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等电位衔接是啥意思?等电位衔接和共用接地体系

2017-05-09 09:58分类:电工基础知识 阅读:

 

在防雷设备的设置上咱们通常比照留心外部防雷设备和内部的电涌维护,简略疏忽等电位衔接在雷电防护的首要效果。有时还特意设置独自的接地设备,独自的引下线,还过错的提出“共网不共线,分类接地网,不串不共用,一点接地法”的标语,一方面给计划施工添加了难度和增大了开支,另一方面违反了等电位的底子原理,会给被维护设备以及人身安全构成潜在的要挟。 1、底子概念

防雷等电位衔接——是将分隔的导电设备各有些用等电位衔接导体或电涌维护器(SPD)做等电位衔接。它包含在内部防雷设备中,其意图是减小修建物金属构件与设备之间或设备与设备之间由雷电流发作的电位差。防雷等电位衔接差异于电气安全的等电位衔接,最首要是将不能直接衔接的带电体经过电涌维护器做等电位衔接。

等电位衔接网络——是对一个别系的显露各导电有些做等电位衔接的各导体所构成的网络。

共用接地体系——是一修建物接至接地设备的悉数相互衔接的金属设备(包含外部防雷设备),并且是一个低电感的网形接地体系。

接地基准点——是一体系的等电位衔接网络与共用接地体系之间仅有的一点衔接点。

信息体系的等电位衔接:

各种办法的电子体系的运用在不断添加,这些体系包含核算机、通讯设备、操控体系等,在世界电工委员会的规范中将它们总称为信息体系。对信息体系的显露导电有些应树立等电位衔接网络,准则上一个等电位衔接网络不需求连到大地,但通常所思考的悉数等电位衔接网络都会有通大地的衔接。

信息体系的各金属组件(如各种箱体、壳体、机架)与修建物共用接地体系的等电位衔接有两种准则办法,见图13中的h和g。

图13中的h为S型等电位衔接网络,即星形构造或通称为单点接地;g为M型等电位衔接网络,即网形构造或通称为多点接地。

中选用S型等电位衔接网络时,该信息体系的悉数金属组件,除等电位衔接点外,应与共用接地体系的各组件有满意的绝缘(>十kV1.2/50μs)。通常,S型等电位衔接网络用于相对较小、束缚于有些的体系,悉数效劳性设备和电缆仅在一点进入该信息体系.本网络应仅经过仅有的一点(即接地基准点ERP)组合到共用接地体系中去。在此状况下,在各设备之间的悉数线路和电缆应依照星形构造与各等电位衔接线平行敷设,以防止发作感应环路。因为选用仅有的一点进行等电位衔接,故不会有与雷电有有关的低频电流进入信息体系,而信息体系内的低频搅扰源也不会发作大地电流。做等电位衔接的这仅有的点也是接电涌维护器以束缚传导来的过电压的抱负衔接点。

假如选用M型等电位衔接网络,则该信息体系的各金属组件不该与共用接地体系各组件绝缘。M型等电位衔接网络应经过多点组合到共用接地体系中去。通常,本网络用于延伸较大和开环的体系,并且在设备之间敷设很多线路和电缆,效劳性设备和电缆在几个点进入该信息体系。本网络用于各种高频也能得到一个低阻抗网络。这种网络所具有的多重短路环路对磁场将起到衰减环路的效果,然后在信息体系的邻近区使初始磁场削弱。

在凌乱体系中,两种型式(M型和S型)的长处可组合在一同。

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a—防雷设备的接闪器以及也许是修建物空间屏蔽的一有些(如金属房顶);

b—防雷设备的引下线以及也许是修建物空间屏蔽的一有些(如金属立面、墙内钢筋);

c—防雷设备的接地设备(接地体网络、共用接地体网络)以及也许是修建物空间屏蔽的一有些(根底内钢筋和根底接地体);

d—内部导电物体,在修建物内及其上的金属设备(不包含电气设备),如电梯轨迹,吊车,金属地上,金属门构造,各种效劳性设备的金属管道,金属电缆桥架,地上、墙和天花板的钢筋;

e—(有些)信息体系的金属组件,如箱体、壳体、机架;

f—代表有些等电位衔接带(单点衔接)的接地基准点(ERP);

g—(有些)信息体系的网形等电位衔接构造;

h—(有些)信息体系的星形等电位衔接构造;

i—固定设备的Ⅰ级设备(引入PE线)和Ⅱ级设备(不引入PE线);等电位衔接带:

k—首要供电力线路的、供电力设备等电位衔接用的总接地端(总接地带、总接地母线、总等电位衔接带)。也可用作共用等电位衔接带;

l—首要供信息线路和电缆用的、供信息设备等电位衔接用的等电位衔接带(环形等电位衔接带、水对等电位衔接导体,在特定状况下:选用金属板)。也可用作共用等电位衔接带。用接地线屡次接到接地体系上做等电位衔接(典型值为每隔5m连一次);

m—有些等电位衔接带:1-等电位衔接导体,2-接地导体,3-效劳性设备的金属管道,4-信息线路或电缆,5-电力线路或电缆;

