爆炸性环境电气设备

接地与等电位连接

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核心目标：为何连接件如此关键？

连接件是导体与设备之间、或导体与导体之间的物理与电气接口。一个不可靠的连接点会带来致命风险：

1. 接触电阻过大： 连接松动、腐蚀会导致接触电阻增大，当故障电流或杂散电流通过时，会在该点产生异常高温，可能超过环境的温度组别（T1-T6），成为直接点火源。

2. 电火花： 松动的连接在振动或故障电流冲击下可能产生间歇性电弧。

3. 保护失效： 高阻抗的连接会使接地故障回路阻抗过大，导致保护电器（如断路器、熔断器）无法及时动作，使故障持续存在。

4. 静电积聚： 等电位联结不良，会导致金属部件间产生电位差，可能发生静电放电。

因此，对连接件的要求，核心就是创建一个低电阻、高机械强度、防腐蚀、防松动的持久性电气连接。

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连接件的一般技术要求

结合上述法规，连接件必须满足以下一般要求：

1. 结构要求

• 牢固的机械连接： 连接件必须能承受正常使用中所出现的机械应力、电动力和热效应，防止因振动、热胀冷缩而松动。

• 有效的电气接触： 设计应保证足够的接触压力和大面积的金属接触，以确保低的接触电阻。

• 便于连接与检查： 连接点应设置在便于安装、检查和维护的位置。

2. 材质与防腐要求

• 导电性： 连接件本体应使用高导电性材料，如铜或铜合金。

• 防腐能力： 连接件的材质应与导体及设备接地端子相匹配，或采取有效措施，防止电化学腐蚀。例如，铜与铝导体直接连接时，必须使用铜铝过渡接头或采取其他防电化腐蚀措施。

• 环境适应性： 在腐蚀性环境中，连接件应具有适当的防锈镀层（如镀锌、镀镍）或采用不锈钢材质。

3. 标识要求

• 清晰可辨： 接地连接件必须具有清晰、永久性的标识。通常使用 “〨”（接地符号）或字母代号“PE”进行标记。

• 颜色： 优先采用黄绿色进行标识，这是保护接地的国际通用色。

4. 连接工艺要求

• 导体的处理：

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• 对于多股绞合导线，强烈建议使用铜接线鼻（线耳）进行压接，以确保所有线丝被有效夹紧，防止散乱和接触不良。

• 导体与连接件接触的表面应清洁，无氧化层、油污或绝缘漆。

• 紧固与防松：

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• 必须使用弹簧垫圈、锁紧垫圈或锁紧螺母等有效的防松措施。

• 紧固螺栓应使用合适的工具（如力矩扳手）拧紧，确保压力均匀且达到规定力矩。

• 避免应力： 导线的固定应使得连接到端子上的导体不承受包括绞拧在内的应力。

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针对防爆环境的特殊要求

GB 3836.1-2021第16章对防爆设备提出了更具体的要求：

• 专用连接件： 电气设备内部和外部所需的专用接地端子或等电位联结端子应至少能连接一根标称截面面积至少为4mm2的导体。对于小型设备，可允许连接至少1.5mm2的导体。

• 端子规格： 外接地端子应具有与至少4mm2导体配合的尺寸。对于便携式或运行中可能移动的设备，可采用截面面积至少为1.5mm2的柔性导体和专用接地端子。

• 连接可靠性： 用于接地或等电位联结的连接件，其结构应能防止由于电蚀、机械磨损或松动而导致接触不良。连接件不得用于其他任何目的。

• 非螺纹金属接触件： 如果采用非螺纹型连接件（如插接式），其设计和安装应确保只有使用工具才能断开连接，并且接触压力不通过除陶瓷以外的绝缘材料来传递。

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施工与检验要点

1. 初始安装： 安装前检查连接件和导体是否完好、匹配。正确压接或连接后，按规定力矩紧固并做好防松处理。

2. 导通性测试： 安装完成后，必须使用低电阻测量仪（如微欧计） 测量接地路径的连续性，确保从设备外壳到接地母排之间的电阻值符合设计要求（通常要求远小于1Ω）。

3. 定期检查： 将连接件纳入日常和定期维护范围，检查有无腐蚀、过热变色、松动或机械损伤。

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相关法规与标准依据

以下国家标准是设计、选型和安装时必须遵循的强制性或权威性依据：

本文引用的核心法规与标准：

1. GB 3836.1-2021 《爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》

• 第16章“接地和等电位联结导体连接件” 对此有专门规定，是设备制造和连接的顶层设计要求。

2. GB/T 16895.3-2017 《低压电气装置 第5-54部分：电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体》

• 虽为推荐性国标，但其技术内容被广泛采纳，详细规定了保护导体的选择、安装和连接。

3. GB 50257-2014 《电气装置安装工程 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》

• 强制性工程规范，对施工现场的接地连接施工、验收提出了具体要求。

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