防雷接地与等电位探讨
建筑工程的防雷-接地与等电位施工
建筑工程的防雷\接地与等电位施工摘要：本文介绍了建筑物容易受到雷电破坏的几种形式及其防护方法，并从分项工程的角度论述施工中应注意的问题。
关键词：雷电形式、防雷、接地、等电位前言提到雷电没有人不熟悉，那耀眼的闪光、震耳欲聋的声响深深印在我们脑海中。
古人因畏惧它的力量，把它视为天神“雷公”，并迷信的将遭到雷电伤害的人说成是上天的惩罚。
现代科学早已让我们认清了雷电的本质，但遗憾的是我们并不能百分之百的防止雷电对人民的生命财产造成伤害。
由于现代社会的城市化，人类不断的向高空拓展空间，一幢幢大楼拔地而起，我们离“雷公”越来越近了。
如何防雷成为摆在我们建筑业工程人员面前的一个重要问题。
关于建筑防雷，在设计、施工规范图集中有很多具体要求，这里不再一一赘述，下面着重论述施工中的防雷、接地与等电位做法和注意事项。
1.雷电的形式及防护雷电的形式分以下几种：直击雷、侧击雷和感应雷。
(1)直击雷防护主要是通过接闪器（避雷针、避雷网和避雷带）和防雷引下线、接地体等防雷装置把雷电流引入大地，从而起到保护作用的。
另外，以上防雷装置还有一个重要的防雷功能：当雷雨云接近避雷针（或避雷网、避雷带）时，它会感应出大量的异性电荷，通过导电线（防雷引下线）和受电端（接闪器）向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度，达到防雷目的。
由于异性电荷相吸产生一个拉力，所以，《建筑电气工程施工质量验收规范》要求避雷带每个支持件应能承受大于49N(5kg)的垂直拉力。
(2)侧击雷一般发生在高大建筑物的侧面，当建筑物高度超过30m时，应采取以下防侧击的措施：a)从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连；b)30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。
(3)感应雷的防护应注意的重点是：1.进入建筑物的金属管道，如金属给水、排水、暖气、燃气管道，要做等电位联结。
这里要注意燃气管道的等电位联结应由燃气公司安装。
防雷接地与等电位区别
【防雷接地】：防雷接地分为两个概念，一是防雷，避免因雷击而造成损害；二是静电接地，避免静电产生危害。
【等电位联结】：强调有可能带电伤人或物的导电体被连接并和大地电位相等的连接。
【等电位联结】：将建筑物内部和建筑物本身的所有的大金属构件全数用母排或导线进行电气连接，使整个建筑物的正常非带电导体处于电气连通状态。
等电位联结分为总等电位联结（MEB）、辅助等电位联结（SEB）、局部等电位联结（LEB）。
电气等电位联结工程隐蔽验收记录说明1.总等电位联结、局部等电位联结完成后，隐蔽前应做验收记录。
2.分项工程名称：建筑等电位联结。
3.等电位联结类别：分为总等电位联结、局部等电位联结、辅助等电位联结等。
4.简图：不便于用文字描述的画出简图。
5.隐蔽内容：1.等电位箱、盒联结线，等电位联结端子板材质、规格、截面。
2.联结导体的连接形式及连接质量。
3.联结线与各种管道及其他需做等电位连接设备连接处的材质及连接质量状况。
4.防腐处理情况。
6.结论：是否符合规范或设计要求；是否同意隐蔽验收。
某住宅小区电气工程监理工作内容内容介绍1、材料进场检验：PVC管、钢管检查管材的质量及相关材质的检验报告和资质证明文件。
电线的线径及绝缘层的厚度和绝缘电阻的摇测是否符合规范要求。
开关、插座面板、配电箱检查观感质量和内在质量及相关的检验报告和资质整明文件。
2、基础施工时重点检查：防雷接地装置及防雷接地环和等电位的焊接质量和防腐方法。
强、弱电进户管的预埋位置标高及施工工艺。
具体做法：防雷接地与等电位利用基础圈梁内的两根主筋焊一圈，搭接倍数不得少于钢筋直径的6倍双面焊接。
接地环的焊接，扁钢与扁钢搭接为扁钢宽度的2倍3面焊接。