Q—进入LPZ1区处,用于外来效劳性设备的等电位衔接(管道、电力和通讯线路或电缆)。

2、等电位衔接的设置方位

图11在标明LPZ差异的一同阐明晰做等电位衔接的方位。在《低压配电计划规范》GB50054-95中从电气安全的视点提出总等电位衔接,有些等电位衔接和辅佐等电位衔接的概念和办法。鉴于GB50054-95系强行性国标,是修建电气计划有必要遵从的,因而,将防雷等电位衔接与之联络是有利的。

1.总等电位衔接(MEB):GB50054-95第4.4.4条规矩总等电位衔接的导电体有:PE、PEN干线;电气设备接地极的接地干线;修建物内的水管,采温暖空调管道等金属管道(原文中含煤气管,世界规范中有规矩煤气管道不该直接衔接),条件答应的修建物金属构件等导电体。上述导电体宜在进入修建物处接向总等电位衔接端子。等电位衔接中金属管道衔接处应牢靠地连通导电。

内部防雷请求将外部防雷设备的外敷引下线(运用修建物内笔直钢筋为引下线的已含在修建物的金属构件中,无需再做衔接)在地下室或挨近地平线处与总等电位衔接端子衔接。这么能够消除在修建物上落雷时,雷电流I在接地电阻上发作大幅值的电压降IR,防止因引下线与修建物内金属有些或人体之间也许呈现的风险的电位差而致使跳击。

电源线路和信号线路上因雷电感应发作瞬态过电压,为维护信息设备,也要在入户处做总等电位衔接。因为电源线路上的带电导体和信号线路的芯线不能用导线直接衔接,此刻运用电涌维护器做等电位衔接。

准则上等电位衔接的方位应在雷电防护区的交界处,即进入修建物进口处,但有时被维护设备不用定会刚好设在交界处而是在其邻近,这时当线路能接受发作的电涌电压时,SPD可安在被维护设备处,而线路应在交界处做一次衔接。

在大修建物内也许有多个电源进线和多个接地母排(等电位衔接带),这些接地母排应相互连通,以完结全修建计划内的等电位衔接。在防雷等电位衔接中指LPZO与LPZ1区交界处的衔接。

2.有些等电位衔接(LEB):在高层修建物内装设电子设备,运用“共网不共线”,即运用一根设备专用引下线接至共用接地设备(网),会发作啥效果呢?由表2能够得知一根专用接地线在高频下其阻抗为:

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表225mm2铜导体在自在大气中的电阻和电抗

将信息体系的作业频率1MHz,专用引下线18m的R、ωL代入上式,阻抗高达近200Ω,因而当这个接地设备的阻抗既便很低(如小于1Ω)也是毫无意义的。

当在信息体系上设备电涌维护器时,在电涌维护器接受雷电流冲击而对地泄放时,被维护的信息体系设备绝缘接受的电涌电压为电涌维护器上的残压和其衔接线上的电压降之和,即:

U=Ures+L(di/dt)

其间残压Ures与电涌维护器的功用有关,di/dt为雷电流的陡度,L与专用引下线的长度成正比,专用引下线过长,悉数U值将偏大,而使设备损坏。因而在IEC60364-5-534中规矩,电涌维护器衔接线的全长不宜超越0.5m。而为了抵达这个请求,则有必要在设备地址楼层按S型或M型设接地基准点(ERP)或环型接地母排,并将其与修建物主钢筋衔接,抵达有些等电位衔接。在防雷等电位衔接中指LPZ1和LPZ2区交界处的衔接。

3.辅佐等电位衔接(SEB):GB50054-95第4.4.5条规矩:当电气设备或电气设备某一有些的接地毛病维护不能满意堵截毛病回路的时刻请求时,尚应在有些计划内作辅佐等电位衔接。当难以判定辅佐等电位衔接的有用性时,可选用下式进行校验:

