五.住宅楼内应作等电位联结
现在国际上非常重视等电位联结的作用,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。我们熟悉的安全接地也是等电位联结,不过它是以大地电位为参考电位的大范围的等电位联结。根据理论分析,等电位联结作用范围越小,电气上越安全。如果在住宅楼的范围内作等电位联结,其效果当然远优于接地。所谓总等电位联结,就是在住宅楼内电源进线配电箱近旁设一铜质接地母排,将下列可导电金属部分用等电位联结线与接地母排连接而互相导通如下图所示。
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。
根据国内外电气事故统计,低压系统短路大多为相线碰设备外壳、金属管道结构和大地的接地故障(接地短路),它能使这些设备外壳、管道、结构带对地故障电压导致人身电击或电气火灾事故,住宅内作总等电位联结可消除或降低这种故障电压,其效果胜过单纯的接地。因此国际电工标准IEC60364-4-41和发达国家电气标准以及我国电气标准都将它规定为电气安全的基本要求。
浴室被国际电工标准列为电击危险大的特殊场所。在我国浴室内的电击事故也屡屡发生。这是因为人在沐浴时遍体湿透,人体阻抗大大下降,沿金属管道导入浴室的一、二十伏电压即足以使人发生心室纤维性颤动而死亡。为此在浴室内还需按上述要求作一次等电位联结。由于如此小范围内的等电位作用,其故障时的电位差微不足道,有效地保证了人身安全。
为保证等电位联结可靠导通,等电位联结线和接地母排应分别采用铜线和铜板。等电位联结这一电气安全措施并不需复杂昂贵的电气设备,它所耗用的不过是一些导线,它不象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联结的同时也实现了接地,因它所联结的水管和基础钢筋等本身已起到低电阻长寿命的接地作用),它在保证电气安全上的作用远胜我们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,但住宅楼内如不作总等电位联结和浴室内的局部等电位联结,非但甲方不予验收,当地供电公司也以电气上不安全为由拒绝供电。
六.住宅楼内不应采用没有专用PE线的TN-C系统
我国过去常用的TN-C系统不适用于无电工管理的住宅楼,这种系统没有专用的PE线,而是与中性线(N线)合为一根PEN线,住宅楼内如果因维护管理不当使PEN线中断,电源220V对地电压将如图3所示经相线和设备内绕组传导至设备外壳,使外壳呈现220V对地电压,电击危险很大。因此在住宅楼内不应采用TN-C系统,而应采用TN-C-S、TN-S和TT系统。在这些系统中住宅内有专门的PE线,可避免发生这类电气事故。
在TN-C-S和TN-S系统内,接地故障电流以PE线、PEN线等金属导线为返回电源的通路,电流比较大,常可用熔断器、断路器切断电源来防电击事故。但在全系统内PE线和PEN线是连通的,这样一住宅楼的故障电压可沿PE线和PEN线传导至另一住宅楼,如果住宅楼内不作总等电位联结,就有可能发生电击事故。
在TT系统内每栋住宅楼各有其专用的接地极和PE线,各栋楼的PE线互不导通,故障电压不致自一住宅楼传导至另一住宅楼。但TT系统以大地为故障电流返回电源的通路,故障电流小,必须采用对接地故障反应灵敏的漏电保护器来防人身电击。
这些系统各有优缺点,需按具体情况选用。如果住宅楼由供电部门以低压供电,应按供电部门的要求采用接地系统,以与地区的接地系统协调一致。如果采用TN-C-S系统,应注意从住宅楼电源进线配电箱开始即将PEN线分为PE线和中性线,使住宅楼内不再出现PEN线,这是因为PEN线因通过负荷电流而带有电位,容易产生杂散电流和电位差的缘故。
如果供电部门以10KV电压给住宅楼供电,且10/0.4KV变电所即在住宅楼内,则这栋住宅楼只能采用TN-S系统。因为采用TN-C-S系统将在住宅楼内出现PEN线; TT系统则要求设置分开的工作接地和保护接地,而在同一个建筑物内是很难做到两个分开的接地,维护工作也是困难的。
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