王振華

(大同市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山西大同 037004)

1 接地及等電位聯(lián)結(jié)的重要性

接地及等電位聯(lián)結(jié)這兩個(gè)名詞，相信我們電氣人員并不陌生，因?yàn)樗麄兪俏覀冸姎馊藛T經(jīng)常要提到的電氣安全措施之一。大家都知道一般人和各類(lèi)電氣系統(tǒng)都位于地球上，而地球又是個(gè)導(dǎo)體，因此電氣系統(tǒng)必須與地球作等電位聯(lián)結(jié)，以避免它與大地之間的電位差引起的種種電氣災(zāi)害，從而保證電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)作。為與地球等電位或與地球電位接近，需要與地球作電氣連接，但地球上沒(méi)有電氣連接端子，為此需在大地表面接地極作連接端子并引出接地線以取得地線來(lái)做參考電位，這就是通常所說(shuō)的“接地”。由于接地極與大地間存在若干歐的連接電阻或接地電阻，并在其上產(chǎn)生較大的電位差，這種情況下，與大地連接的等電位效果，由于連接電阻或接地電阻大等原因而并不理想。

因?yàn)樯鲜鰡?wèn)題的存在，所以電氣工程更強(qiáng)調(diào)等電位聯(lián)結(jié)的重要性，這樣接地問(wèn)題就變得異常的復(fù)雜。接地被賦以新的概念，接地不僅限于與大地的連接，與代替大地的導(dǎo)體相連接以導(dǎo)體電位為參考電位也是接地。王厚余舉過(guò)兩個(gè)關(guān)于等電位的經(jīng)典例子:飛機(jī)內(nèi)電氣系統(tǒng)與金屬機(jī)身的連接，汽車(chē)內(nèi)電氣系統(tǒng)與金屬車(chē)身的連接，這一連接既可認(rèn)為是做等電位聯(lián)結(jié)，也可認(rèn)為是與代替大地的導(dǎo)體連接而實(shí)現(xiàn)的接地。它不以大地電位為參考電位而以機(jī)身或車(chē)身電位為參考電位，因其連接為金屬性連接，其連接電阻僅幾毫歐，所以其等電位效果優(yōu)于傳統(tǒng)的與大地連接的接地，而且其電氣安全性能非常好。

JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范第12.6條明確強(qiáng)調(diào)建筑物內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)的作用，其參考電位為建筑物內(nèi)眾多金屬結(jié)構(gòu)、管道的聯(lián)結(jié)點(diǎn)——接地母排(或總接地端子)的電位。記得王厚余說(shuō)過(guò)一句很精辟的話:假想有一個(gè)神話中的大力神將整個(gè)建筑物拔地而起使之與大地脫離，但電源未切斷，這時(shí)對(duì)大地而言建筑物電氣裝置的接地電阻為無(wú)限大，但建筑物內(nèi)的人群仍然照常安全無(wú)恙地生活和工作，因?yàn)楦麟姎庀到y(tǒng)仍然通過(guò)與代替大地的導(dǎo)體——等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的連接而實(shí)現(xiàn)了接地，這與飛上天空的飛機(jī)的情況是一樣的。這就是等電位聯(lián)結(jié)的精妙之處。

2 建筑工程接地及等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)施工中常見(jiàn)問(wèn)題

1)部分電氣設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)一套電氣施工圖紙，缺少接地及等電位聯(lián)結(jié)平面圖設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為這是電氣設(shè)計(jì)人員的失職，當(dāng)筆者審查有這種情況的施工圖時(shí)，會(huì)毫不猶豫給他指出，并要求他把缺少的接地及等電位聯(lián)結(jié)平面圖設(shè)計(jì)補(bǔ)上來(lái)。有的設(shè)計(jì)人員不服氣，打電話與我溝通，說(shuō)他的接地及等電位聯(lián)結(jié)已在設(shè)計(jì)說(shuō)明中闡述了，并且施工圖提供了施工參考的標(biāo)準(zhǔn)接地及等電位聯(lián)結(jié)圖集，接地及等電位聯(lián)結(jié)平面圖設(shè)計(jì)就能省略掉了，這似乎聽(tīng)起來(lái)合理，殊不知有些電氣施工人員只會(huì)按圖施工，有些人看了說(shuō)明，可在施工時(shí)往往手頭標(biāo)準(zhǔn)圖集不全或其他原因，并且對(duì)接地及等電位聯(lián)結(jié)的重要性沒(méi)有足夠的重視，常常在施工中忘了做該建筑的接地及等電位聯(lián)結(jié)，這樣給該建筑的以后使用留下了不可挽回的安全隱患。

退一步說(shuō)，電氣施工人員素質(zhì)再高，手頭電氣資料再全，但我們?cè)O(shè)計(jì)人員都知道，標(biāo)準(zhǔn)圖集僅僅是個(gè)參考圖集，它不可能涵蓋了各種各樣的工程實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)的圖紙不可能都是按標(biāo)準(zhǔn)圖集設(shè)計(jì)，因?yàn)楦鞣N建筑工程受地理等各方面條件限制而千差萬(wàn)別，所以我們電氣設(shè)計(jì)人員也要根據(jù)建筑的不同而要求因地制宜去做具體的電氣設(shè)計(jì)，不能一味地只提供標(biāo)準(zhǔn)圖集而不再做具體的平面圖設(shè)計(jì)，那樣做也達(dá)不到施工圖設(shè)計(jì)深度。筆者認(rèn)為這一點(diǎn)必須引起我們電氣設(shè)計(jì)人員的高度重視。

