再看電氣安全的幾個(gè)問題

來源：云南昌暉儀表制造有限公司 2022年12月07日 09:28

文章《再看電氣安全的幾個(gè)問題》內(nèi)容主要分兩個(gè)部分，描述3個(gè)問題：
1、單相接地故障沿PE線產(chǎn)生危險(xiǎn)壓降的問題，風(fēng)機(jī)水泵金屬外殼是否再接扁鋼接地；
2、風(fēng)機(jī)水泵外殼接扁鋼，扁鋼接LEB，LEB接MEB還是結(jié)構(gòu)鋼筋的問題；
2、A設(shè)備發(fā)生單相接地故障，致使其他回路正常工作的B設(shè)備金屬外殼帶危險(xiǎn)電壓的問題。

在本文主要討論前兩個(gè)問題。

1、PE線故障電壓降和風(fēng)機(jī)、水泵外殼是否要經(jīng)扁鋼接地
我們知道，建筑物內(nèi)做總等電位是必須的，配線箱與建筑物MEB連接，然后為各個(gè)設(shè)備供電。

其中有一點(diǎn)與設(shè)計(jì)相關(guān)的是，監(jiān)理經(jīng)常會(huì)要求將水泵、風(fēng)機(jī)之類的固定設(shè)備外殼通過扁鋼再與接地端子排連接。而設(shè)計(jì)認(rèn)為風(fēng)機(jī)水泵外殼已經(jīng)接了PE線，納入總等電位系統(tǒng)，無需再連接扁鋼。

這個(gè)問題其實(shí)是室內(nèi)總等電位前提下，發(fā)生碰殼單相接地故障，沿PE線產(chǎn)生的電壓降問題。

圖1 總等電位聯(lián)結(jié)時(shí)電氣設(shè)備供電示意圖

如上圖所示，建筑物作了總等電位聯(lián)結(jié)，設(shè)置總等電位端子箱MEB，配電箱PE與MEB連接，然后為設(shè)備c供電，設(shè)備c發(fā)生碰殼事故(相線與外殼連接)，那設(shè)備c的金屬外殼預(yù)期接觸電壓有多少？

也就是說人手摸金屬外殼，施加在人身上的危險(xiǎn)電壓是否超過一般環(huán)境下的安全電壓50V。

如上圖施加在人身上的危險(xiǎn)電壓是摸設(shè)備c金屬外殼的手到腳的電位差，因?yàn)樽隽丝偟入娢唬苏驹谠O(shè)備c處的腳與MEB處那標(biāo)的腳是同一個(gè)電位，那么手—腳的電壓就是故障電流流過PE支線和PE干線的電壓之和，上圖的等效電路如下所示。

圖2 等效電路圖

因?yàn)榭偟入娢坏木壒剩?jì)算手和腳之間的電位差，就是計(jì)算C手和a腳(紫色線連接的兩點(diǎn))之間電位差。根據(jù)歐姆定律，ac間電位差為900×(37+32)/1000=62.1V＞50V安全電壓。這就需要采取措施。

如果按監(jiān)理方法再將水泵風(fēng)機(jī)外殼通過扁鋼接地，如下圖所示：

圖3 將將水泵風(fēng)機(jī)外殼通過扁鋼接地的等效電路圖

因?yàn)轱L(fēng)機(jī)水泵PE線與金屬外殼連接，金屬外殼再通過扁鋼接地，那么就如上圖一樣，風(fēng)機(jī)水泵PE和LEB連接，那么手與腳之間電位差就從原來c與MEB之間(紫色線)變?yōu)閏和LEB之間(深藍(lán)線)之間電位差。

可知c和LEB之間只有一個(gè)PE支線電阻37mΩ，根據(jù)歐姆定律c-LEB之間電位差為900×37/1000=33.3V＜50V安全電壓。

這個(gè)例子的前提是故障電流900A，實(shí)際設(shè)計(jì)沒有人會(huì)告知這個(gè)已知條件，需要自己去計(jì)算得到。

工程上通常作法如下圖

2、風(fēng)機(jī)水泵接扁鋼，扁鋼接LEB，LEB接哪里？
一般情況，設(shè)計(jì)時(shí)我們會(huì)在水泵房、風(fēng)機(jī)房設(shè)置LEB接地端子箱，然后接地端子箱出扁鋼與風(fēng)機(jī)水泵外殼連接，現(xiàn)在問題是LEB與誰連接？

主流有兩種畫法：①LEB通過單獨(dú)接地扁鋼與MEB連接；②LEB就近與柱內(nèi)鋼筋連接。

個(gè)人推薦第二種畫法，因?yàn)榉N畫法治標(biāo)不治本。

如上圖設(shè)置的LEB通過扁鋼與MEB連接，等效電路圖如右所示，僅僅是在干線PE基礎(chǔ)上增加一個(gè)并聯(lián)旁路，人和手之間電位差為900×(支線PE電阻+干線PE并聯(lián)扁鋼電阻)，其值很可能還是大于安全電壓50V。

為降低手和腳之間電位差，LEB通過扁鋼接水泵外殼后還需要與本層地板鋼筋連接(人腳踩在地板上)才能起到局部等電位作用，畫法可參照北京院作法。

LEB設(shè)置在電氣豎井或者設(shè)備房，采用結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地干線，個(gè)人建議說明增加一句，LEB同時(shí)與結(jié)構(gòu)鋼筋和本層底板鋼筋可靠連接。

現(xiàn)實(shí)中，水泵發(fā)生碰殼故障時(shí)，人可能一手摸水泵、一手摸橋架，所以除了考慮人腳之間電位差還需要考慮兩手之間電位差，因此需將橋架、穿線金屬管等同設(shè)備外殼或設(shè)備基礎(chǔ)金屬支架連接，保持同等電位。

3、離MEB多遠(yuǎn)的配電箱、風(fēng)機(jī)水泵外殼需要扁鋼再次接地呢？
這個(gè)問題可以看任老的新書《》相關(guān)章節(jié)-《》內(nèi)容。

另，民用建筑每層都有電氣豎井，豎井內(nèi)通常設(shè)置LEB和一圈接地扁鋼，配電箱PE排同時(shí)與LEB連接，以降低預(yù)期接觸電壓。

而工業(yè)大型廠房，分配電箱距MEB可能距離很長，我們知道配電箱同風(fēng)機(jī)水泵一樣為一類設(shè)備，PE線過長也會(huì)出現(xiàn)單相接地故障電流在PE線壓降超過安全電壓的情況。這類問題在工業(yè)建筑很容易忽略，所以建議廠房跨度較大時(shí)，分配電箱處PE排就近重復(fù)接地一下。

小結(jié)：
1、設(shè)計(jì)中建議風(fēng)機(jī)、水泵房等設(shè)備間設(shè)置接地端子箱，說明中寫上風(fēng)機(jī)、水泵外殼通過25×4接地扁鋼與接地端子箱可靠連接(寫說明就行，不用畫圖，即滿足監(jiān)理要求，又提高安全保證，還不用畫出來)；
2、每個(gè)強(qiáng)電豎井內(nèi)設(shè)置接地端子箱，豎井內(nèi)所有配電箱PE排與接地端子箱可靠連接；
3、大跨度工業(yè)建筑，分配電箱距MEB超過50m建議就地設(shè)置接地端子箱，配電箱PE排與接地端子箱可靠連接；
4、上述區(qū)域設(shè)置的接地端子箱就近與結(jié)構(gòu)鋼筋(柱內(nèi)鋼筋和本層底板鋼筋)可靠連接，不建議通過扁鋼去連接MEB。

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