等電位聯(lián)接在建筑供電設(shè)計(jì)和低壓配電中的分析

摘 要：通過(guò)分析低壓配電系統(tǒng)中接觸電壓、等電位聯(lián)結(jié)的作用，能更好的明確其在建筑設(shè)計(jì)和施工中的重要地位。在建筑物中防止電氣事故的重要措施之一就是運(yùn)用低壓配電系統(tǒng)。另外，等電位聯(lián)接可以有效的讓建筑物避免雷擊、漏電等事故。

關(guān)鍵詞：等電位聯(lián)接；防漏電；作用分析

建筑物都應(yīng)當(dāng)有接地系統(tǒng)，而且只能有一個(gè)，這是國(guó)際電工委員會(huì)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家制定的電器標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)不管建筑物中有多少種用途的接地極，最后都應(yīng)該歸納到等電位聯(lián)接中，從而形成一個(gè)統(tǒng)一的接地系統(tǒng)。反之，如果各種接地極最后沒(méi)能歸為一個(gè)，那么建筑物內(nèi)的各種金屬部件之間所形成的電位差就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)各種電氣事故，所以，建筑物唯一的接地系統(tǒng)是很重要的。但是，在實(shí)際工作中，有很多因素造成建筑物的供電設(shè)計(jì)對(duì)等電位聯(lián)接問(wèn)題考慮不周，例如：工程造價(jià)等，這就埋下了安全隱患。事故狀態(tài)下的接觸電壓可以通過(guò)采用等電位聯(lián)接可以大幅度的降低，并控制在安全值之下（安全電壓值：工頻正常條件下為50V，潮濕環(huán)境中為25V）。

1 總等電位聯(lián)接的應(yīng)用

所謂總等電位聯(lián)接，其實(shí)就是將各種導(dǎo)電部分（如公用設(shè)施的金屬管道、煤氣管道和暖氣空調(diào)干管等）匯接到配電箱近旁的總接地端子板，總等電位聯(lián)接在建筑物內(nèi)起著降低間接接觸電壓；消除各種金屬部件之間的電位差以及消除建筑物外經(jīng)線路等引入的危險(xiǎn)電壓危害的作用。在建筑物中實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)后，整個(gè)建筑空間形成一個(gè)良好的等電位，當(dāng)接地故障發(fā)生的時(shí)候，上述的導(dǎo)體就會(huì)處于“0”點(diǎn)位或者近似地電位，這對(duì)人體是沒(méi)有危險(xiǎn)的。

1.1 總等電位聯(lián)接在降低接觸電壓發(fā)面比接地更有效

以前傳統(tǒng)的對(duì)電氣裝置的處理方法就是人工接地，將裝置的金屬外殼接地。其接地極僅僅是以地電位作參考點(diǎn)位的等電位聯(lián)接，大多數(shù)情況下它并不能做到最大限度的避免人體電擊事故。如圖1所示，通過(guò)對(duì)未作等電位聯(lián)接、局部等電位聯(lián)接和總等電位聯(lián)接三種線路的比較，更好的說(shuō)明了總等電位聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)。

圖1（a）中，只有電源處有系統(tǒng)接地，接地電阻Rb，建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備未做等電位聯(lián)接。當(dāng)設(shè)備絕緣損壞時(shí)，設(shè)備的金屬外殼將對(duì)地有220V的Uo相電壓，此處接觸電壓Uo=220v，這對(duì)接觸此設(shè)備的人造成了很大的生命威脅，人體觸及會(huì)遭電擊而致死。圖1（b）中電氣設(shè)備的外殼有接地線，讓其與地做了等電位聯(lián)接，此設(shè)備接地端的內(nèi)阻為Ro，如果發(fā)生接地故障時(shí)，在電阻Ra、Rb中會(huì)有接地故障電流Id返回電源，人體的接觸電壓也會(huì)由原來(lái)的220V下降為Id（Ra+Rb），同時(shí)電流Id還有使保護(hù)電器切斷電源的作用，相對(duì)圖（a）大大降低了對(duì)人體的威脅。圖1（c）中，將PE母排通過(guò)接地母排與建筑物內(nèi)的各種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相連接，讓它們的電位都處于相同的水平，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，人體也會(huì)處在這個(gè)水平上面，這樣防電擊效果就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通常的接地方式。

