浅析等电位连接在配电箱防雷中的作用
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等电位连接在现代建筑物防雷中的重要性摘要:等电位连接可以减少人体同时接触不同电位所引起的点击反应,可以防范累雷电反应以及增加信息设备抗干扰的能力。
等电位连接是综合防雷系统中的组重要的基本措施之一,利用建筑物作为接地体、钢筋混凝土柱筋作为引下线、每层圈梁和柱筋以及各种金属架构相互焊接成网,做好等电位连接。
可以在经济实惠的同时达到防雷的目的,防止雷电脉冲对电子设备的侵害。
可见等电位连接在建筑物防雷系统中有着十分重要的作用,因此要做好现代建筑中的等电位连接,更好的起到等电位连接的防雷作用。
关键字:等电位连接;现代建筑物;防雷;重要性中图分类号:tu856文献标识码:a前言《建筑物电子信息系统防雷技术规范》强调了等电位连接的重要地位,规定需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。
但是现实生活中一些建筑物对于等电位连接的应用上还存在着一定问题,本文将阐述等电位连接在现代建筑物防雷中的重要作用及其应用。
等电位连接的意义有可能带电伤人或物的导电体被连接并和大地电位相等的连接就叫等电位连接。
美国国家电气法规对等电位连接所下的定义是:“将各金属体做永久的连接以形成导电通路,它应保证电气的连续导通性并将预期可能加于其上的电流安全导走。
” gb50057-94对等电位连接定义“将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。
”二、建筑物等电位连接的重要性(一)防止雷电波沿线侵入建筑物一般来说,有各种各样的线进出建筑物,其中包括配电系统架空、埋地电缆、电子信息系统信号线、煤气管道、金属水管等,若不进行等电位连接,这些进出建筑的管线会将直击或感应的雷电波引入建筑物,从而击毁建筑或者设备,设置会危害到生命财产安全。
各种进线与设备进行等电位连接之后通过地线释放雷电流,从而起到保障设备不受侵害以及保护生命和财产安全的作用,但是因进线与设备外壳之间实际上是准等电位,因此浪涌保护器都会有一定的残压存在,所以应尽量选用与设备绝缘耐压水平相配合的浪涌保护器,以便达到更好的防雷目的。
等电位连接在防雷系统中的作用当我们游览中国古建筑时,细心的人可能会发现屋脊两头,都有一个仰起的龙头,龙口吐出曲折的金属舌头,伸向天空,舌根连结一根细的铁丝,直通地下。
这种奇妙的装置,在发生雷电的时刻就大显神通,若雷电击中了屋宇,电流就会从龙舌沿线至地底,避免雷电击毁建筑物。
这就是中国建筑物外部防雷系统最初的形态。
在现代,接闪器,引下线,接地装置共同组成了建筑物或构筑物的外部防雷系统。
这个外部防雷系统主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过接闪器引下线和接地系统泄放入大地。
雷电是大气中一种剧烈的放电现象,云层之间,云层和大地之间的电压可以达几百万伏至几亿万伏,放电时的电流可达到几万安至几十万安。
建筑物在遭受直击雷击时,防雷装置的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上会产生高的电位,会对防雷系统周围的尚处于低电位的导体产生旁侧闪络(即通常说的放电),并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。
为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环(即等电位连接),将处于低电位的导体电位连接起来,一直到接地装置。
室内的金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时(安全距离≤3M),应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。
这种将处于低电位的导体(室内金属设施、电气装置电子设备等)与防雷系统进行等电位链接的方式组成了一套完整内部防雷系统。
目前工业用电采用的是TN-S或TN-C-S系统。
TN-S供配电系统是将工作零线N 和专用保护零线PE严格分来,系统正常运行时,专用保护零线PE线上是没有电流的,只有工作零线N线上有不平衡电流。
PE线对地没有电压,所以所有的设备设施金属外壳必须可靠的接在专用保护零线PE上。
从而使所有的设备设施金属外壳形成一个对地没有电位差的等电位。
所以将供配电系统中的PE线连接到外部防雷系统的接地装置上就是使建筑物室内所有金属设施和防雷系统形成一个均压环。
等电位连接在现代建筑物防雷中的重要性【摘要】近年来,等电位连接在现代建筑物防雷中越来越重要。
