总等电位联结系统中燃气管道的做法.doc

总等电位联结系统中燃气管道的做法总等电位联结系统中燃气管道的做法总等电位联结系统中燃气管道的做法引言等电位联结是近几十年来国际上推广的电气安全措施 所谓总等电位联结 (mainequipote ntial bonding ，简称 MEB) 是将建筑物内的下列导电体汇接到进线配电箱近旁的接地母排 (总等电位联结端子板 )上而互相联结： [1](1)PE 线(它通常指一回路中用于设备接地的导线 )、PEN 干线 (指兼有 PE 线和中性线作用的回路导线 )；(2)电气装置接地极的接地干线；图1总等电位联结系统图示例(3)建筑物内的水管、燃气管、采暖和空调管道等金属管道；(4)条件许可的建筑物金属构件等导电体自户外引入的上述管道应尽量在建筑物内靠近入口处进行联结，如图 1所示需要说明，联结也是一种电气连接， 但它并非用于载流， 而是用以取得相等的电位根据《低压配电设计规范》 GB50054-95 中第4．4．4条(强制性条文 )要求，采用接地故障保护时，应将建筑物内导电体 (其中包括燃气管道)作总等电位联结其目的在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。

接地故障是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，它包括相线与大地、 PE 线、 PEN 线、配电和用电设备的金属外壳、敷线管槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、 通风等管道以及金属屋面、 水面等之间的短路 当发生接地短路时， 在接地故障持续的时间内，与它有联系的电气设备的金属外壳和金属管道、结构等装置外可导电部分相互间存在故障电压， 此电压可使人身遭受电击， 也可因对地的电弧或火花引起火灾或爆炸， 造成严重生命财产损失单一的切断接地故障保护措施因保护电器产品的质量、 电器参数的选择和其使用中的变化以及施工质量、维护管理水平等原因，其动作并非完全可靠 且保护电器尚不能防止由建筑物外进入的故障电压的危害， 因此 IEC 标准和一些技术先进的国家都规定在采用此种保护措施时，还应采取总等电位联结措施， 以降低人体受到电击时的接触电压，提高电气安全水平此条文目前被列为北京市施工图审查工作中重点审查内容之一， 因此在该总等电位联结系统中燃气管道的做法成为急待解决的问题1 在总等电位联结中燃气管道做法的理论依据1． 1国内的有关规定《等电位联结安装》 02D501 —2在等电位联结的安装要求中指出： “为避免用燃气管道做接地极，燃气管入产后应插入一绝缘段， 以与户外埋地的燃气管隔离。

为防雷电流在燃气管道内产生火花，在此绝缘段两端跨接火花放电间隙， 此项工作由煤气公司确定 ”[2]在上述要求中有两处需要解释一下，其一，与大地接触的金属导体为接地体， 如将此接地体赋以一定的电的作用， 例如用于工作接地或保护接地，它将汇集电流或传导电位， 则称作接地极其二，火花放电间隙是电涌保护器 (surge prot ective device 简称 SPD) 中的一种类型，是用于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件1． 2国外标准的有关规定(1)IEC61024 —1—2的第 3．3．7条规定：“如果金属管置于土壤中并接到等电位连接系统和接地系统上， 如果管道材料不绝缘， 管道材料和接地系统导体材料应相同 具有油漆或沥青保护层的管道应视为非绝缘体 当无法使用相同的材料时，应通过绝缘段把管道系统与接到等电位连接系统上的设备段隔开 应通过放电间隙桥接绝缘段当为了对管道进行阴极保护而安装绝缘段时，也通过放电间隙将两个被隔离段连接 放电间隙应能传导大部分的雷电流 ”[3](2)IEC364 —5—54 ：1980(GBl6895 ．3—1997) 中第 542 ．2．6条规定：“除542 ．2．5条所述仅作供水用的金属管道外， 其他金属管道供应系统 (如可燃液体或气体等 )不应用作保护目的接地极。

[4](3)德国气水专业协会 DVGW 在1998 年7月颁布的德国工业标准 G459 ／1燃气进户管线技术规范工作手册中的 3．2．5．3绝缘件中规定 “在全金属进户管线中应安装绝缘件， 绝缘件必须是指定用于燃气的，并且必须做有相应的标志(“G”)若绝缘件安在楼内，必须具有较高的热负荷能力，并且必须做有相应的标志 (“GT ”)绝缘件在结构上也可以同主截止装置连接在一起由上述国内外相关规定可以看出， 进出建筑物的燃气管道，应在其进出线的室内管道上就近设置绝缘段，并通过放电间隙对绝缘段两端的管道进行搭接放电间隙的作用是传导大部分的雷电流，消除绝缘段两端电位差， 防止绝缘段被击穿或产生火花，具体做法见图 12 绝缘段和放电间隙的性能参数指标2． 1绝缘段绝缘性能的要求： [5](1)耐压试验：工频电压 (50Hz)2000V ，持续时间为 1分钟，在此期间不允许出现任何电击穿和电晕现象2)绝缘电阻测试：绝缘电阻应在 500k Ω以上(《绝缘法兰设计技术规定》 SY／T0516 —19 97中7．1．3的规定，绝缘接头的绝缘电阻通常均大于此值 )3)绝缘法兰还应做潮湿情况下的绝缘性能试验：在测试前将绝缘件在 20℃～ 25℃、相对空气湿度 93％～ 95％的环境中放置超过 48 小时。