1.2 總等電位聯(lián)接可消除沿線路傳導(dǎo)的故障電壓

總等電位連接可以消除TN系統(tǒng)沿線路傳導(dǎo)的故障電壓，從而避免了由此類(lèi)電壓引起的電擊事故。某TN-C-S系統(tǒng)如圖2所示，由該系統(tǒng)供電的設(shè)備可以安裝在室外也有在室內(nèi)，當(dāng)電源線路發(fā)生接地故障時(shí)，其接地故障電流Id可以通過(guò)電阻Re、Rb返回電源，這兩個(gè)電阻可以大大削弱電流的數(shù)值，控制在10～20A之間，而且電源也不會(huì)自動(dòng)跳閘，這也避免了大范圍的停電。電源中性點(diǎn)點(diǎn)位會(huì)升高，當(dāng)超過(guò)接觸電壓限值50V時(shí)，它會(huì)在TN系統(tǒng)內(nèi)部沿PEN、PE兩條線傳導(dǎo)。圖2中如果設(shè)備安裝在戶外，連接PE線會(huì)使設(shè)備外殼帶電壓Uf，設(shè)備安裝位置的地面點(diǎn)位為0，當(dāng)Uf超過(guò)50V時(shí)，就會(huì)引起電擊事故，即使重復(fù)接地收效也微乎其微，因?yàn)楣收想娏鞯耐ㄟ^(guò)常常會(huì)產(chǎn)生電壓降而產(chǎn)生對(duì)低電位。這種原因引起的事故常常發(fā)生在街道上，路燈和廣告燈等出現(xiàn)故障而造成的電擊傷人事故。在這種情況下，如何才能避免此類(lèi)事故的發(fā)生呢？這就需要加入總等電位聯(lián)接，將建筑物內(nèi)的PEN線、PE線以及建筑物內(nèi)的各種導(dǎo)體匯接，使它們都處于同一電位，消除建筑物內(nèi)的電位差，就可以很好的避免此類(lèi)電擊事故的發(fā)生。戶外的電氣設(shè)備有別于建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備，它不能接TN系統(tǒng)的PE線，而是另外引PE線，做一個(gè)單獨(dú)接地極，這種方式稱(chēng)作局部TE系統(tǒng)。此外還應(yīng)該加裝漏電保護(hù)器以便在必要時(shí)可以及時(shí)切斷電源。雷電對(duì)通信和電子設(shè)備的正常工作有很大影響，很有可能造成設(shè)備的損壞，它具有高電壓、大電流和瞬時(shí)性，其產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁脈沖會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的干擾，因此，進(jìn)行等電位聯(lián)接時(shí)必須將防雷方案考慮在內(nèi)。電涌保護(hù)器（SPD）是在線路不能直接接到底線的情況下使用的一種裝置，它可以將電力、電信線路等連接到等電位導(dǎo)體和地線上。在雷擊在線路上產(chǎn)生電磁脈沖時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)將保護(hù)線路接入等電位系統(tǒng)，釋放了雷擊產(chǎn)生的脈沖能量，將其引入大地，從而保護(hù)了電子設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.3 總等電位聯(lián)接

將建筑物的各種導(dǎo)體作等電位聯(lián)接，先將各導(dǎo)體與進(jìn)線配電箱近旁的總等位聯(lián)接端相連，PE母排、各種管道的金屬構(gòu)件以及人工接地極引線等都應(yīng)該相互連通。其中相鄰的結(jié)構(gòu)公用一根MEB線，在總等電位聯(lián)接內(nèi)的各個(gè)導(dǎo)體的接地電阻滿足接地要求時(shí)，可以不用另接接地極。

2 局部等電位聯(lián)接

在高層建筑物做總等電位聯(lián)接時(shí)會(huì)出現(xiàn)PE線過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致阻抗增大，不但在出現(xiàn)故障時(shí)接觸電壓會(huì)超過(guò)限值50V，而且TN系統(tǒng)故障電流的減小會(huì)使過(guò)流保護(hù)器切斷電源的時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)人體造成電擊危害的可能性就會(huì)增大。這時(shí)，局部等電位聯(lián)接就派上用場(chǎng)了，對(duì)TN系統(tǒng)而言，它是更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)、更有效的措施，它在每一個(gè)樓層作一個(gè)等電位聯(lián)接，然后再做一次聯(lián)接，這樣就可以使接觸電壓下降至50V以下，有效的避免了電擊致死的危險(xiǎn)。局部等電位聯(lián)接更經(jīng)濟(jì)，維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單且安全。

總之，在建筑供電和低壓配電系統(tǒng)中，等電位聯(lián)接是有效防止電氣事故的重要措施之一，應(yīng)該將其嚴(yán)格規(guī)范化，并做定期測(cè)試，使其能更好的保護(hù)人們的安全。

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