R=50/Ia

式中:R---可一同触及的显露可导电有些和设备外可导电有些之间,毛病电流发作的电压降致使触摸电压的一段线段的电阻(Ω)。

Ia---堵截毛病回路时刻不超越5秒的维护电器动作电流(A)。

辅佐等电位衔接在防雷等电位衔接中首要指LPZ2和LPZ3交界处以及后续雷电防护区的交界处的衔接。

3、共用接地体系和电子设备的独立接地

电子设备接地技能是一讨论多年的疑问。在工程中常常遇到的有防雷接地、沟通作业接地、屏蔽接地、防静电接地、安全维护接地、直流作业接地(信号地、逻辑地)等。其效果可分为维护性接地和功用性接地二大类。如今咱们最关怀的是对功用地的维护。在电子信息设备的电路中,输入信息、传输信息、改换能量、拓展信号、逻辑运算、输出信号等一系列进程都是经过微电位或微电流敏捷进行的,且设备之间常经过互联网络进行作业,除需安稳的电源外,需要一安稳的基准接地址,又称为信号参看电位。如运用悬浮地不易消除静电,易受电磁场的搅扰而使参看电位改动。以往在实践作业中很多选用TN-C体系供电(俗称零地合一),50Hz的工频搅扰经由设备外壳,元件底板串入信息体系,使功用性(直流)地要与维护性地阻隔,(版权悉数)对防雷接地更是闻风丧胆要避而远之。可是跟着修建物面积和高度的增大,跟着城市修建的展开,功用性地与维护性地的别离已越来越艰难,一同运用多个接地体系必定在修建物内引入纷歧样的电位致使设备呈现功用毛病或损坏。因而选用等电位衔接和共用接地体系后,使信号接地不构成闭合回路,共模型态的杂讯不易发作,一同可消除静电和电场的搅扰,不易受磁场搅扰。共用接地体系已为世界规范选用,并逐渐在我国国家规范中推行。

1.供电体系的阐明:在低压配电体系中常用的型式有

TN型:体系中,电源有一点与地直接衔接,又可分为:

TN-C:在此体系中,悉数中性线(N)与维护线(PE)是合一的。

TN-C-S:在此体系中N线与PE线只需在变压器电力体系接地址衔接(即PEN线),进入修建物后N与PE不行衔接。

TN-S:在悉数体系中N线与PE线是分隔的,N线不接地。

IT型:在此体系中,电源与地绝缘或一点经阻抗接地,电气设备显露可导电有些则接地。

TT型:在此体系中,电源有一点与地直接衔接,负荷侧电气设备显露可导电有些衔接的接地极和电源的接地极无电气联络。

在《电子核算机机房计划规范》GB50174-93第6.1.9条规矩“电子核算机低压配电体系应选用频率50Hz,电压220/380V,TN-S或TN-C-S体系”。在GB50057-94有些修订条文(征求定见稿)中也提出“当电源选用TN体系时,从修建物内总配电盘开端引出的配电线路和分支线路有必要选用TN-S体系”。这是因为在一修建物内选用共用接地体系往后,若选用TN-C供电体系,会发作接连的工频电流及其谐波电流对设备的搅扰。搅扰来源于TN-C体系中“中性导体电流”(在三相体系中因为不平衡电荷在PEN线上发作的电流)分流于PEN线、信号沟通用的电缆的屏蔽层,基准导体和室外引来的导电物体之间。而选用TN-C-S或TN-S体系,这种“中性导体电流”仅在专用的中性导体(N)中活动,不会经过共用接地体系对设备发作搅扰。当然,在实践工程中常因为接地办法有疑问也许致使中性线(N)与地(PE)触摸,使体系悉数或有些又转回为TN-C体系,再度发作搅扰,这一点只能依托检查才干找出毛病的因素。

2.独立接地晦气于过电压维护

以往选用电子设备的独立接地在实践中确已消除了接连的低平噪声,但也有俄然发作的大灾祸作业。剖析这些作业得出,因为选用独立接地所以在雷雨气候条件下会有很高的电压加在核算机等信息设备上,而发作高电压的要素包含了直接雷击、雷电波沿线路侵入和雷电感应。

雷电直击修建物时,修建物接地设备和与之衔接的金属构件电位敏捷举高,相对而言,因为电子设备选用了独立接地,其电位未显着举高,这么存在一电位差和设备与修建物金属构造之间所存在的电容,使设备元件上所感应的电压高于其击穿电压。在雷云电荷的感应下,有时并不发作雷击也会因为修建物的感应电压经过上述办法影响到设备的元件。假如选用共用接地体系,电位差的疑问便得到了处理。

