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防雷接地国标图集中关于等电位连接的几个问题
发表时间:2023-06-28     阅读次数:     字体:【

等电位联结分类



1.1

15D502《等电位联结安装》

图集中,保护等电位联结就其联结的范围分为三类:总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结。

总等电位联结作用于全建筑物,可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同部件间的电位差,并消除建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。

如果建筑物离电源距离较远,保护电器动作时间和接触电压都可能超过规定的限值,可采取辅助等电位连接和局部等电位连接的措施。


1.2

TC64系列标准的要求

GB/T 16895.21-2011/20/IEC 60364-4-41 : 2005《低压电气装置 第4-41 部分安全防护电击防护》将“总(主)等电位联结”改为“保护等电位联结”。GB/T 16895系列标准以及国际电工词汇(IEV)IEC 60050系列标准中无“局部等电位联结”术语。

1)TC64前任主席Tison先生对国内专家提出的答复如下:

a.辅助等电位联结用于基本防护和/或故障防护的附加防护,参见IEC 60364-5-54(GB 16895.3-2017-T 低压电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体)图B.54.1。

b.辅助等电位联结可用于局部(如,一个区域)或扩大的区域(如,一个建筑物)。

c.目前认为,局部等电位联结即为辅助等电位联结。


图1 接地配置和保护导体示例图

2)新任TC64 主席 Jacques Peronnet 阐明,IEC 61140:2016从功能的角度,指出 “保护等电位联结” 以自动切断电源来实现总的保护;“辅助等电位联结” 属于局部范围内的附加防护。IEC 60364 - 4 - 41重建术语,以便清晰化自动切断电源和附加防护这两个内涵。

3)德国相关文献强调:将“总(主)等电位联结”改为“保护等电位联结”是为了区分保护等电位连接和功能性等电位联结。

图片



2

室外设备等电位联结


15D502《等电位联结安装》提出室外用电设备等电位联结示意图,见图2。该图提出在室外设置等电位环形导体,环形导体间距0.6m。


图2 室外用电设备等电位联结示意图(国标图集)

该图存在以下问题:

1)室外设置等电位联结导体需考虑导体室外埋地防腐问题,联结导体应在室外用电设备生命周期内发挥作用,否则,联结线腐蚀后将导致虚假的安全。

2)环形联结线间距0.6m是否合理。

通常,室外不具备等电位联结条件,因为联结线在室外极容易腐蚀,且不容易检查其可靠性。室外可选择-25*4或Φ10热镀锌钢,但不可选用图集附注3“网格150*150、Φ3的铁丝网”。尚且应解决用电设备安装、道路施工和电气设计之间的协调问题,其中一个环节处理不好,也会导致等电位联结无法发挥其真正的效能。

环形联结线间距0.6m的做法适用于游泳池、喷水池和牛圈等场所,它们的共同特点是:潮湿、赤脚,不需要考虑鞋袜的电阻。对于0.4kV的低压装置,通常不考虑跨步电压危害,因为左脚到右脚的电击路径的心脏电流系数为0.04,即左脚到右脚


的电流才可能产生心室纤维性颤动风险。


表1 不通电流路径的心脏电流系数


此时的故障阻抗为:


这类阻抗对于穿着鞋袜的人显然是不可能出现的,即不需要防跨步电压。通过30mA RCD作为附加防护防间接接触和直接接触即可满足要求。







3

室外充电站等电位联结



3.1

防雷接地

18D705-2 《电动汽车充电基础设施设计与安装》提供了室外充电桩雨棚防雷接地示意图。该示意图根据外部防雷装置接闪器、引下线和接地体的原则设置。但仔细分析仍存在几个问题。

图3 充电站雨棚防雷接地示意图(国标图集)


1)风险评估。充电站雨棚如果考虑直击雷防护,不应小于第三类防雷的预期雷电流。

2)应有防接触电压和跨步电压措施:

——雨棚金属杆应具有100kV、1.2/50μS的冲击耐受电压能力的不小于3mm厚的交联聚乙烯层绝缘层。为避免侧闪,人和金属雨棚挑臂之间应满足间隔距离s,s不应小于0.2m;或者

——引下线3m范围内铺设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。

3)当需要防跨步电压时,还需要设置网状接地装置对地面做均衡电位处理。根据相关文献,依次在金属杆周围1m,深度0.5m;4m,深度1m;7m,深度 1.5m设置三道等电位环,见图5。

图4 防闪络和接触电压的间隔距离


图5 防跨步电压网状等电位连接示意图


3.2

电击防护措施

根据GB/T 16895.21-2011/20/IEC 60364-4-41 : 2005,室外固定式设施,不必设置附加防护,实际工程可设置不小于100mA RCD作为故障防护措施,即可将电击风险控制在可靠范围内。然而,国标图集给出了图5的0.6m*0.6m电击防护等电位联结网格,目的无疑是为了防跨步电压。但是前述已经明确,0.4kV通常不需要防跨步电压。

这种做法单个车位花费25*4扁钢或Φ10圆钢100m,造成极大浪费,而且理论上也没有必要。相对来说,3.1防雷击均压等电位环单个车位仅花费25*4扁钢或Φ10圆钢不到16m。

图6 一个充电车位等电位均衡线示意图(国标图集)




4

结论


01


IEC标准将“总(主)等电位联结”改为“保护等电位联结”;并且删除了 “局部等电位联结”,仅保留“辅助等电位联结”术语。

02


室外设备等电位联结需要从生命周期角度设置可靠,否则会造成虚假的安全,甚至触发更严重的电击事故。

03


室外充电站雨棚防雷需要防接触电压和跨步电压措施,0.4kV通常无需考虑跨步电压措施。


 
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