等電位聯(lián)結(jié)在建筑物防雷中的應(yīng)用研究

翁彩艷 黎建武

（1.佛山市三水區(qū)氣象局 廣東佛山 528100 2.佛山市南海區(qū)氣象局 廣東佛山 528200）

等電位聯(lián)結(jié)在建筑物防雷中的應(yīng)用研究

翁彩艷1黎建武2

（1.佛山市三水區(qū)氣象局 廣東佛山 528100 2.佛山市南海區(qū)氣象局 廣東佛山 528200）

在建筑物的防雷設(shè)計(jì)與施工當(dāng)中，技術(shù)人員經(jīng)常把等電位聯(lián)結(jié)與接地搞混，導(dǎo)致等電位系統(tǒng)的缺乏。本文首先探討了等電位聯(lián)結(jié)的意義和作用以及等電位聯(lián)結(jié)與電氣安全，并重點(diǎn)探討了雷電防護(hù)與等電位聯(lián)結(jié)的具體應(yīng)用，希望給同行提供一定的借鑒。

等電位聯(lián)結(jié)；建筑物防雷；應(yīng)用研究

1 引言

等電位聯(lián)結(jié)可以有效的消除或者降低電位差，在避免人身電擊與電氣爆炸等用電安全措施當(dāng)中發(fā)揮了重要作用。我國在《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》以及另外一些規(guī)范中都對(duì)等電位聯(lián)結(jié)在建筑物防雷的具體實(shí)施中作出了詳細(xì)的規(guī)定。這些都能夠在一定程度上使得電氣安全措施的利用得到有效的促進(jìn)與發(fā)展。而在建筑物的防雷當(dāng)中也無法離開等電位聯(lián)結(jié)，所以，要想做好防雷設(shè)計(jì)就一定要正確掌握與利用等電位聯(lián)結(jié)措施。

2 等電位聯(lián)結(jié)的意義和作用

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）對(duì)“防雷等電位連接”進(jìn)行了如下解釋：把分開的諸多金屬物體直接利用聯(lián)結(jié)導(dǎo)體或者利用電涌保護(hù)器連接至防雷設(shè)施上來降低雷電流引發(fā)的電位差。然而《等電位聯(lián)結(jié)安裝》（02D501-2）還沒有給出直接的說明，卻把它劃分為總等電位聯(lián)結(jié)與輔助等電位聯(lián)結(jié)以及局部等電位聯(lián)結(jié)，他們并沒有給出等電位聯(lián)結(jié)的具體概念，卻又使得人們對(duì)聯(lián)結(jié)與連接的差別產(chǎn)生了一定的疑問。《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054-2011）中的解釋是這樣的：等電位聯(lián)結(jié)就是多個(gè)可導(dǎo)電的人部位為了實(shí)現(xiàn)等電位而進(jìn)行的聯(lián)結(jié)。該解釋雖然比較好懂，但是要想回答上述的問題還需進(jìn)行更深一步的探究。

制樣方法與供直剪試驗(yàn)用試樣的制樣方法相同.先將壓實(shí)后的GMZ07膨潤土及其摻砂混合物試樣用3種濃度NaCl溶液飽和,再將試樣切成小塊后冷凍干燥.然后利用高精度掃描電鏡對(duì)不同濃度NaCl的飽和試樣進(jìn)行測(cè)試,得到不同濃度NaCl飽和試樣的微觀結(jié)構(gòu).

等電位聯(lián)結(jié)是低壓配電當(dāng)中非常重要的安全措施。在20世紀(jì)90年代，在國內(nèi)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)跟國際接軌的時(shí)候，由國際電工委員會(huì)（IEC）的技術(shù)指標(biāo)所引進(jìn)。在當(dāng)時(shí)等電位方法早就已經(jīng)在國外普及，是電器安全當(dāng)中的基礎(chǔ)措施。但是因?yàn)樗遣皝砥罚瑑H僅依靠只言片語、生搬硬套導(dǎo)致很多人沒有辦法理解它的本質(zhì)，所以使得一些安全措施就流于表面形式。

四是堅(jiān)持出精品和出名家的統(tǒng)一。漓江畫派人才隊(duì)伍建設(shè)，要緊緊抓住“出精品、出名家”這個(gè)重點(diǎn)。十多年來，漓江畫派始終堅(jiān)持“多出精品、服務(wù)社會(huì)”的理念，在藝術(shù)創(chuàng)作上精益求精，不斷追求藝術(shù)創(chuàng)作的新高峰，推出了一大批優(yōu)秀作品，推動(dòng)了廣西文藝事業(yè)繁榮發(fā)展。

