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[摘 要]随着社会的进步,技术的发展,人民生活水平的不断提高,人们对建筑的使用要求也越来越高,特别是建筑内电器日益普及和不断增多,与电气设备的接触也越来越频繁,因此对建筑内的电气接地和等电位联结提出越来越高的要求。接地及等电位联结是我们电气人员经常要提到的电气安全措施之一,电气行业中一般意义上的地,指的是大地,也是个一个等势体,因此电气系统一般须与大地作等电位联结,以避免电位差引起的各种电气灾害,从而保证电气系统的可靠运行。本文主要分析了民用建筑电气中接地和等电位联结在设计施工中常见的问题,并提出处理方法和措施,希望对接地及等电位联结能够进一步认识。?
[关键词]民用建筑电气;接地;等电位联结;处理方法
中图分类号:TU755.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)21-0184-01
由于接地极与大地间存在若干欧姆的接触电阻与接地电阻,并在其上产生相对较大的电位差,这种情况下,与大地连接的等电位效果,由于接触电阻或接地电阻相对较大而并不理想。
1 民用建筑电气中接地和等电位联结的作用
1.1保护接地的作用。
保护接地可以防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。保护接地有两种型式:电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到电源端的接地点(TN 系统)和电气装置的外露可导电部分直接接地。
1.2等电位联结的作用。
第一建筑物内导电金属物做等电位联结,可降低建筑物的间接接触电压和不同金属物之间的电位差,避免建筑物外經电气线路和各种管道引入的事故电压的危害,减少保护电器动作不可靠带来的危害;第二防止雷电波侵入带来的危害;第三防止常用的TN系统内沿PEN线和PE线传导的故障电压引起的电气事故;第四避免外界电磁场的干扰,改善电磁兼容环境。
2 民用建筑电气中接地及等电位联结问题
2.1我国由于有关接地的概念不完善、不严格,导致一些不应有的错误。
例如,将性质不同的TN- S、TN- C- S 和TT系统一概误称为三相五线系统,还有就是将与接地有关的导线术语混淆或滥用,引起理解上的偏差。
2.2部分电气设计人员设计一套电气施工图纸,缺少接地及等电位联结平面图或有关说明。
在施工时往往手头标准图集不全或其他原因,导致对接地及等电位联结的重要性没有足够的重视,常常在施工中忘了做该建筑的接地及等电位联结,这样给该建筑的以后使用留下了不可挽回的安全隐患。
2.3接地与等电位联结的关系,不少人认为等电位联结就必须接地,还有的认为等电位联结就是接地,这种理解是不正确的。
实际上,接地与等电位联结既有区别又有联系。如建筑物内的然气金属管道禁止接地,却必须实施等电位联结;工程中常做的等电位联结一般包括了安全接地,不过它是以地电位作为基准电位。等电位联结未必接地最典型的例子是飞机,飞机上实施了等电位联结并没有接地, 但却安全得多。等电位联结与接地的区别在国家标准图集02D501- 2《等电位联结安装》已阐述清楚。
3 民用建筑电气中接地和等电位联结处理方法
3.1加强接地和等电位联结平面图的绘制与说明。
有些地区在规定绘制接地和等电位联结平面图时,出现本末倒置的情况, 需要引起重视。如当利用自然接地体时,依据《建筑工程设计文件编制深度的规定》,是可以不出接地平面图的(当然大型公共建筑是应该绘制的),但有些地区却要求绘制;可与此相反的是,等电位联结平面图却不要求绘制,仅在说明中要求按图集执行,这样是非常不合适的。由于每个工程金属管道、金属构件、电气设备等需进行等电位联结的内容、位置不尽相同,也不可能套用图集的平面图,所以电气施工人员在施工阶段解决,这样不但增加了施工难度,也更难保证其安全可靠。椐了解,不少工程因设计中没有等电位联结平面图造成等电位联结在施工中没有被实施,尤其是浴室、医院手术室和游泳池等,对电气安全特别重视的场所,而绘出等电位联结平面图,对设计而言,增加的工作量不大,又便于专业协调,因此设计时,应规定绘出等电位联结图,而且有关规范、图集也都应规定,这是属于设计内容的一部分。
3.2建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于2处直接连接的接地干线或总等电位箱引出,等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网路,环形网路应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接,支线间不应串联连接。
在土壤中,应避免使用裸铜线或带铜皮的钢线作为联结线。在与基础钢筋连接时,建议联结线选用钢材,这种钢材最好也用混凝土保护,这样与基础钢筋的电位基本一致,不会形成电化学腐蚀,在与土壤中的钢管等连接时,也应采取防腐措施,如选用塑料电线或铅包电线或电缆等。金属水管、建筑物基础钢筋等可作为接地极,是接地装置的一部分,而在做等电位联结时,等电位联结端子板应与金属部分连通,但不允许金属部分作为联结线使用。?
