常见问题

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弱电系统接地的设计原则及常用的接地
时间: 2019-05-05 08:25 浏览次数:
一、弱电系统接地的设计原则 弱电系统中各电子设备分属不同的子系统,由于这些设备工作频繁、抗干扰能力和功能各不同,对接地的要求也不同。弱电系统接地设计的原则要注意如下要求:
       一、弱电系统接地的设计原则
       弱电系统中各电子设备分属不同的子系统,由于这些设备工作频繁、抗干扰能力和功能各不同,对接地的要求也不同。弱电系统接地设计的原则要注意如下要求:
       (1)电子设备的信号接地、逻辑接地、防静电接地、屏蔽接地和保护接地一般合用一个接地极,其接地电阻不大于4Ω;当电子设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时,其接地电阻不大于1Ω。
       (2)对抗干扰能力差的电子设备,其接地应与防雷接地分开,两者相距在20m以内。
       (3)对抗干扰能力强的电子设备,直接地与防雷接地的距离可酌情减小,但不宜低于5m。
       (4)当电子设备与防雷接地采用共同接地装置时,两者为避免雷击时遭受反击和保证设备安全,应采用埋地铠装电缆供电(电缆屏蔽层必须接地)
       (5)电路利用大地作回路,起着工作回路的作用。工作接地一般不利用其他自然接地体,例如金属上下水管、暖气管、煤气管、建筑物构架等。工作接地电阻值应小于等于4Ω。
       (6)为了人身和设备的安全,利用大地建立统一的参考电位。保护接地引线必须是专用的,而且都是单独地从保护接地母线直接引出。保护接地电阻值应小于等于10Ω。
       (7)为了人和物的安全,防止雷电流的危害。各类防雷接地装置的接地电阻,一般应根据落雷时的反击条件来决定。防雷接地电阻值应小于等于10Ω。
       (8)为了防止静电引起的灾害,把管道或设备进行接地。防静电接地要求在洁净干燥的环境中,所有设备外壳及室内设施必须均与PE线多点可靠连接。防静电接地电阻值应小于等于10Ω。
       (9)独立的交流工作接地电阻值应小于等于4Ω。
       (10)独立的直流工作接地电阻值应小于等于4Ω。
       (11)建筑物防雷装置散流电阻、供配电系统强弱电接地共用时,其接地电阻值应小于等于1Ω。
       (12)系统工艺地电阻值应小于等于4Ω。
       (13)以减小或消除同系统中不同性质的接地(如防雷地、工作地、外壳接地、防静电地,信号地等)之间的电位差为目的,选用适当的布线方式。
       (14)根据地网所在地的接地电阻土层分布等地质情况,尽量进行准确设计。
       (15)运动场馆中的图像信息接地系统应为一独立系统,不能与电力系统的地网、防雷地网、建筑物基础以及发射天线和接收天线的接地网等相连。
       (16)不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网及电缆金属护层作接地线。
       (17)室内设备应尽量置于远离建筑物避雷网的引下地金属体
       (18)共用接地系统的接地电阻应满足各种接地中最小接地电阻的要求。
       (19)直流地、交流地和保护地虽然最后都接在同一地线总汇流排上,但是这并不意味着各种地之间可以任意连接。按照相关要求在其未接入前,地线之间应保持严格的绝缘。因此,通信大楼的地线设计应合理安排地线系统的拓扑结构,建筑防雷地应直接连接到地网,设备的工作地在地线总汇流排单点连接后汇集到地网信号设备接地装置。
       (20)信号设备的各种地线不得与电力线、房屋建筑和通信地线合用。
       (21)同一地点相同性质的信号地线才可以合用。
      (22)接地装置的接地电阻值越小越好,合用时必须小于1Ω。
      (23)接地线不应作其他用途。
      二、接地体和常用的接地
       1、接地体
       接地体分为水平接地体、垂直接地体。
       (1)接地体材料常用镀锌钢材和铜板材料,最好采用铜板材料。
      (2)接地体垂直埋设时埋设深度为0.5~3m,水平延伸1~15m。
      (3)接地体的引接线长度越短越好,电阻越小越好,有利于雷电流的扩散。
      (4)垂直接地体的埋设深度并不是越深越好。垂直接地体的最佳埋设深度不是固定的,在设计中应按接地网的等值半径、区域内的地质情况来确定,一般取1.5~2.5m间为宜。
      2、常用的接地
       (1)不等长接地体。不等长接地体,即为各垂直接地体的长度各不相等。在接地体的布置上采取垂直接地体,布置为两长一短或一长两短,以使接地体组间的屏蔽作用减小到最小限度。不等长接地体技术从理论上到实践中应用,都较好地解决了多个单一接地体间的屏蔽作用问题,提高了各单一接地体的利用系数,降低了接地体组的散流电阻。
       (2)中性点直接接地。电气设备在正常工作情况下,不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接都称为接地,前者为工作接地,后者为保护接地。配电变压器低压侧的中性点直接接地,则此中性点称为零点,由中性点引出的线称为中性线。用电设备的金属外壳直接接到中性线上,称为接零。在接零系统中,如果发生接地故障即形成单相短路,使保护装置迅速动作,断开故障设备,从而使人体避免触电的危险。
       (3)独立接地系统。独立接地系统将系统的直流地(逻辑地)与交流工作地、安全保护地及防雷地、供电系统地相互独立。为了防止雷击时反击到其他接地系统,还规定了它们相互之间应保持的安全距离。采用独立接地方式的目的,是为了保证相互不干扰(当出现雷电流时,仅经防雷接地点流入大地,使之与其他部分隔离起来)。有关规范提到若把直流地(逻辑地)与防雷地分离时,其间距离应相距15m左右。在不受环境条件限制的情况下,采用专用接地系统也是可取的方案,因为可避免地线之间相互干扰和反击。
