论接地与等电位联结

　
　　摘要：文章主要对重复接地及等电位联结的区别与联系进行了阐述，并对局部等电位联结做了相关探讨。
　　关键词：接地，等电位联结，局部等电位联结
　　1、接地在配电安全中的意义
　　正常情况下，用电设备的金属外壳是不会带电的。然而，由于导线绝缘破损，带电导线线芯可能触及用电设备外壳，从而在设备外壳上产生危险电压等原因，当人不慎触及故障带电设备外壳时就会引发电击事故。所以，规范规定引入建筑物的总电源应进行接地措施。以三相四线进户为例，在图（1）中，电源进户处做接地（接地电阻为RA），保证电源进户处中性点电位为零，同时引出PE线，设备外壳经PE线接地（PE线上阻抗为ZPE），即与地作了等电位联结，设备外壳损坏时，将有一接地故障电流Id返回电源，设备外壳对地电压也即人体接触电压将自220V降为U1=Id*(RA+ZPE)，并且Id使线路上的保护电器切断电源，电击致死的危险将大大减少。
　　2、等电位联结在建筑物中的必要性
　　等电位联结是指在建筑物内，将所有金属可导电部分，以恰当的方式互相联结，使其电位相近，从而消除或减少各部分的电位差，有效的防止人身遭受电击、电气火灾等事故的发生。等电位联结作为一项有效的、最基本的安全保护措施，已逐步为大多数人所接受。等电位联结已作为一项国家级强制性条文加以贯彻实施，其重要性是不容质疑的。在此，笔者根据实际工作中遇到的一些问题，就等电位联结做一些浅析。
　　3、等电位联结与接地的区别与联系
　　很多文章和资料中，对于等电位和接地的概念总是有些混淆，甚至有些地方出现“等电位接地”的概念，似乎作等电位就必须接地，将卫生间局部等电位端子箱一直连接到防雷引下线。实际上，等电位联结与接地不仅有区别，而且等电位联结不一定要接地，最好的例子就是，飞机实施了等电位联结并没有接地，却安全的多。从内容上来看，接地是针对电气设备，而等电位联结不仅包含电气设备，还有金属管道，建筑构件等外露可导电部分。实际上，接地只是更大范围的等电位联结，因其与大地联结的接地电阻大，减少故障接触电压的效果并不好，所以在住宅中，还要引入各种等电位联结，以确保在故障漏电情况下的人身安全。
　　4、系统进行重复接地同时应做总等电位联结
　　由于接地电阻值远大于PE线和相线上的电阻值，当设备外壳漏电时，故障点的电位将大于安全电压36V，这在实际生活中存在很大的安全隐患。通过总等电位联结，在进线配电箱附近，用接地母排（总等电位联结端子板）将配电箱的PE母排、公用设施的金属管道、建筑物金属结构和接地极的接地引线互相联结，如设备发生故障，因人体处于等电位面上，使接触电压仅为U2=Id*ZPE，它与建筑物内相比，接地电阻RA以若干欧计，而ZPE以若干毫欧计，显然U2大大小于U1。这说明作总等电位联结的防电击效果，远远优于通常的所有电气设备的金属外壳与PE线相连通。
　　进行了总等电位联结以后的故障接触电压与重复接地电阻值关系不大，也就是说，在实施了总等电位联结以后，重复接地已无意义。尽管如此，规范仍规定必须采用重复接地，这主要是考虑总等电位联结作用的范围是有限的，对于那些位于总等电位联结范围以外的用电设备，重复接地仍是一种重要的保护方式；其次，由于目前在施工环节上还存在对等电位联结认识不够、施工不规范等问题，若等电位联结存在问题，而又不做重复接地，将会大大危及整栋住宅楼的安全。
　　需要说明RA接地极除特殊情况外，实际上是不需要花费人力物力去做的。因为总等电位联结中所联结的地下钢筋和金属管道本身就是很好的自然接地极。由于其与地的接触面积大，接地电阻很小（一般约为1Ω左右），又因混凝的包裹而不受土壤的腐蚀，寿命也极长，所以做总等电位联结后一般没有必要打人工接地极，同时也可省去对人工接地极的许多维护管理工作。
　　5、局部等电位联结（LEB）
　　如上述，总等电位联结是在建筑物的电源进线处进行一次等电位联结，将整个建筑物形成一个电位相等或接近的准法拉第笼。当发生接地故障时，人体接触电压减少至建筑物内PE线上故障电流所引起的电压降，如果建筑物很大或很高，PE线很长，则PE线和相线的阻抗随之增大，PE线截面与相线截面相同或仅是相线截面的一半，因而PE线的阻抗值将与相线阻抗值相同或是相线阻抗的两倍，当发生相线触壳故障时，PE线将承受近1/2或2／3的相电压，极有可能大于安全电压36伏，这显然是不允许的。
　　在TN系统内由于故障电流的减小，线路首端的过流保护电器（断路器、熔断器）的切断电源时间也将超过规定值（手提式和移动式设备为0.4S），人体电击危险很大。对TN系统而言，一个防范措施是在这些回路上装设漏电保护器以提高保护灵敏度，漏电断路器作为接地故障保护电器具有很高的灵敏度，当人体不慎直接触及绝缘外壳破损的设备内的相线时，能在数十毫秒的瞬间切断仅以毫安计的故障电流，避免发生电击致死事故。但这种高灵敏度也容易造成误动和拒动，影响供电的可靠性和安全性。造成漏电断路器误动和拒动的因素很多，如供电回路的操作过电压和感应雷电过电压、线路高次谐波过大、电流直流分量过大、电子式漏电断路器在电压低于额定电压的85%等都会造成漏电断路器的误动和拒动。
　　所以，当漏电保护器因各种因素无法对带电金属外壳电位升高进行切断或拒动时，就可通过简单经济的有效措施：在该局部范围内再重复做一次等电位联结来弥补，即在该局部范围内（例如一个房间、一个楼层）的PE母排（或PE线）、金属的管道结构等通过等电位联结端子板再作一次联结。这时接触电压减少至只剩图中末端回路一段PE′线上的电压降U3=Id*ZPE′，其值远小于36V，这时即使过流保护电器的动作时间超过规定值也不会发生电击致死的危险。
　　参考文献
　　1《住宅设计规范》(GB50096-1999)
　　2《山东省住宅设计标准》(DBJ14-S1-2000)
　　3《等电位联结安装》(01D501-2)
　　4《民用建筑电气设计规范》(JGJ／T16-92)