等电位连接器是电气系统中用于平衡不同区域、设备或导体之间电位差的关键装置,其核心功能、工作原理、应用场景及选型原则如下:
一、核心功能
1.防电击保护:在漏电或人体接触带电体时,等电位连接器能迅速平衡电位,降低接触电压,减少触电风险。例如,在浴室场景中,通过LEB端子箱实现金属件等电位联结,国标要求独立保护且连接电阻≤3Ω。
2.防雷保护:通过将建筑物的金属结构、设备外壳等与大地连接,等电位系统能有效泄放雷电流,避免雷电引起的高电位差。例如,高层建筑通过环形接地体避免雷电反击,风力发电机叶片与塔筒连接可防电弧灼烧。
3.电磁兼容性提升:减少电磁场在不同导体间产生的感应电压,改善电气系统的电磁兼容性。例如,数据中心将服务器机柜与屏蔽罩连成等电位网络,MRI设备屏蔽室连接避免图像畸变。
4.设备防护:地下管道跨接等电位连接器可减少电化学腐蚀,船舶系统连接船体与海水管系可抵御海水侵蚀。
二、工作原理
等电位连接器内部由一定间距的两个电极组成绝缘腔。当雷击发生时,在过电压的作用下,绝缘腔体内会发生气体放电,两电极之间由隔离状态转变为临时电气导通,从而保护设备。其核心在于创建一个低阻抗通道,使电流能够自由流通,保证各个连接点间的电位均衡。
三、应用场景
1.建筑领域:高层住宅、商业综合体、办公大楼等建筑物通过布置接地网,利用结构钢筋作接地体,结合防雷带形成等电位连接,保证电气设备安全。
2.工业领域:石化工厂、冶金车间、危险化学品仓库等采用独立的防雷接地系统与金属设备外壳、金属管道进行等电位连接,防止雷电引发火灾或爆炸。
3.通信领域:IDC数据中心、5G通信基站、机房等建立完善的等电位连接网络,确保服务器、通信设备在雷击时保持同一电位,防止数据丢失或设备损坏。
4.交通领域:地铁、轻轨、机场航站楼等通过钢轨、接触网、控制设备等的等电位连接,降低雷电感应干扰,保障轨道交通与航空设备的安全运行。
5.能源领域:在光伏组件与逆变器之间、逆变器与接地网之间进行等电位连接,防止雷电流损害设备,提高系统可靠性。
四、选型原则
1.依据接地系统容量与电流通流能力:
1.一般电气设备:≥30kA,≥16mm²,标准铜排压接型。
2.工业机柜/控制柜:≥60kA,≥25mm²,多孔式铜排。
3.电力开关柜:≥100kA,≥50mm²,重载连接器。
4.信号设备:≥10kA,≥6mm²,插拔式/小型连接器。
2.依据应用需求、结构形式、安装方式:
1.螺栓或夹持结构压接型:多为U型、T型、十字型,安装简便,适用于室内外大多数接地连接场景。典型产品包括铜质多功能接地夹、不锈钢压接件,常用规格适配Φ6mm~Φ20mm圆钢或40×4mm扁钢。
2.熔焊、热熔焊接型:将不同金属构件通过熔焊、热熔焊接等方式进行永久性连接,连接电阻小、机械强度高,适用于永久性防雷系统。适用场景包括地下钢筋与扁钢、基础接地系统焊接,但必须进行热镀锌或防腐处理。
3.带检测端口型:带有检测端口,可接入等电位测试仪表,便于维护和检测接地电阻。应用领域包括医院、实验室、风电设备箱、信息机房等关键场所。
4.高防腐型:采用316L不锈钢或热镀锌防腐处理,带有绝缘保护套,用于高湿、高盐雾、高腐蚀性区域(如海边风电、输水泵房等)。
5.导轨安装型:带有导轨安装底座,可实现多回路集中接线。
3.依据环境适应性:
1.爆炸危险场所:选用无火花插接式连接器。
2.腐蚀环境:采用防护涂层或导体绝缘包裹。