家居电工技能一点通-家装电位连接

1.等电位连接

等电位连接，顾名思义是“使各外漏可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气连接”。通常把等电位连接分为3个层次，即总等电位连接、局部等电位连接和辅助等电位连接，是IEC的最新观念，也是为了实际工作中好操作，并且不同层次的连接导体面积也不同。

国际上非常重视等电位连接的作用，它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用，都是十分必要的。根据理论分析，等电位连接作用范围越小，电气上越安全。

等电位连接分为总等电位连接（MEB）和局部等电位连接（LEB），国家建筑标准设计图集《等电位连接安装》（02D501-2）对建筑物的等电位连接具体做法做了详细介绍。

在IEC标准中指出等电位连接是内部防雷装置的一部分，其目的在于减少雷电流所引起的电位差。等电位是用连接导线或过电压（电源）保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位，以防止防雷空间内的火灾、爆炸和设备损坏。

总等电位连接是将建筑物每一电源进线总等电位母排与进出建筑物的金属管道、金属结构件连成一体，一般采用总等电位连接端子板，等电位连接端子板与各辅助等电位板采用放射连接方式或链接方式。

总等电位连接的做法是通过每一进线配电箱旁的总等电位连接母排将下列导电部分互相连通：进线配电箱的PE（PEN）母排、公用设施的上/下水、热力/煤气等金属管道、建筑物金属结构和接地引出线。它的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差，并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。

辅助等电位连接一般是电气装置的某部分接地故障保护不能满足切断回路的时间要求时，作辅助等电位连接，把两导电部分之间连接后能满足降低接触电压，只要能满足式R≤50/I_a（R—可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段电阻，单位为Ω，I_a—切断故障回路时间不超过5s的保护电器动作电流，单位为A。）即可。

局部等电位连接一般是在浴室、游泳池、医院手术室等特别危险的场所，发生电气事故危险性较大，要求更低的接触电压，在这些局部范围内有多个辅助等电位连接才能达到要求，这种连接称为局部等电位连接。一般局部等电位连接也有一个端子板或者在局部等电位范围内构成环形连接。简单地说，局部等电位连接可以看成是在局部范围内的总等电位连接。

局部等电位连接的做法是在一局部范围内通过局部等电位连接端子板将下列部分用6mm²黄绿双色塑料铜芯线互相连通：柱内墙面侧钢筋、壁内和楼板中的钢筋网、金属结构件、公用设施的金属管道、用电设备外壳（可不包括地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立小物件）等，要求等电位连接端子板与等电位连接范围内的金属管道等金属末端之间的电阻不超过3Ω。

图4-22　等电位连接示意图

安全接地系统也包含于等电位连接含义之中，不过它是以大地电位为参考电位的大范围的等电位连接。如果在住宅楼的范围内做等电位连接，其效果当然远优于安全接地系统。等电位连接示意图如图4-22所示。当住宅楼内有人工接地极时，接地极引入线应首先接至接地母排。

为保证等电位连接可靠导通，等电位连接线和接地母排应分别采用铜线和铜板。等电位连接这一电气安全措施并不需要复杂昂贵的电气设备，它所耗用的不过是一些导线，它不像埋在地下的人工接地极易受土壤腐蚀而失效（实际上在实施等电位连接的同时也实现了接地，因它所连接的水管和基础钢筋等本身已起到低电阻的接地作用），它在保证电气安全的作用上远优于过去习惯采用的专门打入地下的人工接地。在发达国家不要求住户打入人工接地，但住宅楼内必须做总等电位连接和浴室内的局部等电位连接。

2.等电位连接作用

等电位连接可起到的保护作用有：

1）雷击保护。在IEC标准中指出，等电位连接是内部防雷措施的一部分。当雷击建筑物时，雷电传输有梯度，垂直相邻层金属构架节点上的电位差可能达到10kV量级，危险极大。但等电位连接将本层柱内主筋、建筑物的金属构架、金属装置、电气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，可防止直击雷、感应雷，避免火灾、爆炸和设备损坏。

