建筑物等電位聯接施工常見質量問題及預防

趙慶忠

摘 要：針對建筑物等電位聯結施工中反復出現的一些質量問題，分析了其產生的原因及可能導致的危害，提出了一些針對性的防范措施，拋磚引玉地喚起人們對該項技術的高度重視，施工中采取防控結合的措施將類似質量問題予以消除，以確保等電位聯結的施工質量。

關鍵詞：等電位聯接；質量問題；誘發原因；危害及預防

【文章編號】1627-6868（2016）05-0059-03

Abstract： The potential for the construction of buildings and other recurring join some quality problems， analysis of its causes and hazards that may result， made ？？some targeted preventive measures， initiate to evoke attaches great importance to the technology， combining prevention and control measures taken in the construction of a similar quality to be eliminated in order to ensure the quality of construction and other potential junctions.

Keywords： equipotential connection； quality problems； induced causes； hazards and prevention

等電位聯接作為一項基本的電氣安全技術措施，已成為現代建筑物防電擊、防雷電和信息系統抗干擾必不可少的電氣防護措施之一，由于其原理簡單、施工技術要求不復雜，投入的只是一些導體、管夾和端子板等金屬構件，因而在相關規范、標準及圖集中對操作也僅作了原則性、指導性的規定，有關設計規范對等電位部分設計深度未作明確要求，部分設計文件也僅畫了簡單示意圖，很少提供詳細的工程做法，施工中一些細節確實不好把握，難免造成一些施工和監理人員對其吃不透、存在認識上的誤區，施工技術人員憑個人的理解組織施工，隨意性大甚至打折扣，監理缺乏明確的細則規定依據，對施工中存在的問題模棱兩可、監而不理，再加上建成后的建筑物存在出售、出租或裝修等客觀原因，造成諸如等電位聯接線和接地母排等不能完全滿足防雷要求、局部防電擊等電位聯接刻意連接PE線、漏設輔助等電位聯接而出現防護盲區等質量問題在施工中反復出現，影響等電位聯結作用效果的同時也給使用留下了安全隱患。筆者根據多年對該項技術的施工監理經驗，就以上主客觀因素分別在建筑物等電位聯結三種類型的施工中，反復出現的代表性質量問題及預防談一些粗淺的看法，與各位同仁探討。

1.等電位聯結使用的一些端子板、聯接線等不能滿足防雷要求

（1）存在問題

在防雷區界面處設置等電位聯結時，往往不針對防雷的要求選擇聯結線、端子板等金屬構件，電氣連接處的有效接觸面積達不到雷電防護的相關規范標準要求，使防雷等電位聯接不能正常工作。

（2）產生的原因

除設計深度不夠、工程做法不詳等間接原因外，直接原因在于一些施工監理人員對防雷等電位聯結相關規范標準缺乏深層次理解、對有關技術要求尚未完全吃透，憑各自的理解進行施工和監理，多數施工技術人員從節約投資的角度，選擇截面小、造價相對較低的聯結線和接地母排，一些監理人員對不規范施工導致的質量問題模棱兩可，抱著得過且過的思想，缺乏“刨根問底”態度，不從嚴把關，把一些質量隱患留在了施工過程中，使防雷等電位將聯接不能正常發揮作用，同時還可能損壞被保護設備、發生火災、爆炸及生命危險。

