淺談建筑物的等電位連接及其應(yīng)用

淺談建筑物防雷中的等電位連接及其應(yīng)用TheEquipotentialArrangementandApplicationforLightningProtectionontheBuildings（聶新宇湖南省防雷中心410007）(NieXin-yu,,lightningprotectioncenterofhunanprovince,410007,china)前言等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項(xiàng)基本措施。等電位連接是為了減少人體同時接觸不同電位引起的電擊危險，同時也為了防范雷電危害以及滿足信息設(shè)備抗干擾等要求。GB50057—94里強(qiáng)調(diào)了等電位連接在內(nèi)部防雷中的作用。另外，《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343—2004又重新強(qiáng)調(diào)了等電位連接的重要地位，規(guī)定需要保護(hù)的電子信息系統(tǒng)必須采取等電位連接與接地保護(hù)措施，這就又賦予等電位連接的強(qiáng)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(shè)計(jì)和施工并不強(qiáng)調(diào)等電位連接的作用，，或者等電位設(shè)置不完善，比如實(shí)際的設(shè)計(jì)有些無衛(wèi)生間的等電位，還有防雷裝置檢測中往往忽視等電位端子的檢查。不完善的等電位連接措施對于采取共用接地系統(tǒng)的建筑物留下了事故的隱患。因此在本文中，簡要的闡述一下等電位連接在建筑物中的重要作用及應(yīng)用。一、建筑物等電位連接的基本情況1.等電位連接的分類及其連接的導(dǎo)電部分(1)總等電位連接(MEB)

總等電位連接的作用在于降低建筑物內(nèi)間接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(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害，它應(yīng)通過進(jìn)線配電箱近旁的總等電位聯(lián)結(jié)端子板(接地母排)將下列導(dǎo)電部分互相連通：進(jìn)線配電箱的PE(PEN)母排；公用設(shè)施的金屬管道，如上、下水、熱力、煤氣等管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)；如果設(shè)置有人工接地，也包括其接地極引線。建筑物每一電源進(jìn)線都應(yīng)做總等電位連接，各個總等電位連接端子系統(tǒng)應(yīng)就近通過聯(lián)結(jié)線互相導(dǎo)通，使整個建筑物處于同一電位水平上。(2)輔助等電位連接(SEB)

在導(dǎo)電部分間用導(dǎo)線直接連通，使其電位相等或相近，稱作輔助等電位聯(lián)結(jié)。(3)局部等電位連接(LEB)

