徐志明

（承德市工程质量监督站，河北 承德 067000）

1 中性线重复接地和等电位联结的概念

中性线重复接地过去称作零线重复接地，在中性点直接接地的低压供电系统中，中性线在供电变压器处接地，在低压供电线路的干线和支线的终端以及沿线，或引入建筑物处，中性线一处或多处通过接地装置与大地再次进行连接，称为重复接地。重复接地是TN接地系统中不可缺少的安全措施。

等电位联结是将建筑物电气装置外露导电部分与装置外导电部分做电位基本相等的连接。又根据不同工程部位设置总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结。

2 中性线断线事故的危害及中性线重复接地的作用

图1中未设置中性线重复接地，当供电干线N在A点发生断线故障时，原接于单相线路的电器1、2、3由于 A 点断路，分别接于 L1、L2、L3两相间，故障电流Id如图一虚线箭头所示形成通路，原1、2、3单相220V设备将承受接近线间电压380V，单相用电设备由于过电压烧毁。由于供电系统电缆N断线或变压器处N干线断线或接触不良而烧毁家用电器的工程实例不可胜数。为预防这一事故发生，对于TN接地系统的工程，在三相四线或五线供电时在电源进线处，N线应做重复接地。

图2中当在电源进线配电箱处设置了中性线重复接地后，A点断线后，由于重复接地的作用，抑制了A点设备处N线电位升高，故障电流Id通过相线-设备-重复接地体-电源形成通路。当故障电流达到电源处保护开关动作电流时，开关动作切断故障回路电源，而此时设备承受电压接近单相电压，不会烧毁单相用电设备。但如果故障回路的阻抗较大时，故障电流较小，如电源处保护开关接地故障整定电流值不合适时，就不能迅速切断或发现（可动作于报警信号）故障回路，使线路带病工作。

可见中性线重复接地能够抑制负荷侧中性点电位漂移，降低故障持续时间和接触电压。能够预防由于接地点前供电干线中性线断线或接触不良，而造成接地或接零设备外壳电位升高发生电击危险或烧毁单相用电设备事故的发生。

3 预防中性线电位升高和断线事故的措施

在低压供配电系统设计中应根据变配电室位置，供电电缆规格、供电距离及接地保护形式，通过计算合理选择供电系统保护开关的接地故障整定值。应根据工程的进线形式和进线方式，合理选择中性线重复接地点在住宅工程中的位置，由于接地点越靠近用电设备对供电干线保护范围越大，对N干线断线时抑制用电设备处N线电位升高越有利，因此将N线重复接地点设置在三相与单相分解处（对于住宅工程一般为用户总集中计量箱处）是合理的。对于单相供电线路，不允许N线与接地进行连接，否则不能及时发现N线断线故障而造成单相设备带病工作，存在安全隐患。另外“住宅建筑电气设计规范”自2012年4月1日实施，第6.3.2条规定“每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器。”在用户端电压高于或低于相电压的一定范围，影响家用电器正常工作时，及时切断电源，目的是预防T-CS、TN-C和TT系统中当N干线发生断线等故障时，造成电位偏移烧毁单相用电设备引起火灾，甚至会危及人身安全。

在施工过程中要保证安装质量，保证保护电器灵敏性和可靠性，尽量减小N、PE干线、支线的阻抗，增大接触面积，减小接触电阻。尤其在配电箱、柜等设备安装过程中应注意以下几点：

3.1 各开关规格型号是否符合设计要求，漏电开关的漏电电流和动作时间是否符合设计要求；

3.2 N、PE汇流排是否设置齐全，规格是否满足规范和设计要求；

3.3 N、PE支线是否单独由干线放射式引出，连接是否可靠，有无串联现象；

3.4 N线重复接地是否按设计要求设置，连接线截面是否按进线电缆截面配合选取，N、PE线截面应满足最小截面要求；如表1：

3.5 导线、电缆连接处是否有缩径，配件不匹配增加回路阻抗等现象，尤其对N线及其重复接地进行重点检查。

在运行过程中应注意观察系统是否有异常现象出现（比如N线带电、电气设备达不到额定功率等），经常检查和维护及早发现和排除N干线断线或接触不良故障。只要保证配电箱（柜）内三相四线供电的N干线不发生断线或接触不良事故或即使发生该事故，保护开关也能够及时发现和切断故障回路，就不会使设备长时间带病工作造成事故，可见保证供电系统中性线连接可靠性和设置中性线重复接地对保护住宅工程中单相电器设备至关重要。