通常所說的接地可以視作以大地單位為基準(zhǔn)的等電位聯(lián)結(jié)。但是大地沒有接線端子，應(yīng)該設(shè)置接地極才可以連接。然而接地極跟大地之間的接觸電阻非常大，增大了與大地等電位聯(lián)結(jié)的阻抗，因此，接地的效果比不上在建筑物當(dāng)中利用金屬導(dǎo)體作為通路的等電位聯(lián)結(jié)。

式中，L為整列車長度。這樣，會(huì)車氣動(dòng)流場(chǎng)壓力Pv隨時(shí)間t的變化歷程可表示為壓力波幅值ΔP與交會(huì)通過時(shí)間ΔT的函數(shù)

4.3 等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的接地電阻

3 等電位聯(lián)結(jié)與電氣安全

3.1 衛(wèi)生間局部等電位

4.1 理想的防雷措施

圖1 浴室內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)圖

3.2 等電位聯(lián)結(jié)與安全接地的對(duì)比

3) 大孔生態(tài)混凝土的凍融循環(huán)作用是內(nèi)外同時(shí)的，經(jīng)50次凍融循環(huán)后，孔隙率為25%的混凝土抗凍性能明顯降低，經(jīng)75次循環(huán)后強(qiáng)度損失率均超過25%，孔隙率15%的混凝土抗凍性能良好.

4.2 等電位聯(lián)結(jié)是雷電保護(hù)的重要手段

電位差是電氣事故的主要原因，等電位的要求就是消除電位差，這也是等電位聯(lián)結(jié)的本質(zhì)。然而聯(lián)結(jié)是跟連接有一定去別的。“聯(lián)結(jié)”指的是為了確保實(shí)現(xiàn)電位相等而進(jìn)行的連接，一般包括多個(gè)單一的“連接”從而使得許多導(dǎo)電部分互相連通。它的主要作用是用來傳輸電位使得電位相等或者是相似，以避免電擊的產(chǎn)生，而不是像PE先用來傳輸大幅值的故障電流。所以，聯(lián)結(jié)線選取的截面可以比PE先小很多，在交流的條件下對(duì)于故障電流的阻抗也比較大。

圖2 TN-C-S系統(tǒng)圖示

4 雷電防護(hù)與等電位聯(lián)結(jié)

因?yàn)樽≌男l(wèi)生間同時(shí)具備洗浴的功能，然而人在洗浴的時(shí)候皮膚表面的電阻很低，非常容易受到電擊的危害。所以，建筑物當(dāng)中的衛(wèi)生間一般都設(shè)計(jì)有局部等電位端子箱。這個(gè)時(shí)候，衛(wèi)生間的電氣安全措施就需要提升到浴室級(jí)別。浴室中插座的PE線應(yīng)該跟局部等電位端子排進(jìn)行連線，也保證在觸電事故當(dāng)中漏電保護(hù)器可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并動(dòng)作（如圖1）。

北大語料庫中“吃虧”用例共1578個(gè)，其中多數(shù)充任謂語成分，也可作賓語(如：怕吃虧)，充任主語的最具代表性的例子是“吃虧是福”(共17例)，由此可見“吃虧”作謂語的比例是最大的；可以受“不”修飾，共有157個(gè)用例；能用肯定否定形式(V不V)提問，如：您感到種糧[吃虧不吃虧]？重疊式“吃虧吃虧”和“吃吃虧虧”無用例，可見不能重疊；概括意義是表“受損失或者在某方面條件不利”的動(dòng)作。綜上，“吃虧”符合動(dòng)詞的主要語法特征。

等電位聯(lián)結(jié)是低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中避免電擊事故的有效措施。如圖2所示常見的TN-C-S系統(tǒng)，在電源的進(jìn)線箱位置處PEN線被分為PE線與N線，而虛線則表示重復(fù)接地措施，點(diǎn)劃線則表示總等電位聯(lián)結(jié)措施。

