方面是各司其職，不能相互代替———當(dāng)漏電保護(hù)器因各種因素?zé)o法對電位升高進(jìn)行切斷時，就可通過等電位連接措施來彌補(bǔ)。
�。�2）在《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中對于“三級及以上的旅館及高級住宅和公寓及商業(yè)浴室”提出了嚴(yán)格的保障措施。對一般性旅館和住宅提出參照有關(guān)條款的要求。
�。�3）因此，需要在衛(wèi)生間設(shè)置局部等電位連接端子，將澡盆、淋浴盆和馬桶等設(shè)備連接起來，以加強(qiáng)由于身體電阻降低和身體接觸地電位而增加電擊危險的安全保護(hù)。
3 各樓層的等電位連接
將每個樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個房間或區(qū)域設(shè)置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，屋頂上的設(shè)備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。
4 等電位連接與共用接地是分不開的。
4.1 接地網(wǎng)的等電位連接
在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計算機(jī)房的工作接地、靜電接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對設(shè)備造成影響。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物利用基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設(shè)環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi)用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率。
4.2 等電位連接的兩種型式
（1）如果建筑物的供電制式是TN-S系統(tǒng)時，電子系統(tǒng)的接地是共用接地系統(tǒng)，電子設(shè)備各類接地系統(tǒng)之間不用加裝SPD，采用直接等電位連接。
�。�2）若電子設(shè)備采用獨立接地極，或者隨采用共用接地系統(tǒng)，但要求單點接地，設(shè)備處各接地系統(tǒng)需要絕緣，不能做直接等電位連接時，為防止不同的地電位浪涌過電壓對電子設(shè)備造成損害，需在不同的接地系統(tǒng)端子間加裝SPD，以達(dá)到間接等電位連接。
�。�3）電力線路必須直接或間接進(jìn)行等電位連接。保護(hù)地線PE、PEN可直接與等電位連接端子相連，三路相線通過電源SPD與等電位端子形成間接等電位連接。
5 結(jié) 論
總之，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結(jié)構(gòu)，人和設(shè)備在此環(huán)境中絕無雷擊危險。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)是最重要的一項電氣安全措施，各地氣象主管機(jī)構(gòu)和建設(shè)主管部門必須加強(qiáng)新建建筑物中等電位連接一項的審核力度。