表1

4 中性线重复接地和等电位联结对接触电压的影响

如图3某六层住宅工程，层高3米，电源进线处设置了总等电位联结，每户浴室设置局部等电位联结，线路规格和长度标于图3上。

经查《工业与民用配电设计手册》第三版相关数据知 BV-2.5mm2铜芯导线电阻为 8.36Ω/km，BV-10mm2为 2.04Ω/km，YJV-4x50mm2电缆为 0.435Ω/km。如浴室内发生单相接地故障，忽略线路电抗，定量计算下列各种情况A处的的接触电压，原始计算数据如下：U=220V，Z2.5=8.36×5×10-3=41.8mΩ，Z10=2.04×3×5×10-3=30.6mΩ，Z50=0.435×10×10-3=43.5mΩ。

4.1 未设置等电位联结，中性线在入户配电箱处进行了重复接地故障电流Id=U/ΣZ=220/[(41.8+30.6+43.5)×2×10-3]=949A，人体A处的接触电压为故障电流流经AB、BC和CD段PE线上的压降之和即Ut=UAD=UAB+UBC+UCD=949×(41.8+30.6)×10-3+949×43.5×10-3/(10+4+43.5×10-3)=69V高于安全电压50V，如无重复接地则 Ut=UAE=UAB+UBC+UCE=949×(41.8+30.6+43.5)×10-3=110V，可见设置重复接地能够降低接触电压但效果不明显，接触电压均在安全电压以上，不能有效保证人员不发生触电事故。

4.2 在电源进线处设置总等电位联结

人体A处的接触电压为故障电流流经AB和BC段PE线上的压降之和即Ut=UAD=UAC=(41.8+30.6)×949×10-3=69V，亦大于安全电压 50V。

4.3 由本层户配电箱引局部等电位联结线的局部等点位联接 Ut=UAF=UAB=949×41.8×10-3=40V，低于安全电压50V。

4.4 浴室内应设置直接连接插座PE线的局部等电位联接

如设置就近连接浴室内插座PE线的局部等电位联结则接触电压仅为故障电流在设备2米PE线上的压降即 Ut=949×2×8.36×10-3=16V远小于安全电压50V，不会造成电击事故。通过上面的计算结果可见，等电位联结对于限制接触电压，降低电击危险是有效的。

对于浴室等潮湿场所设置的局部等电位联结，要满足接触电压不超过25V的规范规定，应采用就近连接的局部等电位，尽量缩短连接线长度减小PE线阻抗。新颁布的“住宅建筑电气设计规范”于2012年4月1日实施，其中第10.2.2条规定：局部等电位联结应包括卫生间内金属给水排水管、金属浴盆、金属洗脸盆、金属采暖管、金属散热器、卫生间电源插座的PE线以及建筑物钢筋网。对卫生间局部等电位联结的对象，有了更明确的规定，另根据国家标准图集“等电位联结安装”说明部分关于浴室的局部等电位联结：如果浴室内原无PE线，浴室内的局部等电位联结不得与浴室外的PE线连接，因PE线有可能因别处的故障而带电位，反而能引入别处的电位，如果浴室内有PE线，浴室内局部等电位连结必须与该PE线相连。说明了局部等电位联结只允许连接浴室内插座PE线的原因。设计和施工过程中应注意具体做法。

中性线进行重复接地的主要作用是，抑制中性线电位漂移，防止中性线电位升高后烧毁单相用电设备事故的对发生。对接触电压的影响不大，而等电位联结是TN系统降低接触电压的有效途径。两者在住宅工程中的作用不可相互替代。因此在住宅工程中，对于变压器位于建筑外采用TN-C系统三相四线制进线的工程，中性线重复接地应设置在入户配电箱或集中表箱处，且自此处后PE线与N线严格分开，变为TN-C-S系统，N线不允许再接地，为保证PE线的零电位，尽可能使PE线与地进行多处连接。对于变压器位于建筑内的工程，采用TN-S和TN-C-S系统，为降低接触电压，满足不同场所对接触电压限制的规定，进行总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结等，并保证连接的有效、耐，保证用电安全。

[1]中国建筑标准设计研究院（编）.住宅建筑电气设计规范[Z].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]中国航空工业规划设计研究院(编).工业与民用配电设计手册[Z].北京:中国电力出版社,2005.

[3]中国建筑标准设计研究院(编).等电位联结安装[Z].北京:中国计划出版社,2006.