施工技术与应用 等电位联结在建筑工程中的应用 钟尔宁，段方柱 杭州市建设工程质量安全监督总站 浙江杭州 ３１００１２， Ｊ中天建设集团浙江安装工程有限公司 摘要：本文介绍了总等电位联结、辅助等电位联结、局部等电位联结的实施方法和它们与保护接地的区别。 关键词：总等电位联结辅助等电位联结局部等电位联结保护接地区别 前言 随着我国改革开放的深入，与西方发达国家的交流不断密切，建筑领域 接装在建筑物上，要保持防雷装置与各种金属物体之间的安全距离已经很难 做到。因此，只能将屋内的各种金属管道和金属物体与防雷装置就近连在一 起，并进行多处连接，首先是在进出建筑物处连接，使防雷装置和邻近的金属 也体现出了趋同性。在建筑工程中，安全使用电器，保障人身安全，是国家有 关部门时刻关心的话题。 由于单一的切断接地故障保护措施因保护电器产品的质量、电器参数的 选择和其使用中的变化以及施工质量、维护管理水平等原因，其动作并非完 全可靠，且保护电器尚不能防止由建筑物外进入的故障电压的危害，因此ＩＥＣ 标准和一些西方发达国家都规定在采用此种保护措施时，还应采取总等电位 联结的措施，以降低人体受到电击时的接触电压，提高电气安全水平。 我国在２０００年４月２０日颁布的《工程建设标准强制性条文》（房屋建筑部 分）中，就把总等电位联结列入其中。由此可见等电位联结的重要性和国家对 用电安全的重视。尽管在相应的设计规范中已经有了等电位联结（连接）的规 定，但在当时的设计施工图中难觅其踪影。 等电位联结的形式 在低压配电系统的有关设计规范中规定，当采用接地故障保护（间接接 触防护）时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结：ＰＥ、ＰＥＮ干线；电气 装置接地极的接地干线（注：接地极是指埋入土壤或特定的导电介质中、与大 地有电接触的可导电部分）；建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管等金属 管道；条件许可的建筑物金属构件等导电体。 总等电位联结的作用在于通过提高地电位和均衡电位来降低接触电压。 用电器具及设备在正常情况下不带电的金属外壳通常都要用与相线同一回 路的ＰＥ线（保护导体）作保护接地。在无接地故障的情况下，ＰＥ线中无电流通 过，是电气回路中不带电的金属导体。当发生接地故障时，ＰＥ线载有若干安培 的电流，会对人体造成危害。对ＰＥ线作了总等电位联结后，人体从非正常情况 下带电的用电器具、设备外壳上获得的接触电压会降低，从而起到保护人体 不受伤害的作用。 在大型建筑中，电源的位置与用电设备的位置相距较远，电气线路过长， 过电流保护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 内作辅助等电位联结。辅助等电位联结应包括固定式设备的所有能同时触及 的外露可导电部分和外界可导电部分，即在导体部分之间，用导线直接连通， 形成电气通路，把一部分故障电流加在其中一个用电器具、设备的外壳上，使 之电位上升，它们之间的电位相等或相近，使电压降在安全电压限值５０Ｖ以 下。 《住宅设计规范｝ｇＢ５００９６—１９９９有“卫生问宜作局部等电位联结”的规 定。此规范是１９９９年６月１日实施的。这本规范的修订版——－Ｉ２００３版，把这一条 改为“设洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结”。从“宜”改为“应”，这一字 之差，足见建设行政主管部门对等电位联结的重视，以及在具有洗浴功能的 场所设置局部等电位联结的必要性。在洗浴时，人体皮肤潮湿，阻抗下降，沿 着金属管道传导过来的较小电压足以使人发生心室纤维颤动，引起电击伤亡 事故。 把卫生间内的金属给排水管、金属浴盆、金属采暖管以及建筑物钢筋网 和卫生问内的电源插座的ＰＥ线等联结在一起，形成局部等电位联结。可以不 包括金属地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立的金属物。