3.3在建筑物内做等电位联结,对于它的作用,常常会遭到人们的质疑。
其实,金属结构和管道能兼起自然接地极的作用,即使是被包裹在水泥基础内。我们知道水泥是导电的,同时这些地下基础内的金属物体量大面广,因此其接地电阻远远小于在建筑物外边打的多根人工接地极的接地电阻。这样的自然接地极的寿命几乎与建筑本体相同,因为混凝土可以很好地避免土壤对这些自然接地极的腐蚀。做等电位联结后,一般不需另打人工接地极,且需要维护的可能性较小。因此,从电气安全和功能上讲,等电位联结设计是必不可少且非常必要的。
4 民用建筑电气中接地和等电位联结的注意事项
4.1一般场所与用电设备处不超过10m的地下金属管道或结构
可以认为满足等电位要求。如果完全没有金属构件,可埋设20m×20m金属网格做连接,并纳入等电位联结系统内,又如游泳池等特殊场所需加大地下金属导体网格的密度。
4.2卫生间局部等电位联结。
卫生间的底板钢筋网格可焊成不大于0.6m×0.6m的网格;底板钢筋网连接后,可不必与防雷引下线焊接,与总等电位连通;底板钢筋网连接处应焊接,不采用铁丝绑扎代替;四周圈梁一定用圆钢跨接焊通,但只需对四周圈梁采用Φ12 圆钢六倍钢筋直径双面焊接,对其余Φ10以下的钢筋连接处采用点焊即可,使像卫生间这样的场所尽可能成为一个独立的笼形结构。
4.3等电位联结比接地更有效地降低接触电压,实施等电位联结可以避免土壤电阻率的影响。
用等电位联结线将一定范围内分散的金属部件直接连接起来可以有效地降低故障电压和电位差,防止电气事故的效果更优于接地。
接地保护和等电位联结是两种不同的电气安全保护方式,它们是互为补充的电气保护,在电气设计和施工中二者应合理运用。等电位是接地故障保护实现安全要求的不可缺少的一部分,并对防雷、电子信息系统都有保护作用。因此,在工程设计和施工中,做好建筑物总等电位联结、辅助和局部等电位联结至关重要。
参考文献
[1] 《建筑电气安装工程施工质量验收规范》(GB50303- 2011).
[2] 王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].第2 版.北京: 中国电力出版社,2011.
[3] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M]. 北京: 中国电力出版社,2013.
[关键词]民用建筑电气;接地;等电位联结;处理方法
中图分类号:TU755.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)21-0184-01
由于接地极与大地间存在若干欧姆的接触电阻与接地电阻,并在其上产生相对较大的电位差,这种情况下,与大地连接的等电位效果,由于接触电阻或接地电阻相对较大而并不理想。
1 民用建筑电气中接地和等电位联结的作用
1.1保护接地的作用。
保护接地可以防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。保护接地有两种型式:电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到电源端的接地点(TN 系统)和电气装置的外露可导电部分直接接地。
1.2等电位联结的作用。
第一建筑物内导电金属物做等电位联结,可降低建筑物的间接接触电压和不同金属物之间的电位差,避免建筑物外經电气线路和各种管道引入的事故电压的危害,减少保护电器动作不可靠带来的危害;第二防止雷电波侵入带来的危害;第三防止常用的TN系统内沿PEN线和PE线传导的故障电压引起的电气事故;第四避免外界电磁场的干扰,改善电磁兼容环境。
2 民用建筑电气中接地及等电位联结问题
2.1我国由于有关接地的概念不完善、不严格,导致一些不应有的错误。
例如,将性质不同的TN- S、TN- C- S 和TT系统一概误称为三相五线系统,还有就是将与接地有关的导线术语混淆或滥用,引起理解上的偏差。
2.2部分电气设计人员设计一套电气施工图纸,缺少接地及等电位联结平面图或有关说明。
在施工时往往手头标准图集不全或其他原因,导致对接地及等电位联结的重要性没有足够的重视,常常在施工中忘了做该建筑的接地及等电位联结,这样给该建筑的以后使用留下了不可挽回的安全隐患。
2.3接地与等电位联结的关系,不少人认为等电位联结就必须接地,还有的认为等电位联结就是接地,这种理解是不正确的。
