浅谈建筑物内做等电位的重要性

浅谈建筑物内做等电位的重要性

摘要：本文根据作者多年工作经验，对建筑电气安装设计的重要性进行分析和

探讨，以供同行参考。

关键词：建筑电气；安装设计；电位重要性；预期接触电压

国际上非常重视等电位联结设计、施工，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，等电位联结作用

范围越小，电气上越安全。我们在设计和施工中，我们发现对作总等电位联结大

家都能认真执行因为政府部门要检查，不合格不能通过验收、不能交付使用，但

对局部等电位联结就不是那么会事情了，设计、施工都不够重视，甚至还存在一

些误解认为局部等电位可有可无，其实等电位联接很重要，局部等电位联接更重要。尤其是卫生间的局部等电位联接更加重要，卫生间内局部等电位联结是将卫

生间内的金属管道、金属构件等通过等电位联结线在等电位联结端子板处联结起

来并同卫生间的楼板钢筋联为一体，使卫生间内的电位处在同一电位上，即使此

电位高于地电位，在该范围内是不会产生电位差的，从而避免发生电击事故。在

洗浴时人体皮肤完全湿透，人体阻抗大大下降，沿金属管道、金属构件等传导来

的较小电压就可引起电击伤亡事故。这种电气事故是不能依靠安装漏电保护器、

隔离变压器等保护电器来完全防范的，因为这种使人伤亡的电压是沿正常情况下

不带电的金属管道、金属构件传导的，漏电开关并不会动作，所以防范措施只有

是在此作局部等电位联结。这样做后，无论从哪里导入了不正常的电压，由于等

电位联结的作用，该场所内所有导电部分的电位都同时升高到同一电位水平，不

会产生电位差，电击事故自然就不会发生。

很多人认为一个建筑物做了重复接地、做了用电设备外壳的安全接地、装了

漏电开关就万事大吉了，其实不然，下面我们用几个小例子来说明问题：例子1：某建筑物采用TN-C-S系统供电，建筑物地下室与地下室设有与大地

绝缘的防水层，PEN线进户后即分为PE和N线，并打入接地极将PE线重复接地，变电所接地电阻Ra和建筑物的重复接地电阻分别为4欧姆和10欧姆。各线段的

电阻见图示，假如建筑物内电气设备发生接地故障，来计算一下外壳的预期接触

电压：应导线电阻远小于接地电阻经简化后

短路电流 Id = U0/（Rl + Rpe + Rpen）

= 220/（0.1+0.08+0.02）=1100A

预期接触电压 Uf =Id*0.02+Id*0.8*10/（10+4）= 84.6V

预期接触电压大大超过了安全电压，这对人身是很危险的。有人会说我们家

里都有漏电开关，那么装了漏电开关是不是就一定安全呢？也不记得吧，首先漏

电开关有一定的故障率，所以我们要经常去检查它，就是漏电开关好的情况下是

不是万无一失？我们来看看下面的例子：

例2 同例1一样供电，另外增加：如果建筑物引出给户外设备B供电，B设

备发生接地故障，试计算一下建筑物A内设备外壳的预期接触电压：（B点只做了接地保护，接地电阻为10欧姆）Id=220/（0.1+10+4）=15.7A；

Uf=15.7*4=62.8U

这种情况其实是相当危险的，设备B的故障电流只有 15.7A并不一定能引起

保护电路的动作，而且故障电流没有通过A建筑内的漏电开关也不会引起A建筑

内保护设备的动作，这将使A建筑内的设备长期带着危险的电压，一直到出现问

题为止。

下面我们来看看如果做了等电位连接会怎么样，同例1的情况，重复接地改

为等电位连接：

例3 若建筑物A不作重复接地而改为做总等电位链接，各线段的电阻值同例1，试计算作总等电位连接后设备A发生接地故障时的预期接触电压短路电

流 Id = U0/（Rl + Rpe + Rpen）

= 220/（0.1+0.08+0.02）=1100A

预期接触电压 Uf = Id*0.02 = 22 V

预期接触电压只有22V，这对人体来说是安全的，就算保护系统不动作也不

会对人体造成大的伤害。我们再来看看例2的情况，设备B出现接地故障，建筑

物内设备A外壳没有电压出现，也计算说，在建筑物A外面出现的故障，不会伤害到建筑物A内的人体，这对我们来说是安全的，那么是不是只要我们做了总等

电位连接就好了呢？我们来看看下面的例子：

例4 在住宅单元内以单相220V TN-C-S系统供电，单元楼内PE 干线的阻抗值33 毫欧姆，PE线的分支阻抗值37毫欧姆，重复接地电阻值R为10欧姆，故障

电流Id为900A，楼内设计有下图以点划线所示的总等电位联接，试计算用电设

备C发生接地故障时，用电设备金属外壳上预期接触电压：

Uf=Id*R=900（33+37）=63v

预期接触电压超过了安全电压，如果我们在每个楼层做了辅助等电位联接用会怎么样呢？

我们就用例4的数据，加上楼层辅助等电位，来看看预期接触电压有什么变化：

例5 在例4 的基础上增加下图以点划线所示的辅助等电位联接，试计算用电设备C发生

接地故障时，用电设备金属外壳上预期接触电压：

Uf=Id*R=900*37=33v

预期接触电压低得多，如果用电点附近像卫生间做局部等电位联接，预期接触电压会更低，我们来看看下面的例子：

例6 如果在例5的基础上再增加设备附近的辅助等电位联接，试计算用电设备C发生接

地故障时，用电设备金属外壳上预期接触电压：

Uf=Id*R=900*4=3.6v

从上面的例子可以看出等电位的重要性，无论是外部出现故障，还是内部出现故障都能

保证我们人体的安全，不像重复接地虽然能减少发出事故时能减少对人体的伤害，但是不能

完全避免对人体的伤害，希望通过这一短文章能够望引起大家对等电位的重视，特别是在每

家每户的装修时能重视等电位、局部等电位（特别是卫生间局部等电位）的作用，减少发生

危险的可能性。