Thinking Resulted from an Heated Equipotential Bonding Conductor Fault

Fei Yaozhong Li Rongmao（China Shipbuilding NDRI Engineering Co., Ltd.，Shanghai 200063，China）

 

2008 年，南方某大型新建船厂边建设边生产，其间，发生了一起等电位联结线烧红的故障。施工单位认为是焊接通用地坪（见图 1）与吊车轨道之间的 Φ 12 接地圆钢（见图 2）截面太小的缘故；而事实上，特种作业人员（金属焊接、切割作业属特种作业）在尚未验收的焊接通用地坪上焊接，由于回流不畅，焊接电流流经阻抗相对较小的等电位联结线（图 2 中的 Φ 12 圆钢）返回，等电位联结线不堪电流热效应，才是事件的主要原因。通用地坪由 1 m 见方，纵横交错，顶截面为 100 mm × 10 mm 的 T 型钢网格组成，焊接工件放置于通用地坪上，电焊机的接地回流线就近接至通用地坪的 T 型钢网，形成回流通路。

如果在船厂合格的通用地坪上生产作业，想必不会出此故障。

这起故障引发了笔者的如下思考：

a. 务必使焊接电流通路畅通无阻、便捷地返回电焊机。TN - C - S 系统的保护导体和中性导体之所以从某点分开后不应再合并，且中性导体不应再接地，就是不使中性线电流失控、通过不正规的并联通路返回电源，这部分中性线电流被称作杂散电流，可能引起诸多电气灾害［1、2］。在上述事件中，如利用通用地坪作回流通路，电焊机与焊接工件就应搁置在同一通用地坪之上，不得搁置在不同的通用地坪之间，或半搁置在通用地坪上半搁置在吊车钢轨及辊道上。而上文中通用地坪的所谓“尚未验收”，在笔者看来就是返回电流路径失控的代名词。交流弧焊机回流线示意，见图 3。由于焊接回流大，对于型材的载流量来说，不是什么都可以利用作为回流线的！如扁钢的载流量就仅为相同截面铜母线的1 / 6 ～ 1 / 4。

b. 不要因为边建设边生产，而疏于验收和对特种作业人员的管理。

c. 专业用语的不准确是事故的另一个原因，颇值一提。通用地坪内的钢材、钢筋的电气连接叫连接，而各通用地坪之间，以及通用地坪与吊车轨道，与建筑物基础钢筋之间的等电位联结，也千篇一律地以“连接”称谓，不仅施工人员会迷糊，就是设计人员也不见得能清醒到哪儿去。

参考文献［3］将两个导体人为地使其接触，以满足导电的要求，称为“连接”；“联结”也是一种“连接”，但其作用主要是传递电位而非传送电流。

在本起故障中，现场施工人员认为等电位联结就是各通用地坪之间，通用地坪与吊车轨道, 以及与车间建筑物基础钢筋之间的电气连接，所以随意搭接就形成等电位联结，而未严格按照等电位联结要求实施。正是由于使用了不合格的通用地坪，才诱发了本起故障。

d. 严禁利用等电位联结线作载流导线，兴许是老生常谈，缘其本身在正常情况下不载流的特性，其导体截面的选择仅需考虑机械强度和腐蚀因素，而无需考虑载流量。

然而，有的施工人员见搭接线截面较大（通用地坪与吊车轨道搭接线有的为扁钢 - 40 × 4），或只见眼前的外露可导电部分的大截面而不见搭接线（有可能暗敷）的小截面，随即将上述选用原则抛之于九霄云外，故PE 线（Protective conductor）、等电位联结线（Equipotential bonding conductor）各自的功能和选用要求 ［3］，仍需时常温故而知新。

上述等电位联结线烧红故障发生之后，该船厂曾发文禁止所有车间的吊车路轨与焊接地网之间实行连接，不料顾此失彼，却又违反了《 低压配电设计规范 》 （GB 50054 - 95）第 4 . 4 . 5 条对辅助等电位联结的要求。

无独有偶，另一新建大型船厂也曾要求设计人员加大通用地坪与地面辊道、门吊轨道等连接线的截面，以供焊接回流。其中隐含的问题却是使得等电位联结线兼作了工作载流线，造成用钢量的无谓增加。而设计人员未经深思熟虑即照办，恐也难辞其咎。

参考文献

1   王厚余. 低压电气装置的设计安装和检验. 第二版.北京：中国电力出版社，2007：8.

2 （美）奥瑞利 著. 沙斐 等译. 北京：电子工业出版社，2004：8，10，252，253.

3   王厚余. 建筑物电气装置 500 问. 北京：中国电力出版社，2008：17.

4   I E C 电工 电子 电信英汉词典. 北京：中国标准出版社，2004：84，529.