民用建筑电气中接地和等电位联结施工技术

(整期优先)网络出版时间:2021-02-24
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民用建筑电气中接地和等电位联结施工技术

郑心龙

哈尔滨工业大学建筑设计研究院  黑龙江哈尔滨 150090


摘要:等电位联结是指线路与接地系统达到等电位时而进行的一种导体联结,是防止低配压配电系统在运行过程中出现故障的重要措施。在建筑工程中,安装等电位联结,能够有效减少或消除电位差,确保电位处于相对平衡的状态,保证居民的用电安全和用电稳定。

关键词:民用建筑;电气接地;电位联结

引言:本文分析了在电气系统设计中采取接地措施及等电位联结措施的必要性,进而主要对民用建筑的接地特点及其接地方式的选择展开了详细探讨,以供相关人员参考,保障其建筑物、居民生活及电气设备的安全性。

1等电位联结的作用

1.1静电防护

静电是指当不同的电介质接触时,分布在表面内部的电荷从一个物体迁移到另一个物体,使得一个物体带正电,一个物体带负电。传送或分离固体绝缘物料、输送或搅拌粉体物料、流动或冲刷绝缘液体、高速喷射蒸汽或气体,都会产生和积累危险的静电。静电电量虽然很小,但电压很高,容易产生火花放电,引起火灾、爆炸或电击。等电位联结可以将静电电荷收集并传送到接地网,消除和防止静电危害。

1.2雷击保护

等电位联结是内部防雷措施的一部分。防雷装置直接安装在建筑物上,将建筑物内各种金属物体和进出建筑物的各种金属管道进行可靠连接,并与接地装置相连,形成一个等电位连接网络,使雷击到建筑物时,通过金属管道或是其他金属部件传输的雷电流不会在屋内形成电位差,避免出现因火花放电而形成的火灾、爆炸、生命危险和设备损坏等安全事故。

1.3触电保护

工厂中的电气设备外壳虽然与PE线联结,但仍可能会出现足以引起伤害的电位,如发生短路、绝缘老化、中性点偏移或外界雷电等出现危险电位差时,人受到电击的可能性非常大。等电位联结使电气设备外壳与其他发生事故时可能触碰到的金属构件或建筑构件电位相等,可以极大地避免或降低电击的伤害。

1.4电磁干扰防护

在现代化工厂中,有很多可以产生10000A脉冲电流的设备,如电动机、电焊机、整流器、变频器、变压器和开关柜等,这些设备会对敏感的电子设备或其信号线缆造成电磁骚扰,严重时会发生数据丢失、系统崩溃等。通常,采用必要的屏蔽措施,并在机房或是数据中心设立等电位联结系统,实现良好的电气连接,最大限度地减小电位差,使外部电流不能侵入系统,得以有效防护电磁干扰。

2民用建筑接地特点及其接地方式的选择

2.1TT接地法

这种供电系统的电气设备直接将金属外壳连接到大地表面,即单独接地没有绝缘层的导电部分,但设计难度大、维护成本高。该系统主要为了精密电子设备的供电,存在室内和室外两个部分,在没有等电位参考的同时,系统在接地运行时必须区分工作电路,保障系统的安全,但难以实现,因此施工中使用较少。

2.1IT接地法

此方法不是利用电源完成接地操作,而是通过暴露在外部的电气装置与接地极相连,并导出部分电流。在发生接地故障时,这个系统的主要特点是不会产生太多故障电流,广泛利用在矿山、洞窟等地,提高了安全性,确保了稳定性。然而,此系统不可以使多设备同时用电,这也就导致在民用建筑中使用率颇低。

2.3TN-S接地法

通过电源的中性点,此接地方法可以将中性线和保护线区分开来。不带电的金属外壳意味着保护线没有过载的电流,从而发明的插头在保障住宅安全很有帮助,因此,在建筑的电气系统设计中插头是必不可少的,还能满足其大多数时候生活的需要。当这种方法失效时,就会不可避免遇到电压的增加和故障电压的扩散这两个现象。

2.4TN-C接地法

此接地方法将中性线和保护线合并使其结合在一起,具有较好的经济效益,在实际使用时也具有实用性。如果出现了短路现象,其设备的安全性将会由电流保护装置控制,自动检测情况并且将电源切断。但TN-C接地方法对电流敏感的仪器有一定的不兼容性,除此之外,容易爆炸的环境、精密的仪器等条件下也不适用此方法。在短路时造成的高电压会降低民用建筑的安全性,在民用建筑的使用上也有局限性。

