等電位聯結在建筑物防雷中的應用研究

翁彩艷 黎建武

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

等電位聯結在建筑物防雷中的應用研究

翁彩艷1黎建武2

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

在建筑物的防雷設計與施工當中，技術人員經常把等電位聯結與接地搞混，導致等電位系統的缺乏。本文首先探討了等電位聯結的意義和作用以及等電位聯結與電氣安全，并重點探討了雷電防護與等電位聯結的具體應用，希望給同行提供一定的借鑒。

等電位聯結；建筑物防雷；應用研究

1 引言

等電位聯結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中發揮了重要作用。我國在《低壓配電設計規范》以及另外一些規范中都對等電位聯結在建筑物防雷的具體實施中作出了詳細的規定。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與發展。而在建筑物的防雷當中也無法離開等電位聯結，所以，要想做好防雷設計就一定要正確掌握與利用等電位聯結措施。

2 等電位聯結的意義和作用

《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）對“防雷等電位連接”進行了如下解釋：把分開的諸多金屬物體直接利用聯結導體或者利用電涌保護器連接至防雷設施上來降低雷電流引發的電位差。然而《等電位聯結安裝》（02D501-2）還沒有給出直接的說明，卻把它劃分為總等電位聯結與輔助等電位聯結以及局部等電位聯結，他們并沒有給出等電位聯結的具體概念，卻又使得人們對聯結與連接的差別產生了一定的疑問。《低壓配電設計規范》（GB50054-2011）中的解釋是這樣的：等電位聯結就是多個可導電的人部位為了實現等電位而進行的聯結。該解釋雖然比較好懂，但是要想回答上述的問題還需進行更深一步的探究。

制樣方法與供直剪試驗用試樣的制樣方法相同.先將壓實后的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不同濃度NaCl的飽和試樣進行測試,得到不同濃度NaCl飽和試樣的微觀結構.

等電位聯結是低壓配電當中非常重要的安全措施。在20世紀90年代，在國內的技術標準跟國際接軌的時候，由國際電工委員會（IEC）的技術指標所引進。在當時等電位方法早就已經在國外普及，是電器安全當中的基礎措施。但是因為它是舶來品，僅僅依靠只言片語、生搬硬套導致很多人沒有辦法理解它的本質，所以使得一些安全措施就流于表面形式。

四是堅持出精品和出名家的統一。漓江畫派人才隊伍建設，要緊緊抓住“出精品、出名家”這個重點。十多年來，漓江畫派始終堅持“多出精品、服務社會”的理念，在藝術創作上精益求精，不斷追求藝術創作的新高峰，推出了一大批優秀作品，推動了廣西文藝事業繁榮發展。

通常所說的接地可以視作以大地單位為基準的等電位聯結。但是大地沒有接線端子，應該設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結的阻抗，因此，接地的效果比不上在建筑物當中利用金屬導體作為通路的等電位聯結。

式中，L為整列車長度。這樣，會車氣動流場壓力Pv隨時間t的變化歷程可表示為壓力波幅值ΔP與交會通過時間ΔT的函數

4.3 等電位聯結系統的接地電阻

3 等電位聯結與電氣安全

3.1 衛生間局部等電位

4.1 理想的防雷措施

圖1 浴室內的等電位聯結圖

3.2 等電位聯結與安全接地的對比

3) 大孔生態混凝土的凍融循環作用是內外同時的，經50次凍融循環后，孔隙率為25%的混凝土抗凍性能明顯降低，經75次循環后強度損失率均超過25%，孔隙率15%的混凝土抗凍性能良好.

4.2 等電位聯結是雷電保護的重要手段

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，這也是等電位聯結的本質。然而聯結是跟連接有一定去別的。“聯結”指的是為了確保實現電位相等而進行的連接，一般包括多個單一的“連接”從而使得許多導電部分互相連通。它的主要作用是用來傳輸電位使得電位相等或者是相似，以避免電擊的產生，而不是像PE先用來傳輸大幅值的故障電流。所以，聯結線選取的截面可以比PE先小很多，在交流的條件下對于故障電流的阻抗也比較大。

圖2 TN-C-S系統圖示

4 雷電防護與等電位聯結

因為住宅的衛生間同時具備洗浴的功能，然而人在洗浴的時候皮膚表面的電阻很低，非常容易受到電擊的危害。所以，建筑物當中的衛生間一般都設計有局部等電位端子箱。這個時候，衛生間的電氣安全措施就需要提升到浴室級別。浴室中插座的PE線應該跟局部等電位端子排進行連線，也保證在觸電事故當中漏電保護器可以及時發現并動作（如圖1）。

北大語料庫中“吃虧”用例共1578個，其中多數充任謂語成分，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”的動作。綜上，“吃虧”符合動詞的主要語法特征。

等電位聯結是低壓配電系統當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，在電源的進線箱位置處PEN線被分為PE線與N線，而虛線則表示重復接地措施，點劃線則表示總等電位聯結措施。

