等電位連接在防雷措施中的應用

彭哲文 徐彬彬 廖凌凌 陳峻

(麗水市防雷中心,浙江麗水 323000)

等電位連接在防雷措施中的應用

彭哲文 徐彬彬 廖凌凌 陳峻

(麗水市防雷中心,浙江麗水 323000)

在電氣安全技術不斷地發展和更新過程中,人們注意到,大量電氣事故是由過大的電位差引起的,為防止因此而導致的種種電氣事故,開始推廣等電位連接安全技術,現在,新建建筑物中基本上都采用了等電位連接。本文介紹有關對等電位連接的一些認識,同時對實施過程中出現的問題作簡要探討。

等電位連接 過電流 電位差 安裝

1 等電位連接的作用

等電位連接是內部防雷措施的一部分。當雷擊建筑物時，雷電傳輸有梯度，垂直相鄰層金屬構架節點上的電位差可能達到10K量級，危險極大。等電位連接將本層柱內主筋、建筑物的金屬構架、金屬裝置、電氣裝置、電信裝置用等電位連接導體或電涌保護器連接起來，形成一個等電位連接網絡，以減少雷電流通過它們之間產生的電位差，可防止直擊雷、感應雷、或其他形式的雷，避免火災、爆炸、生命安全和設備損壞。

2 設備用等電位連接防護效果

在圖1中電源處設有系統接地，其接地電阻為R1，電氣設備金屬機柜經保護(PE線)接地系統，其接地電阻為R2，若發生設備保護接地系統故障時，會有一接地故障電流I4返回輸出電源。設備金屬機柜向地電壓即人體承受接觸電壓為：Uc=I4(R1+ZpE)。大于這一電壓將對人身安全造成傷害；設備保護接地系統的好壞直接影響其產生電壓的大小。在極限的情況下，保護接地沒設置時，人體承受的接觸電壓為：Uc=220V；當人觸及該電氣設備金屬機柜會發生電擊，致命的危險很大。

將電源端與設備端做電位聯結，如圖2中點劃線所示：這時若發生設備備保護接地系統故障時，因為人體處同等的點位上，不存在點位差，接觸電壓僅為Uc′=Id·ZpE與圖1相比接地電阻R1的值在歐數量級，而ZpE的值則在毫歐數量級，顯然U′c＜Uc。這說明作了做等電位聯結的防電擊效果遠遠優于通常的接地。

圖1 不作等電位聯結系統

圖2 作等電位聯結系統

圖3 雷擊后建筑物內對設備影響示意圖

圖3是建筑物未做等電位連接受直擊雷后室內設備受損壞的示意圖，如圖所示A、B、C是處在不同樓層的電子設備；SA、SB、SC為連接各設備之間的信號線；S從建筑物外引入到設備的信號線；G1、G2、G3為此建筑物鋼筋混泥土內的鋼筋，將其做為引下線；L、LA、LB、LC為設備電源線路；RS為設備工作保護接地，RG為建筑物防雷接地，GA、GB、GC為設備工作接地與引下線的連接點，PL、PS分別為電源電涌保護器和信號電涌保護器。

如果雷電直接擊中此建筑物樓頂接閃器上，入地雷電流I＝100kA，RG＝1Ω、RS＝1Ω。此時，G1、G2、G3的電位都將提高100kV，如果GA、 GB、GC與防雷接地不做等電位連接，因為100kV的電位差可擊穿的空氣距離達300～500mm(由當時的空氣絕緣程度而定)就會使設備工作地與建筑物樓板產生點位差到處打火的現象即反擊。如果RG與RS間距拉大(如25m以上)，設備工作接地線與樓板、墻壁做絕緣處理，地電位的提高不足以擊穿設備工作地。但雷擊時，工作人員剛好與設備機殼相接觸，人身體上的其它部位又與地板或墻壁相接觸，雷電流會流過人體到設備的接地，人身安全必將受到傷害。

3 等電位連接注意的幾個問題

(1)建筑物每一電源進線都應做總等電位連接，各個總等電位連接端子板應互相連通。

(2)建筑物等電位連接干線應從與接地裝置有不少于2處直接連接的接地干線或總等電位箱引出，等電位連接干線或局部等電位箱間的連接線形成環形網絡，環形網絡應就近與等電位連接干線或局部等電位箱連接，支線間不應串聯連接。

(3)進入和引出大樓的各種線路均加裝避雷器。且應與設備的工作接地相連。

(4)在土壤中，應避免使用裸銅線或帶銅皮的鋼線作為連接線。在與基礎鋼筋連接時，建議連接線用鋼材，這種鋼材最好也用混泥土保護，這樣與基礎鋼筋的電位基本一致，不會形成電化學腐蝕，在與土壤中的鋼管連接時，也應采取防腐措施，如選用塑料電線或鉛包電線、電纜等。

(5)金屬水管、建筑物基礎鋼筋等可作為接地極，是接地裝置的一部分，而在做等電位連接時，等電位連接端子板應與下列金屬部分連通，但不允許下列金屬部分作為連接線使用：金屬管道、通信線路、電力線路、電纜等。

4 結語

當建筑物做好了等電位連接后，整座建筑物成為一個統一的等電位體。發生雷擊時，電子設備各部件的電位差遠小于不連接的狀態，特別是金屬體與其附近的金屬體之間的電位差近于零。當雷電襲擊的時候，各處電位同時升高，建筑物內部和附近大體上是等電位的，特別是同一防雷區間內，由于等電位連接實現了高精度的等電位，從根本上消除了旁側閃絡的產生。因此，等電位連接對防雷系統工程的好壞起著關鍵性的作用，充分體現著現代防雷技術的精髓。

[1]《低壓配電設計規范》(GB50054-95).

[2]《建筑電氣安裝工程施工質量驗收規范》.(GB50303-2002).

[3]《等電位聯結安裝》(02D501-2).

[4]《建筑物防雷設計規范》GB50057-94.

[5]《電子系統中功能性接地和等電位連接的幾個問題》.

[6]《建筑物電氣安裝》IEC60364.