2.4.3 建筑物等电位联结
1.等电位联结的分类
等电位联结可分为总等电位联结、辅助等电位联结以及局部等电位联结。
(1)总等电位联结(简称MEB)。总等电位联结能够降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件之间的电位差,并且能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,它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板(接地母排)将下列导电部位相互连通:
1)进线配电箱的PE或PEN母排。
2)公共设施的金属管道,例如给水排水、热力、煤气等管道。
3)若可能,应包括建筑物的金属结构。
4)当有人工接地装置时,也包括其接地极引线(接地母线)。
建筑物每一电源进线都应做等电位联结,各个总等电位联结端子板应互相连通。
(2)辅助等电位联结(简称SEB)。辅助等电位联结是将两导电部分用电线直接做等电位联结,使得故障接触电压降至接触电压限值以下。下列情况需要作辅助等电位联结:
1)电源网络阻抗过大,使自动切断电源时间过长,不能满足防电击要求时。
2)自TN系统同一配电箱供给固定式和移动式两种电气设备,而固定式设备保护电器切断电源时间不能满足移动式设备防电击要求时。
3)为满足浴室、游泳池以及医院手术室等场所对防电击的特殊要求时。
(3)局部等电位联结(简称LEB)。当需要在一局部场所范围内作多个辅助等电位联结时,可以通过局部等电位联结端子板将下列部分互相连通,以简便地实现该局部范围内的多个辅助等电位联结,称为局部等电位联结。
1)PE母线或PE干线。
2)公用设施的金属管道。
3)若可能,包括建筑物的金属结构。
2.等电位联结的要求
(1)等电位联结的情况。
1)所有进出建筑物的金属装置、外来导电物、电力线路、通信线路及其他电缆均应与总汇流排做好等电位金属连接。计算机机房应敷设等电位均压网,并且应与大楼的接地系统相连接。
2)穿越各防雷区交界处的金属物和系统,以及防雷区内部的金属物和系统都应在防雷区交界处做等电位联结。
3)等电位网宜采用M型网络,各设备的直流接地以最短距离与等电位网连接。
4)若因条件需要,建筑物应采用电涌保护器(SPD)做等电位联结,如图2-133所示。
图2-133 导电物体或电气系统等电位联结示意图
1—等电位联结带;2—要求直接做等电位联结的物体或系统;3—要求用SPD做等电位联结的系统;4—PE线;5—接地装置
5)实行等电位联结的主体应为:设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道;供电线路含外露可导电部分;防雷装置;由电子设备构成的信息系统。
6)有条件的计算机房六面应敷设金属屏蔽网,屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连,机房内的电力电缆(线)应尽可能采用屏蔽电缆。
7)架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆,进入大楼前应水平直埋50m以上,埋地深度应大于0.6m,屏蔽层两端接地,非屏蔽电缆应穿镀锌钢管并且水平直埋50m以上,钢管两端接地。
8)无论是等电位联结还是局部等电位联结,每一电气装置可只连接一次,并且未规定必须作多次连接。
9)出水表外管道的接头不必作跨接线,因连接处即使缠有麻丝或聚乙烯薄膜,其接头也是导通的。但是施工完毕后必须进行检测,若导电不良,则需作跨接处理。
10)等电位联结只限于大型金属部件,孤立的接触面积小的不必连接,因其不足以引起电击事故。但是以手握持的金属部件,因电击危险大,必须纳入等电位联结。
11)门框、窗框若不靠近电气设备或电源插座则不一定连接,反之应作连接。离地面20m以上的高层建筑的窗框,若有防雷需要也应连接。
12)离地面2.5m的金属部件,因位于伸臂范围以外不需要作连接。
13)浴室是电击危险大的场所,因此,在浴室范围内还需要用铜线和铜板做一次局部等电位联结。
(2)等电位联结材料和截面要求。等电位联结线和连接端子板宜采用铜质材料,等电位联结端子板截面不得小于等电位联结线的截面,连接所用的螺栓、垫圈、螺母等均应作镀锌处理。在土壤中,应避免使用铜线或带铜皮的钢线作连接线。若使用铜线作连接线,则应用放电间隙与管道、钢容器或基础钢筋相连接。与基础钢筋连接时,建议连接线选用钢材,并且这种钢材最好也用混凝土保护。保证其与基础钢筋电位基本一致,不会形成电化学腐蚀。在与土壤中钢管连接时,应采取防腐措施,例如选用塑料电线或铅包电线或电缆。
