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深入理解接地、等电位联结与防雷

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-08-25  来源:互联网  作者:manage  浏览次数:1961
核心提示:在前面,我特别强调了两点:1、电热水器或太阳能热水器的外壳及金属出水管一定要与等电位连接端子可靠连接;2、地面钢筋也必须与等电位端子可靠连接。为什么我要特别强调上述两点呢? 为了说明问题,我们先来分析一下浴室内触电是如何发生的。触电有一个先决条件就是
 
 

 在前面,我特别强调了两点:1、电热水器或太阳能热水器的外壳及金属出水管一定要与等电位连接端子可靠连接;2、地面钢筋也必须与等电位端子可靠连接。为什么我要特别强调上述两点呢?

    为了说明问题,我们先来分析一下浴室内触电是如何发生的。触电有一个先决条件就是要有电位差,有电位差才有可能产生电流。我们平常说的市电电压为220V,其实就是说火线与地之间有220V的电位差。浴室的地面通常是水泥上面铺地板砖,本来水泥和地板砖都是不导电的,但在潮湿的环境下,它们也会导电。特别是,浴室的地板都是现浇的,里面的钢筋最终都会与基础钢筋连接,所以浴室地面与大地之间的电阻并不是很大。在通常情况下,浴室的地板基本上是与大地的电位相等的。如果热水器外壳没有连接到等电位端子,一旦漏电,与之相连的花洒或者水龙头就会带电,甚至里面流出来的水都会带电,也就是说,与地板之间有了电位差。当人体跨接在两者之间的时候,由于浴室地板与大地之间的电阻比较小,由欧姆定理可知,在电位差一定的情况下,电阻越小,电流就越大。流过人体的电流超过一定的限度就会导致触电。在一些极端的情况下,比如火线直接碰到外壳了,即使接了地线,热水器外壳与地之间的电位差依然可能超出安全范围,除非这根地线的接地电阻能够做到接近0欧姆。

    如果家里所有电器的外壳接到入户的地线上去了,但这根地线的另一端根本没有接地或者接地不良,还有可能带来一个严重的安全隐患:因为家里所有电器的外壳都是通过那根接地的线连在一起的,即使电热水器不漏电,家里其他任何一台电器漏电,都会导致电热水器外壳带电。如果开发商偷工减料,让几户人共用一根地线,那么连邻居家的电器漏电都可能对自己造成威胁,大家都是一条绳上的蚂蚱,谁也跑不掉。

    很多人不知道的是,浴室里的金属水管、水龙头等也可能带电。比如说,有的人家没有地线,就用家里的金属自来水管当作地线,或者因为工程施工等原因让供电线路的火线碰到了自来水管。有人认为,金属自来水管有一截是埋在土里的,本身就相当于地线,怎么可能带电。事实上,自来水管本来就不是当地线设计的,其接地电阻不能保证符合规范,而且,自来水管的接头处通常有生料带或者麻丝缠绕,更不能保证良好的电接触。此外,雷电也可能使得浴室里的金属件带电。

    下面我们来看看等电位连接是如何保护我们的安全的。我们不妨假设一种最极端的情况:电热水器没有接地线,而且发生了最严重的漏电,火线与外壳直接相碰了。在这种情况下,触摸电热水器的外壳跟触摸火线已经没有区别了,由于水是导电的,电热水器流出来的水同样会带有差不多220V的电压。幸好我们将电热水器的外壳与浴室里的等电位端子连接好了,浴室地板下面的钢筋也连到了等电位端子,我们从头到脚都没有电位差,也就没有电流流过人的身体。如果热水器外壳或者地板下面的钢筋没有同时连接到等电位端子,就无法消除这个电位差,也就有可能导致触电。

    有朋友可能会有两个疑问:

