淺談等電位連接在建筑物系統(tǒng)中作用
文章來源：sanreqi 發(fā)表時間：2013-9-26 等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項基本措施。GB50057—94里強調(diào)了等電位連接在內(nèi)部防雷中的作用，等電位連接是為減小在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災、爆炸、生命危險的一項很重要的措施，特別是在建筑物防雷空間內(nèi)防發(fā)生生命危險的最重要的措施。另外，新的標準《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343—2004又重新強調(diào)了等電位連接的重要地位，規(guī)定需要保護的電子信息系統(tǒng)必須采取等電位連接與接地保護措施，這就又賦予等電位連接的強制性條文的性質(zhì),可見等電位連接在建筑物防雷系統(tǒng)中的重要作用。但是很多工程的設計和施工并不強調(diào)等電位連接的作用，特別是大部分新建建筑物的圖紙中都沒有等電位這一項，或者等電位設置不完善，比如實際的設計很少有衛(wèi)生間的等電位，還有防雷檢查中往往忽視等電位端子的檢查。因此在本文中，簡要的闡述一下等電位連接在建筑物中的設置及重要作用。
1 總等電位連接和局部等電位連接
1.1 總等電位連接
等電位設置主要是在雷電防護區(qū)的交接處，首先，在直擊雷非防護區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護區(qū)（LPZ0B）與第一防護區(qū)（LPZA）的界面處設置總等電位連接端。
一般建筑物的總等電位連接都設在配電箱的附近各種導體管件進入建筑物的入口處。
總等電位連接主要有以下導體：①PE、PEN干線；②電氣裝置接地極的接地干線；③建筑物的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；④條件許可的建筑物金屬構件等導體。
注意等電位連接中的金屬管道連接處應可靠的連通導電。
總等電位連接以提高地電位和均衡電位來降低接觸電壓，它不是一項可有可無的電氣安全措施。IEC標準和一些技術先進國家的電氣規(guī)范都將總等電位連接列為接地故障保護的基本條件。
1.2 局部等電位連接
當電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，尚應在局部范圍內(nèi)做局部等電位連接。
2 建筑物室內(nèi)的等電位連接
2.1 內(nèi)部導電部件的等電位連接
等電位連接不僅僅針對雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護，特別是在有過電壓的瞬間對人身和設備的安全防護。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接，而且要注意，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。此外，對燃氣管道，只在進入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，在每個接頭處要有輔助跨接線。因為燃氣管道本身不容許有多個接地連接，使其成為接地系統(tǒng)的一部分。
2.2 信息系統(tǒng)的等電位連接
對信息系統(tǒng)的各個外露可導電部件應建立等電位連接網(wǎng)絡，并與共用接地系統(tǒng)相連，接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡有兩種結構：
S型（星型）結構和M型（網(wǎng)格型）結構。
�。�1）對于工作頻率小于0.1MHZ的電子設備，一般采用S型（星型）結構僅通過一點與共用接地系統(tǒng)連接，形成Ss等電位連接網(wǎng)絡。并且其他金屬部件應與共用接地系統(tǒng)有足夠的絕緣。不論是雷電有關的低頻電流還是信息系統(tǒng)內(nèi)部的低頻干擾源都不能產(chǎn)生地電流。
�。�2）對于頻率大于10MHZ的電路，一般采用M型（網(wǎng)格型）結構通過多點接至共用接地系統(tǒng)，從而構成Mm等電位連接網(wǎng)絡。
（3）對復雜的信息系統(tǒng)，可采用兩種結構結合的等電位連接網(wǎng)絡。一個S型局部等電位連接網(wǎng)絡可與一個M型網(wǎng)狀結構組合在一起；此外，一個M型等電位連接網(wǎng)絡可在接地基準點與共用接地系統(tǒng)相連。
2.3 衛(wèi)生間的等電位連接