2)對(duì)等電位聯(lián)結(jié)和接地的處理。對(duì)于等電位聯(lián)結(jié)，首先要搞清楚聯(lián)結(jié)與連接的關(guān)系，所謂的聯(lián)結(jié)不是一般意義的連接，是指將各個(gè)可能導(dǎo)電的部分互相連通，其作用是為了傳遞電位，而不是為了傳遞電流。聯(lián)結(jié)要使各個(gè)可能導(dǎo)電的部分的電位相等或接近，從而達(dá)到減少由于危險(xiǎn)電位差而引發(fā)不必要的電氣災(zāi)害的目的。普通的連接是既傳遞電流，又傳遞電位，它起不到降低電氣災(zāi)害的作用。

根據(jù)以上等電位聯(lián)結(jié)的概念，我們可以理解為接地其實(shí)也算是一種特殊的等電位聯(lián)結(jié)。作為專(zhuān)業(yè)的電氣人員大家都知道地球本身就是個(gè)大的導(dǎo)電體，所以接地就是以大地電位為參考電位的等電位聯(lián)結(jié)。又因?yàn)榈厍虮砻娌痪哂械入娢宦?lián)結(jié)的金屬接線端子，因此就需打接地極來(lái)與大地進(jìn)行連接，這就是所謂的接地。

因?yàn)樵趯?shí)際操作中接地極與大地連接的接觸電阻(即接地電阻)通常很大，所以盡管我們打了接地極來(lái)與大地進(jìn)行等電位連接，反而增加了與大地作等電位聯(lián)結(jié)可能存在的危險(xiǎn)電位差，這樣來(lái)說(shuō)，只依靠接地作為特殊等電位來(lái)降低電位差的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如在建筑物內(nèi)以金屬導(dǎo)體為通路的等電位聯(lián)結(jié)。實(shí)際上僅僅依靠接大地是不能滿(mǎn)足電氣安全和功能上的要求。

基于上面對(duì)等電位聯(lián)結(jié)和接地的關(guān)系分析，我們回到實(shí)際工作生活應(yīng)用中。實(shí)際工作中，我們的電氣設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)存在各種各樣的問(wèn)題，有的人等電位聯(lián)結(jié)和接地平面設(shè)計(jì)都不做設(shè)計(jì)，只在設(shè)計(jì)說(shuō)明中作論述，這種情況在上述第1)條中已討論;有的人只做等電位聯(lián)結(jié)或接地平面設(shè)計(jì)之一，筆者認(rèn)為以上兩種情況都存在一定的問(wèn)題，應(yīng)將電位聯(lián)結(jié)和接地平面設(shè)計(jì)二者都設(shè)計(jì)。

在建筑物內(nèi)做等電位聯(lián)結(jié)，對(duì)于它的作用，常常會(huì)遭到人們的質(zhì)疑。其實(shí)，金屬結(jié)構(gòu)和管道能兼起自然接地極的作用，即使是被包裹在水泥基礎(chǔ)內(nèi)的。我們知道水泥是導(dǎo)電的，同時(shí)這些地下基礎(chǔ)內(nèi)的金屬物體量大面廣，因此其接地電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在建筑物外邊打的多根人工接地極的接地電阻。這樣的自然接地極的壽命幾乎是無(wú)限長(zhǎng)的，因?yàn)榛炷量梢院芎玫乇苊馔寥缹?duì)這些自然接地極的腐蝕。做等電位聯(lián)結(jié)后，一般不需另打人工接地極，也不需維護(hù)，因此，從電氣安全和功能上講，等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)是必不可少且非常必要的。

至于接地平面設(shè)計(jì)的必要性，相應(yīng)的規(guī)范都有說(shuō)明。

綜上所述，作為電氣設(shè)計(jì)人員，我們從電氣安全和功能上的角度應(yīng)該對(duì)等電位聯(lián)結(jié)和接地設(shè)計(jì)工作做到位，從源頭上設(shè)計(jì)人員要足夠重視等電位聯(lián)結(jié)和接地的重要性，進(jìn)而能讓施工人員把等電位聯(lián)結(jié)和接地工作不遺不漏地做好，這就是我寫(xiě)作本文的根本用意。

以上是筆者的粗淺看法，由于時(shí)間關(guān)系，不妥之處望得到各位專(zhuān)家、同行指導(dǎo)。

[1]中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第3版.北京:中國(guó)電力出版社，2003.

[2]《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》編寫(xiě)組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)(補(bǔ)充本)[M].北京:水利電力出版社，1990.

[3]JGJ 16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]王厚余.低壓電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)[M].第2版.北京:中國(guó)電力出版社，2007.