扁钢与圆钢搭接为圆钢直径的6倍双面焊接。
焊口应滑腻无夹渣咬肉现象，防腐方法到位无漏刷现象。
强、弱电进户管敷设要认真查对图纸，测量位置、标高基础部位各管线弯曲度应大于10倍D，焊管采纳套管焊接套管长度不得小于管径的倍。
建筑物中电气设备的防雷接地与等电位联结问题探讨
文 晓 晶
（ 南六 建机 电安 装有 限责任 公 司 ， 南 长 沙 ４ ０ ０ 湖 湖 １ ０ ６）
摘 要 ： 据现 代 建 筑 对 电 气 安 全 和人 身 安 全 的要 求 ，应 考 虑 防 雷 击及 电 子 设 备 抗 干 扰 保 护 ，针 对 各 种 情 况 和要 求 ， 根
采取 相 应 的接 地 保 护 和 等 电位 保 护 ，满 足 建 筑 工程 的安 全 功 能要 求 ，将 建 筑 物 电 气装 置 内 外露 的可 导 电部分 ， 电气
装 置 外的 可 导 电部 分 ，人 工或 自然 接 地体 用导 体 连接 起 来 ，以达 到 减 少 电位 差 成 为等 电位联 结 。
避雷 网 （ ）应 按 规定 沿屋 角 、屋 脊 、屋檐 和檐 角 等 易 带
雷 击 的部 位 敷 设 ， 并 应 在 整 个 屋 面 组 成 网 格 。 建筑 物 内的 设各 、管 道 、构 架等 主要 金 属物 ， 应就
属件 作为 “ 辑地 ”；屏蔽接地 ：为 了防止外来 电磁 干扰 逻
的 。 由 于 大 地 是 一 个 电 阻 非 常 低 ， 电容 非 常 大 的 物 体 ，
且 具 有 吸 收 大 量 电 荷 后 仍 然 保 持 电 位 不 变 的 能 力 。 所 以，人 们通 常把 大地 做 为参 考 电位 体 。打接 地 极与 大地
连接 ，通 过 接地 线 的传 导取 得地 点位 ，并可 将 雷 电流 写
二 、接 地 与等 电位保 护措 施
（ ） 地 按 功 能 可分 为 功 能 性 接 地 及 保 护 性 接 地 一 接
两大 类
第 一 ， 功 能性 接 地 主 要 是 为 了保 证 电气 设备 和 电 子 设
防雷接地和等电位施工方案
防雷接地和等电位施工方案1.防雷接地的目标防雷接地的目标是将雷电的电能有效地引入地下，防止建筑物和设备受到雷击，保护人员的生命财产安全。
2.选择合适的接地网形式接地网是防雷接地的关键部分，主要分为平面接地网和立式接地网两种形式。
平面接地网适用于大型建筑物和设备的接地，而立式接地网适用于小型建筑物和设备的接地。
3.设计合理的接地电阻接地电阻是评价接地工程质量的指标之一，一般要求接地电阻低于10欧姆。
为了达到这一要求，可以采用增加接地体数量、调整接地体布置和选用合适的接地体材料等方法。
4.确保接地系统的连续性接地系统的连续性是防雷接地的基础，必须确保各接地体之间的连续性，以防止接地系统产生过大的功率损耗。
同时，在施工过程中需要注意避免接地系统被切割、破坏或受到其他非接地物体的干扰。
5.等电位施工的目标等电位施工的目标是在建筑物和设备上形成一个相对稳定的电位，以降低雷击产生的电压梯度，减少雷击可能带来的损坏。
6.使用合适的导体材料在等电位施工中需要选择合适的导体材料，一般选用良好的电导性能和抗腐蚀性能的材料，如铜、铜包铝等。
7.合理布置接地装置等电位施工需要合理布置接地装置，将接地系统与建筑物和设备的金属部分连接起来。
布置接地装置时要注意防止电流导致的强磁场产生干扰。
8.保证接地系统的有效性接地系统的有效性是防雷和等电位施工的关键要点之一，需要进行定期的巡视和维护，确保接地系统的正常运行。
同时，还要做好防雷设备的保护工作，防止因受损而导致接地系统失效。
综上所述，防雷接地和等电位施工方案对于保护建筑物、设备和人员的安全至关重要。
通过选择合适的接地网形式、设计合理的接地电阻、确保接地系统的连续性、使用合适的导体材料和布置适当的接地装置等措施，可以有效地达到防雷和等电位的目标，减少雷击可能带来的损害。
