住宅等电位联结设计施工中的问题探讨

住宅等电位联结设计施工中的问题探讨
谷金冬
摘要：住宅楼的安全用电是关系到千家万户的大事，采用总等电位联结和局部电位联结是防电击、防雷击最为有效的措施。IEC标准把等电位联结作为电气装置最基本的保护。等电位联结对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用都是十分必要的。
关键词：住宅等电位联结总等电位联结辅助等电位联结局部等电位联结
一、等电位联结(Equipotential Bonding)的基本概念
等电位联结是将电气设备的外露可导电部分、装置外导电部分等用金属导体(或用电涌保护器SPD)适当的联结起来。这样作了以后，即使有故障电流流过，人所能接触到的两个导体之间基本上是等电位，以避免或减小了电击危险。等电位联结就是在带电场所内将所有可能引起电击的金属外露部分，都尽可能地通过电气连通来均衡电位，靠降低接触电压来降低电击危险。
笔者强调的是“等电位联结”应采用“联结(Bonding)”一词而非“连接 (Connection)”一词，因为等电位联结的作用主要是通过电气连通来均衡电位，而不是通过电气连通来构造电流通道。
等电位联结不需要增设保护电器，只需要在施工时增加一些连接导体，就可以均衡电位而降低接触电压，消除因电位差而引起的电击危险。这是一种经济有效的防电击措施。
此外，当大部分电气装置位于总等电位联结作用区以外时，应装用带有剩余电流保护装置（Residual Current Operated Protective Devices, RCD）且这部分的PE线应与电源进线的PE线隔离，该接至单独的接地极，以杜绝外部窜入的危险电压。
图1：图（a）中的进户金属管道未作等电位联结，当室外架空裸导线断线并接触到金属管道时，高电位会由金属管道引至室内，若人触及金属管道，则可能方生电击事故。而图1（b）所示为有等电位联结的情况，这时PE线、地板钢筋、进户金属管道等作等电位联结，此时即使人员触及到带电的金属管道，在人体上也不会产生电位差，因而是安全的。
住宅内等电位联结有总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结。下面对这三种等电位联结的功能、应用范围、工程做法以及相互关系等作详细介绍。
1、总等电位联结（MEB）
（1）功能
总等电位联结，即将电气装置的PE线或PEN线与附近的所有金属管道构件(例如接地干线、水管、煤气管、采暖、空调管道、住宅的钢筋及金属构件等)在进入建筑物处接向总等电位联结端子板。总等电位联结靠均衡电位降低接触电压，同时也能消除从电源线路引入建筑物的危险电压，是建筑物内电气装置的一项基本安全措施。IEC标准和一些技术先进国家的电气规范都将总等电位联结作为接地故障保护的基本条件；实际上总等电位联结已兼有电源进线处重复接地的作用。
（2）工程做法
它应通过住宅内进线配电箱近旁的接地母排（总等电位联结端子板）将下列可导电部分互相连通：
　——进线配电箱的PE（PEN）母排；
　——公用设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气等管道；
　——建筑物金属结构；
　——如果设置有人工接地，也包括其接地极引线。
（3）作用
住宅楼做总等电位联结后，可防止TN系统电源线路中的PE和PEN线传导引入故障电压导致电击事故，同时可减少电位差、电弧、电火花发生的机率，避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故；同时也是防雷安全所必需。因此，在建筑物的每一电源进线处，一般设有总等电位联结端子板，由总等电位联结端子板与进入建筑物的金属管道和金属结构构件进行连接。
2、辅助等电位联结（SEB）
将两个可能带不同电位的设备外露可导电部分和装置外可导电部分用金属导体直接联结，从而使故障接触电压大幅度降低。
辅助等电位联结在住宅内主要应用在一些特殊场所(消防控制室、弱电机房等)，既可以直接降低接触电压，又可以作为总等电位联结的补充，从而进一步降低接触电压。
3、局部等电位联结（LEB）
（1）功能
当需要在一局部场所范围内作多个辅助等电位联结时，可将多个辅助等电位联结通过一个等电位联结端子板来实现，这种方式叫做局部等电位联结。相对于辅助等电位联结而言，局部等电位联结可使范围更广泛的一个局部场所大幅度降低接地故障电压。
（2）工程做法
局部等电位联结应通过局部等电位联结端子板(LEB)将以下部分联结起来：
　——PE母线或PE干线；
　——公用设施的金属管道；
　——建筑物金属结构；
（3）住宅卫生间局部等电位联结系统及装置施工不理想的原因分析。
目前住宅卫生间设计时按规范除在供电回路设计剩余漏电电流动作保护装置外，还在卫生间设置了局部等电位联结系统及装置。但是根据河北保定住宅卫生间局部等电位联结系统及装置的施工情况看，此系统及装置的设计没有受到足够的重视，情况并不尽如人意，而且还有下滑的趋势，笔者认为原因如下：
a. 一些人认为住宅卫生间按规范为单独供电回路，并设有剩余电流动作保护装置，如有设备漏电，剩余电流动作保护装置就会切断供电回路电源，不会造成人员触电危险。
b. 以塑代钢是目前住宅领域发展的趋势，住宅卫生间上、下水管大量采用PVC硬质塑料管等非金属导电材料，局部等电位联结对非导电材料失去了意义。
c. 施工完成后因接线盒出线原因造成的使用及美观等问题，使房地产开发商、工程施工单位、工程监理单位及住户对卫生间局部等电位联结的设置与施工要求越来越不严格，有些施工单位只留一个LEB局部等电位端子箱做个样子，不做任何联结。
d.
（4）现代住宅卫生间局部等电位联结的作用
随着人们生活水平的不断提高，住宅卫生间已不再是一个坐便器、一个洗脸盆这样简单的设置，越来越多的家用电器走进住宅卫生间，如洗衣机、电淋浴器、电加热器、浴霸及电动坐便器等。而住宅卫生间又是用水较多、较潮湿的场所，加之现在大力推广的太阳能热水器（位于屋顶）一旦遭遇雷击，如果没有良好的等电位联结系统及装置，对正在使用卫生间的人所造成的后果是严重的。卫生间内用电设备绝缘老化，用电线路发生中性点偏移，供电线路剩余电流动作保护装置失灵，PE线断开等都可能使设备外壳及与设备联结的管道带电，或外电压通过管道及管道内的水引入到卫生间，使卫生间出现危险的电压。所以住宅卫生间局部等电位是一定要做，并且做好的问题。
总之，住宅内等电位联结是保证人身和设备安全地基本方法，设计、施工、监理、甲方等人员应该重视并坚决执行。　　　
参考文献：
1.《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）
2.《住宅设计规范》（GB50096-1999）
3.《05D系列建筑标准设计图集》DBJT02-45-2005
4. 王厚余编著. 低压电气装置的设计安装与检验，第二版.北京:中国电力出版社，2007: 29-32