（3）危害分析

不妨以《02D501-2》P12圖示例進行分析，圖中進入建筑物的電氣線路假設位于防雷區界面處（LPZOB與LPZ1交界處），按照《建筑物防雷設計規范GB50057-2010》要求，已將處在需要防雷空間內的外部防雷裝置、外來的電氣線路、所有進入建筑物的金屬套管、基礎接地極、防雷接地極等導電物，通過聯接線或SPD匯集于接地母排或總等電位聯接端子板，該圖未明確端子板和聯接線的材質、線徑以及電氣連接處有效接觸面積等指標要求，如果使用的接地母排、聯接線未按《02D501-2》說明4.2選擇，聯接線彼此間連接處不符合相關規范和圖集要求，后果可在以下分析中得出。當建筑物遭到直接雷擊或感應雷擊時，直接雷擊電流通過外部防雷裝置泄放入地的同時將在其周圍空間產生強大的瞬變電磁脈沖，使處在這個強力變化磁場作用范圍內的建筑物內系統的所有線路和設備，都會因為被動切割了雷電磁場的磁力線而感應產生出很高的電動勢和電涌電流，同時在閃電靜電感應的作用下，使穿過建筑物防雷區界面處（LPZOB與LPZ1交界處）的電力線、電話線、各種饋線及信號線、各種金屬套管等金屬導體感應出瞬態高壓，引發閃電電泳并沿著這些管線侵入室內，觸發內部防雷裝置開始工作，防雷裝置中設置的至少兩級甚至多級的各種類型的電涌保護器（SPD）面對侵入的雷電瞬時高壓和瞬態高頻浪涌雷電流阻抗突變為低值，允許雷電流通過，匯集于防雷等電位聯結端子板或接地母排的聯結線在傳導、均衡瞬態高壓的同時，迅速將來自SPD的瞬態高頻浪涌雷電流引入MEB端子板或接地母排，再沿著連接于端子板和接地極聯接線泄放入地，使被保護的系統或設備不受沖擊而損壞，從原理上防雷等電位聯結足以完成其防護作用，保證該空間和平面范圍內的所有可導電部分具有相等或相近電位的同時將侵入的雷電干擾源引入大地，由于此時經過聯結線、端子板泄放入地的瞬態浪涌雷電流是一種頻率極高的高頻脈沖電涌，必然會產生集膚效應，導致趨近導體表面處電流密度增大，使導體中通過電流時的有效截面積減小、電阻增大的同時電抗減小，此時電抗的作用遠遠大于電阻，起主導作用，且隨頻率和長度的增大而愈加顯著，延長了雷電流泄放入地的時間，集膚效應的持續存在使導線電阻劇加，高頻雷電磁場在導體內部引起的渦流使其溫度迅速升高，輕者熔斷等電位聯接線或者在聯結線彼此連接處熔化斷開而使被保護的電源設施或通訊裝置損壞并出現不等電位，重者引起火災。

（4）預防措施

在等電位聯結施工前，施工監理人員必須認真研究該專業工程設計文件，全方位了解相關規范、圖集對接地母排、與接地母排連接的各聯結線的各項指標要求，圖紙未明確的參照規范、規范不明確的參照圖集，規范、圖集、圖紙均未明確的與設計共同商定，有的放矢地針對建筑物的使用特點并結合相關規范標準編制該專業工程的專項施工方案，重點闡明該建筑物等電位聯結為同時滿足雷擊防護需要，所用聯接線的材質和截面、聯接線長度以及同材質或不同材質連接處搭接長度（接觸面積）等必須達到的要求標準，實事求是地向作業人員進行書面技術交底；監理人員應認真審查該專業的施工方案，將一些薄弱環節設置為質量監控點，監理過程中克服僥幸心里、嚴格按設計及規范要求把好材料報驗關，關鍵環節旁站監理、跟蹤驗收，不達設計及規范標準的，堅決要求返工處理，以確保等電位聯接既能滿足防電擊要求更能滿足防雷需要。

2.在一些局部防電擊等電位聯結施工中刻意與PE線連接

（1）存在的問題

在一些原本沒有PE線的空間和平面范圍內進行局部防電擊等電位聯結施工時，刻意地將設置的局部防電擊等電位聯結與該區域外的PE線連接，造成投資浪費的同時也給以后的使用留下了安全隱患。