同时，需要定期巡视和维护接地系统，确保其有效性。
等电位连接与接地的概念差异
等电位连接与接地的概念差异等电位连接与接地是两种保证电气安全的措施，我国过去强调的是接地，而国际电工委员会强调的是等电位连接，并在近几年被引入我国国家标准中:等电位连接是设备和装置可导电部分的电位基本相等的电气连接,接地是防止接触电压触电的一种技术措施。
其原理是利用接地装置足够小的接地电阻值，降低故障设备外露可导电部分的对地电压，使其不超过安全电压极限值，达到防上接触电压触电的目的。
电气设备采用接地保护时，要保证人身安全，接地电阻一般应在4欧以下。
考虑到土壤不同其电阻率不同，有时花费很大人力物力做接地装置，接地电阻却很难降下来，接地保护效果不好、所以从理论上说，接地只能降低人被伤害的程度，而不能真正保证人身安全。
实施等电位连接就可避免土壤电阻率的影响，对接地电阻的要求可以降低，并且应用范围更广。
等电位连接概念的范畴要比接地的范畴宽，一根220kV的输电线路对地有220kv的电位差.一只鸟站在一根导线上是安全的，因其两脚间是等电位，但若它跨接在两相导线上就会触电在防雷实践中通常所做的安全接地其实就是等电位连接，它以地电位作为基准电位。
由于它连接的范围大、线路距离长，减少故障接触电压的效果并不好。
采用等电位连接线将分散的金属部件连接起来可有效降低回路电阻，这样更安全。
可见，等电位连接电阻是指将诸导电物体用等电位连接导体连接而在其两端形成的过渡电阻;接地电阻是指接地电流经接地体注入大地时，在土壤中以电流场形式向远方扩散时所遇到的土壤电阻:等电位连接电阻与接地电阻的检测差异检测原理不同接地电阻的检测工作已经很成熟，可选用的设备也非常多，如接地电阻测量仪、钳型接地电阻表等设备。
在等电位联结的检测工作中，绝大多数地区的检测人员是用万用表或接地电阻测量仪进行检测，这是不合适的。
目前、我国已经有专用的低额等电位联结电阻测量仪生产和销售，在此将接地电阻测量仪、钳型表与等电位联结电阻测量仪的区别进行辨析。
简单地说由于三者的工作原理不同，使得应用范围不同，并且不能替换。
关于防雷、接地和电气安全的研究论文
关于防雷、接地和电气安全的研究论文网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：关于防雷、接地和电气安全的研究学习中心：奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级：年春/秋季学号： 151350309143学生：赵斌指导教师：完成日期：年月日内容摘要雷电现象是我们日常生活中较为常见的一种自然现象，但是雷电现象极具破坏性，对人民生命财产造成了严重的威胁。
近几年，随着社会经济的发展，高层建筑物数量、建筑电气设备明显增多。
此外，越来越多的用户对网络和室内电气设备过度依赖，这些原因导致建筑物雷电灾害发生机率逐渐上升。
因此，加强对行电气设备的防雷、接地的研究尤为必要。
关键词：防雷；接地；电气安全目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 防雷接地保护的重要性 (1)1.3 防雷接地保护的研究现状 (2)1.4 本文的主要内容 (3)2 变电站高压电力装置防雷技术 (4)2.1 引言 (4)2.2 雷电参数特性 (4)2.3 变电站防雷技术措施 (5)3 接地与屏蔽 (7)3.1 防雷接地 (7)3.2 屏蔽和等电位连接 (8)4 结论 (9)参考文献 (10)附录 ............................................................................................. 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 课题的背景及意义变电站是电力系统的重要组成部分，变电站发生雷击事故，将造成大面积停电，会对电网造成较大的危害。