2）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。等电位连接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。

3）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，若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，屏蔽是减少电磁波破坏的基本措施，实施等电位连接可保证所有屏蔽和设备外壳之间实现良好的电气连接，最大限度地减小了电位差，外部电流不能侵入系统，得以有效防护电磁干扰。

4）触电保护。在新的建设部《住宅设计规范》中，有一项不太引人瞩目的条款：城镇新建住宅中的卫生间宜做等电位连接。专家通俗的解释是：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线连接，但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，后果将更严重。等电位连接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鸟，因身体部位间没有电位差而不会被电击。

5）接地故障保护。若相线发生完全接地短路，PE线上会产生故障电压。有等电位连接后，与PE线连接的设备外壳及周围环境的电位都处于这个故障电压，因而不会产生电位差引起的电击危险。

3.等电位连接用材料

等电位连接的导线及端子板推荐采用铜质材料，是因为其导电性和强度都比较好，但用铜材料与基础钢筋或地下的钢材管道相连接时，应充分注意，铜和铁具有不同的电位，由于土壤中的水分及盐类形成电解液，从而形成原电池，产生电化学腐蚀，基础钢筋和钢管就会被腐蚀掉，因此在土壤中，应避免使用铜线或带铜皮的钢线作为连接线，与基础钢筋连接时，建议连接线选用钢材，这种钢材最好也用混凝土保护，连接部位应采用焊接，并在焊接处做以相应的防腐保护，这样与基础钢筋的电位基本一致，不会形成电化学腐蚀。在与土壤中钢管等连接时，也应采取防腐措施。

TD22等电位连接端子箱的推出，对等电位连接的施工和日常检查带来了极大的方便。TD22的规格和外形尺寸见表4-1。

表4-1　TD22的规格和外形尺寸

等电位连接端子箱暗装在墙内，其进线为来自电源系统的PE线，其出线与所有要作等电位连接的金属体（例如浴缸、毛巾架、水管等）相连。等电位连接线和等电位连接端子板采用铜质材料，等电位连接端子板截面积不得小于所接等电位连接线截面积。常规端子板的规格为：260mm×100mm×4mm或260mm×25mm×4mm。等电位连接板采用螺栓连接，便于拆卸和定期检查。做等电位连接时应符合下列要求：

1）扁钢的搭接长度不小于其宽度的2倍，三面焊接（当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的为准）。

2）圆钢的搭接长度不小于其直径的6倍，双面焊接（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准）。

3）扁钢与圆钢连接时，其搭接长度不小于圆钢直径的6倍。

4）等电位连接线与金属管道的连接采用抱箍，金属管道接触表面须刮干净，安装完毕后刷防护涂料，抱箍内径等于管道外径。

等电位连接线应有黄绿相间的色标，在等电位连接端子板上应刷黄色底漆并标以黑色记号，其符号为“▽”。金属管道连接处用BVR多股铜芯软导线（≥4mm²）作接地跨接线，采用专用接地卡，管与管、管与线盒必须可靠连接。卡箍连接应去除连接处的油污或油漆，确保接地跨接处的可靠性。等电位连接的螺栓、垫圈、螺母等应进行过热镀锌处理，螺栓连接时，应紧固有防松（弹簧垫）措施。

4.等电位连接的施工

等电位连接是现代雷电防护的重点，只有做好等电位连接，在浪涌电压产生时才不会在各金属物或系统间产生过高的电位差并保持与地电位基本相等的水平，从而使设备及人员受到保护。在做好外部雷电防护工程的基础上，要将所保护的设备做好等电位连接，才能有效地对设备起到保护作用。在《规范》中引入了防雷分区的概念，并要求“穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做符合要求的等电位连接”。

在施工时，应按《规范》规定的等电位连接用的各种金属导体的最小截面积选用符合要求的导线，将系统内所有可导电的金属物以最短的路径与等电位连接带进行多次连接。为达到良好的连接效果，一般选用4～16mm²的铜质多股导线，将建筑内的水管、气管、金属支架、等电位带等可导电物在防雷分区的界面处进行连接。同一防雷区内独立的金属物可与其相距最近的已做等电位连接的其他金属物连接达到等电位的目的。(www.xing528.com)

