姜秀娟 韓富強 張錫興
摘要:簡要介紹了重復接地和等電位聯(lián)結的概念,指出重復接地和等電位聯(lián)結在建筑供電設計和低壓配電中都具有保護性和功能性作用,可以有效降低接觸電壓、消除外部竄入建筑物故障電壓的作用。因而,在工程設計中應當重視等電位聯(lián)結的概念、作用和等電位聯(lián)結的工程作法及注意事項,以更好的解決施工問題。
關鍵詞:重復接地;等電位聯(lián)結;建筑供電;接觸電壓:故障電壓
0引言
隨著國民經濟的發(fā)展和科技水平的進步,電氣設備和裝置開始大量出現(xiàn)在我們日常的生產生活中,電擊事故也越來越頻繁的發(fā)生。每年我們國家發(fā)生的大量觸電死亡事故都是由于過大的電位差所導致,在建筑電氣設計中習慣地要求低壓電源進線需進行接地,并要求接地電阻不大于多少Ω,以保安全。但一些發(fā)達國家?guī)资陙碓缫押苌偬徇@些要求,他們重視的是等電位聯(lián)結的設置。這一差異充分說明這些年來我們對外交流溝通不夠,信息閉塞導致我國建筑電氣技術過時落后的現(xiàn)狀。電氣裝置的事故或不正?,F(xiàn)象每因過大的電位差而引起,等電位聯(lián)結的作用就是消除或減小過大的電位差,以保障人身和財產安全,并使電氣裝置正常實現(xiàn)其功能。
1重復接地和等電位聯(lián)結的概念
重復接地是指在變壓器中性點直接接地的低壓供電系統(tǒng)中,在供電線路的干線、支線終端及沿線,或引入建筑物處,N線一次或多次與大地通過接地裝置再次聯(lián)結。等電位聯(lián)結是把建筑物金屬構件,如混凝土內的鋼筋、自來水管、煤氣管及其他金屬管道、基礎金屬物和其他大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)的N線、建筑物的接地線統(tǒng)一用電氣聯(lián)結的方法聯(lián)結起來(焊接或者可靠的導電聯(lián)結),使整座建筑物成為一個良好的等電位體。
2重復接地和等電位聯(lián)結的保護性作用
2.1減小接觸電壓
過去的作法是凡電氣裝置都要打人工接地極,將設備的金屬外殼接地或重復接地。按照等電位理論,接地極不過是以地電位作為參考電位的一種等電位聯(lián)結,在許多情況下它并非等電位聯(lián)結的最好形式,因它并不能最大限度地防范人身電擊事故。
例如,在圖1(a)中,電源處作有系統(tǒng)接地,其接地電阻為Rb,但建筑物內電氣設備未做等電位聯(lián)結。當設備損壞時,其外殼將對地帶220V的U0相電壓,此為接觸電壓U0=220V,人體觸及該外殼時電擊致死的危險很大。在圖1(b)中設備外殼經保護線接地,即與地做了等電位聯(lián)結,其接地電阻為R0,如發(fā)生上述接地故障,將有一接地故障電流Id經Ra、Rb返回電源,設備外殼對地電壓也即人體接觸電壓將自220V降為Id(Ra+Rpe,Id還能使線路上的保護電器切斷電源。對比圖1(a),電極致死的危險大大減少。如果建筑物電源進線處將PE母排(它與建筑物內所有電氣設備的金屬外殼相連通)通過其旁的接地母排與建筑物內的各種金屬管道、結構相聯(lián)結。當設備發(fā)生故障,因人體處于等電位面上,與圖1(b)相比接觸電壓僅為,接地電阻Ra以若干歐姆計,顯然遠大于,這說明總電位聯(lián)接的防電擊效果要遠優(yōu)于通常的接地極。
2.2消除外部竄入建筑物故障電壓
等電位聯(lián)接還有一個重要作用,其能夠清除TN系統(tǒng)內沿PEN線和PE線傳導的故障電壓而引起的電氣事故。本文以某一個TN-C-S系統(tǒng)供電為例,該設備在建筑物內外都有分布。如下圖2所示,若電源線路出現(xiàn)接地故障,則故障電流Id將會經過接地電阻Re、Rb再回到電源,由于受到分布在兩極的電阻所限制,故障電流Id本上在10-20A以內。
此時電源不會自動跳閘,電力可以照常供應。此時,電源的中性點電位會升高,超過限制值50V,它會沿著PEN和PE這兩條線在整個TN系統(tǒng)內傳導。圖中的戶外設備外殼由于聯(lián)接了PE線,所帶的電壓為Uf,設各位置處的地面電壓是零,如果Uf>50V,即使在設備上聯(lián)接地極,也無法有效避免由此導致的電擊事故。
這是因為接地極在有故障電流通過時會產生電壓降而帶上對地電位。這類事故經常發(fā)生在路燈、廣告燈等方面。如果等電位聯(lián)接了建筑物,則不會出現(xiàn)這樣的事故。因為建筑內的PEN、PE線、外殼以及建筑物的地下金屬物件都會通過總電位聯(lián)絡,處在同一個電位上面,不會出現(xiàn)電位差,也就不可能發(fā)生電擊事故。因此,為了防止戶外設備電擊事故,這類設備不可以再聯(lián)接TN系統(tǒng)中的PE線,應該另外引導PE線,設立單獨的接地極,連接戶外設備。
為了加強漏電保護,戶外設備還需要安裝漏電保護裝置,當出現(xiàn)漏電時能夠及時的切斷電源。
3等電位聯(lián)接基本要求
1)在安裝等電位聯(lián)接時,為了保證等電位聯(lián)接的可靠性,通常采用的方法是進行焊接,焊接長度至少是鋅扁鋼寬度的2倍以上。雙面焊接并且要涂抹防腐漆;為方便聯(lián)接和以后的檢測工作,在各等電位母排、終端箱的聯(lián)接處使用螺栓進行聯(lián)接時,螺栓、墊圈、螺母等部件均需要采用熱鍍鋅件。等電位聯(lián)接使用的電線要采用黃綠相間的色標線,并且要在等電位聯(lián)接端子上刷黃色的底漆。
2)在局部等電位安裝時,在局部等電位安裝是,如衛(wèi)生間安裝,等電位聯(lián)接終端盒應盡量靠近衛(wèi)生設備安裝。當安裝設備時,一般使用4mm2的聚氯乙烯銅芯絕緣線來將終端盒內的接線端子與衛(wèi)生間內的金屬裝飾構件的安裝螺釘進行聯(lián)接。
衛(wèi)生間設備金屬外殼通常和配套的等電位端子聯(lián)接便可;金屬上、下水管和金屬水龍頭等,也采用抱箍形式將抱箍上的接線端與終端盒內的接線端用BV-4mm2聯(lián)接;在與分戶箱內的線聯(lián)接時,可就近與三相插座的線進行聯(lián)接。