談民用建筑電氣中接地和等電位聯結問題

王振華

(大同市規劃設計院，山西大同 037004)

1 接地及等電位聯結的重要性

接地及等電位聯結這兩個名詞，相信我們電氣人員并不陌生，因為他們是我們電氣人員經常要提到的電氣安全措施之一。大家都知道一般人和各類電氣系統都位于地球上，而地球又是個導體，因此電氣系統必須與地球作等電位聯結，以避免它與大地之間的電位差引起的種種電氣災害，從而保證電氣系統的正常運作。為與地球等電位或與地球電位接近，需要與地球作電氣連接，但地球上沒有電氣連接端子，為此需在大地表面接地極作連接端子并引出接地線以取得地線來做參考電位，這就是通常所說的“接地”。由于接地極與大地間存在若干歐的連接電阻或接地電阻，并在其上產生較大的電位差，這種情況下，與大地連接的等電位效果，由于連接電阻或接地電阻大等原因而并不理想。

因為上述問題的存在，所以電氣工程更強調等電位聯結的重要性，這樣接地問題就變得異常的復雜。接地被賦以新的概念，接地不僅限于與大地的連接，與代替大地的導體相連接以導體電位為參考電位也是接地。王厚余舉過兩個關于等電位的經典例子:飛機內電氣系統與金屬機身的連接，汽車內電氣系統與金屬車身的連接，這一連接既可認為是做等電位聯結，也可認為是與代替大地的導體連接而實現的接地。它不以大地電位為參考電位而以機身或車身電位為參考電位，因其連接為金屬性連接，其連接電阻僅幾毫歐，所以其等電位效果優于傳統的與大地連接的接地，而且其電氣安全性能非常好。

JGJ 16-2008民用建筑電氣設計規范第12.6條明確強調建筑物內的等電位聯結的作用，其參考電位為建筑物內眾多金屬結構、管道的聯結點——接地母排(或總接地端子)的電位。記得王厚余說過一句很精辟的話:假想有一個神話中的大力神將整個建筑物拔地而起使之與大地脫離，但電源未切斷，這時對大地而言建筑物電氣裝置的接地電阻為無限大，但建筑物內的人群仍然照常安全無恙地生活和工作，因為各電氣系統仍然通過與代替大地的導體——等電位聯結系統的連接而實現了接地，這與飛上天空的飛機的情況是一樣的。這就是等電位聯結的精妙之處。

2 建筑工程接地及等電位聯結設計施工中常見問題

1)部分電氣設計人員設計一套電氣施工圖紙，缺少接地及等電位聯結平面圖設計。筆者認為這是電氣設計人員的失職，當筆者審查有這種情況的施工圖時，會毫不猶豫給他指出，并要求他把缺少的接地及等電位聯結平面圖設計補上來。有的設計人員不服氣，打電話與我溝通，說他的接地及等電位聯結已在設計說明中闡述了，并且施工圖提供了施工參考的標準接地及等電位聯結圖集，接地及等電位聯結平面圖設計就能省略掉了，這似乎聽起來合理，殊不知有些電氣施工人員只會按圖施工，有些人看了說明，可在施工時往往手頭標準圖集不全或其他原因，并且對接地及等電位聯結的重要性沒有足夠的重視，常常在施工中忘了做該建筑的接地及等電位聯結，這樣給該建筑的以后使用留下了不可挽回的安全隱患。

退一步說，電氣施工人員素質再高，手頭電氣資料再全，但我們設計人員都知道，標準圖集僅僅是個參考圖集，它不可能涵蓋了各種各樣的工程實際情況，我們設計的圖紙不可能都是按標準圖集設計，因為各種建筑工程受地理等各方面條件限制而千差萬別，所以我們電氣設計人員也要根據建筑的不同而要求因地制宜去做具體的電氣設計，不能一味地只提供標準圖集而不再做具體的平面圖設計，那樣做也達不到施工圖設計深度。筆者認為這一點必須引起我們電氣設計人員的高度重視。

2)對等電位聯結和接地的處理。對于等電位聯結，首先要搞清楚聯結與連接的關系，所謂的聯結不是一般意義的連接，是指將各個可能導電的部分互相連通，其作用是為了傳遞電位，而不是為了傳遞電流。聯結要使各個可能導電的部分的電位相等或接近，從而達到減少由于危險電位差而引發不必要的電氣災害的目的。普通的連接是既傳遞電流，又傳遞電位，它起不到降低電氣災害的作用。

根據以上等電位聯結的概念，我們可以理解為接地其實也算是一種特殊的等電位聯結。作為專業的電氣人員大家都知道地球本身就是個大的導電體，所以接地就是以大地電位為參考電位的等電位聯結。又因為地球表面不具有等電位聯結的金屬接線端子，因此就需打接地極來與大地進行連接，這就是所謂的接地。

因為在實際操作中接地極與大地連接的接觸電阻(即接地電阻)通常很大，所以盡管我們打了接地極來與大地進行等電位連接，反而增加了與大地作等電位聯結可能存在的危險電位差，這樣來說，只依靠接地作為特殊等電位來降低電位差的效果遠遠不如在建筑物內以金屬導體為通路的等電位聯結。實際上僅僅依靠接大地是不能滿足電氣安全和功能上的要求。

基于上面對等電位聯結和接地的關系分析，我們回到實際工作生活應用中。實際工作中，我們的電氣設計人員設計時存在各種各樣的問題，有的人等電位聯結和接地平面設計都不做設計，只在設計說明中作論述，這種情況在上述第1)條中已討論;有的人只做等電位聯結或接地平面設計之一，筆者認為以上兩種情況都存在一定的問題，應將電位聯結和接地平面設計二者都設計。

在建筑物內做等電位聯結，對于它的作用，常常會遭到人們的質疑。其實，金屬結構和管道能兼起自然接地極的作用，即使是被包裹在水泥基礎內的。我們知道水泥是導電的，同時這些地下基礎內的金屬物體量大面廣，因此其接地電阻遠遠小于在建筑物外邊打的多根人工接地極的接地電阻。這樣的自然接地極的壽命幾乎是無限長的，因為混凝土可以很好地避免土壤對這些自然接地極的腐蝕。做等電位聯結后，一般不需另打人工接地極，也不需維護，因此，從電氣安全和功能上講，等電位聯結設計是必不可少且非常必要的。

至于接地平面設計的必要性，相應的規范都有說明。

綜上所述，作為電氣設計人員，我們從電氣安全和功能上的角度應該對等電位聯結和接地設計工作做到位，從源頭上設計人員要足夠重視等電位聯結和接地的重要性，進而能讓施工人員把等電位聯結和接地工作不遺不漏地做好，這就是我寫作本文的根本用意。

以上是筆者的粗淺看法，由于時間關系，不妥之處望得到各位專家、同行指導。

[1]中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊[M].第3版.北京:中國電力出版社，2003.

[2]《工廠常用電氣設備手冊》編寫組.工廠常用電氣設備手冊(補充本)[M].北京:水利電力出版社，1990.

[3]JGJ 16-2008，民用建筑電氣設計規范[S].

[4]王厚余.低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗[M].第2版.北京:中國電力出版社，2007.