2.5建筑电气设计等电位联结施工技术。

  1. 局部等电位联结

卫生间一般都是较为潮湿的环境,人体的皮肤在此环境中电阻会有所下降。而且浴室中如果存在金属管,金属管上的极小电压都会与人体接触发生触电危险。所以,改造卫生间这种环境较为潮湿的电气设备时,在插座位置远离水源的前提下需要及时对设备进行防潮处理。在保障电气系统的环境安全后,将局部等电联结端子板埋设在浴室墙壁内,将电气系统和卫生间的金属管道与端子板相连接,可以产生安全稳定的效果。塑料管也可以用来代替金属管,由于塑料管具有导电性,在等电位联结时不需要对导电性的问题进行考虑,这样一来既节省了工作量,又把风险降到了最低,是一个取代的选择。

  1. 总等电位联结

在安全处理方面,大型修建设计中运用总等电接口,配电箱旁边装置一排总等电位的接头,并将金属管、水管热管等金属管与其他建筑金属元件、接地线等导电部件衔接到能源配电箱的联结线上,这样可以防止整个建筑物的接触电压和各金属部件的电位差升高,同时也会防止其余电线和外部电气设施的风险弊端电压升高。建筑物周围的变电站、加油站等这些设施就像定时炸弹,在总等电位联结设计中应充分考虑,不正确的等电位联结引起的危险电压会对周围环境产生很大的影响。

3等电位联结应用

  1. 铜质等电位联结线不应在土壤中与钢制接地体或防雷引下线联结;(2)当采用镀锌扁钢搭接时,应可靠焊接,搭接长度不小于其宽度的2倍,当采用镀锌圆钢搭接时,其搭接长度不应小于其直径的6倍;(3)等电位联结端子箱内应采用螺栓连接,如连接线为铜质导线,应安装相应的接线端子后采用螺栓连接;(4)进出建筑物的金属管道应采用抱箍法连接,不得直接将连接线焊接在金属管道上;(5)所有金属管道法兰两侧都应用跨接线进行跨接。等电位联结施工时,应该注意与土建、水、燃气等几个专业的管理和施工人员的密切配合,并严格按照设计图纸和相关施工规范进行。在工厂中,联结导体宜采用镀锌扁钢通常明敷,便于检修维护,在局部需要穿墙或暗敷时,要做好防腐处理,如采用绝缘套管保护或绝缘带缠绕保护。

另外,还要对现场未在图纸中体现的需要联结的导电物完成等电位联结施工,并做好施工记录,对于需要暗敷的联结线和其连接处,还要做好走向记录和隐检记录,以便于竣工图纸制作的准确性和完整性。在施工完毕后还需要应用专用仪表做导通试验和电阻测试,测试电源采用直流24V(工厂中一般比较常用),测试电流不小于0.2A,要求从等电位联结端子板到当前测试支路联结终端导电体(即需要联结的设备金属外壳、各种管道等)之间的电阻不大于3,如果线路较长,测试不便,可分段测量后,将阻值相加,测试后阻值不符合要求的,按局部等电位联结处理。

结束语:总之,民用建筑电气设计必须考虑两个重要环节,接地和等电位联结,它们可以保证建筑电气的安全。作为一名建筑师和电气设计师,必须全面考虑建筑物的一些参数,如本身、温度、周围环境和湿度。特别是综合电气系统的功能和安全方面,同时兼备便利性和经济性。接地方式要采取适当的方法,根据现场的情况合理应用;合适的方式就可以达到所需要的效果,只要两个方面做到位,电气系统的安全和有效才会显示出来。

参考文献:

  1. 王根土,包炳生.等电位联结与连接过渡电阻检测判据探讨[J].黑龙江气象,2019,36(03):33-34.

  2. 刘启鹏.建筑电气中等电位联结应用探讨[J].门窗,2019(15):68.

  3. 崔振祥.浅析民用建筑局部等电位联结[J].甘肃科技,2019,35(15):53-55.

  4. 李继岭.浅谈民用建筑等电位联结[J].中国新技术新产品,2018(21):108-109.

  5. 翁国璋.住宅建筑中局部等电位联结的作用局限性探讨[J].现代建筑电气,2018,9(10):24-26.

[6]刘勇.等电位联结在低压接地故障保护中的应用研究[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2018,36(04):520-523.