但是我们应该清醒的认识到,等电位连接在现代建筑物防雷中存在的问题,必须引起我们的重视。
本文结合等电位连接在现代建筑物防雷中的实际调查和研究,对雷电电磁脉冲的危害方式进行了深入地探讨与分析,提出了审图中等电位连接审核的一系列应对策略和解决方案,以期达到不断提高现代建筑物防雷效率的目的。
【关键词】等电位连接;建筑物;防雷0 引言如何进行等电位连接在现代建筑物防雷中的重要性研究,已经成为我们应该思考和解决的问题。
文章结合具体的实践情况,在深入分析雷电电磁脉冲的危害方式的基础上,提出了审图中等电位连接审核的一系列可行性建议,希望能够对等电位连接在现代建筑物防雷中的实践工作发挥借鉴作用1 雷电电磁脉冲的危害方式多年以前,人们对防雷的认识较为肤浅主要表现在:避雷针将落地雷及时引入地下,建筑物表面上完好无损就已经完成了防雷的任务。
随着网络电子通信技术的日益发达,为雷灾扮演主要角色之一的是在极为有限地空间内雷电所产生的雷电电磁脉冲。
与相关设备自身所拥有的经济价值相比,雷电电磁脉冲给电子和电气设备带来的损失绝不亚于相关设备原有的经济价值。
为此,我们应该从较为完整的三维空间出发,科学、合理地对防雷工程进行设防,这充分体现了一种创新性思维。
1.1 瞬间电位抬高建筑物的外部防雷系统受到大规模雷击的时候,瞬态电位抬高可能会发生在外部防雷系统的任何一个地方。
第一,引下线的瞬态电位抬高主要发生在引下线受到电流作用的时候,引下线与建筑物内部的金属物体之间相互反应,从而造成相关设备在一定程度上受损严重。
引发这种情况的原因在于:原本建筑物内部相关的金属部分之间、线路和管道应该顺利地进行等位线连接,但是目前看来相关工作没有落实到位。
当建筑物中的金属物和引下线发生接触的时候,产生的电位差不低并且会引发放电击穿的情况,从而发生跳击情况危急到人身安全。
浅谈对电气工程等电位联结的认识摘要:随着科学技术的发展,电子技术更是迎来了发展的黄金时期,特别是在信息社会的今天,电子技术的应用促使了人们在建筑工程中对防雷、接地、等电位等环节方面提出了新的要求。
本文就建筑工程项目中,有关等电位联结进行了探索,提出了工作中需要注意的相关事项。
关键词:电气工程建筑作用安装近几年来,随着人们生活水平的提高,各种家用电器不断的涌现了出来,同时也造成了触电事故的频频出现,不仅给人们生活和工作带来了一定的影响,甚至是造成重大的人员伤亡事故。
因此,国家有关单位针对电气工程施工制定出了众多规定和施工规范,明确的规定了在工作中需要注意的种种事项,有效的保障了工程的施工质量和效率。
一、等电位联结分析随着科学技术的发展,特别是信息技术时代的到来,人们在工作中对于防雷、防电、接地、等电位都提出了新的认识和要求。
等电位联结作为目前建筑工程中最为常见的一项,是通过在每一根进入配电箱旁边的线缆上设置一个总等电位联结母排,并将下方的导电部分相互连接,形成一个配电箱进行线路与公用设施为一体的综合性等电位结构体系。
这种工作流程在目前通常都是将给排水管道、输气管道等金属管道与其相连接,从而达到降低建筑物内接触电压和不同金属部件之间存在的电位差,并消除建筑物外在点期限和金属管道引发的电压故障危害。
所谓的等电位联结主要指的是将建筑物内的所有金属管道以及能够导电的设备用导线连接在一起,并且通过某个特殊的角落引出室外,从而使得各个设备之间的电位差等于零,从而避免事故的发生。
时至今日,等电位联结深受相关施工单位的重视和关注,尤其是在卫生间、厨房等潮湿的空间应用最多,这主要是由于这些区域最容易发生触电事故,因此在连接的时候也需要我们格外的重视。
二、等电位联结的必要性随着社会的发展,各种电气越来越多,尤其造成的安全事故和问题也时有曝光。
在一些干燥或者潮湿的区域,干燥的地区皮肤阻电能力好,而在潮湿的地区则由于空气潮湿,使得阻电能力极差,经常容易造成人体触电现象。
建筑物防雷中等电位联结作用浅析1 等电位联结的意义和作用GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》对“防雷等电位连接(lightning equipotential bonding)”作出以下解释:将分开的诸金属物体直接用联结导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差[1]。
而02D501-2《等电位联结安装》未直接给出说明,却将其分类为总等电位联结(main equipotential bonding,MEB)、辅助等电位联结(supplementary equipotential bonding,SEB)和局部等电位联结(local equipotential bonding,LEB)[2]。
这些并未说明什么是等电位联结,却又使人对联结和连接的区别产生疑问。