近年来，随着我国电力变电站实现综合自动化，不仅为变电站实现无人值守和配电网实现自动化奠定了基础，而且也为供电部门提供更安全、经济、可靠和高质量的电能创造了条件，这就更加要求防雷接地措施必须十分可靠。
在变电站的设计过程中，保护变电站的设备安全，提高其供电可靠性，优化防雷接地设计方案，加强变电站的防雷接地安全措施，最大程度的减少雷击事故发生，有着极其重要的意义。
关于建筑防雷接地措施的分析与探讨
关于建筑防雷接地措施的分析与探讨摘要：本文主要简单对建筑防雷接地系统进行了概述，分析了建筑防雷接地技术及应用，并且探讨了建筑防雷接地措施。
关键词：建筑防雷接地措施；建筑防雷接地系统；防雷接地技术中图分类号：tu856文献标识码：a文章编号：雷电引起的损失，对人们的生活造成了很大的影响，一方面，会造成建筑及其设备的损坏，而且还会造成人员伤亡。
因此，对建筑防雷接地措施的分析与探讨有其重要的价值和意义。
一、建筑防雷接地系统概述一般而言，接地系统的类型多样，有机房防雷接地系统、建筑物防雷接地系统、设备保护接地系统等等，在实践应用中，会由于防雷目的不同，其功能和要求也会有所不同，因此，自然就会有不同的接地系统，在这里我们主要针对建筑防雷接地系统进行简单分析，通常情况下，防雷装置主要三个部分构成，即接闪器、引下线和接地装置，以下作具体说明：1.防雷接闪器在建筑设计中，对于直击雷的防护措施，最为主要的一个环节就是防雷接闪器。
在实际作用时，一旦发生了打雷现象，防雷接闪器就是将雷电流吸引过来，并且通过连接在后端的引下线，将电流泄放入地，以此来保证建筑以及建筑周围人员和设备的安全，有效地避免了直击雷的侵害，有着良好的保护作用。
一般情况下，接闪器主要安装在防雷装置的顶部位置，而且接闪器的形式和种类也是各种各样的，如避雷带、避雷针、避雷网等，这些被称为独立的避雷设备，通常会直接安装在建筑物上，但是要做好相关的防腐措施。
另外，有的建筑避雷带用圆钢做，机房顶部的四个角各竖一根圆钢（长度20cm左右），然后每隔1.5米用钢条焊接在墙上，接着用四根圆钢把焊接在一起就可以。
2.引下线在防雷接地系统中，引下线作为一种导体，其主要用途和作用就是用来连接接地装置以及接闪器。
在实际应用中，一种方法是利用建筑上的钢结构金属构件或者是立柱钢筋作为引下线，还有另外一种方法就是人工单独安装，具体方法就是采用明装的方法。
引下线最好做2根，通常都会找到机房柱子里面原有的钢筋作为引下线。
防雷接地及等电位连接
防雷接地及等电位连接接地体→接地干线→引下线暗敷→避雷带或均压环→安装支架→安装避雷网接地体地面埋设深度应符合设计要求，当无要求时,不应小于0.8m。
角钢及钢管接地体应垂直配置。
除接地体外,接地体引出线的垂直部分和接地装置焊接部位应做防腐处理；在作防腐处理前,表面必须除锈并去掉焊接处残留的焊药。
垂直接地体一般成品为2.5米；水平接地体的间距应符合设计规定，当无设计规定时不宜小于5m。
除环形接地体外,接地体埋设位置应在距建筑物3m以外，距建筑物出入口或人行道也应大于3m, 防雷接地的人工接地装置的接地干线埋设，经人行通道处埋地深度不应小于1m，且应采取均压措施或在其上方铺设卵石或沥青地面。
,其宽度应超过接地装置2m。
接地装置由多个分接地装置部分组成时,应按设计要求设置便于分开的断接卡；自然接地体与人工接地体连接处应有便于分开的断接卡。
室外接地线必须为热镀锌材料，接地扁铁厚度不得小于4mm，截面积不得小于100mm²扁钢与扁钢搭接为扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊；圆钢与圆钢搭接为圆钢直径的6倍，双面施焊；圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的6倍，双面施焊；扁钢与钢管，扁钢与角钢焊接，紧贴角钢外侧两面，或紧贴3/4钢管表面，上下双侧施焊；利用底板钢筋网作接地连接线时，接地跨接钢筋应采用不小于Φ12的热镀锌圆钢；焊缝应饱满并有足够的机械强度，不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处的药皮要敲净。