       (4)防雷接地。为使雷电浪涌电流泄入大地,使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害,所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分和金属护套、避雷器以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。防雷接地装置包括避雷针、避雷带、避雷线、避雷网、接地引下线、接地引入线接地汇集线、接地体等。为防止反击,以往的防雷规范对防雷接地与其他接地之间提出一整套限制措施,即规定两类接地体和接地线之间的最短距离。在有些情况下间距无法拉开到规定值时,则要采用严密的绝缘措施。
       防雷接地应按GB50057~-2010《建筑防雷设计规范》执行。由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响,所以在制作接地体时一般采用40mm×40mm的角铁,每根长2.5m,间距约5m垂直打入地下,顶端距地面为0.5~1.0m,顶端再用40mmX40mm左右的扁铁全部焊起来,构成一个统一的接地系统。
       防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格,电子系统的低频信号工作接地应采用单点接地系统,在整个建筑物内应为树干式接线布置,各层或各段的低频信号工作接地均应直接接到单点接地板上,不得形成环路。单点接地系统不应与用作防雷引下线的柱子平行,以防强磁场干扰。由于是利用建筑物结构钢筋作屏蔽,因此必须采用综合共同接地方式,即将防雷接地电源的工作接地、各种装置的外壳、铁管外皮和高锁电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础上或室外接地装置上。为避免杂散电流,单点接地系统必须采用绝缘线,其主接地板必须置于建筑物的最底层且直接与基础或室外接地装置连接。各层单点接地系统的区域接地板或终端接地板如需要与综合共用接地系统的装置接地板连接,应在它们之间加装不大于直流300V的放电管或压敏电阻,综合共用接地的电阻一般应在1Ω以下。对于特殊的电子设备,可在0.5Ω以下。确定接地电阻时,应考虑各种设备对接地电阻值的要求,在所要求的各种阻值下应取最低值。
       (5)低压供电系统接地。在低压220V/380V供电系统中,应采用三相五线(TNS系统,以便于装置接地(PE)线和中性(N)线分开,PE线应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲,建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电或引入,所用电缆应为铠装电线或同轴电缆且外皮两端均要接地。
       (6)防雷等电位联结。等电位联结的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统,以及在各防雷区内部的金属部件和系统,都应在防雷区交界处作等电位联结。应采用等电位联结线和螺栓紧固的线夹在等电位联结带作等电位联结,而且当需要时应采用避雷器作暂态等电位联结。
       (7)直流系统的接地。需要接地的直流系统的接地装置应符合下列要求:
       ①能与地构成闭合回路且经常流过电流的接地线应沿绝缘垫板敷设,不得与金属管道、建筑物和设备的构件有金属的连接。
       ②在土壤中含有在电解时能产生腐蚀性物质的地方,不宜敷设接地装置,必要时可采取外引式接地装置或改良土壤的措施。
       ③直流电力回路专用的中性线和直流两线制正极的接地体、接地线不得与自然接地体有金属连接。当无绝缘隔离装置时,相互间的距离不应小于1m。
       ④三线制直流回路的中性线宜直接接地。
       (8)交流电气设备的接地。
       ①交流电气设备的接地可以利用下列自然接接地体
       a、埋设在地下的金属管道,但不包括有可燃或有爆炸物质的管道。
       b、金属管井(管)。
       c、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构。
       d、水工构筑物及其类似构筑物的金属管、桩
       ②交流电气设备的接地线可利用下列接地体接地
       a、建筑物的金属结构(梁、柱等)及设计规定的混凝土结构内部的钢筋
        b、生产用的起重机的轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等金属结构。
       C、配线的钢管。
       ③接地装置宜采用钢材。接地装置的导体截面应符合热稳定性能和机械强度的要求,但不应小于规范所列规格。大中型发电厂、110kV及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置应采用热镀锌钢材,或适当加大截面。在地下不得采用裸铝导体作为接地体或接地线。
       (9)联合接地。
       电信局(站)各类电信设备的工作接地、保护接地以及建筑防雷接地共同合用一组接地体的接地方式称为联合接地方式。根据电信工程需要,交直流电源系统和建筑物防雷等都要求接地,各种接地的分类一般可分为工作接地保护接地和防雷接地,工作接地又可分为直流工作接地和交流工作接地。
       出入局(站)的交流低压电力线路应采用地埋电力电缆,其金属护套应就近两端接地,低压电力电缆长度宜不小于50m,两端芯线应加装避雷器。通常将通信电源交流系统低压电缆进线作为第一级防雷,交流配电屏内作为第二级防雷,整流器输入端口作为第三级防雷,这是通信电源系统防雷的最基本要求。



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