作為外部防雷設(shè)備的接地體、引下線以及接閃器可以提供一條可靠的釋放途徑，但是雷電流經(jīng)過引起的低電壓突變與電動(dòng)力效應(yīng)容易引發(fā)危險(xiǎn)電位。所以，以等電位聯(lián)結(jié)為關(guān)鍵措施的內(nèi)部防雷措施是不能缺少的（否則應(yīng)該把被保護(hù)物體跟外部防雷設(shè)施之間進(jìn)行電氣絕緣）。一套完整的防雷設(shè)施系統(tǒng)應(yīng)該把外部的防雷設(shè)施、內(nèi)部等電位系統(tǒng)、樓內(nèi)的金屬管線、豎直金屬構(gòu)件以及各種設(shè)備之間利用建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一的連接。①建筑物中互相連接的鋼筋系統(tǒng)形成大尺寸的法拉第籠，形成等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的核心，發(fā)揮均壓與分流的效果。如果建筑物每層的圈梁把各條引下線連接構(gòu)件均壓環(huán)，導(dǎo)致雷電流從上到下的釋放過程中空間分布更勻稱，建筑物內(nèi)部的電磁危害也會(huì)減小。②因?yàn)槔纂娏靼哳l成分，它在泄流通路上將會(huì)產(chǎn)生電感壓降，因此，建筑物在不同高度上的電壓也是不相同的。為了避免不相同管線間產(chǎn)生電位差，應(yīng)該把電井中的接地干線、金屬管道與電梯導(dǎo)軌等豎直金屬構(gòu)件的底部、中間和頂端每隔三層與樓板中的鋼筋連接，成為跟引下線相似的釋放通道。而樓板的鋼筋跟接地干線連接，接地干線跟配電PE端子排的連接，會(huì)使得每層的設(shè)備維持在相同的電位水平。

雷電防護(hù)的本質(zhì)在于：給雷電流預(yù)先設(shè)定一個(gè)可靠的能量釋放途徑，使得目標(biāo)物不會(huì)受到直接或者間接的損害。但是因?yàn)殚W擊容易落在高達(dá)物體上面，所以，該條能量通道就難以遠(yuǎn)離目標(biāo)物。然而直擊雷防護(hù)方法通常就設(shè)立在建筑物之上，但是這又給人身帶來了跨步電壓或者接觸電壓的危險(xiǎn)，并且電子信息設(shè)施也極易受到雷電電磁脈沖的損害。雷電防護(hù)一方面提供了比較可靠的雷電流釋放途徑，同時(shí)通過屏蔽外殼作為等電勢(shì)體限制了所有的電磁干擾，更避免了跨步電壓與反擊危險(xiǎn)的發(fā)生。

等電位聯(lián)結(jié)跟低壓配電當(dāng)中的系統(tǒng)接地與保護(hù)接地有所區(qū)別，它不同于把電源與負(fù)載層層連接的樹狀配電系統(tǒng)。總等電位聯(lián)結(jié)與每個(gè)局部的等電位聯(lián)結(jié)也并不是上下級(jí)送電與受電的關(guān)系，其之間不需要有明確的連接線。但是等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的電氣安全效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地。

假如建筑物采用了等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，它的接地電阻也有一定的要求。設(shè)計(jì)人員在電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中一般規(guī)定功用的接地系統(tǒng)阻值不應(yīng)該大于1，但是該規(guī)定從何而來卻沒人可以說得清楚。在實(shí)際施工當(dāng)中，對(duì)接地電阻值的規(guī)定過于嚴(yán)苛沒有必要。這是因?yàn)檫^分依賴人工接地作為安全接地或者功能接地，應(yīng)該盡量降低接地阻抗進(jìn)而使得各個(gè)系統(tǒng)的電位盡量靠近大地電阻。但是如果選取等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，利用建筑物內(nèi)部的電位取代大地電位作為參考電位，這樣不管是安全接地還是功能接地就不會(huì)受到接地電阻的約束了。