利用柱主筋作防雷引下线时，当主筋采用螺纹连接时，螺纹连接的两端应作跨接处理.总等电位箱，必须做明显的接地标识标注文字性的说明接地扁铁交叉连接与接地扁铁丁字连接接地扁铁敷设前应调直，敷设时应立放，不得平放，因为立放时散流电阻较小；焊接长度应为扁铁宽度的2倍，并3面施焊，焊好后清除药皮，素土内敷设的扁铁必须刷沥青做防腐处理。
利用结构柱柱主筋（直径不小于Φ12mm）作防雷引下线时，在每层钢筋绑扎时，按设计图纸要求，找出全部所需主筋位置，用油漆做好标记。
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第32卷 第4期气象与环境科学V o.l 32N o .42009年11月M eteoro log i ca l and Env iron m en tal SciencesN ov .2009收稿日期:2009-02-27;修订日期:2009-05-20作者简介:黄声锦(1979 ),男,福建漳州人,助理工程师,学士,从事防雷工作.E m ai:l dongf enghuaxu123@163.co m防雷接地与等电位探讨黄声锦,林溪猛,陈仁梅,卢辉麟(漳州市气象局,福建漳州363000)摘 要:建筑物内部用电设备采取等电位与接地措施后,很多设备仍然遭受雷击损坏,本文通过对SPD 间接地线产生的过电压与等电位关系、接地线在高频雷电流作用下产生的过电压及其布置不合理所产生的电磁兼容等问题进行分析,并提出相应的解决措施,为今后该类工程的设计提供参考。
关键词:配电接地等电位;设备接地等电位;电磁兼容中图分类号:TU 856 文献标识码:A 文章编号:1673-7148(2009)04-0088-04引 言接地与等电位是现代防雷技术中的重要措施,不仅用来减少雷电流引起的电位差,还为雷电流提供一条释放到大地的路径。
等电位连接一般要与防雷接地连接在一起,共同起到防雷作用。
等电位连接与接地是两种保证电气安全的理论及措施,我国过去强调的是接地,而I E C (国际电工委员会)强调的是等电位连接,并引入我国国家标准中。
电气设备采用接地与等电位保护时,也保护了人身安全。
由于不同土壤有不同的电阻率,有时花费很大的力气做接地装置,接地电阻却很难降下来,而实施等电位连接可在很大程度上避免土壤电阻率的影响,并且对接地电阻的要求也可以降低[1]。
1 配电SPD 系统的接地等电位分析雷击避雷针、避雷带、电源线、信号线产生感应过电压(过电流)的现象经常发生。
图1中,假设电源线上传输进来5kA 的雷电流(10/350 s),同时假定电源避雷器性能优良,其响应时间和导通后的残压不会损坏电子设备,雷电流经避雷器进入接地点G 1入地;接地电阻R 1=1 、R 2=1 且互为独立接地。
雷电流I 流过接地电阻R 1时,接地点G 1的地电位将抬升为U G 1=I R 1=5kV 。
该电位U G 1此时会加到电源的输入端,而该电子设备的接地点G 2为零电位,则电源输入端与入地点G 2之间的电位差为5kV 。
由于电子设备开关电源能耐受的最高电压为800 1500V (10/350 s),因此5kV 的电压波加到M G 2两端时,设备的电源端将被过电压损坏(规范中对配电线路需要被保护的电子信息设备的耐冲击电压的额定值不大于1.5kV )。
为了避免该设备端遭雷击损坏,应将接地点G 1与G 2相连。
目前相关规范[2]中提到的电子信息系统设备由TN 交流配电系统供电时,配电线路必须采用TN S 系统的接地方式,也与以上分析相符。
图1 配电系统的接地等电位分析在实际中也经常有类似事件发生。