电击人身伤害事件的发生，是由于出现了危险的间接接触电压。建筑物接地的目的就是为了减少接触电压，而现代住宅建筑施工中，须按规范要求进行等电位连接，这样便获得了相当低的接触电阻，极大地降低了接触电压。进行等电位连接后，还消除了建筑物外沿PE线窜入的危险故障电压，消除了电磁场干扰，减少了保护器动作不可靠所带来的危害以及雷电危害等。另外，通常情况下，卫生间是电击危险最大的地方，因采用了局部等电位后，将身体有可能接触到的任何导电部分做了等电位连接，使故障电流引起的电压降至更小。而且在《民用建筑电气设计规范》中明确规定：卫生间内应为防溅插座；在淋浴区域内（淋浴区及深盆的沿0.6m内）严禁设置插座；换气扇接线盒应距地2.25m以上等措施。等电位连接有以下两种基本形式：

1）S型星形结构。当采用S型等电位连接网络时，系统中的所有金属组件，除等电位连接点外，应与共用接地系统的各组件有大于10kV、1.2/50μs的绝缘。通常，S型等电位连接网络可用于相对较小、限定于局部的系统，而且所有设施管线和电缆宜从ERP处附近进入该系统。

S型等电位连接网络应仅通过唯一的一点，即接地基准点ERP组合到共用接地系统中，构成Ss型等电位连接。在这种情况下，设备之间的所有线路和电缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等电位连接线平行敷设，以免产生感应环路。用于限制从线路传导来的过电压的电涌保护器，其引线的连接点应使加到被保护设备上的电涌电压最小。

2）M型网形结构。当采用M型等电位连接网络时，系统中的各金属组件不应与共用接地系统各组件绝缘。M型等电位连接网络应通过多点连接组合到共用接地系统中去，并形成Mm型等电位连接。通常，M型等电位连接网络宜用于延伸较大的开环系统，而且在设备之间敷设许多线路和电缆，以及设施和电缆从若干点进入该系统。

在复杂系统中，可将M型和S型等电位连接网络的优点组合在一起。一个S型局部等电位连接网络可与一个M型网形结构组合在一起。

S型均压带中只有一点直接接地，所有设备均与其放射状的分支连接；M型均压带呈网格状连接，可用多条接地线与主接地系统相连，设备的保护地线可就近接到均压带的任意一点。在应用中应根据系统的实际特点选用不同的等电位均压带或两者结合使用，具体选用原则可参阅《规范》中的有关内容。

等电位均压带通常选用铜排互相连接而成，M型均压带的网络尺寸一般选用2m×2m，以减小网格间的跨步电压。各交叉点间及其与接地干线、设备保护地线间均应采用焊接及螺栓压接两种方法连接。在要求均压带对系统其他部分绝缘的场所，可将均压带用绝缘胶带缠绕或使用沥青层覆盖并在其与地面间使用绝缘物（如木块、橡胶垫等）隔开。

等电位连接是防止触电危险的一项重要安全措施，它可大幅度地降低在接地放电的情况下人所遭受的接触电压。由分析结果可知，它比重复接地降低接触电压的效果要好很多。这样，即使在接地故障保护失灵的情况下，也能达到在较大限度范围内消除触电伤亡事故。

（1）总等电位连接（NEB）

在做总等电位连接后，TN系统中的重复接地的接地极，已处在总等电位连接区之外，规定接地电阻值已无意义了。因为住宅用户全在总等电位连接区内，人身所能遇到因接地故障引起的接触电击电压由PE线的电压降决定，已和有无重复接地无关。建筑物的钢筋和各种公用设施的金属管道本身就是极好的接地体（接地电阻不到1Ω），已经起到了比重复接地更好的作用。通过分析，做等电位连接后，PE线上的电压降，仅为重复接地的1/4～1/3。