等电位联结线截面应满足表2-47的要求。
表2-47 等电位联结线截面要求
注:①局部场所内最大PE截面。
②不允许采用无机械保护的铝线。
3.建筑物等电位联结操作工艺
(1)连接线敷设与连接。
1)若设计无要求,采用40mm×4mm镀锌扁钢或φ12mm镀锌圆钢作为等电位联结总干线依设计图纸要求从总等电位箱敷设至接地体(极)连接。连接不少于2处。
2)当电话、电视、电脑等机房设置在不同楼层时,其等电位线应与该电气竖井垂直引上的接地干线相连接,如图2-134所示。
图2-134 等电位线安装
3)等电位联络线与金属管道的连接可以采用抱箍法或焊接法。
①抱箍法:工程中镀锌管宜采用该方法,选择与镀锌管径相匹配的金属抱箍,用M10×30(mm)螺栓将抱箍与金属管卡紧,然后,与作为等电位联结线的镀锌扁铁平面焊接。抱箍与管道接触处的接触面需刮拭干净,安装完毕后刷防锈漆,抱箍内径等于管道外径。给水系统的水表应加装跨接线,以保证水管的等电位联结和接地的有效,如图2-135所示。
②焊接法:多用于非镀锌金属管道。将镀锌扁钢折成90°直角,角钢一端弯成一个管径相适合的弧形并与管焊接,另一端钻φ10.5mm的孔,用M10×30(mm)螺栓与作为等电位联络线的镀锌扁钢相连接固定。
图2-135 等电位联络线与金属管道的连接
4)局部等电位联结应包括卫生间内的金属排水管、金属采暖管、金属浴盆以及建筑物结构钢筋网等。
5)关于浴室的局部等电位:如果浴室内原无PE线,浴室内的局部等电位联结不得与浴室外的PE线相连。如果浴室内有PE线,浴室内的局部等电位联结必须与该PE线相连。支线间不应串联连接。
6)由局部等电位派出的支线一般采用绝缘导管内穿多股铜线做法。结构施工期间敷设管路预埋箱盒,等电位端子板的设置位置应方便检测。装修期间将多股铜线穿入管中预置于接线盒内,出线面板采用标准86盒,由盒子引出的导线明敷设。待金属器具安装完毕将支线与专用等电位接点压接好。如图2-136所示。
(2)等电位箱安装。
1)依据图纸位置,弹线定位安装总等电位箱(MEB),箱体标高一般为0.5m。箱体均应有敲落孔或活动板。
2)箱内铜排与作为等电位联结线的接地扁钢采用φ10mm螺母固定连接,孔径匹配,孔距间距一致并与引入(引出)的扁钢相对应,铜排需涮锡。
3)MEB端子排宜设置在电源进线或进线配电箱(柜)处,并应加防护或装在端子箱内,防止无关人员触动。并在箱体面板表面注明“等电位联结端子箱不可触动”等标识。
图2-136 局部等电位派出的支线做法
4)等电位端子箱可采用明装,亦可采用暗装。
5)箱体安装位置、标高准确,安装牢固。箱体开孔与等电位联结线(扁钢、导管、圆钢)相适应,暗装配电箱箱盖应紧贴墙面。
6)箱内等电位铜排孔径与螺栓相匹配,铜排需涮锡,铜排与连接线压接牢固,平光垫、弹簧垫齐全。
(3)几种特殊部位的等电位联结。
1)金属门窗等电位联结。采用φ10圆钢或25mm×4mm镀锌扁钢与圈梁结构主筋焊接后引至金属门窗结构预留洞处,待门窗安装时与固定金属门窗的搭接板(铁板)相连接固定形成电位一致。要求φ10圆钢与结构主筋焊接长度不小于60mm(联络线材料由设计定)。
2)信息技术2T设备的等电位联结。
①采用宽60mm×80mm、厚0.6mm紫铜铂作母带,在2T设备间明敷设成尺寸为600mm×600mm的网格,铜母带网格的十字交叉处(气焊连接)与地面架空地板金属支架应相重叠。
②由2T设备间配电箱PE端子排、信息设备以及设备间结构钢筋网分别引出联络线至铜母带网排并与其焊接。
3)游泳池局部等电位联结。
①在游泳池边地面下无钢筋时,应敷设电位均衡导线,间距应为0.6m,最少在两处做横向连接,且与等电位联结端子板连接,如在地面下敷设采暖管线,电位均衡导线应位于采暖管线上方。
②电位均衡导线也采用可敷设网格为150mm×150mm、φ3的铁丝网,相邻铁丝网之间相互焊接,如图2-137所示。
图2-137 电位均衡导线敷设
③水下照明灯具的电源、爬梯、扶手、金属给水排水口及变压器外壳,水池构筑物的所有金属部件(水池外框、石砌挡墙和跳水台中的钢筋),与池水循环系统有关的所有电气设备的金属配件(包括水泵、电动机),除应采取总等电位联结外,还应进行局部等电位联结。
(4)测试方法。
1)整个工程等电位联结安装完毕后应进行导通性测试,第一步为局部测试,而后为全系统测试。
2)用等电位联结测试后对等电位联结范围内的管夹、端子板等有关接头进行检测。
3)测试电流不应小于0.2A,当测得等电位联结端子板与等电位联结范围内的金属管道等金属体端子之间的电阻不超过3Ω时可认为等电位联结是有效的。如发现导通不良的管道连接处应做跨接线。