等電位聯結及安全應用分析

田棟全

摘 要 闡述低壓配電系統中的等電位聯結的意義，根據理論分析，深入剖析了等電位聯結的實際應用效果，可以較好地認識到等電位聯結的實際作用。

【關鍵詞】等電位聯結 理論 應用

1 等電位聯結的意義

等電位聯結是將相鄰但不相聯的電氣裝置用良導體做電氣連接，使相鄰的電氣裝置、電氣設備及其它可導電的裝置或設備電位相等或相近，稱之為等電位聯結。很多電氣行業專家也認真解讀過“等電位聯結”詞組中“聯結”的含義，認為，將兩個導體人為的使其接觸，以滿足導電的要求，稱之為“連接”。而“聯結”也是一種“連接”，但其作用主要是傳遞電位而非傳遞電流。

2 等電位聯結的作用

從等電位聯結的定義可以看出，等電位聯結是將相鄰但不相聯的電氣裝置用良導體做電氣連接，使相鄰的電氣裝置、電氣設備及其它可導電的裝置或設備電位相等或相近，為什么要是使得相鄰的可導電設備或裝置電位相等或相近呢？原因如下：

（1）降低建筑物內間接接觸電壓和不同可導電設備的電位差。

（2）避免自建筑物外經電氣線路和金屬管道引入的故障電壓的危害。

（3）減少保護電氣動作不可靠帶來的威脅和有利于避免外接電磁場引起的干擾。

3 等電位聯結與等電位接地關系

我們在工作中有時不太注意等電位聯結和等電位接地的區別，甚至有部分人認為等電位聯結就是等電位接地，其實二者是既有相同點，又有不同點，不能將二者混淆，應區分開。

4 等電位聯結的分類

4.1 總等電位聯結

總等電位聯結作用于全建筑物，它在一定程度上可降低建筑物間間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害。它通過進線配電箱近旁的接地母排（總等電位聯結端子板）將下列可導電部分互相連通：

--進線配電箱的PE母排；

--共用設施的金屬管道，如上、下水、熱力、燃氣管道；

--建筑物金屬結構；

--如果設置有人工接地，也包括其接地極引線。

4.2 輔助等電位聯結

在導電部分間，用導線直接連通，使其電位相等或相近，稱作輔助等電位聯結。

4.3 局部等電位聯結

在一局部場所范圍內將個可導電部分連通，稱作局部等電位聯結。

它可通過局部等電位聯結端子板將下列部分互相連通：

--PE母線或PE干線；

--共用設施的金屬管道；

-建筑物金屬結構。

上述等電位聯結分類中，電氣設計者或建設施工者不太理解輔助等電位聯結與局部等電位連接的聯系與區別，這里做一簡單討論理解。在建筑物做了總等電位聯結之后，在伸臂范圍內的某些外露可導電部分與裝置外可導電部分之間，再用導線附加聯結，以使其間的電位相等或更接近，稱之為輔助等電位聯結。局部等電位聯結可看做在一局部場所內的多個輔助等電位聯結。

5 等電位聯結提高安全的應用

在建筑電氣使用中，需確保電氣設備、電氣裝置使用者的安全，安全已擺在我們當今社會生產生活的首要位置上，所以我們電氣設計者需要確保電氣使用者的安全，做好電氣安全設計。其中等電位聯結就是提高電氣使用者安全的方法之一。

建筑物采某用TN-C-S系統供電，建筑物地下室設有與大地絕緣的防水層，PEN線進戶后分為PE線和N線，并打入人工接地極將PE線重復接地，變電所系統接地的RA 和建筑物重復接地的RB 組織分別為4歐及10歐，各段的電阻如圖1中所示，為簡化計算，我們忽略工頻條件下的回路導體電抗和變壓器電抗。

如圖1所示，此建筑物內電氣設備發生接地故障，此時的設備外殼的預期接觸電壓Ut1分析及計算如下：

發生故障后，相保回路電流由相線L（0.1歐）流經建筑物內PE線（0.06歐），再經PEN線（0.04歐）與大地的并聯回路（10+4歐）返回至變壓器中性點，全回路電阻R和短路電流Id為：

R=0.1+0.04+（0.06//14）≈0.18Ω，Id=220/0.18=1222A

Ut1=Id*RPE + IdB*RB =1222*0.04 + 1222*0.06*10/（4+10+0.06） = 101V > 50V

由以上計算可知，此時的接觸電壓已經大于規范規定的安全電壓，為了保證人員的在設備故障狀態下的安全，我通過下述方法看看能否解決這個問題，見圖2。

如圖2，若在建筑物不做重復接地而改為等電位，各線段的電阻如圖所示，則，做總等電位聯結后設備A處發生接地故障時的預期接觸電壓值Ut2分析計算如下：

發生故障后，相保回路電流由相線L（0.1歐）流經建筑物內PE線（0.04歐），再流經PEN線（0.06歐）返回至變壓器中性點，全回路電阻R和短路電流為：

R = 0.1 + 0.04 + 0.06 = 0.2Ω Id=220/0.2=1100A

接觸電壓Ut2 = Id * RPE =1100*0.04 = 44V < 50V

由以上分析可知，在做了總等電位聯結后，設備在故障情況下，大大提高了人員受到電擊傷害的可能性，如果經過核算，即使設計了等電位聯結，但仍達不到員安全要求，我們應設計其它方法來提高TN系統接地故障保護措施。

6 結束語

在設計工作中，有的設計者對等電位聯結的設計方法模糊不清，建設施工者也不夠重視，通過本文的講解與舉例說明，希望廣大設計者和建設施工者能夠清楚的認識到等電位聯結的意義，具體設計方法和施工方法，切勿疏忽大意，解決好各個問題，讓電氣裝置安全、可靠、穩定的運行。

參考文獻

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作者單位

寶鋼工程技術集團有限公司 上海市 201900