（2）局部等电位连接

卫生间因其特别潮湿的原因成为电击概率最大的场所，卫生间做局部等电位连接的目的是在局部范围内将人体可同时触及的有可能同时出现危险电压差的不同导电部分再做一次连接，可使故障电流引起的电压降更小，使接触电压低于接触的限压值。

5.等电位连接施工工艺

（1）适用范围及材料要求

本工艺标准适用于一般工业与民用建筑电气装置防间接接触电击和防接地故障引起的爆炸和火灾的等电位连接施工。材料应有材质检验证明及产品出厂合格证，等电位连接线和等电位连接端子板宜采用铜质材料，热镀锌钢材有圆钢、扁钢、螺栓、螺母、垫圈等。

（2）作业条件

进行厨、卫间等房间的等电位连接施工时，金属管道、厨卫设备等应安装结束；进行金属门窗等电位连接应在门窗框定位后，墙面装饰层或抹灰层施工之前进行。

（3）工艺流程

总等电位端子箱→局部等电位端子箱→等电位连接线→连接工艺设备外壳等。

（4）操作工艺

1）总等电位端子箱、局部等电位端子箱施工。根据设计图样要求，确定各等电位端子箱位置，如设计无要求，则总等电位端子箱宜设置在电源进线或进线配电盘处。

2）等电位连接线施工。等电位连接线可采用BV-4mm²塑料绝缘导线穿塑料管暗敷设，或用镀锌扁钢、圆钢暗敷设。等电位连接线施工如图4-23所示。

3）厨、卫间等电位施工。具体有两种做法，一是在厨房、卫生间内便于检测的位置设置局部等电位端子板，端子板与等电位连接干线连接。地面内钢筋网宜与等电位连接线连通，当墙为混凝土墙时，墙内钢筋网也宜与等电位连接线连通。厨房、卫生间内金属地漏、下水管等设备通过等电位连接线与局部等电位端子板连接。等电位连接线采用BV-1×4mm²铜导线穿塑料管于地面或墙内暗敷设，如图4-24所示。二是在厨房、卫生间地面或墙内暗敷不小于25mm×4mm镀锌扁钢构成环状。厨房、卫生间内金属地漏、下水管等设备通过等电位连接线与扁钢环连通。连接时抱箍与管道接触处的接触表面须刮拭干净，安装完毕后刷防护漆。抱箍内径等于管道外径，抱箍大小依管道大小而定，等电位连接线采用截面积不小于25mm×4mm的镀锌扁钢。

图4-23　等电位连接线施工

图4-24　厨、卫间等电位连接

4）金属门窗等电位施工。根据设计图样在柱内或圈梁内预埋铁件，预埋铁件应预留于柱角或圈梁角，并与柱内或圈梁内主钢筋焊接。使用Φ10镀锌圆钢或25mm×4mm镀锌扁钢做等电位连接线连接预埋件与钢窗框、固定铝合金窗框的铁板或固定金属门框的铁板连接，连接方式采用双面焊接。采用圆钢焊接时，搭接长度≥100mm。所有连接导体宜暗敷，并在门窗框定位后，墙面装饰层或抹灰层施工前进行。

等电位连接安装完毕应进行导通性测试，测试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，当测得的等电位连接端子板与等电位连接范围内的金属管道等金属体末端之间的电阻不超过3Ω，可认为等电位连接是有效的，如不合格应做跨接线，使用后也应对等电位连接做定期测试。

6.等电位连接施工质量标准

（1）主控项目

住宅等电位连接干线应从与接地装置有不少于两处直接连接的接地干线或总等电位箱引出，等电位连接干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网路，环形网路应就近与等电位连接干线或局部等电位箱连接，支线间不应串联连接。

（2）一般项目

住宅内的外裸露导体或其他金属部件、构件与等电位支线连接应可靠，若采用熔焊、钎焊或机械紧固方式，应牢固，导通正常。需做等电位连接的设备及金属部件或零件，应有专用接线螺栓与等电位连接支线连接，且有标识；连接处螺帽紧固、零件齐全。