在一局部場所范圍內(nèi)將各可導(dǎo)電部分連通，稱作局部等電位連接?？赏ㄟ^局部等電位聯(lián)結(jié)端子板將下列部分互相連通：PE母線或PE干線；公用設(shè)施的金屬管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)。局部等電位連接可看作在一局部場所范圍內(nèi)的多個輔助等電位連接二、建筑物等電位連接的重要性建筑物內(nèi)作了總等電位連接后，其電氣裝置的PE線和外露導(dǎo)電部分、電氣裝置外導(dǎo)電部分和接地系統(tǒng)都互相連通，從而在建筑物內(nèi)形成一電位相等或接近的區(qū)域。這樣當(dāng)任一管線因雷擊導(dǎo)入危險高電位時整個建筑物降同時升高至同一電位，在其內(nèi)將不出現(xiàn)電位差，借以避免許多電氣危險。具體來說主要有以下作用：等電位連接防止雷電波沿線侵入建筑物一般來說,進(jìn)出建筑物有各種管線,包括配電系統(tǒng)架空或埋地電纜、電子信息系統(tǒng)信號線、金屬水管、煤氣管道等,若不進(jìn)行等電位連接,進(jìn)出建筑物的各種管線會將直擊或感應(yīng)的雷電波引入建筑物,擊毀設(shè)備和危及生命安全。各種進(jìn)線與設(shè)備等電位連接后(電纜和信號線應(yīng)通過電涌保護(hù)器SPD與設(shè)備外殼等電位連接),并通過地線泄放雷電流,從而保障設(shè)備和人身安全但浪涌保護(hù)器都有一定的殘壓存在,進(jìn)線與設(shè)備外殼之間實(shí)際上是準(zhǔn)等電位,所以應(yīng)選用與設(shè)備絕緣耐壓水平相配合的浪涌保護(hù)器。對于屏蔽進(jìn)線,IEC61643—12中是這么說明的:“在屏蔽電纜的情況下,屏蔽層的兩端應(yīng)與地直接或經(jīng)SPD等電位連接。這種情況下,流經(jīng)電纜的大部分將流入屏蔽層(典型值50%),小部分將流入電纜內(nèi)部的導(dǎo)體。”若進(jìn)線有金屬管屏蔽或是采用屏蔽電纜的情況下,在雷電防護(hù)LPZOA區(qū)或LPZOB區(qū)與LPZ1區(qū)交界面上將屏蔽層與防雷裝置等電位連接。等電位連接防止地電位升高對室內(nèi)設(shè)備的反擊建筑物遭雷擊后,雷電流通過引下線流入接地裝置,瞬間形成很高的地電位。。室內(nèi)設(shè)備外殼通過樓層引下線或者均壓環(huán)鋼筋引出接地端子進(jìn)行接地。在雷擊瞬間,設(shè)備外殼電位就等于樓層的地網(wǎng)電位。高電位的設(shè)備外殼對電源火線放電,雷電流能量通過火線對設(shè)備造成損壞。這就形成了地電位對設(shè)備的反擊。容易遭受直擊雷的高層建筑物,引下線很長,雷擊瞬間,雷擊點(diǎn)引下線附近設(shè)備外殼電位升高到所在樓層的高電位,其值遠(yuǎn)大于低壓設(shè)備6kV耐壓值,導(dǎo)致地電位對電源線路反擊。因?yàn)殡姼须妱菖c雷電陡度、導(dǎo)線長度成正比,所以做等電位連接時應(yīng)盡量減小導(dǎo)線長度,也不要形成感應(yīng)環(huán)形回路的配線,引下線應(yīng)多點(diǎn)與均壓環(huán)連接以均衡電位。電源進(jìn)線、信號線都應(yīng)通過浪涌防護(hù)器與地電位(PE線)做等電位連接,通過SPD的鉗壓作用,防止反擊。為了有效瀉流、鉗壓,應(yīng)在各防雷分區(qū)界面通過多級SPD與地電位等電位連接。三、等電位連接在建筑物中的應(yīng)用①對建筑物來說,建筑物的基礎(chǔ)就是建筑物的接地系統(tǒng)。將用作垂直接地體的樁的四根主筋分別用二根與用作水平接地體的承臺、地梁的配筋上、下層作等電位焊接,將用作引下線的二根立柱主筋分別與承臺、地梁的上、下層配筋作等電位焊接,并將承臺、地梁的配筋連接成沿建筑物四周的環(huán)形自然接地體,建筑物內(nèi)如通信系統(tǒng)地、電力工作地、安全地、防雷地等所有接地和建筑物外的所有人工地均應(yīng)以等電位連接的形式接到該自然接地體中形成共地。在自然體附近的各種金屬管道和金屬構(gòu)件在地下均應(yīng)與它作等電位連接。②防雷裝置應(yīng)形成等電位的“法拉第籠”。引下線宜利用一定跨度的柱內(nèi)主筋自下而上貫通,將接地裝置與屋頂接閃器(避雷針及避雷帶網(wǎng)格)等電位連接。應(yīng)利用樓層圈梁主筋通長焊接作均壓環(huán),并與各引下線連接。為防側(cè)擊雷的雷擊，按建筑物各個防雷類別的要求,在一定高度上將外側(cè)金屬門窗、欄桿、金屬廣告牌架通過從均壓環(huán)引出的等電位端子板與防雷裝置連接。應(yīng)在適當(dāng)位置