（2）產生的原因

該問題常常發生在一些對防電擊有特殊要求的游泳池、浴室、醫院手術室等場所做的局部等電位聯接施工中，在人們的傳統觀念中，一談到電擊防護，首先會想到設置于設備外殼和大地連接之間的接零或接地PE保護線，總認為防電擊離不開PE保護措施，《低壓配電設計規范GB50054-2011》明文規定PE保護是防止間接接觸電擊的防護措施之一，如果不預先分析該局部空間和平面范圍內配電系統的接地型式（TN系統還是TT系統）、了解PE保護的存在狀態，很容易使人們在一些防電擊局部等電位聯結施工中產生認識上的錯覺，認為與等電位聯接端子板“聯接”的可導電部分中不能缺少PE線，出發點及用意視乎沒錯，事實證明此舉卻往往弄巧成拙，在不知不覺中人為地給等電位聯接生產了一些質量缺陷，使等電位聯結工作時不同程度地產生一些負面作用。

（3）危害分析

以標準圖集《02D501-2》（P17）一個室內游泳池局部等電位聯接圖示例來分析，圖中LEB端子板通過聯接線將該局部空間和平面內的排氣機金屬管、金屬爬梯、金屬熱水管、其他設施管道、建筑物鋼筋網及鋼筋混凝土池鋼筋等可導電部分進行了聯接，但不含PE線，附注2也明確規定，“如室內原無PE線，則不應引入PE線，將裝置外可導電部分連接即可”，即使室內有PE線且與LEB端子板連接，在對同一對象的電擊防護中也是各司其職，彼此獨立地發揮作用，若該游泳池區域和平面范圍內用電設施使用TN系統供電，當其中某用電設施因絕緣損壞而漏電或發生接地故障時，PE線主要負責疏導故障處的故障電流并帶故障電壓，并通過其分流作用觸發相關保護裝置動作而切斷故障回路使故障電壓消處，如果出現因該室內游泳池配電系統的某級保護設施運行異常或超出其保護極限，故障電壓將持續存在直至上一級保護設施動作，而該游泳池的局部等電位聯結則能迅速地將故障電壓在該空間和平面范圍內進行傳導、嵌位、均衡，LEB雖然不能疏導故障電流而使故障電壓消失，但能有效地降低建筑物內間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬構件之間的電位差；室內原無PE線刻意與室外PE線聯接，把原本毫無關聯的兩種獨立的保護措施強行連接起來，假如該室外PE線所在的電路內發生故障且帶故障電壓，故障電壓降沿著PE線導入游泳池，此時的排氣機金屬管、金屬爬梯、建筑物鋼筋網及鋼筋混凝土池鋼筋及池內的水將會帶有故障電壓，盡管該電壓通過局部等電位聯接進行了嵌位均衡，但故障消除前該電壓的存在仍然是一種潛在的危險，所以《02D501-2》標準圖集說明中5.0條款明文規定，“浴室內的局部等電位聯結不得與浴室外的PE線連接”。

（4）預防措施

在防電擊局部等電位聯接施工前，施工單位相關技術人員應仔細研究設計文件，認真分析該區域保護對象的防護特點及其配電系統的接地型式，弄清所設置等電位聯接的空間和平面范圍內PE保護的存在狀態，做好技術交底并在施工中指導操作人員有針對、慎選擇地處理好二者的關系，消除認識誤區、避免以訛傳訛；監理人員更要對等電位聯接與PE線的關系做到心中有數，嚴格按設計和相關規范標準進行跟蹤驗收，該區域有PE接地線的，LEB端子板必須與其連通，沒有PE線要堅決杜絕“節外生枝”，只要保證該空間及平面范圍內與LEB等電位聯結端子板連通的可導電體相對所選擇參考點具有相等或相近的電位即可達到防電擊的目的。

3.等電位聯結在后期裝修或安裝設備的建筑物內得不到延續

（1）存在的問題

在進行后期裝修或新裝設備的建筑物內，時常因伸臂范圍內可同時接觸的設備外露可導電部分之間或外露可導電部分與裝置外可導電部分之間出現危險電位差而引發觸電事故。

（2）產生的原因

土建電氣與建筑物內待使用的設備不可能同時施工，再加上一些建筑物建成后存在整體出租、局部出售等客觀原因，使用用途時常有變，用戶為滿足建筑物后期裝修或后期特殊使用要求而安裝或增設一些電氣設施，因新增設備的安裝不一定是原電氣施工隊伍，很可能只注重設置常規的漏電保護措施而疏漏將設備的各種保護性接地與功能性接地進行連接，原有建筑物的等電位聯接在后期電氣設施安裝中不能得到及時的延續、補充和完善，使后期安裝的電氣設施游離于等電位聯結防護范圍之外，導致等電位聯接在后期安裝的電氣設施中出現防護上的盲區。 （3）危害分析