除了在具有洗浴功能 的卫生间设置局部等电位联结，一般还在浴室、游泳池、喷水池、医院手术室、 弱电机房、农牧业等场所设置局部等电位联结。 在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，装有防雷装 置的建筑物，应采取等电位联结。每一个电源进线、弱电进线都应连接浪涌保 护器，并作各自的总等电位联结，所有总等电位联结系统之间应就近互相连 通，使整个建筑物电气装置处于同一电位水平上。进出建筑物的架空和直接 埋地的各种金属管道应在进出建筑物处于防雷接地网连接。由于防雷装嚣直 物体电位相等或降低其问的电位差，以防反击危险。 当整个建筑物全部为钢筋混凝土结构或者为砖混结构但有钢筋混凝土 组合柱和圈梁时，应利用钢筋混凝土结构内的钢筋设置局部等电位联结端子 板，并应将建筑物内的各种竖向金属管道每三层与局部等电位联结端子板连 接一次。钢筋混凝土结构的建筑物其均压效果比较好，梁与柱内的钢筋均有 贯通性连接，多数楼板与梁的钢筋只隔５０ｒａｍ的混凝土层，只需２５ｋＶ的电压就 可以击穿使楼板均压，在楼板上放置的东西和人将不会损坏和出现安全问 题。值得引起重视的是竖向金属管道，它可能带有很高的电位，如处理不当， 就可能出现跳闪现象。此时有两种情况，其一是金属管带高电位向周围和金 属物跳击，另一种情况是结构中的钢筋带高电位向管子跳击。由于雷电流的 数值（经过多次分流）不易计算，因此规定每三层连接一次，这一数值是十分 可靠的。 在实施等电位联结时应注意的一些事项 保护接地线（ＰＥ线）与总等电位联结的区别。在低压配电系统中有ＴＮ、 １ｒｒ、ｒｒ三种接地形式，其中ＴＮ系统又分为ＴＮ—ｃ、ＴＮ—Ｓ、ＴＮ—Ｃ—Ｓ三种形式。 ＴＮ—Ｓ接地系统在民用建筑工程中得到普遍的应用。在此系统内，电源有一点 与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过ＰＥ线与该点连接。 整个系统的中性线与保护接地线是分开的。故ＰＥ线是电气回路的一部分，尽 管在正常情况下是不带电的。有的设计施工图纸交待不清，只在电气总说明 中提到建筑物要设置总等电位联结，在电气平面图中就不再标示。说得详细 一点的，在接地平面图中用虚线画一下水平线以表示总等电位联结线的走 向。但这样施工人员会理解成ＰＥ干线是从总等电位接线母排引来，把保护接 地线理解成了总等电位联结线。０２Ｄ５０１—２《等电位联结安装》图集第１ ｌ页中， 配电箱的ＰＥ母线与总等电位联结的端子板的联结线，很多人也错误地理解成 ＰＥ干线是从总等电位端子板引过来的。我们从总等电位联结的感念中可以获 知．通过导线，把接地极的接地干线、ＰＥ（ＰＥＮ）干线、金属管道等金属物连成 一体，使其电位相等或相近，降低漏电及引入电流的电位差，以保护人身、设 备的安全。这就是总等电位联结的方法和目的，它不属于电气回路的一部分。 总等电位联结、辅助等电位联结以及局部等电位联结的区别。在建筑物 作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，再用导线附加连接，以使其间的电位相等或更接近，这就是辅助 等电位联结。局部等电位联结可以看作在局部场所范围内的多个辅助等电位 联结。当难以确定局部等电位联结防电击的有效性时，可采用下式进行校验： Ｒ≤ ， Ｒ一同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间的电阻（ｎ）； ｕ厂允许持续接触电压限值（一般场所为交流５０Ｖ或者直流１２０Ｖ）； Ｉ 一切断故障回路时间不超过５ｓ的保护电器动作电流（Ａ）。 例如：采用整定值为１６Ａ的断路器，其瞬动电流脱扣器整定电流为１６０Ａ， 则Ｉ １．３×１６０＝２０８Ａ；一般场所内允许持续接触电压限值Ｕ￣＝５０Ｖ；Ｒ≤ ｕｔ＝ 』 ＝０．２４ｎ。同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间的电阻 必须小于０．