3.瞬态共地的损害

为了防止雷害和搅扰,我国一些电气设备图提出在防雷地、维护地和沟通地与电子信息设备的独立接地之间串连一FS-0.22型避雷器,国外商品中也有相似用处的放电空隙。(国外商品的首要用处是用于煤气管道与共用接地的衔接)。选用在两种田之间串接能在瞬态导通的器材其意图是:在正常作业状况下两种田是分隔的,不会有走漏电流对电子信息设备作业时必需的高频信号接地址零伏参看电位发作搅扰;而当雷击发作时,将运用FS-0.22避雷器将两种田瞬态导通以抵达等电位。(版权悉数)这种瞬态共地的作法不能确保电子信息设备的安全,相反却能导致雷击损坏风险。要素是在电源线上(含相线与中性线)可感应雷电瞬态过电压并传导到电子信息设备内,当这种瞬态过电压冲击发作后,即使FS-0.22作业导通,其残压也在上千伏以上,加上长长的衔接导线上的电压降,仍会对电子信息设备构成损害。这种瞬态共地在一些规程或图册中称为联合接地,有些规范出于在实践中无法完结独立接地而不得不选用联合接地的思考,还不恰当的将联合接地的接地电阻值规矩为不大于1Ω。

4、等电位衔接的资料和办法

IEC60536-2对等电位衔接导体提出如下底子请求:

1、耐受因为设备内部毛病电流也许致使的最高热效应及最大动应力;

2、具有满意低的阻抗,以防止各有些间显着的电位差;

3、能耐受可预见的机械应力,热效应及环境效应(含腐蚀效应);

4、可移动的导体衔接件(铰链和滑片等)不该是两有些间仅有的维护衔接件,能满意(1)、(2)、(3)条者在外;

5、在估计移开设备某一部件时,不该堵截别的部件的维护联合,这些部件的电源事前已堵截者在外;

6、当耦合器或插头插座能操控维护联合和向设备组件供电的悉数导体的开断,维护联合应在供电导体断路(或接通)往后(或之前)堵截(或接通);

7、维护联合导体应适宜辨认;

等电位衔接能够运用焊接、螺栓衔接和熔接三种办法。当运用螺栓衔接时要思考螺栓松动的疑问,通常运用铜鼻将衔接线焊牢后栓紧。

衔接资料通常引荐运用铜材,是因其导电功用和强度都比照好,运用多股铜线的曲折也比照便当。但运用铜材与修建物内构造钢筋衔接时,也许会因铜的电位(+0.35V)与铁的电位(-0.44V)纷歧样而构成原电池,发作电化学腐蚀。因而在土壤中(根底钢筋处)衔接,要防止运用裸铜线,最佳运用同一金属(钢材)为宜。

等电位衔接导体的规范与其地址方位,与预算流过的雷电流的量有关。为了满意等电位衔接底子请求,IEC规范规矩了各种资料的最小截面为:

直击雷引下线(mm2):铜16、铝25、铁50

LPZ0与LPZ1区(mm2):铜16、铝25、铁50;

LPZ1与LPZ2区(mm2):铜6、铝十、铁16

等电位衔接端子板(母排)的最小截面不小于50mm2(铜或镀锌钢板)。

在实践工程中,为了夺目和便于检查修补,等电位衔接线应运用外皮为黄绿相间的线缆,并在工程完结后运用专用仪器对等电位衔接的有用程度进行测验。《等电位联合设备》(97SD567)规范图参看德国规范提出3Ω的阻值请求,实践上所测的阻值首要为触摸电阻。

在施行等电位衔接的平面(如核算机房防静电地极下),在敷设接地母排后,应将母排(铜带或扁钢)就近与修建物内钢筋焊接,母排与主钢筋焊接的间隔通常不该大于5m。

等电位衔接和共用接地体系 - 白鹰 - 电气技能基地 六、其它防护技能

1.在我国工程缔造规范化协会”修建与修建群概括布线体系工程计划规范“CECS72:97中对布线与搅扰源的最小间隔做出了阻隔的规矩。

2.滤波技能,运用滤波器是由电感、电容、电阻或铁氧体器材构成的频率挑选性二端口网络,能够刺进传输线中按捺不需求的频率进行传达。

3.电涌维护器(SPD)

4.电气阻隔技能:运用磁阻隔(阻隔变压器、电源变压器、各种电源电流互感器、调制解调式阻隔拓展器)的办法和光阻隔(光电开关、光电阻隔器、光缆、光触发可控硅、模仿信号光电阻隔设备等)办法,使信息传输的路经在电气上阻隔,使阻隔前后的两有些线路之间无电气上的衔接,然后依托非电的办法,即用磁或光在信号传输中起效果。

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