均压带(也称为均压环、均压网格、均衡导体)在电力系统、防雷接地系统和一些其他领域(如电磁屏蔽)中扮演着至关重要的角色。它的核心作用是均衡地表或设备不同点之间的电位(电压),从而最大限度地减小危险的电位差。
具体来说,均压带的主要作用包括:
1. 防止跨步电压和接触电压触电:
这是均压带最重要的安全功能。
当发生接地故障(如设备外壳漏电、线路短路落地)或雷电流通过接地系统泄放入地时,巨大的电流会在接地体周围土壤中产生电压降,导致地表不同点之间出现电位差。
跨步电压: 人行走时,两脚之间(通常取0.8米距离)产生的电位差。如果此电压过高,电流会流过人体双腿,造成触电。
接触电压: 人站立在地面上,手接触到故障设备外壳或金属构件时,手与脚之间产生的电位差。同样可能造成严重触电。
均压带的作用: 通过在人员可能活动的区域(如设备周围、入口处、通道下方)铺设密集的网格状或水平环状的均压带(通常埋深0.5-0.8米),并与主接地网可靠连接,可以强制性地将该区域内地表的电位“拉平”,使得区域内任意两点之间的电位差变得非常小(远低于安全限值),从而有效避免人员遭受跨步电压和接触电压的危害。
2. 改善接地系统的电位分布:
在复杂的接地网中,特别是大型变电站或发电厂,电流注入点附近的电位升高最明显,远离注入点则电位较低。这种不均匀的电位分布不仅带来触电风险,也可能影响设备运行。
均压带(尤其是作为接地网主体的水平网格)能够将接地体互连起来,形成一个低阻抗的等电位面,使得整个接地区域内的电位分布更加均匀,减小局部的高电位梯度区。
3. 降低接地电阻和冲击阻抗:
虽然均压带本身增加导体数量有限,但通过密集的互联,它增加了接地体与土壤的接触面积,为雷电流或故障电流提供了更多平行的泄放路径,有助于降低整个接地系统的工频接地电阻,特别是对高频雷电流的冲击阻抗,使得电流能更快、更均匀地泄放入地。
4. 分流作用:
在雷击或大短路电流情况下,均压带网格可以将巨大的电流分散到更广阔的区域和更多的接地导体上,避免电流过度集中在少数路径上,从而降低局部发热和可能引起的危险(如土壤气化、爆炸)。
5. 提供等电位连接平台:
均压带(特别是室内或设备附近的)为需要接地的金属设备外壳、构架、管道、电缆屏蔽层等提供了一个公共的、电位相等的连接点。将它们都连接到这个等电位平台上,可以消除设备之间的电位差,防止因电位差引起的放电、或设备损坏。
均压带的核心作用是强制性地均衡地表或设备附近不同点之间的电位,将危险的电位差(跨步电压、接触电压)减小到安全水平以下,从而最大限度地保护人身安全和设备正常运行。 它是电力系统、防雷工程中实现等电位连接、保障安全的关键措施之一,尤其在人员活动频繁的区域和重要设备附近必不可少。
应用场景举例:
变电站: 整个控制室、开关室、设备区下方通常铺设铜排构成的密集接地网格(均压网)。
避雷针/避雷线塔基周围: 设置环形均压带,防止雷电流入地时在塔基附近产生危险跨步电压。
建筑物入口处: 在电缆、管道进入建筑物的位置附近埋设均压带。
电力设备(变压器、开关柜等)基础周围: 铺设均压带并与设备接地端子可靠连接。
微波塔、通信基站: 在铁塔周围和机房内铺设均压网格。
均压带是保障电力设施安全运行和人员生命安全不可或缺的基础设施。