（1）1999年6月開始實行的新的建設部《住宅設計規(guī)范》中，有一項不太引人矚目的條款：城鎮(zhèn)新建住宅中的衛(wèi)生間宜做等電位連接。浴室等電位連接，通俗的解釋是：浴室等電位連接就是保護你不會在洗澡的時候被電傷或電死。在特殊情況時十幾伏的電壓也是非常危險的，尤其是在洗澡時人的身體是濕的，電阻降低，如果一旦浴室的電器漏電，哪怕是很低的電壓、很小的電流也會危及生命。這時候如果浴室里做了等電位連接，各處電位相等，就可以極大地避免電的傷害。
另外等電位連接和漏電保護器在保護人身安全方面是各司其職，不能相互代替———當漏電保護器因各種因素無法對電位升高進行切斷時，就可通過等電位連接措施來彌補。
（2）在《民用建筑電氣設計規(guī)范》中對于“三級及以上的旅館及高級住宅和公寓及商業(yè)浴室”提出了嚴格的保障措施。對一般性旅館和住宅提出參照有關條款的要求。
�。�3）因此，需要在衛(wèi)生間設置局部等電位連接端子，將澡盆、淋浴盆和馬桶等設備連接起來，以加強由于身體電阻降低和身體接觸地電位而增加電擊危險的安全保護。
3 各樓層的等電位連接
將每個樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個房間或區(qū)域設置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，屋頂上的設備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。
4 等電位連接與共用接地是分不開的。
4.1 接地網(wǎng)的等電位連接
在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計算機房的工作接地、靜電接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對設備造成影響。因此，鋼筋混凝土結構建筑物利用基礎鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi)用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率。
4.2 等電位連接的兩種型式
�。�1）如果建筑物的供電制式是TN-S系統(tǒng)時，電子系統(tǒng)的接地是共用接地系統(tǒng)，電子設備各類接地系統(tǒng)之間不用加裝SPD，采用直接等電位連接。
�。�2）若電子設備采用獨立接地極，或者隨采用共用接地系統(tǒng)，但要求單點接地，設備處各接地系統(tǒng)需要絕緣，不能做直接等電位連接時，為防止不同的地電位浪涌過電壓對電子設備造成損害，需在不同的接地系統(tǒng)端子間加裝SPD，以達到間接等電位連接。
�。�3）電力線路必須直接或間接進行等電位連接。保護地線PE、PEN可直接與等電位連接端子相連，三路相線通過電源SPD與等電位端子形成間接等電位連接。
5 結 論
總之，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結構，人和設備在此環(huán)境中絕無雷擊危險。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)是最重要的一項電氣安全措施，各地氣象主管機構和建設主管部門必須加強新建建筑物中等電位連接一項的審核力度。
1 總等電位連接和局部等電位連接
1.1 總等電位連接
等電位設置主要是在雷電防護區(qū)的交接處，首先，在直擊雷非防護區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護區(qū)（LPZ0B）與第一防護區(qū)（LPZA）的界面處設置總等電位連接端。
一般建筑物的總等電位連接都設在配電箱的附近各種導體管件進入建筑物的入口處。
總等電位連接主要有以下導體：①PE、PEN干線；②電氣裝置接地極的接地干線；③建筑物的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；④條件許可的建筑物金屬構件等導體。
注意等電位連接中的金屬管道連接處應可靠的連通導電。
總等電位連接以提高地電位和均衡電位來降低接觸電壓，它不是一項可有可無的電氣安全措施。IEC標準和一些技術先進國家的電氣規(guī)范都將總等電位連接列為接地故障保護的基本條件。
1.2 局部等電位連接
當電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，尚應在局部范圍內(nèi)做局部等電位連接。
2 建筑物室內(nèi)的等電位連接
2.1 內(nèi)部導電部件的等電位連接
等電位連接不僅僅針對雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護，特別是在有過電壓的瞬間對人身和設備的安全防護。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接，而且要注意，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。此外，對燃氣管道，只在進入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，在每個接頭處要有輔助跨接線。因為燃氣管道本身不容許有多個接地連接，使其成為接地系統(tǒng)的一部分。