我們拿標準圖集《02D501-2》（P6）圖示例來分析，以所有可觸及的新增電氣設備（M）為中心，人的伸臂范圍內可同時觸及的外露可導電部分（M）之間或外露可導電部分（M）和裝置外可導電部分（C7）之間，圖中可知C7可能為隸屬于該建筑物內某類型的等電位聯接中的裝置外可導電部分，若C7所隸屬的等電位聯接范圍內發生故障，在等電位聯接的作用下，該等電位聯接范圍內的其它聯結導電體與C7，相對于其隸屬的等電位聯接所選擇的參考點，將帶有相等或相近的電位，此時的正常電氣設備（M）和（C7）之間必然會存在電壓差；若某一新增電氣設備（M）發生碰殼故障或絕緣損壞而漏電，則故障電氣設備的外露可導電部分（M）帶有故障電壓，人同時觸及故障設備和正常設備外露可導電部分或（C7），也會出現電位差，人成為存在電位差的兩導電體之間的放電通路，當電位差達到10～20V時，放電電流足以使人發生心室纖維性顫動而致死，因為該放電通路不在正常的配電回路內，漏電保護、PE保護均無能為力，導致電擊防護中出現盲區，但是如果在這些導電部分之間再用附加導線直接連通，使其電位相等或相近，就可以消除它們之間的電位差，有效地降低發生電擊的機率。因此標準圖集《02D501-2》說明3.4明確規定“在建筑物做了總等電位聯接之后，在伸背范圍內的某些外露可導電部分和裝置外可導電部分導電部分間，再用導線附加連接，以使其間的電位相等或更相近”

（4）預防措施

在工程竣工移交建設單位時，原施工單位應在建筑物使用說明書中告知建設單位，或告知原建設單位在出租、出售建筑物相關協議中必須聲明，若因后期使用需要或進行二次裝修而安裝電氣設備，最好使用原建筑物電氣施工隊伍，另選電氣安裝隊伍，應書面要求施工人員，在一個裝置內或裝置的一部分內，或供電線路的末端，不能滿足自動切斷供電的安全條件下，伸臂范圍內必須考慮輔助等電位聯接的設置，使建筑物局部等電位聯結得到進一步完善、補充，避免MEB和LEB在后期新增電氣設施中產生防護盲區，盡可能消除由客觀因素產生的電位差。 4.結束語

綜上所述，在建筑物未遭受雷電侵襲、內部電氣設施正常工作、相關的保護措施運行良好，談論以上等電位聯接質量問題似乎是杞人憂天，然而當強大的雷擊電磁脈沖侵襲建筑物防雷空間、或電氣設施發生接地故障、或因電氣設施絕緣損壞而漏電、或保護設施運行異常或超出其保護極限，上述問題可能就成為發生觸電、火災等事故的主要因素，其實等電位聯結施工中出現的問題還有很多，這里所探討的幾個等電位聯接施工質量問題只不過是眾多質量問題的一些縮影，旨在拋磚引玉地喚起人們對該項技術的高度重視，施工技術人員要認真研究圖紙及相關規范標準，向作業人員做好技術交底，親臨作業面指導把關，工程竣工移交時書面告知建設單位在建筑物用途改變或二次裝修時做好必要的等電位聯接延續工作，監理人員必須堅持原則，按設計文件、規范標準從嚴把關，關鍵部位旁站監理、重要環節跟蹤檢測，將一些質量問題消除在施工過程中，以確保等電位聯接施工質量。