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高层建筑防雷验收中几处等电位连接分析

 我爱你文摘 2019-10-30

前言

建筑中的等电位联结是将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体用导线连接起来,以减少电位差。它不仅是重要的内部防雷措施,对用电安全以及电子信息设备的正常工作和安全使用也十分必要。

在防雷验收工作中,笔者遇到几处颇有争议的等电位联结问题,反映出施工人员对等电位联结重视不够或存在误区,在施工中出现不规范作业或纰漏,影响了建筑的防雷安全和用电安全。从规范条文规定和理论角度阐述等电位联结的重要性和必要性,更具说服力,也提高了被检单位的防雷技术服务满意度。

1. 采用五芯电缆的配电箱等电位联结问题

新建高层住宅供电系统一般采用TN-S接地制式,配电线路采用五芯电缆。有些施工单位在配电室进行了总等电位联结,将进线电缆的PE线接到配电柜的接地排,并从总等电位箱引出一根连接线到配电柜接地排;其他分配电箱处的接地排仅连接五芯电缆的PE线作为接地线,未做重复接地。验收人员向施工单位提出局部等电位连接的整改意见,施工单位认为已将电缆PE线连接接地排,无须做重复接地。笔者查阅了大量资料后,从规范条文规定和理论两个角度解释了此处局部等电位联结的必要性。

1.1 规范中的条文依据

《低压配电设计规范》(GB50054-2011)条文说明中5.2.5“总等电位连接虽然能大大降低接触电压,但如果建筑物离电源较远,建筑物内保护线路过长,则保护电器的动作时间和接触电压都可能超过规定的限值。这时应在局部范围内再做一次等电位连接即局部等电位连接。”

《住宅设计规范》(GB50096-2011)条款8.7.2-5中规定,“设洗浴设备的卫生间应做局部等电位连接”。在该款条文说明中规定,“局部等电位连接包括卫生间内金属给排水管、金属浴盆、金属采暖管以及建筑物钢筋网和卫生间电源插座的PE线。”

1.2 理论分析

局部等电位联结的目的在于使接触电压降至安全电压限值50V以下。为使接触电压不超过50V,应使:

IdR≤50V

式中,Id为故障电流,R为线阻.


图1  局部等电位联结的作用

  (1-电气设备;2-伸臂范围内的金属物;3-保护导体;4-结构钢筋;5-末端配电箱;6-进线配电箱)

如图1所示,局部等电位联结之前,图中人的双手承受的接触电压为电气设备与环境金属体之间的电位差,其值为a-b-c段保护导体上的故障电流产生的电压降,由于此段线路较长,电压降超过50V。为保障人身安全,应如图虚线所示做局部等电位联结。这时接触电压降低为a-b段保护导体的电压降,其值小于安全电压限值50V。

1.3 结论及局部等电位联结做法

综上所述,采用五芯电缆的末端配电箱处应进行局部等电位联结。

应通过局部等电位连接板将下列部分互相连通:

(1)配电箱PE端子排;

(2)公用设施的金属管道,如上下水、热力、燃气等管道;

(3)建筑物金属结构。

2.电气竖井内的等电位联结问题

2.1 问题概述

建筑物电气图纸的设计说明部分,要求“电气竖井内敷设一根40×4热镀锌扁钢作为接地干线”。实际施工中,有些单位在电气竖井中常省去接地干线,而在各楼层设置局部等电位箱,由本层结构柱内钢筋焊接引出一连接端子,此种做法能否满足相关规范的要求?笔者从规范条文规定和理论两个角度向施工方做出解释。

2.2 相关规范中的规定

《民用建筑电气设计规范》(JGJ-2008)第8.12.10款规定,“竖井内应敷有接地干线和接地端子。”

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)第5.2.4款规定,“垂直接地干线由总等电位接地端子板引出,同时与建筑物各层钢筋或均压带连通。各楼层设置的接地端子板应与垂直接地干线连接。垂直接地干线宜在竖井内敷设,通过连接导体引入设备机房与机房局部等电位接地端子板连接。”

图集《电气竖井设备安装》(04D701-1)中,电缆桥架垂直安装图(如图2所示),11为接地干线,13为接地端子板。故电气竖井内明敷接地干线更妥当。


图2 电缆桥架垂直安装图

2.3 理论分析

电气竖井中的接地干线为一40×4热镀锌扁钢,下端与基础钢筋可靠连接,并且是与总等电位接地点连通的。高层建筑结构柱内钢筋与基础钢筋的连接一般采用绑扎,当其满足电气导通性要求时,整个建筑物的钢筋网可看作一个等电位体。由各层结构柱内钢筋引出局部等电位箱连接端子理论上可行,但前提是柱内钢筋能满足电气导通性,且与总等电位有效连接。

笔者认为,实际施工中最可靠的做法是,在电气竖井内独立敷设接地干线,每三层与本层楼板钢筋做等电位连接,且与每层局部等电位箱连接。

3. 结束语

等电位联结只是简单的导线连接,并无深奥的理论和复杂的技术要求,其所用材料仅是等电位箱和铜导线,投资不大,却能极大地消除安全隐患,在施工和防雷验收中应引起重视。

(1)TN-S系统中采用五芯电缆的末端配电箱处应进行局部等电位联结。

(2)电气竖井内应明敷接地干线。


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