5 電子信息設(shè)備的接地必須納入等電位聯(lián)結(jié)范圍

按照IEC標(biāo)準(zhǔn)以及一些發(fā)達(dá)國家的電氣標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)建筑物當(dāng)中只允許有一個(gè)接地系統(tǒng)，即在建筑物內(nèi)部各種途徑的接地極都應(yīng)該歸入到等電位聯(lián)結(jié)范圍進(jìn)而構(gòu)成一個(gè)接地系統(tǒng)。這是由于存在一個(gè)或者一個(gè)以上的分開接地系統(tǒng)時(shí)，建筑物內(nèi)部的各類金屬構(gòu)件之間就可能產(chǎn)生電位差而引起各種電氣事故。比如，通常電氣設(shè)備與電子信息設(shè)備都有其接地極，假如通常的電氣設(shè)備與其他金屬管道結(jié)構(gòu)因?yàn)楦鞣N各樣的原因帶上故障電壓，但是單獨(dú)接地的電子信息設(shè)施仍然是地電位，那么二者之間的電位差或許就會(huì)產(chǎn)生人身電擊或者另外的電氣事故。又比如，如果建筑物的避雷針在接收雷電流的時(shí)候，電源系統(tǒng)因?yàn)楦芾自O(shè)施共用接地裝置而導(dǎo)致電位提升，其中也包含電子信息設(shè)備的電源線路，然而電子信息設(shè)備當(dāng)中的“地”因?yàn)榈⒄`接地仍然是地電位，那么電子信息設(shè)備當(dāng)中會(huì)就會(huì)出現(xiàn)電位差，極易擊毀耐壓水平很低的設(shè)備內(nèi)部電子電路。

2.2 兩組患者出院后發(fā)生不良反應(yīng)情況 對(duì)照組患者出院1個(gè)月后大便出血1例，牙齦出血1例;3個(gè)月后大便出血2例，皮膚黏膜出血2例，下肢血栓栓塞2例;6個(gè)月后大便出血2例，牙齦出血2例，胃出血1例;下肢血栓栓塞2例。實(shí)驗(yàn)組出院6個(gè)月后牙齦出血1例。兩組患者出院3、6個(gè)月發(fā)生不良反應(yīng)情況比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

一些地區(qū)的防雷裝設(shè)圖冊(cè)為此在兩臺(tái)設(shè)備PE線之間跨接FS-0.22避雷器。該做法不可以確保人身安全，因?yàn)榫€路故障電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于避雷器的導(dǎo)通電壓。同時(shí)，也不能確保雷擊的時(shí)候電子設(shè)備的安全，因?yàn)楸芾灼鞯南拗评纂姎垑哼h(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子信息設(shè)備可以承受的瞬態(tài)過電壓。

有的技術(shù)發(fā)達(dá)國家的電氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正是歸納了很多該類事故的經(jīng)驗(yàn)之后才得到為確保人身與設(shè)備安全，電子信息設(shè)備的接地一定要?dú)w入到建筑物當(dāng)中的等電位聯(lián)結(jié)范圍該結(jié)論與認(rèn)識(shí)的。電子信息設(shè)備單獨(dú)接地的規(guī)定是制造商單獨(dú)從產(chǎn)品自身提出來的，他們忽略了設(shè)備使用當(dāng)中外界條件的影響與電氣安全的要求，然而這些影響與規(guī)定是沒有辦法回避的。實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)，除去或者降低電位差就能夠在最大程度上確保電子信息設(shè)備的電氣安全與正常運(yùn)行，但是假如設(shè)計(jì)施工存在缺陷就不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。

6 結(jié)語

綜上所述，等電位聯(lián)結(jié)是確保建筑物防雷的有效手段。但是因?yàn)閷?duì)于等電位措施的誤解，施工人員與設(shè)計(jì)人員經(jīng)常將其跟接地相混淆，有的甚至把等電位聯(lián)結(jié)漏掉。同時(shí)，我國還缺乏等電位聯(lián)結(jié)所需要的材料與產(chǎn)品，并且在工程現(xiàn)場(chǎng)加工費(fèi)力而且質(zhì)量得不到保障。所以，在建筑物防雷質(zhì)量管理當(dāng)中應(yīng)該讓技術(shù)人員了解等電位聯(lián)結(jié)措施的重要性，并且聯(lián)系各個(gè)方面的技術(shù)人員研制出有關(guān)產(chǎn)品以方便等電位聯(lián)結(jié)的施工。

[1]田棟全.等電位聯(lián)結(jié)及安全應(yīng)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（06）.

[2]王文義，祝 福.等電位聯(lián)結(jié)的應(yīng)用[J].電氣應(yīng)用，2006（01）.

[3]張 良.淺談對(duì)電氣工程等電位聯(lián)結(jié)的認(rèn)識(shí)[J].科技資訊，2006（27）.

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