等电位联结及安全应用分析

田栋全

摘 要 阐述低压配电系统中的等电位联结的意义，根据理论分析，深入剖析了等电位联结的实际应用效果，可以较好地认识到等电位联结的实际作用。

【关键词】等电位联结 理论 应用

1 等电位联结的意义

等电位联结是将相邻但不相联的电气装置用良导体做电气连接，使相邻的电气装置、电气设备及其它可导电的装置或设备电位相等或相近，称之为等电位联结。很多电气行业专家也认真解读过“等电位联结”词组中“联结”的含义，认为，将两个导体人为的使其接触，以满足导电的要求，称之为“连接”。而“联结”也是一种“连接”，但其作用主要是传递电位而非传递电流。

2 等电位联结的作用

从等电位联结的定义可以看出，等电位联结是将相邻但不相联的电气装置用良导体做电气连接，使相邻的电气装置、电气设备及其它可导电的装置或设备电位相等或相近，为什么要是使得相邻的可导电设备或装置电位相等或相近呢？原因如下：

（1）降低建筑物内间接接触电压和不同可导电设备的电位差。

（2）避免自建筑物外经电气线路和金属管道引入的故障电压的危害。

（3）减少保护电气动作不可靠带来的威胁和有利于避免外接电磁场引起的干扰。

3 等电位联结与等电位接地关系

我们在工作中有时不太注意等电位联结和等电位接地的区别，甚至有部分人认为等电位联结就是等电位接地，其实二者是既有相同点，又有不同点，不能将二者混淆，应区分开。

4 等电位联结的分类

4.1 总等电位联结

总等电位联结作用于全建筑物，它在一定程度上可降低建筑物间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。它通过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母排；

--共用设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气管道；

--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。

4.2 辅助等电位联结

在导电部分间，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。

4.3 局部等电位联结

在一局部场所范围内将个可导电部分连通，称作局部等电位联结。

它可通过局部等电位联结端子板将下列部分互相连通：

--PE母线或PE干线；

--共用设施的金属管道；

-建筑物金属结构。

上述等电位联结分类中，电气设计者或建设施工者不太理解辅助等电位联结与局部等电位连接的联系与区别，这里做一简单讨论理解。在建筑物做了总等电位联结之后，在伸臂范围内的某些外露可导电部分与装置外可导电部分之间，再用导线附加联结，以使其间的电位相等或更接近，称之为辅助等电位联结。局部等电位联结可看做在一局部场所内的多个辅助等电位联结。

5 等电位联结提高安全的应用

在建筑电气使用中，需确保电气设备、电气装置使用者的安全，安全已摆在我们当今社会生产生活的首要位置上，所以我们电气设计者需要确保电气使用者的安全，做好电气安全设计。其中等电位联结就是提高电气使用者安全的方法之一。

建筑物采某用TN-C-S系统供电，建筑物地下室设有与大地绝缘的防水层，PEN线进户后分为PE线和N线，并打入人工接地极将PE线重复接地，变电所系统接地的RA 和建筑物重复接地的RB 组织分别为4欧及10欧，各段的电阻如图1中所示，为简化计算，我们忽略工频条件下的回路导体电抗和变压器电抗。

如图1所示，此建筑物内电气设备发生接地故障，此时的设备外壳的预期接触电压Ut1分析及计算如下：

发生故障后，相保回路电流由相线L（0.1欧）流经建筑物内PE线（0.06欧），再经PEN线（0.04欧）与大地的并联回路（10+4欧）返回至变压器中性点，全回路电阻R和短路电流Id为：

R=0.1+0.04+（0.06//14）≈0.18Ω，Id=220/0.18=1222A

Ut1=Id*RPE + IdB*RB =1222*0.04 + 1222*0.06*10/（4+10+0.06） = 101V > 50V

由以上计算可知，此时的接触电压已经大于规范规定的安全电压，为了保证人员的在设备故障状态下的安全，我通过下述方法看看能否解决这个问题，见图2。

如图2，若在建筑物不做重复接地而改为等电位，各线段的电阻如图所示，则，做总等电位联结后设备A处发生接地故障时的预期接触电压值Ut2分析计算如下：

发生故障后，相保回路电流由相线L（0.1欧）流经建筑物内PE线（0.04欧），再流经PEN线（0.06欧）返回至变压器中性点，全回路电阻R和短路电流为：

R = 0.1 + 0.04 + 0.06 = 0.2Ω Id=220/0.2=1100A

接触电压Ut2 = Id * RPE =1100*0.04 = 44V < 50V

由以上分析可知，在做了总等电位联结后，设备在故障情况下，大大提高了人员受到电击伤害的可能性，如果经过核算，即使设计了等电位联结，但仍达不到员安全要求，我们应设计其它方法来提高TN系统接地故障保护措施。

6 结束语

在设计工作中，有的设计者对等电位联结的设计方法模糊不清，建设施工者也不够重视，通过本文的讲解与举例说明，希望广大设计者和建设施工者能够清楚的认识到等电位联结的意义，具体设计方法和施工方法，切勿疏忽大意，解决好各个问题，让电气装置安全、可靠、稳定的运行。

参考文献

[1]刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]天津电气传动设计研究所.电气传动自动化技术手册[M].北京：机械工业出版社，2014.

[3]黄晋华.电气装置安装工程施工与验收1000问[M].北京：中国电力出版社，2005.

作者单位

宝钢工程技术集团有限公司 上海市 201900