[原创]：浅析现代住宅电气安全设计

sudan2008

(一)摘要：本文论述了等电位联结的层次划分及其贯彻执行的深远意义，阐述了等电位联结材料的选用和施工技术及测试方法。
关键词：等电位联结　材料　测试
1?等电位联结技术

　　等电位联结，顾名思义，是“使各外漏可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接”。通常把等电位联结分为三个层次，即总等电位联结(Mai Equipotential Bonding)、局部等电位联结(Local Equipotential Bonding)和辅助等电位联结(Supplementary Equipotential Bonding)，即是IEC的最新观念，也是为了实际工作中好操作，并且不同层次，连接导体面积也不同。总等电位联结是在建筑物每一电源进线及进出建筑物的金属管道、金属结构构件连成一体，一般有总等电位联结端子板，由等电位联结端子板放射连接或链接。辅助等电位联结一般是电气装置的某部分接地故障保护不能满足切断回路的时间要求时，作辅助等电位联结，把两导电部分之间联结后能满足降低接触电压，满足R≤50/Ia(R—可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段电阻，单位为欧姆，Ia—切断故障回路时间不超过5s的保护电器动作电流A)。两导电部分之间连接后，只要能满足上式即可。局部等电位联结一般是在浴室、游泳池、医院手术室等特别危险场所，发生电气事故危险性较大，要求更低的接触电压，在这些局部范围内有多个辅助等电位联结才能达到要求，这种联结称之为局部等电位联结。一般局部等电位联结也有一个端子板或者成环形。简单地说，局部等电位联结可以看成是在局部范围内的总等电位联结。
　　现在国际上非常重视等电位联结的作用，它对用电安全、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。我们熟悉的安全接地也是等电位联结，不过它是以大地电位为参考电位的大范围的等电位联结。根据理论分析，等电位联结作用范围越小，电气上越安全。如果在住宅楼的范围内作等电位联结，其效果当然远优于接地。所谓总等电位联结，就是在住宅楼内电源进线配电箱近旁设一铜质接地母排，将下列可导电金属部分用等电位联结线与接地母线连接而互相导通如图1所示。当住宅楼内有人工接地极时，接地极引入线应首先接至接地母排。
　　往往根据国内外电气事故统计，低压系统短路大多为相线碰设备外壳、金属管道结构和大地的接地故障(接地短路)，它能使这些设备外壳、管道、结构带对地故障电压导致人身电击或电气火灾事故，住宅内作总等电位联结可消除或降低这种故障电压，其效果胜过单纯的接地。因此国际电工标准IEC60364－4－41和发达国家电气标准以及我国电气标准都将它规定为电气安全的基本要求。
　　浴室被国际电工标准列为电击危险大的特殊场所。在我国浴室内的电击事故也屡屡发生。这是因为人在沐浴时遍体湿透，人体阻抗大大下降，沿金属管道导入浴室的一、二十伏电压即足以使人发生心室纤维性颤动而死亡。为此在浴室内还需按上述要求作一次等电位联结。由于如此小范围内的等电位作用，其故障时的电位差微不足道，有效地保证了人身安全。
为保证等电位联结可靠导通，等电位联结线和接地母排应分别采用铜线和铜板。等电位联结这一电气安全措施并不需复杂昂贵的电气设备，它所耗用的不过是一些导线，它不象埋在地下的人工接地极易受土壤腐蚀而失效(实际上在实施等电位联结的同时也实现了接地，因它所联结的水管和基础钢筋等本身已起到低电阻长寿命的接地作用)，它在保证电气安全上的作用远胜我们过去习惯采用的专门打入地下的人工接地。在发达国家不要求住户打入人工接地，但住宅楼内如不作总等电位联结和浴室内的局部等电位联结，当地供电公司也以电气上不安全为由拒绝供电。

2?等电位联结用材料

　　等电位联结线及端子板推荐采用铜质材料，是因为其导电性和强度都比较好，但用铜材料与基础钢筋或地下的钢材管道相连接时，应充分注意，铜和铁具有不同的电位，由于土壤中的水分及盐类形成电解液，而形成原电池，产生电化学腐蚀，基础钢筋和钢管就会被腐蚀掉，因此在土壤中，应避免使用铜线或带铜皮的钢线作为联结线，如果用铜线作联结线也应用放电间隙与管道钢容器或基础钢筋相连接。与基础钢筋连接时，建议联结线选用钢材，这种钢材最好也用混凝土保护，连接部位应采用焊接，并在焊接处作以相应的防腐保护，这样与基础钢筋的电位基本一致，不会形成电化学腐蚀，在与土壤中钢管等连接时，也应采取防腐措施，如选用塑料电线或铅包电线或电缆。

3?微电子设备的等电位

　　微电子设备的等电位联结，在现代住宅中是至关重要的，有些资料把其定位为辅助等电位联结范畴，也有将其定义为局部等电位连接的范畴，总而言之微电子设备的等电位联结有其特殊性，其区别于其它用电设备的等电位联结。其等电位联结线必须通过过电压保护器与等电位端子板相联结，而不能直接与等电位端子板连接。

4?等电位联结的测试　　

　　在用电设备投入之前，对等电位用的管夹、端子板、联结线、有关接头、截面和整个；路径要作一次全的检查和检验。等电位的有效性必须通过测试证实，我国的《等电位联结安装》(97SD567)国际中，提出的3欧姆的阻值要求，是参考的德国标准，也为等电位的有效性提出了量化的标准，实际工作上容易执行。在国外有专门测试等电位联结的仪器和设备，我国目前无好的的方法来测试等电位联结的有效性。