２４ｎ局部等电位联结才是有效的。 金属管道在连接处一般不需要再加接跨接线。经过导通性测试后，如发 现导通不良，则需加接跨接线。在给水系统的水表处以及非金属的软接处，需 加接跨接线，以保证水管的等电位联结的有效性。 金属浴缸一般厂家都未设置接线端子，不便于作等电位联结。在订购浴 缸的时候，应敦促厂家在金属浴缸上设置镀锌的接线端子。 ‘３７１’ 瞳豳囝圈 施工技术与应用 故障电流）只传导电位，使建筑物内可导电部分电位相等或接近。故障电流通 过它返回电源的回路电抗远大于ＰＥ线，虽然它与ＰＥ线电路并联，但分流极 小。当本来不属配电回路的等电位联结线成为配电回路的一部分，正常状态 下原经保护接地处分流流人大地的三相不平衡电流和谐波电流均流经等电 等电位联结及端子板宜采用铜质材料，是因为其导电性和强度都比较 好。但是．铜质材料与钢质材料连接时，由于铜和钢具有不同的电位，铜的标 准电位是＋０．３５Ｖ，而钢的标准电位是一０．４４ｖ，在土壤中的水分和盐类的作用 下，形成原电池，产生电化腐蚀。所以，当采用两种不同金属材料时，可采用熔 位联结线，并通过总等电位联结端子板流人大地；使总等电位在正常状态下 接法进行连接，也可采用压接法。压接时，其接触面应进行热搪锡处理。 等电位联结安装完毕后应进行导通性测试，但在实际施工中通常作接地 也产生一定的对地电压，并有可能超过５０Ｖ的安全电压限值，给人身造成危 电阻测试。这是一个误区，上文已详述总等电位联结与保护接地的区别，在此 害。综上所诉，正确设置等电位联结要引起我们每一个工程建设者的重视。不再赘述。测试导通性所用电源可采用空载电压为４～２４Ｖ的直流或交流电 源，测试电流不应小于０．２Ａ的等电位联结测试仪来测试，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物体末端之间的电阻不超过 ３ｎ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，应作跨 接线，在投入使用后应定期作导通性测试。 参考文献： 【１】《民用建筑电气设计规范》ＪＧＪ／Ｔ １６—２００８中国建筑东北设计研究院主编 中国建筑工业出版社２００８年出版 ｆ２１《低压配电设计￣｝ＧＢ５００５４—９５中华人民共和国机械＿Ｔ－业部主编ｑ－国 结束语 等电位联结的概念经常与保护接地混淆在一起，造成在接地装置施工 时，用等电位联结代替保护接地现象频发。当采用等电位联结代替了保护接 计划出版社１９９５年出版 【３］《住宅设计规范》ＧＢ５００９６—２０１１中华人民共和国住宅和城乡建设部主编 中国建筑工业出版社２０１１年出版 【４】《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７－２０１０中国机械工业联合会主编中国 建设出版社２０１１＃－出版 地，由于等电位联结线从总等电位联结接线母排引至电气设备，甚至变压器， 这不仅没有设置等电位联结，还造成了接地线线路延长，故障电流人地时间 过长，为以后安全用电埋下隐患。如果采用ＴＮ—Ｃ—Ｓ接地系统，用等电位联结 【５】《建筑物防雷工程与质量验收规范》ＧＢ５０６０１－２０１０江苏省住房和城乡建 设厅主编中国计划出版社２０１０年出版 线代替ＰＥＮ线，则会造成更大的隐患。ＰＥＮ线是具有ＰＥ线和中性线作用的回 路导线，其中中性线和相线一样，也是回路的带电导体，它正常时通过单相电 流，三相不平衡电流和某些谐波电流，这些电流引起的电压降使它正常时对 地可带几伏电压。而等电位联结线不是回路导体，它基本上不传送电流（包括 （上接第３５７页）度高、刚度大，而且其抗剪能力以及抗疲劳性能也比较好，在 此基础上，预应力混凝土可可以节约钢材，从而降低结构自重，在一定程度上 还能够防止开裂、减少挠度等等。