建筑工程中防雷等电位连接

建筑工程中的防雷等电位连接

张大鲁

建筑物的防雷系统包括外部防雷和内部防雷两大组成部分。外部防雷包括接闪器、引下线、接地体，其主要作用是防护直击雷的侵害，但不包括防止外部防雷装置受到直接雷击时向其他其他物体的反击；内部防雷包括防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。这句话是综合了《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010，术语、条及其条文说明。由此可见，这里的“外部防雷装置”也就是我们通常讲的防雷系统，它只是建筑物防雷系统的一部分，能对直击雷起到比较有效的防护，而对于雷击所产生的电磁效应并不能起到有效的防护作用。为此，《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010中在其第4章建筑物防雷措施的基本规定的条、条、条对此作出规定，并且和为强制性条文。

“各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置，并应采取防闪电电涌侵入的措施。

各类防雷建筑物应设内部防雷装置，并应符合下列规定：

1 在建筑物地下室或地面层处，下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接：

1）建筑物金属物体。

2）金属装置。

3）建筑物内系统。

4）进出建筑物的金属管线。

2 除本条第1款的措施外，外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足坚固距离的要求。

本规范条第2～4款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物，当其建筑物内系统所接设备的重要性高，以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时，也应

采取防雷击电磁脉冲的措施……”引自《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010，中国计划出版社，2011年8月第1版。）

由此可见，等电位连接是建筑物防雷系统的重要组成部分，对于建筑物和建筑物内人员是一项基本的安全措施，同时也是建筑工程防灾、减灾的重要组成部分。

一、对等电位连接概念的认识与理解

“将分开的诸金属物体直接用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。”（引自《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010，术语第条。中国计划出版社2011年8月，第一版，第3页。）这就是等电位连接的基本定义。而如何准确理解上述定义，建立起对等电位连接的基本概念是在施工过程中做好等电位连接工作的基本前提。

首先，在这里被进行等电位连接是“分开的诸金属物体”，也就是说需要进行等电位连接的是建筑物内不相连通的金属物体（本人认为还应该是“所有的”），而“连接”的基本方法就是“直接用导体或经电涌保护器连接到的防雷装置上”，这里所讲的“防雷装置”并不是广义的防雷装置，而是特指“外部防雷装置”，也就是接闪器、引下线、接地体。实际上就是将建筑物内分开的诸金属物体由导体或经电涌保护器与防雷引下线、均压环相连接，从而通过接地体最终使这些金属物体与大地保持相同的电位。

单从表面看，由于等电位连接最终归结于大地，似乎就是“接地”，所以有人称其为“重复接地”，但本人认为持这种说法的人存在概念错误或概念不清。等电位连接的作用与低压配电的TN系统所采取的中性点“重复接地”的作用有着根本的区别。而现在建筑工程的低压配电系统普遍采用TN-S的配电方式，中性线——零线（N线）是不允许重复接地的。所以，在TN-S的低压配电系统中已不存在“重复接地”这个概念。并且《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010第条以强条的形式规定：当电源采用TN

系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统。

由上述的等电位连接的作用可以看出，等电位连接不单与“重复接地”有根本的区别，同时也与低压配电系统的保护接地——PE有着本质的区别。虽然等电位连接和PE最终都与建筑物的接地体相连接，但从对象上来看，等电位连接的对象是建筑物内的相互不相连的金属物体——金属管道（水管、风管）、金属容器、设备的金属外壳等等，而PE的对象是电气系统中的可接触的非带电金属部分——金属桥架及其金属支架、电线电缆的金属导管、用电设备的金属外壳、电器器具的金属外壳等。但在要求进行总等电位连接的工程中PE系统最终应进入总等电位连接系统。所以，此时PE 是总等电位连接的子系统之一。

二、对等电位连接作用的认识

首先需要说明以下几种雷击可能产生的危害：

1. 闪电电涌侵入

由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波——闪电电涌可能沿这些管线侵入建筑物内，危及人身安全或损坏设备。

2. 闪电感应

闪电放电时在附近导体上产生的闪电静电感应和闪电电磁感应。闪电静电感应是由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放点时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如果没有就近泄入大地，就会产生很高的电位；闪电电磁感应是由于雷电流迅速变化，在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。闪电感应会使导体（金属物体）之间产生火花放点。

3. 雷击电磁脉冲

雷击电磁脉冲是一种强干扰源，是雷电流经电阻、电感、电容耦合产

生的电磁效应，包括闪电电涌和辐射电磁场。雷击电磁脉冲会严重影响建筑物内的电子系统的正常运行，闪电电涌甚至可能完全损毁电子系统。

上述现象是城市地区雷击可能造成的最主要危害。城市地区由于建筑物普遍采取了外部防雷措施，所以由直击雷直接造成露天人员伤亡的情况并不多见，而由于上述危害造成的建筑物内的人身伤害及财产损失却是巨大的。

建筑物的等电位连接就是避免上述各项危害的产生，有效地保护建筑物及其内部的人身和财产的安全——防止雷电波的直接侵入、防止闪电感应和雷击电磁脉冲在建筑物内造成金属物体间的放电以及瞬时高电位可能对人身造成的伤害、避免对电子、信息系统的干扰和破坏。这就是建筑工程等电位连接的真正作用——防止、减少雷击灾害。

三、等电位连接的分类

等电位连接主要有两种类别，即总等电位连接（MEB）和局部等电位连接（LEB）。

1. 总等电位连接（MEB）

总等电位连接作用于全建筑物，在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件之间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的雷电波的危害。所以，总等电位连接应将下列部分互相连通，并与接地体可靠连接：

——进线配电箱的PE母排；

——低压电源引入线、信息系统引入线的电涌保护器的接地端；

——进出建筑物的金属管道，如给水、排水、热力、空调水、燃气等；

——建筑物的金属结构；

——建筑物内各局部等电位连接点。

总等电位连接应设总等电位连接端子板，上述各部分的等电位连接干