作為外部防雷設備的接地體、引下線以及接閃器可以提供一條可靠的釋放途徑，但是雷電流經過引起的低電壓突變與電動力效應容易引發危險電位。所以，以等電位聯結為關鍵措施的內部防雷措施是不能缺少的（否則應該把被保護物體跟外部防雷設施之間進行電氣絕緣）。一套完整的防雷設施系統應該把外部的防雷設施、內部等電位系統、樓內的金屬管線、豎直金屬構件以及各種設備之間利用建筑物鋼筋結構形成統一的連接。①建筑物中互相連接的鋼筋系統形成大尺寸的法拉第籠，形成等電位聯結系統的核心，發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件均壓環，導致雷電流從上到下的釋放過程中空間分布更勻稱，建筑物內部的電磁危害也會減小。②因為雷電流包含高頻成分，它在泄流通路上將會產生電感壓降，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生電位差，應該把電井中的接地干線、金屬管道與電梯導軌等豎直金屬構件的底部、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，會使得每層的設備維持在相同的電位水平。

雷電防護的本質在于：給雷電流預先設定一個可靠的能量釋放途徑，使得目標物不會受到直接或者間接的損害。但是因為閃擊容易落在高達物體上面，所以，該條能量通道就難以遠離目標物。然而直擊雷防護方法通常就設立在建筑物之上，但是這又給人身帶來了跨步電壓或者接觸電壓的危險，并且電子信息設施也極易受到雷電電磁脈沖的損害。雷電防護一方面提供了比較可靠的雷電流釋放途徑，同時通過屏蔽外殼作為等電勢體限制了所有的電磁干擾，更避免了跨步電壓與反擊危險的發生。

等電位聯結跟低壓配電當中的系統接地與保護接地有所區別，它不同于把電源與負載層層連接的樹狀配電系統。總等電位聯結與每個局部的等電位聯結也并不是上下級送電與受電的關系，其之間不需要有明確的連接線。但是等電位聯結系統的電氣安全效果要遠遠大于接地。

假如建筑物采用了等電位聯結系統，它的接地電阻也有一定的要求。設計人員在電氣設計當中一般規定功用的接地系統阻值不應該大于1，但是該規定從何而來卻沒人可以說得清楚。在實際施工當中，對接地電阻值的規定過于嚴苛沒有必要。這是因為過分依賴人工接地作為安全接地或者功能接地，應該盡量降低接地阻抗進而使得各個系統的電位盡量靠近大地電阻。但是如果選取等電位聯結系統，利用建筑物內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受到接地電阻的約束了。

5 電子信息設備的接地必須納入等電位聯結范圍

按照IEC標準以及一些發達國家的電氣標準，一個建筑物當中只允許有一個接地系統，即在建筑物內部各種途徑的接地極都應該歸入到等電位聯結范圍進而構成一個接地系統。這是由于存在一個或者一個以上的分開接地系統時，建筑物內部的各類金屬構件之間就可能產生電位差而引起各種電氣事故。比如，通常電氣設備與電子信息設備都有其接地極，假如通常的電氣設備與其他金屬管道結構因為各種各樣的原因帶上故障電壓，但是單獨接地的電子信息設施仍然是地電位，那么二者之間的電位差或許就會產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候，電源系統因為跟避雷設施共用接地裝置而導致電位提升，其中也包含電子信息設備的電源線路，然而電子信息設備當中的“地”因為耽誤接地仍然是地電位，那么電子信息設備當中會就會出現電位差，極易擊毀耐壓水平很低的設備內部電子電路。

2.2 兩組患者出院后發生不良反應情況 對照組患者出院1個月后大便出血1例，牙齦出血1例;3個月后大便出血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。實驗組出院6個月后牙齦出血1例。兩組患者出院3、6個月發生不良反應情況比較差異有統計學意義(P＜0.05)。

一些地區的防雷裝設圖冊為此在兩臺設備PE線之間跨接FS-0.22避雷器。該做法不可以確保人身安全，因為線路故障電壓遠遠小于避雷器的導通電壓。同時，也不能確保雷擊的時候電子設備的安全，因為避雷器的限制雷電殘壓遠遠大于電子信息設備可以承受的瞬態過電壓。

有的技術發達國家的電氣標準規范正是歸納了很多該類事故的經驗之后才得到為確保人身與設備安全，電子信息設備的接地一定要歸入到建筑物當中的等電位聯結范圍該結論與認識的。電子信息設備單獨接地的規定是制造商單獨從產品自身提出來的，他們忽略了設備使用當中外界條件的影響與電氣安全的要求，然而這些影響與規定是沒有辦法回避的。實行等電位聯結，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備的電氣安全與正常運行，但是假如設計施工存在缺陷就不能實現預期的效果。

6 結語

綜上所述，等電位聯結是確保建筑物防雷的有效手段。但是因為對于等電位措施的誤解，施工人員與設計人員經常將其跟接地相混淆，有的甚至把等電位聯結漏掉。同時，我國還缺乏等電位聯結所需要的材料與產品，并且在工程現場加工費力而且質量得不到保障。所以，在建筑物防雷質量管理當中應該讓技術人員了解等電位聯結措施的重要性，并且聯系各個方面的技術人員研制出有關產品以方便等電位聯結的施工。

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TU895

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