预应力混凝土一般分为低强预应力混凝土 和高强预应力混凝土，低强预应力混凝土可以运用于工业厂房屋面大梁、吊 ［６］《建筑电气工程施工质量验收规范》ＧＢ５０３０３－２００２浙江省建设厅主编 中国计划出版社２００２年出版 【７】《等电位联结安装》图集号０２Ｄ５０１－２中国航空工业规划设计研究院主编 中国建筑标准设计研究所出版 一，随着高层、超高层以及一些大跨度的工程的相继出现，使得我们更加迫切 的需要研究建筑混凝土一些应用，从而使得混凝土材料能够超跟高性能、更 高强度的方向发展。 车梁、屋面桁架，而且屋面板和楼板也可以采用低强预应力混凝土，还可以应 参考文献： 用于一些大跨度的屋面结构。而高强预应力混凝土可以应用于现浇无粘结预 ［１］中华人民共和国建设部混凝土结构设计规范ＧＢＳ１ｏ￣２００２［５】，北京：中国 建筑工业出版社，２００２． 应力无梁平板结构、横向纵向框架以及高层、大跨度建筑物的楼和屋面等等。 三、结束语 混凝土自问世以来一直是土木工程中用途最广、用量最大的建筑材料之 （上接第３６７页）硬泡防水保温材料、安健能全水基软发泡聚氨酯保温隔热体 筑能耗和节约能源的特点，但是由于其各自适用范围不同而各有优劣，现已 在建筑节能设计方面广泛应用。 （６）新型构造技术的应用 ［２１杜善义，沃丁柱等．复合材料及其结构的力学设计应用和评估，哈尔滨：哈 尔滨工业大学出版社，２０００．口 【３】中国建筑科学研究院主编，高层建筑结构设计，科学出版社，１９８８． 业，其能源消耗与社会总 居不下。随着科学技术的 发展以及建筑行业新工 艺及新材料的应用，对于 系、轻质复合保温板、节能外墙漆以及保温装饰板等。以上材料均具有降低建 能源消耗的比值一直高 此外，建筑节能新型材料在应用的同时，不可避免会带动新型造技术的 如何将节能设计理念融 发展，近几年比较热门的新型构造技术主要有呼吸式幕墙以及屋顶的保温隔 热技术等。新型呼吸式幕墙与传统的相比，制热时可以降低建筑耗能４２％ ５２％，制冷时降低耗能３８％一６０％，其节能效果显著而且具有环保、通风的特 点，从而被广泛应用。屋顶的保温隔热构造的原理是提高建筑结构的热惰性 使得屋面温度范围减小，其应用主要有三种具体实施方法：第一，增大维护结 构热阻或者热稳定性；第二，架空通风隔热层使屋顶自然通风；第三，阁楼式屋 一入到建筑设计应用中又 是一大挑战，而开发利用 ¨ 蛆 喜舻 ｍ鼽 层 腮釉 防 拦 日 －｜ 新节能技术、新节能材料 以及新能源的应用，成为 一 图１德国威达种植屋面构造 实现能源可持续发展的 必然趋势。 顶、蓄水屋顶以及植被屋顶的应用。比如，德国威达种植屋面系统正是采用最 参考文献 【１］邰雪玲．建筑节能设计的探讨［Ｊ］．黑龙江省电力．２００９（２）． 先进的种植屋面技术，具体构造如图１。 ５、结语 『２１朱世康威谈建筑节能设计的现状及实施途径［Ｊ］．科技信息．２０１１（１５）． 【３】丁伟迭我国节能建筑现状及通过实例谈节能设计［Ｊ］ｌ南方建筑．２００９（５） 现阶段我国面临严峻的能源危机，而作为国民经济支柱产业的建筑行 【４】裴闻建筑节能设计的发展方向和存在的问题［Ｊ］山西建筑２０１０（３２） ２．与管材生产厂商配合，开发适合于土壤源热泵应用的专用塑料管管 ３ ４规范和完善土壤源热泵系统工程技术 材，研发单Ｕ型或双ｕ型管的成型管件，降低管材及管件的费用。 必须坚持我国现有的《地源热泵系统工程技术规范》中的要求，以确保土 ３．研发管井的专用回填料。 ４．开发和研制适合于土壤源热泵埋管系统的水水热泵机组。目前常见的 （上接第３７０页）端的供冷方式，将更加提供系统的效率，更加节能。 壤源热泵系统在实际运用中的安全性、经济性、长期性，并促进此学科的科学 发展，否则将造成水源污染，能源的浪费，和社会财富的浪费，同时也容易造 成学科研究失去实践的支持。 １．总结施工经验，建立钻井、下管一条龙作业的施工队伍，保证地下埋管 的施工质量和降低工程造价。 生产厂商的热泵机组均为水源热泵的工况，缺少地源的工况，并且从容量配 置，控制方法，性能指标和价格上都不尽人意，而极少数能胜任地源工况的也 多为国外的进口品牌，因此国内尚需要完善此项技术，为发展土壤源热泵打 下坚实的基础。 ’３７２’
