谈等电位联结及其作用

张志明

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

等电位通俗的讲就是带电体电位相等，在学校中学习的概念是，在一个带电线路中如果两点之间没有电位差，则我们就认为这两个点是等电位的。等电位联结就是将所有电位相等的点连接起来，在实际工程中的等电位联结就是将建筑物中正常时不带电，故障时有可能带电的导体与接地极连接起来，使故障时可能带电的导体与接地体没有电势差，达到保护人身安全的目的。IEC标准这样阐述:为了避免电位差和提供屏蔽效应，应当设置等电位连接网。GB 50057-2010建筑物防雷设计规范对等电位联结定义“将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。”GB 50054-2011低压配电设计规范定义:“使各外露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”。总之等电位联结就是采取措施使各导体或有可能产生带电的导体之间没有电位差。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。

总等电位联结(MEB):顾名思义，总等电位联结就是整个建筑物等电位的连接，它把整个建筑物有可能带电的导体连接起来，使整个建筑物处于一个等同的电势值，这样避免了建筑物内部各导体之间存在电势差，防止电磁干扰和间接接触电击的危害。一般的总等电位需要连接的导体有:1)总配电箱的PE(PEN)母排;2)建筑物的供排水，采暖、空调、燃气等管道;3)电源进线、弱电进线，包括消防进线，通信进线的套管等;4)可利用的结构钢筋;5)接地引下线，包括人工接地，基础接地，防静电接地，防雷引下线等等。局部等电位联结(LEB):当电气装置或电气装置的某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时，然后在一局部范围内将各可导电部分连通，称作局部等电位联结。通常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。局部等电位根据不同区域联结的导体不同，但一般连接两大部分:1)公用设施的金属管道;2)建筑物金属结构。辅助等电位联结(SEB):在导体之间，用导线直接连通，使其电位相等或相近，称作辅助等电位联结。

各种等电位联结的作用:

总等电位联结作用:总等电位联结就是将建筑物内部和建筑物本身的所有的大金属构件全部用导体进行电气连接，使整个建筑物的正常非带电导体处于电气连通状态。其作用主要有三大点:1)雷击保护:JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范规定:在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，装有防雷装置的建筑物，应采取等电位联结，等电位联结是内部防雷措施的一部分。当雷电击中建筑物时，产生巨大雷电流，若没有等电位联结，直击雷顺着室外金属导体直接破坏建筑物，同时，防雷设施的接闪器引下来的雷电流产生巨大感应电压，这些巨大的感应电压向附近的金属导体放电，产生感应雷击，感应雷击和直击雷危害巨大，所以为了防止雷击带来的财产损害和生命危险，必须设置等电位联结，设置等电位联结后，雷击产生的雷电流顺着导体流入大地，所以等电位联结是防雷击保护的重要措施。2)静电防护:静电是指物体表面过剩或不足的静止的电荷。静电分布较广，不但固体、液体中有，气体当中也有静电，静电电量虽然不大，但危害极大，最严重的是静电放电引起静电火花，容易引起可燃物的起火。等电位联结可以有效地消除静电，将导体静电电荷收集并传送到接地网，从而有效地消除和防止静电危害。3)接地故障保护:我国目前供电的接地系统一般采取TN系统，TN电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护线与该接地点相连接。当电气装置发生故障时，外露部分带电，这样导致PE线上会产生故障电压，使线路产生接地故障，从而使整个供电电路出现瘫痪。若有等电位联结后，产生接地故障的电路因保护开关而切断电源，不影响整个供电线路，因不会产生电位差而发生一些连锁的二次灾害，如火灾等。根据国内外电气事故统计，有相当一部分电气事故因接地故障而引起，所以建筑物内作总等电位联结可消除或降低这种故障电压。因此，IEC 60364-4-41要求每栋建筑物均设有总等电位联结端子板，由总等电位联结端子板与进出建筑物的导体以及PE线进行连接。

局部等电位作用:1)电磁保护:在特殊的房间(如IT机房)由于供电系统中，脉冲电流对周围的导线形成电磁感应，致使很多电子原件功能失效，这样导致了系统崩溃，致使大量数据错误，所以我们通常对特殊房间采取屏蔽处理，然后在机房分界面做局部等电位联结，这样保证所有屏蔽和设备外壳之间实现良好的电气连接，最大限度减小了电位差，保障了电子原件的正常运行。2)触电保护:JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范12．8指出浴池，游泳池，喷水池，带洗浴的卫生间，特殊的医疗场所，医院手术室，农牧业等地方都应设置局部等电位联结，这些特殊场合要求更低的接触电压，例如洗浴卫生间:一个微小的电流就有可能对洗浴的人产生生命危险，通过局部等电位联结可以使电气设备外壳与楼板墙壁电势相等，没有电势差，从而没有电流，极大地避免电击的伤害，使人免于触电。所以2012年8月开始实行的新的建设部《住宅设计规范》8．7．2．5中，设有洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结。条文解释是:总电位联结是用来均衡电位，降低人体受到电击时的接触电压，是接地保护的一项重要措施。

辅助等电位联结(SEB)的作用:辅助等电位联结(SEB)是在相邻导电部分间，用导线直接连通，使其电位相等或接近，一般是在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降低接触电压。

等电位在现实工程的应用情况:等电位联结是防雷安全保护中的最重要的一项基本措施。但是很多工程的设计和施工并不强调等电位联结的作用，特别是大部分新建建筑物的图纸中，等电位设计都不完善甚至都没有等电位这一项，比如实际的设计很少有卫生间的等电位，还有防雷检查中往往忽视等电位端子的检查，所以这些工程存在很大安全隐患。总等电位联结不是一项可有可无的电气安全措施，它以均衡电位来降低接触电压，它在保护人身安全方面有不可代替的作用，当漏电保护器因各种因素无法对电位升高进行切断时，可以采用等电位联结措施来弥补漏电断路器缺陷。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列为接地故障保护的基本条件。总之，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。根据理论分析，等电位联结作用范围越小，电气上越安全。所以希望各设计同行在设计时一定完善等电位的设计，建设主管部门加强新建建筑物中等电位联结一项的审核力度，共同把这项安全措施实施到位。

［1］ JGJ 16-2008，民用建筑电气设计规范［S］．

［2］ GB 50057-2010，建筑物防雷设计规范［S］．

［3］ 王厚余．低压电气装置的设计安装和检验［M］．北京:中国电力出版社，2006．

［4］ 施耐德电气(中国)投资有限公司．电气装置应用指南［M］．北京:中国电力出版社，2009．

［5］ GB 50096-2011，住宅设计规范［S］．

［6］ GB 50054-2011，低压配电设计规范［S］．