关于等电位连接的问题探讨

【摘要】建筑物内的等电位连接关系到建筑物内电气设备及用电安全，本论文主要对等电位连接的分析，主要从防雷工程和接地工程两个角度分析讨论了等电位连接的相关技术问题，对进一步提高建筑物内的等电位连接及安装应用水平具有一定借鉴意义。

【关键词】等电位；建筑电气；接地保护

现代生活中，电气设备与人们的日常生活息息相关。然而由于用电不当，绝缘老化，保护装置不完善、不到位引起的火灾，电击等事故给人们造成了重大损失和危害。目前人们已不仅要正确使用电气设备，而且要防范电气事故的发生。其中最常见的事故是接地故障，当电气系统的相线接地，会造成两种基本的后果，电弧起火和触电危险。电气系统的接地保障保护是电气安全最重要保护之一，在电气系统建立之初，就要做好接地保护，发生故障，及时切断电源，达到安全目的。等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内金属部件和各系统之间的电位差。

一、等电位概述

等电位连接件包含两个方面的内容：

对建筑物来说除建筑物本身的梁、柱、墙及楼板内的结构钢筋要互相连接外，建筑物内部及附近所有的大金属物，如大型机械设备、电气设备、各种电机外壳及其相互连通的金属导管线路、水管、煤气管、以及其它埋地大型金属物、电缆金属屏蔽层、建筑物的接地线等，系统用电气连接的方法直接连接起来，使整座建筑物成为一个良好的等电位体，可以有效地防止建筑物内各部件高电位差的反击及电气火灾和爆炸等事故。

从外界进入建筑物的电力线、电话线、电视信号线、电子计算机信号线在合适位置都要接上相应电涌保护器（SPD），并且SPD的接地端要与建筑物的防雷接地装置进行电气连接，雷击时使之实现瞬态等电位。也就是当从外界电源和信号线上到人危险的雷电浪涌时，SPD就会被击穿短路将雷电引导入地，从而保护电气设备。

二、建筑物等电位连接的重要性

1.防止雷电波沿线侵入建筑物

一般来说，有各种各样的线进出建筑物，其中包括配电系统架空、埋地电缆、电子信息系统信号线、煤气管道、金属水管等，若不进行等电位连接，这些进出建筑的管线会将直击或感应的雷电波引入建筑物，从而击毁建筑或者设备，设置会危害到生命财产安全。各种进线与设备进行等电位连接之后通过地线释放雷电流，从而起到保障设备不受侵害以及保护生命和财产安全的作用，但是因进线与设备外壳之间实际上是准等电位，因此浪涌保护器都会有一定的残压存在，所以应尽量选用与设备绝缘耐压水平相配合的浪涌保护器，以便达到更好的防雷目的。

2.防止地电位升高对室内设备的反击

一旦建筑物遭到雷击，雷电流将通过引下线流入接地装置，从而瞬间形成非常高的地电位。室内设备外壳通过楼层引下线或者内部环形导体（均压环）等此类钢筋引出接地端子进行接地。在雷击瞬间，设备外壳电位就会与楼层的地网电位形成等电位。具有高电位的设备外壳就会对电源火线放电，雷电流能量通过火线机会给设备造成严重损坏，以至于形成地电位对设备的反击。高层建筑因其自身特点更容易遭受雷击，由于引下线较长，在雷击的瞬间，雷击点引下线附近的设备外壳电位将会升高到所在楼层的高电位，电压值将远大于低压设备6 kV的耐压值，从而导致地电位对电源线路反击。因电感电势与导线长度和雷电陡度三者之间的关系成正比，又因为无法改变雷电陡度，所以做等电位连接时应当尽量减小导线的长度，避免形成感应环形回路的配线，引下线应采用多点与均压环连接的方式以到达均衡电位的目的。

