張再杰
摘 要:等電位連接是為了減少電位差而采用人工或自然接地的方法,用導體將建筑物內部各種電氣設備以及設備裸露的導體連接,并確保連通效果良好,達到防雷、防靜電、防電磁干擾、觸電保護的作用。本文通過對電氣安全、防雷設計規范以及實際工程中等電位連接進行分析;重點探討了等電位連接在雷擊防護、靜電防護、電磁干擾防護、觸電保護等發揮的作用及其重要性;最后介紹了等電位的檢查與測量要求,確保等電位連接的可靠性、保護人員和設施的安全。
關鍵詞:等電位連接;雷擊防護;檢測
在電氣安全技術不斷地發展和更新的進程中,由電位差過大引起的電氣事故不斷增多,因此,國際電工委員會規定等電位連接是保護電氣裝置的最基本要求,在《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010中也規定建筑物內必須做好等電位連接,確保電氣安全。在建筑物的防雷檢測中,等電位連接的檢測不可或缺。
1 等電位連接的意義
等電位連接是為了減少電位差而采用人工或自然接地的方法,用導體將建筑物內部各種電氣設備以及設備裸露的導體連接,并確保連通效果良好,達到防雷、防靜電、防電磁干擾、觸電保護的作用。在《建筑物防雷設計規范》中,等電位連接是指將各種電氣設備、用導電物體或電涌保護器連接起來,降低各設備之間在遭受雷擊時產生的電位差。在電氣設備遭受雷擊時,建(構)筑物內部各金屬體、系統之間的電位會同時升高,電位基本均衡,可以避免或減少因各設備之間產生電位差造成的損失。
2 等電位連接的作用
等電位的作用是使保護范圍內的電位基本處于均衡狀態,降低電位差造成的財產損失和人員傷亡。
1)雷擊防護。在現代綜合雷電防護系統中,實施等電位連接是最常見的、重要防護手段。在某種情況中,等電位連接措施的是否完善直接決定著防雷的效果。建構筑物內部防雷常用的措施就是等電位連接。當建筑物遭受雷擊時,雷電流在導體間傳輸時存在一定的梯度,當相鄰設備的電位差達到10kV以上時,易造成極大危害。用導體將建構筑物內的主筋、建筑物的金屬構架裝置、電氣裝置、電信裝置等連接起來,形成一個等電位連接網絡,可防止直擊雷、感應雷,避免雷擊引發的火災、爆炸、生命危險和設備損壞。
2)靜電的防護。在傳送或分離固體絕緣物料、輸送或攪拌粉體物料、流動或沖刷絕緣液體、高速噴射蒸汽或氣體,都會產生和積累靜電。靜電容易產生火花放電,引起火災、爆炸或電擊。等電位連接可以將靜電電荷收集并傳送到接地網,從而消除和防止靜電危害。
3)電磁干擾防護。在供電系統故障或直擊雷放電過程中,強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物形成電磁感應,敏感電子設備處于其中,可以造成數據丟失、系統崩潰等。通常,屏蔽是減少電磁波破壞的基本措施,在機房系統分界面做的等電位連接,由于所有屏蔽和設備外殼之間連接良好,減小了電位差,致使外部電流無法侵入,可以避免電磁的干擾。
3 等電位連接的分類
根據《低壓配電設計規范》GB-50054-2011的規定,結合保護范圍的不同,可以將等電位連接分為三類:總等電位連接(MEB)、局部等電位連接(SEB)和輔助等電位連接(LEB)。
1)總等電位連接。在做總等電位連接時應通過總等電位連接的端子板,將各個導電體進行連接,整個建筑物都是它保護的范圍,通過降低建筑物內不同金屬部件間的電位差,并避免建筑物外經電氣線路和金屬管道引入的危險故障電壓的危害。
——電源箱內的地線以及所連接的電器設備的外露導電部分都可以通過連接地線降低電位差,不必另接等電位線;
——接地裝置的接地母排;
——建筑物內的各類公共設施的金屬管道,如燃氣管、水管、取暖管道等;
——電纜線等的金屬外皮以及屏蔽層;
——建構筑物的外部防雷設施的引下線。
2)局部等電位連接。局部等電位連接就是將建筑物的各導電部分進行局部連接。通過這種方法可以使局部等電位連接的端子將PE母線、金屬管線、金屬結構進行連通。局部等電位連接只要求對該局部范圍內可同時觸及的導電部分進行的導通連接,局部等電位連接端子與總等電位連接端子不必單獨進行電氣連接,兩者已通過PE線、金屬結構、管道的而自然導通。
3)輔助等電位連接法。在對建筑物及內部電氣設備做了等電位連接后,還應對其外部2.5m范圍內的裸露可導電體及設備導體之間,進行連接,這種降低電位差的方法,就是輔助等電位連接。它可以將2.5m伸臂范圍內可能出現的電位差降至零伏。
4 等電位連接的檢查及測試
4.1 等電位連接的檢查
檢查等電位的連接,主要檢查其是否符合規范要求、是否按照圖紙設計的標準施工、平行鋪設的較長金屬管線以及建筑物內垂直鋪設的金屬管道和其他所有進入建筑物內部的外來導體在經過后續防雷區時是否均按規范要求進行了等電位連接。同時,還要對等電位連接的導體的規格型號、尺寸大小進行檢查,能否達到有關規范要求。并對等電位連接的質量進行檢查,確保導體兩端的連接點穩定牢固,從而使等電位連接達到最佳效果。
4.2 等電位連接效果的測試
通過檢查,在沒有發現連接存在問題后,還要對等電位連接之間的電阻進行測試。首先檢測儀器必須符合國家計量標準,能夠正常使用。同時在檢測前,應先測出測試導線的電阻,并在測試時扣除線阻,作為等電位連接的過渡電阻。在測試時,必須注意:測試的是各個設備之間的電位差,故而不能在用來連接各個設備的導體上選點進行測試。同時在記錄中要詳細記錄等電位連接物體名稱、連接導體規格、過渡電阻等信息。
5 結論
等電位連接在雷擊防護、靜電防護、電磁干擾防護、觸電保護等方面具有十分重要的作用。一個完善的等電位網絡,使在保護區內所有設備的電位基本相等,最大限度地降低電位差,從而減少電氣事故的發生。為達到預期的防護效果,因此有必要對等電位連接的設計以及安裝進行檢查。檢測時必須結合等電位的基本原理,根據設計、檢測規范進行測試,檢查測試的結果應當全面真實,綜合多方要素判定等電位連接的效果,從而保證等電位連接的可靠性,最大限度地避免造成人員傷亡和財產損失。
參考文獻:
[1] 馬路金,顏松毅,劉祖建,等.淺談等電位連接在雷電防護中的作用[J].氣象研究與應用,2012,33(A01):343-344.