实际上,接地与等电位联结既有区别又有联系。如建筑物内的然气金属管道禁止接地,却必须实施等电位联结;工程中常做的等电位联结一般包括了安全接地,不过它是以地电位作为基准电位。等电位联结未必接地最典型的例子是飞机,飞机上实施了等电位联结并没有接地, 但却安全得多。等电位联结与接地的区别在国家标准图集02D501- 2《等电位联结安装》已阐述清楚。
3 民用建筑电气中接地和等电位联结处理方法
3.1加强接地和等电位联结平面图的绘制与说明。
有些地区在规定绘制接地和等电位联结平面图时,出现本末倒置的情况, 需要引起重视。如当利用自然接地体时,依据《建筑工程设计文件编制深度的规定》,是可以不出接地平面图的(当然大型公共建筑是应该绘制的),但有些地区却要求绘制;可与此相反的是,等电位联结平面图却不要求绘制,仅在说明中要求按图集执行,这样是非常不合适的。由于每个工程金属管道、金属构件、电气设备等需进行等电位联结的内容、位置不尽相同,也不可能套用图集的平面图,所以电气施工人员在施工阶段解决,这样不但增加了施工难度,也更难保证其安全可靠。椐了解,不少工程因设计中没有等电位联结平面图造成等电位联结在施工中没有被实施,尤其是浴室、医院手术室和游泳池等,对电气安全特别重视的场所,而绘出等电位联结平面图,对设计而言,增加的工作量不大,又便于专业协调,因此设计时,应规定绘出等电位联结图,而且有关规范、图集也都应规定,这是属于设计内容的一部分。
3.2建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于2处直接连接的接地干线或总等电位箱引出,等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网路,环形网路应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接,支线间不应串联连接。
在土壤中,应避免使用裸铜线或带铜皮的钢线作为联结线。在与基础钢筋连接时,建议联结线选用钢材,这种钢材最好也用混凝土保护,这样与基础钢筋的电位基本一致,不会形成电化学腐蚀,在与土壤中的钢管等连接时,也应采取防腐措施,如选用塑料电线或铅包电线或电缆等。金属水管、建筑物基础钢筋等可作为接地极,是接地装置的一部分,而在做等电位联结时,等电位联结端子板应与金属部分连通,但不允许金属部分作为联结线使用。?
3.3在建筑物内做等电位联结,对于它的作用,常常会遭到人们的质疑。
其实,金属结构和管道能兼起自然接地极的作用,即使是被包裹在水泥基础内。我们知道水泥是导电的,同时这些地下基础内的金属物体量大面广,因此其接地电阻远远小于在建筑物外边打的多根人工接地极的接地电阻。这样的自然接地极的寿命几乎与建筑本体相同,因为混凝土可以很好地避免土壤对这些自然接地极的腐蚀。做等电位联结后,一般不需另打人工接地极,且需要维护的可能性较小。因此,从电气安全和功能上讲,等电位联结设计是必不可少且非常必要的。
4 民用建筑电气中接地和等电位联结的注意事项
4.1一般场所与用电设备处不超过10m的地下金属管道或结构
可以认为满足等电位要求。如果完全没有金属构件,可埋设20m×20m金属网格做连接,并纳入等电位联结系统内,又如游泳池等特殊场所需加大地下金属导体网格的密度。
4.2卫生间局部等电位联结。
卫生间的底板钢筋网格可焊成不大于0.6m×0.6m的网格;底板钢筋网连接后,可不必与防雷引下线焊接,与总等电位连通;底板钢筋网连接处应焊接,不采用铁丝绑扎代替;四周圈梁一定用圆钢跨接焊通,但只需对四周圈梁采用Φ12 圆钢六倍钢筋直径双面焊接,对其余Φ10以下的钢筋连接处采用点焊即可,使像卫生间这样的场所尽可能成为一个独立的笼形结构。
4.3等电位联结比接地更有效地降低接触电压,实施等电位联结可以避免土壤电阻率的影响。
用等电位联结线将一定范围内分散的金属部件直接连接起来可以有效地降低故障电压和电位差,防止电气事故的效果更优于接地。
接地保护和等电位联结是两种不同的电气安全保护方式,它们是互为补充的电气保护,在电气设计和施工中二者应合理运用。等电位是接地故障保护实现安全要求的不可缺少的一部分,并对防雷、电子信息系统都有保护作用。因此,在工程设计和施工中,做好建筑物总等电位联结、辅助和局部等电位联结至关重要。
参考文献
[1] 《建筑电气安装工程施工质量验收规范》(GB50303- 2011).
[2] 王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].第2 版.北京: 中国电力出版社,2011.
[3] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M]. 北京: 中国电力出版社,2013.