3.等电位连接的其他作用

采用等电位连接不仅提高建筑物以及内部设备的避电能力，同时也降低了防雷设计对接地电阻的要求，从而减少了施工投资，降低了施工难度，特别是对于土壤本身电阻较高的地区，等电位连接的意义更为突出。

三、等电位连接问题探讨

1.等电位连接的安装

（1）总等电位连接

总等电位连接的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，它应通过进线配电箱近旁的总等电位连接端子板将下列导电部分互相连通。包括：进线配电箱的PE（PEN）目排；公用是设备的金属管道，列如上下水、热力、煤气等管道；如果可能，应包括建筑物金属结构；做人工接地，也包括其接地极引线。

建筑物每一电源进线都应直接做等电位连接，各个总等电位连接端子板应互相连通。

（2）辅助等电位连接

将两导电部分用导线直接做等电位连接，使故障接触电压降至接触电压限值以下，称作辅助等电位连接，下列情况需做辅助等电位连接。电源网络阻抗过大，使自动切断电源时间过长，不能满足防电击要求时。自TN系统同一配电箱供给固定式和移动式两种电气设备，而固定式设备保障电气切断电源时间不能满足移动式设备防电击要求时。为满足浴室、游泳池、医院手术室、等场所对防电击的特出要求时。

（3）局部等电位连接

当需要在一局部场所范围内做多个辅助等电位连接时，可通过局部等电位连接端子板将下列部分互相连通，以简便地实现该局部范围的多个辅助等电位连接，被称为局部等电位连接，主要包括：PE母线或PE干线；公用设施的金属管道；如果可能，包括建筑物金属结构。

2.防雷工程中的等电位连接

（1）利用建筑物本身的钢筋作为防雷装置，与大楼内外的各种外露的大型金属物体做可靠的电气连接，且引线越多越好。引下线越多，相对流经各条引线的雷电流就越小，相应减小了各条引线周围产生的电磁感应强度。同样，雷电流的减小，也使得引下线上可能产生反击的瞬间电压值降低。

（2）利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线，圈梁的主筋作水平均压环钢构架和混凝土的钢筋应相互联接，形成一个大的法拉第等势体，水平均压环可以防止侧击雷，又起着各均衡各层内电位的作用，一是均衡了引下线流过不同强度的雷电流而产生的电位差，二是均衡了因各条引下线及金属管道存在分布参数而感应生成的雷电高压。

（3）高于滚球半径（H）高度外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物应与防雷装置连接。

（4）屋面上所有可能遭受雷击的金属装置，应就近与避雷带、避雷网进行等电位连接。

3.接地中等电位连接

（1）由于一般建筑物都把接闪器在建筑物的顶层或制高点，并且利用建筑物的钢筋作为引下线，所有实际上是通信系统接地、电力接地、安全接地、防雷接地8大系统共接地。

（2）大楼的基础宜作为大楼接地网的主要组成部分，在基础承台，应将桩筋、柱筋、梁筋都是焊接连通。在离大楼基础约5米处沿基础四周作一环形接地体，并每隔5米做一垂直接地体与环形接地体互连，大楼外侧每个立柱钢筋在 地下0.7米处均与环形接地体相连。

（3）接地网应与附近地下的各种金属管道、金属构件在地下连接。

（4）各防雷区间的等电位连接应以最短的途径连接到接地网上。

结束语：

等电位连接是接地故障保护实现安全要求的不可缺少的基本条件，并对防雷、电子信息系统都有保护作用。因此，工程设计中，做好建筑物总等电位连接并通过验算做辅助和局部等电位连接，对供电系统接地故障保护至关重要。

参考文献：

[1]李宁，胡泉，李莹.等电位连接在现代建筑物防雷中的重要性[J].气象研究与应用，2007，28（04）.

[2]由海涛. 浅谈建筑工程中的等电位联结[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（06）.

[3]何亨文.移动基站电源的接地与等电位连接问题[J].邮电设计技术，2012，（05）.