2.2 信息系統(tǒng)的等電位連接
對信息系統(tǒng)的各個外露可導電部件應建立等電位連接網(wǎng)絡，并與共用接地系統(tǒng)相連，接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡有兩種結構：
S型（星型）結構和M型（網(wǎng)格型）結構。
�。�1）對于工作頻率小于0.1MHZ的電子設備，一般采用S型（星型）結構僅通過一點與共用接地系統(tǒng)連接，形成Ss等電位連接網(wǎng)絡。并且其他金屬部件應與共用接地系統(tǒng)有足夠的絕緣。不論是雷電有關的低頻電流還是信息系統(tǒng)內(nèi)部的低頻干擾源都不能產(chǎn)生地電流。
�。�2）對于頻率大于10MHZ的電路，一般采用M型（網(wǎng)格型）結構通過多點接至共用接地系統(tǒng)，從而構成Mm等電位連接網(wǎng)絡。
（3）對復雜的信息系統(tǒng)，可采用兩種結構結合的等電位連接網(wǎng)絡。一個S型局部等電位連接網(wǎng)絡可與一個M型網(wǎng)狀結構組合在一起；此外，一個M型等電位連接網(wǎng)絡可在接地基準點與共用接地系統(tǒng)相連。
2.3 衛(wèi)生間的等電位連接
（1）1999年6月開始實行的新的建設部《住宅設計規(guī)范》中，有一項不太引人矚目的條款：城鎮(zhèn)新建住宅中的衛(wèi)生間宜做等電位連接。浴室等電位連接，通俗的解釋是：浴室等電位連接就是保護你不會在洗澡的時候被電傷或電死。在特殊情況時十幾伏的電壓也是非常危險的，尤其是在洗澡時人的身體是濕的，電阻降低，如果一旦浴室的電器漏電，哪怕是很低的電壓、很小的電流也會危及生命。這時候如果浴室里做了等電位連接，各處電位相等，就可以極大地避免電的傷害。
另外等電位連接和漏電保護器在保護人身安全方面是各司其職，不能相互代替———當漏電保護器因各種因素無法對電位升高進行切斷時，就可通過等電位連接措施來彌補。
（2）在《民用建筑電氣設計規(guī)范》中對于“三級及以上的旅館及高級住宅和公寓及商業(yè)浴室”提出了嚴格的保障措施。對一般性旅館和住宅提出參照有關條款的要求。
�。�3）因此，需要在衛(wèi)生間設置局部等電位連接端子，將澡盆、淋浴盆和馬桶等設備連接起來，以加強由于身體電阻降低和身體接觸地電位而增加電擊危險的安全保護。
3 各樓層的等電位連接
將每個樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個房間或區(qū)域設置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，屋頂上的設備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。
4 等電位連接與共用接地是分不開的。
4.1 接地網(wǎng)的等電位連接
在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計算機房的工作接地、靜電接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對設備造成影響。因此，鋼筋混凝土結構建筑物利用基礎鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi)用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率。
4.2 等電位連接的兩種型式
�。�1）如果建筑物的供電制式是TN-S系統(tǒng)時，電子系統(tǒng)的接地是共用接地系統(tǒng)，電子設備各類接地系統(tǒng)之間不用加裝SPD，采用直接等電位連接。
�。�2）若電子設備采用獨立接地極，或者隨采用共用接地系統(tǒng)，但要求單點接地，設備處各接地系統(tǒng)需要絕緣，不能做直接等電位連接時，為防止不同的地電位浪涌過電壓對電子設備造成損害，需在不同的接地系統(tǒng)端子間加裝SPD，以達到間接等電位連接。
�。�3）電力線路必須直接或間接進行等電位連接。保護地線PE、PEN可直接與等電位連接端子相連，三路相線通過電源SPD與等電位端子形成間接等電位連接。
5 結 論
總之，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結構，人和設備在此環(huán)境中絕無雷擊危險。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)是最重要的一項電氣安全措施，各地氣象主管機構和建設主管部門必須加強新建建筑物中等電位連接一項的審核力度。