    1、如果电热水器已经接了地线,而等电位连接端子最终也是接地的,那么为什么还要将两者连起来呢?大家知道,导线本身是有电阻的,有电流流过的时候就会在它上面产生电压降。在极端的情况下,比如说电器内部的火线直接与外壳短路了,这时候流过地线的电流是非常大的,即使地线电阻很小,上面产生的电压降同样会很大。也就是说,电热水器的外壳与浴室地板之间的电位差还是很高的。如果将电热水器外壳直接与等电位端子连接,由于这根线很短,电阻比前面提到的地线的电阻小得多,在它上面产生的电压降就小得多,或者说电热水器外壳与浴室地面的电位差会小得多。

    2、如果电热水器已经接了地线,而等电位连接端子最终也是接地的,两者还要连起来,会不会导致“重复接地”的问题? 这种担心是多余的,所谓重复接地,指的是在零线兼用作地线的系统里(现在的住宅供电已不允许这样做了),漏电保护器之后的零线不能再接地,否则漏电保护器合不上。这个跟我们的等电位连接是搭不上界的。对于保护接地线来说,在任何时候我们都希望它的电阻(确切地说应该是阻抗)越小越好,多几处接地,一来可以进一步减小电阻,二来可以提高可靠性,何乐而不为。

    等电位联结如此重要, 花费却不高,施工也非常简单,正规的装修公司应该都会做的。2002年建设部编制了02D501-2《等电位联结安装图集》,详细介绍了等电位联结的做法,强烈建议装友们看一看,即使自己不动手,懂得这些知识也会让你在监工的时候理直气壮。

    浴室的等电位联结做法如图:

 接下来该说避雷的问题了。建筑物的避雷系统其实很简单,就是由三部分组成:接闪器、引下线和接地装置。接闪器可以是避雷针,也可以是避雷带或者避雷网,它必须位于建筑物的最高处。引下线就是将雷电引入大地的通道,通常用钢筋或者钢带充当,也有用建筑物柱子里面的钢筋做引下线的,但要遵循一定的技术规范。接地装置用于将雷电电流向大地释放。我去看房子的时候,这三样东西一样也没有,但旁边那一栋有。去找开发商反映时,起初开发商还想糊弄我,说旁边一栋楼比我们这一栋高,那边有避雷针了我们这边就可以不装。当我故意将不久前恶补的一些专业词汇例如“接闪器”、“滚球法”等搬出来之后他们知道我不好对付了。后来一位经理还特地打电话过来,说等天气好转之后避雷针系统就开始施工。

    顺便说说太阳能热水器防雷的问题。我去楼顶查看避雷针的时候,发现已经有两户邻居装了热水器了,没有任何避雷措施。雷击这种东西,跟买彩票差不多,讲概率的,万一落到自己头上了,那就不是小事。可惜现在许多人没有重视这个问题,包括一些热水器厂商也没有强调这一点。太阳能热水器通常都会装在高处,一般都会比避雷带高,或者高度超出避雷针的保护范围,一旦发生雷击,它首当其冲。有人建议,从热水器的金属支架焊一根钢筋连接到避雷网上去,我个人不觉得这是一种好方法。这样做,其实是将热水器充当接闪器了。比较好的方法是用钢筋做一个比热水器轮廓大一些的框将热水器罩起来,但不要与热水器接触,要保持一定的距离,然后将这个框用钢筋与避雷网连接。这个钢筋做的框其实就是一个“法拉第笼”,限于篇幅,这里不详细讨论法拉第笼,有兴趣的朋友不妨在网上查一查。

    在过去,供电系统的接地与建筑物的防雷是八秆子打不到一块的事情。随着等电位联结技术的出现,过去的一些理论已经被更改了。过去强调,为了防止雷电电流窜入供电线路,要求供电系统的保护接地点远离避雷系统的接地点。现在完全反过来了,要求两者接在一起。而且,建筑物结构里面的钢筋、进入建筑物的各种管道、建筑物里的各种比较大的金属件,都要连在一起。如果因为雷击导致某处电位升高,整栋大楼导电部的电位都跟着升高,但没有了电位差。没有了电位差,雷电就不会危及人身安全了,也不会打坏电器了。

    注:以上是我自己的看法,仅供参考,请勿不分青红皂白全盘接受。

 
 
 
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