再看电气安全的几个问题

再看电气安全的几个问题，主要分两章，描述3个问题：1、单相接地故障沿PE线产生危险压降的问题，风机水泵金属外壳是否再接扁钢接地；2、风机水泵外壳接扁钢，扁钢接LEB，LEB接MEB还是结构钢筋的问题；2、A设备发生单相接地故障，致使其他回路正常工作的B设备金属外壳带危险电压的问题。今天主要讨论前两个问题。01PE线故障电压降和风机、水泵外壳是否要经扁钢接地我们知道，建筑物内做总等电位是必须的，配线箱与建筑物MEB连接，然后为各个设备供电。其中有一点与设计相关的是，监理经常会要求将水泵、风机之类的固定设备外壳通过扁钢再与接地端子排连接。而设计认为风机水泵外壳已经接了PE线，纳入总等电位系统，无需再连接扁钢。这个问题其实是室内总等电位前提下，发生碰壳单相接地故障，沿PE线产生的电压降问题。如上图所示，建筑物作了总等电位联结，设置总等电位端子箱MEB，配电箱PE与MEB连接，然后为设备c供电，设备c发生碰壳事故（相线与外壳连接），那设备c的金属外壳预期接触电压有多少？也就是说人手摸金属外壳，施加在人身上的危险电压是否超过一般环境下的安全电压50V。如上图，施加在人身上的危险电压是摸设备c金属外壳的手到脚的电位差，因为做了总等电位，人站在设备c处的脚与MEB处那标的脚是同一个电位，那么手—脚的电压就是故障电流流过PE支线和PE干线的电压之和，上图的等效电路如下所示。因为总等电位的缘故，计算手和脚之间的电位差，就是计算c手和a脚（紫色线连接的两点）之间电位差。根据欧姆定律，ac间电位差为900x(37+32)/1000=62.1V＞50V安全电压。这就需要采取措施。如果按监理方法再将水泵风机外壳通过扁钢接地，如下图所示：因为风机水泵PE线与金属外壳连接，金属外壳再通过扁钢接地，那么就如上图一样，风机水泵PE和LEB连接，那么手与脚之间电位差就从原来c与MEB之间（紫色线）变为c和LEB之间（深蓝线）之间电位差。可知c和LEB之间只有一个PE支线电阻37mΩ，根据欧姆定律c—LEB之间电位差为900x37/1000=33.3V＜50V安全电压。这个例子的前提是故障电流900A，实际设计没有人会告知这个已知条件，需要自己去计算得到。工程上通常作法如下图。02风机水泵接扁钢，扁钢接LEB，LEB接哪里？一般情况，设计时我们会在水泵房、风机房设置LEB接地端子箱，然后接地端子箱出扁钢与风机水泵外壳连接，现在问题是LEB与谁连接？

主流有两种画法：（1）LEB通过单独接地扁钢与MEB连接；（2）LEB就近与柱内钢筋连接。个人推荐第二种画法，因为第一种画法治标不治本。如上图设置的LEB通过扁钢与MEB连接，等效电路图如右所示，仅仅是在干线PE基础上增加一个并联旁路，人和手之间电位差为900x(支线PE电阻+干线PE并联扁钢电阻)，其值很可能还是大于安全电压50V。为降低手和脚之间电位差，LEB通过扁钢接水泵外壳后还需要与本层地板钢筋连接（人脚踩在地板上）才能起到局部等电位作用，画法可参照北京院作法。上图中LEB设置在电气竖井或者设备房，采用结构钢筋作为接地干线，个人建议说明增加一句，LEB同时与结构钢筋和本层底板钢筋可靠连接。现实中，水泵发生碰壳故障时，人可能一手摸水泵、一手摸桥架，所以除了考虑人脚之间电位差还需要考虑两手之间电位差，因此需将桥架、穿线金属管等同设备外壳或设备基础金属支架连接，保持同等电位。03离MEB多远的配电箱、风机水泵外壳需要扁钢再次接地呢？这个问题可以看任老的新书《低压配电设计解析》相关章节任老书中有个表格可以参考。另，民用建筑每层都有电气竖井，竖井内通常设置LEB和一圈接地扁钢，配电箱PE排同时与LEB连接，以降低预期接触电压。而工业大型厂房，分配电箱距MEB可能距离很长，我们知道配电箱同风机水泵一样为一类设备，PE线过长也会出现单相接地故障电流在PE线压降超过安全电压的情况。这类问题在工业建筑很容易忽略，所以建议厂房跨度较大时，分配电箱处PE排就近重复接地一下。小结：1、设计中建议风机、水泵房等设备间设置接地端子箱，说明中写上风机、水泵外壳通过-25x4接地扁钢与接地端子箱可靠连接（写说明就行，不用画图，即满足监理要求，又提高安全保证，还不用画出来）；2、每个强电竖井内设置接地端子箱，竖井内所有配电箱PE排与接地端子箱可靠连接；3、大跨度工业建筑，