待测绝缘件所占空间不应超出所处环境空间的十分之一将待测绝缘件从上述环境取出后进行绝缘电阻测试， 绝缘电阻应大于 100k Ω然后进行耐压测试，测试电压为工频 (50Hz)500V 在大约 10秒钟内，电压值就会升高到 2000V 保持该电压持续 1分钟在此期间绝对不允许出现任何电击穿和电晕现象2． 2放电间隙性能的要求： [6](1)放电间隙的雷电冲击电流试验等电位系统中的放电间隙应能传导大部分的雷电流，根据《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94(2000 年版 )，燃气调压站、燃气锅炉房、民用住宅楼、一般商业楼和公共建筑原则上均为二类防雷建筑物，二类防雷建筑物遭受雷击时，雷电流的幅值为 150kA ，雷电冲击波波形 t1／t2为：10／350 μs，其中 10μs 表示波头时间，即从10％峰值上升到 90％峰值的时间， 350μs 表示半峰值时间，即从波头始点到波尾降至 50％峰值的时间，参见图 2图2 雷参数定义 (短时雷击 )图3 进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配进入建筑物各种设施之间的雷电流分配可按以下方法确定： 全部雷电流 I 的50％流入建筑物防雷装置的接地装置，其另 50％，即 Is 分配于引入建筑物的各种外来导电物、 电力线、通信线等设施。

流入每一设施的电流 Ii 等于 Is ／n ，n 为上述设施的个数，按最不利的环境情况考虑，假设进入建筑物的服务性管线只有金属燃气管道、电力线路及金属水管，则： n=3 ，Is=I ／2 =150 ／2=75kA ，那么通过燃气管道的雷电流为Ii=Is ／n=75 ／3=25kA 因此放电间隙的放电电流应大于等于 25kA ，参见图 32)放电间隙的击穿电压 (50Hz) 应大于 1200 V、小于 2000V, 其中 1200V ，为工频故障电压， 2 000V 为绝缘段的耐压值其意义在于：放电间隙即要保护绝缘段不被击穿， 又要防止工频故障电流通过3)放电间隙还应符合《低压配电系统的电涌保护器 (SPD) 第1部分：性能要求和试验方法》GBl8802 ．1—2002 ／IEC61643 —1：1998 的有关规定 [7](4)放电间隙应采用防爆型，其外壳防护等级为 IP67 [8](IP 代码含义： 6—防止固体异物进入的等级为尘密； 7—防止进水造成有害影响的等级为短时间浸水 )2． 3绝缘段及放电间隙的类型绝缘段常用的有绝缘法兰和绝缘接头两种类型其中有一种绝缘接头带有内置的放电间隙，其泄放雷击浪涌电流的能力可达 50kA ，它的优点是结构简单，使用寿命长 (50年以上 )且免维护，缺点是外形尺寸比较大， 当室内空间有限时，安装较为困难。

这种绝缘接头在做完雷电冲击电流试验后， 要再测绝缘电阻， 并应进行强度及严密性试验在等电位系统中绝缘法兰要与外置的放电间隙组合使用， 放电间隙跨接在两片法兰之间，德国生产的一种防爆型放电间隙， 其泄放雷击浪涌电流的能力可达 100kA ，这种组合的优点是外形尺寸较小，安装方便，防雷效果好，缺点是绝缘法兰的绝缘体裸露部分较多， 易受潮老化，降低绝缘效果和密封性，使用寿命短，需要定期检测，不宜用于不允许停气检修的场所3 建筑物内燃气管道在总等电位联结中的作法3． 1绝缘段和放电间隙的选型(1)住宅楼：宜选用带有内置放电间隙的绝缘接头2)燃气锅炉房、商业用户及工业用户：应首选带有内置放电间隙的绝缘接头， 对于允许停气检修的用户， 当引入管管径较大、 室内安装空间不足时，也可选用绝缘法兰与外置放电间隙的组合形式3)燃气调压站：因站内调压间燃气进出线较多、安装空间有限、不便于停气检修，可不安装绝缘段及放电间隙， 站内燃气管道通过 EB 线(等电位联结线 )接至总等电位联结箱为了减少室外埋地燃气管道的微电池腐蚀， 建议站外闸井至调压间的埋地管道采用三层 PE 结构防腐，并在这段埋地管道上安装带内置放电间隙的绝缘接头，防止雷电流在闸井的法兰连接处产生电火花。

3． 2绝缘段和放电间隙的安装位置(1)对于地上引入方式，绝缘接头宜设置在引入管出室外地面后至穿墙入户之前的位置， 将抱箍设于室内燃气管道上， 再通过 EB 线接至总等电位联结箱 (见图 4)如采用绝缘法兰与外置放电间隙的组合形式， 则应安装在室内燃气总阀门之后，以便检修，绝缘法兰两端的燃气管道用放电间隙进行连接后， 通过 EB 线接至总等电位联结箱 (见图 。