GB50054—2011《低压配电设计规范》中的解释如下,“等电位联结:多个可导电部分间为达到等电位进行的联结[3]”。
这解释虽简单易懂,但要回答上述疑问还需进一步探究。
等电位联结是低压配电中重要的安全措施。
上世纪九十年代,当国内技术标准与国际接轨时,它由国际电工委员会(IEC)的技术标准引入。
那时等电位措施早已在国外普及,是电气安全中的基本措施。
但由于它是舶来品,只言片语的生硬照搬使得许多人无法理解其实质,所谓的安全措施也就流于形式。
电位差是电气事故的重要原因,而等電位就是要消除电位差,这就是等电位联结的根本。
而“联结(bonding)”是有别于“连接(connection)”的。
“联结”是指为实现电位相等而进行的连接,通常包含多个单一的“连接”以使许多导电部分互相连通(interconnection)。
它主要用来传导电位使电位相等或接近,以防止电击发生,而非像PE线用来传送大幅值的故障电流[4]。
因此联结线选用的截面可比PE线小的多,在交流条件下对故障电流的阻抗也比较大。
等电位联结也有别于低压配电中的系统接地和保护接地,它不同于将电源和负载层层连接的树状配电系统。
防雷工程中的等电位连接问题"引言我们在进行防雷检测时,往往只是用接地电阻测试仪测一测各个接地点的接地电阻是否符合有关规范要求,接地电阻低于规范要求则认为合格,否则为不合格,经常忽视了检查等电位连接。
即使检查了,也很少作记录,很少在检测报告中体现。
在设计防雷工程时,设计人员最关注的是在电源、信号等线路上适当的部位安装多少级避雷器,对等电位连接措施只做一点简单的说明。
在防雷工程施工时,由于工作条件所限,经常因难以实现而省去等电位连接工序。
%等电位与等电位连接等电位是指需要防雷的空间和设备,遭雷击产生雷电过电压时系统各部位保持电位相等,设备之间不存在电位差。
实际上达到不存在电位差很难,只能做到电位差相对小到低于介质击穿的程度。
等电位连接是把建筑物内以及附近所有的大金属物,如混凝土钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物,以及其它大型埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的保护接地、建筑物的接地线等,统统用电气连接的方法连接起来,焊接或者可靠的电气连接0,使整座建筑物成为一个良好的等电位体。
当遭雷击产生雷电过电压时在建筑物内部大体上是等电位的,因而不会发生设备被高电位反击和人被雷击的事故。
此外,在电力线、电话线、电视信号电缆、电子计算机信号传输线等一切与外界有联系的金属线,都要接上合适的过电压保护装置,避雷器0,并且接地端要与建筑物的避雷接地装置直接进行电气连接,使之成为等电位,实际上是准等电位,因为雷击时避雷器两端存在雷电残压0。
!等电位连接在防雷工程中的作用自然界的雷击主要有直接雷击和雷电电磁脉冲!类。
直接雷击声光并发,电闪雷鸣,它以强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波等,击坏放电通道上的建筑物、输电线、树木和人畜等。
而雷电电磁脉冲则悄然发生,不易察觉,后果严重,它是由于雷雨云的静电感应或放电时的电磁感应,使建筑物上的金属部件,如管道、钢筋、电源线、信号线等,感应出过电压,造成放电,其主要是通过电源线、信号线、天馈线以及地电位反击等引入室内破坏电子设备。
浅析等电位连接在配电箱防雷中的作用
作者:刘永昌
来源:《中国科技博览》2018年第17期
[摘要]分别从相关规范条文规定和理论角度分析,论证配电箱等电位连接的必要性,并详细阐述了施工的具体做法。
[关键词]等电位;连接;配电箱;防雷;作用
中图分类号:TM594 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)17-0009-01
引言
建筑物防雷设计规范GB50057-2010对等电位连接定义将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。
配电箱是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上,构成低压配电箱。
配电箱等电位连接是避雷保护的基本安全技术,笔者在近几年的防雷验收工作中发现,有些安装单位对配电箱等电位连接重视不够或存在误区,在施工中出现不规范作业或纰漏,给人身及设备安全造成了隐患。
一、配电箱等电位连接必要性
1、雷电入侵配电箱主要途径
直击雷是其侵入的途径之一,直击雷引下线只能引下50%的电流,余下的电流将通过电力线屏蔽槽、水管、暖气管、金属门窗等与地面有连接的金属物体联合引雷入地,但也只占雷电流的25%,余下总电流的25%在大楼流窜至电源线,局域网线等,产生过电压过电流侵入到配电箱,致使整个系统瘫痪。
电力线也是雷电入侵配电箱设备的重要渠道,雷电远点袭击电力线。
根据电磁转换原理,电力供应线路上输送50Hz的交变电流,线路随之产生交变的磁场,雷击击穿大气时产生高压电场,雷击高压电场通过静电吸收原理,向大地方向运动。
在下雨天气,空气湿度增大,此时雷电较易击穿空气通过电力线的保护地入地,从而因较高的电压损毁配电箱等用电设备。
2、配电箱等电位连接的必要性
配电箱等电位连接的作用是使保护范围内的电位处在同一电位上,从而避免产生电位差发生的事故。
主要保护作用如下:
雷击保护:等电位联结使配电箱各电气装置等连接起来,形成一个等电位连接网络,可防止直击雷、感应雷、或其他形式的雷,避免雷击引发的火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。
静电防护:静电是指分布在电介质表面或体积内,以及在绝缘导体表面处于静止状态的电荷。
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。
静电电量虽然不大,但电压很高,容易产生火花放电,引起火灾、爆炸或电击。
配电箱等电位联结可以将静电电荷收集并传送到接地网,从而消除和防止静电危害。
电磁干扰防护:在供电系统故障或直击雷放电过程中,强大的脉冲电流对周围的导线或金属物形成电磁感应,敏感电子设备处于其中,可以造成数据丢失、系统崩溃等。
通常,在配电箱内做等电位连接,由于保证所有屏蔽和设备外壳之间实现良好的电气连接,最大限度减小了电位差,外部电流不能侵入系统,得以有效防护了电磁干扰。
触电保护:浴室等电位连接就是保护你不会在洗澡的时候被电着。
电热水器、坐浴盆、电热墙,浴霸以及传统的电灯……都有漏电的危险,电气设备外壳虽然与PE线联结,当仍可能会出现足以引起伤害的电位,发生短路、绝缘老化、中性点偏移或外界雷电而导致浴室出现危险电位差时,人受到电击的可能性非常大,倘若人本身有心脑方面疾病,后果更严重。
等电位联结使电气设备外壳与楼板墙壁电位相等,可以极大地避免电击的伤害,其原理类似于站在高压线上的小鸟,因身体部位间没有电位差而不会被电击。
二、配电箱等电位连接的具体做法
1、安装原理:一般的机械类设备在开关、短路或电源切换时都有可能会产生瞬间的高电压也称为浪涌会对设备造成极大的破坏,也会对人产生危害。
为避免这种损害,需要对设备并联安装浪涌保护器,它可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。
2、安装注意事项:电源线路的各级浪涌保护器(SPD)应分别安装在被保护设备电源线路的前端,浪涌保护器各接线端应分别与配电箱内线路的同名端相线连接。
浪涌保护器的接地端与配电箱的保护接地线(PE)接地端子板连接,配电箱接地端子板应与所处防雷区的等电位接地端子板连接。
各级浪涌保护器(SPD)连接导线应平直,其长度不宜超过0.5m。
带有接线端子的电源线路浪涌保护器应采用压接;带有接线柱的浪涌保护器宜采用线鼻子与接线柱连接。
浪涌保护器(SPD)的连接导线最小截面积宜符合规定。
天馈线路浪涌保护器安装:天馈线路浪涌保护器SPD应串接于天馈线与被保护设备之间,宜安装在机房内设备附近或机架上,也可以直接连接在设备馈线接口上。
浪涌保护器SPD 的接地端应采用截面积不小于6mm2的铜芯导线就近连接到直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处的等电位接地端子板上,接地线应平直。
信号线路浪涌保护器(SPD)的安装:浪涌保护器SPD应连接在被保护设备的信号端口上。
浪涌保护器SPD输出端与被保护设备的端口相连。
浪涌保护器SPD也可以安装在机柜内,固定在设备机架上或附近支撑物上。
信号线路浪涌保护器SPD接地端宜采用截面积不小于1.5mm2的铜芯导线与设备机房内局部等电位接地端子板连接,接地线应平直。
浪涌保护器SPD应安装牢固,其位置及布线正确。
参考文献
[1] 建筑物防雷设计规范(GB50057-2010).
[2] 《建筑物电子信息系统防雷设计规范》(GB50343-2004).
[3] 民用建筑电气设计规范(JGJ16-2008).
[4] 《低压配电设计规范》(GB50045-2011).
[5] 《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008).
[6] 通用用电设备配电设计规范(GB50055-2011).
[7] 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB50169-2006).。