2008年5月漳州市区发生强雷电、暴雨天气,很多用户的用电设备遭雷击损坏。
应邀请,我们仔细勘察了漳州交警检测站、漳州水文观测站、市烟草公司等雷击现场,这3个单位的电源进线部分均采取架空直接引入,其中损坏部分均是弱电设备(交警检测站检测第4期黄声锦等:防雷接地与等电位探讨设备中的弱电控制系统因雷击损坏,水文观测站水位测量控制设备主板被雷击损坏,烟草公司计算机网络中心机房大部分机柜设备因雷击损坏)。
由于以上3个单位的配电供电方式均未采取TN 系统敷设,线路中PE 线、N 线等接地装置互相独立,因此当雷电流通过线路时,造成了过电压对设备的损坏[3-4]。
2 直击雷接闪下设备的等电位与连接措施图2为建筑物受直击雷时室内设备感应过电压的示意图。
图中A 、B 是处在不同楼层的电子设备;S A 、S B 为各设备之间互相通信的信号线;G 1为不同楼层建筑物内部引下线;L A 、L B 为设备供电线路;R S为设备工作接地,R G 为建筑物防雷接地;G A 、G B 为设备工作接地在主杆线上的接地点;P L 、P A 分别为电源避雷器和信号避雷器。
图2 雷击建筑物时设备接地与等电位连接在旧楼防雷改造中,由于大楼未采取柱筋作防雷引下线,雷电接闪后,雷电流会沿其专用引下线向地网泄放。
现假定雷电直接打在建筑物楼顶避雷带上,入地雷电流I =100kA,R G =1 、R S =1 。
此时,G 1、G 2所处的各楼层的电位都将抬升100kV,如果G A 与防雷地不相连接,就可能会发生设备工作地线与建筑物楼板打火的现象(反击),因为100kV 的电位差可击穿的空气距离达300 500mm (由当时的空气绝缘程度而定)[5]。
如果R G 与R S 相距较远(如20m 以上),设备工作接地线与楼板、墙壁绝缘较好,地电位的抬升不足以击穿设备工作地线(这时,就不一定非要做等电位连接)。
但雷击时,若工作人员刚好与设备机壳相接触,人身体上的某一部位又与地板或墙壁等相接触(特别是人处在卫生间中淋浴时,且卫生间只做局部等电位),雷电将会流过人体进入设备工作接地,人身将受到伤害(福建厦门就有此类现象引发人员伤亡事故的发生)。
当过电压事件发生后,若高电位进入设备击穿设备的电源端或信号端口,雷电流从电源线或信号线流出,构成了雷电流回路,使设备受到损坏。
为避免以上情况发生,应将R G 防雷地与R S 设备工作地做共地等电位连接(R G 与R S 最好应保持一定距离),消除雷击电位差。
现在的大多数建筑物在防雷设计上通常借助柱筋作为防雷引下线,接闪后,雷电流会沿着接地柱筋向地网泄放,因此雷电流在地网产生的过电压会形成分布式状态,从而降低各根接地引下线产生的瞬间过电压幅值。
计算引下线过电压值时,应考虑以上因素。
若当等电位连接不合理时,电子设备系统更容易遭受雷击损坏。
以下就地线阻抗产生过电压干扰进行阐述。
导线的电阻与阻抗是两个不同的概念。
电阻通常是在直流状态下导线对电流呈现的阻碍作用;而阻抗通常指的是交流状态下导线对电流的阻抗,地线的阻抗Z 主要是由导线的电感引起的。
导线的电阻分为交流电阻R AC 和直流电阻R DC ,公式如下[6]:Z =R AC +j L R AC =0.76r f 1/2R DC L =0.2c[ln (4.5/d )-1]R D C =! n /S式中:r 为导线的半径(m );d 为导线的直径(m );f 为流过导体的电流频率;c 为导体的长度(m );L 为导线的电感( H );!为材料的电阻率,铜的电阻率为0.017 mm 2/m ;n 为导线长(m );S 为导线的横截面积(mm 2)。
任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表1说明了高频交流下导线阻抗与导线电阻的巨大差异(表1中铜导线的长度为1m )。
表1 导线在不同频率下的阻抗频率/H z d =12(mm )d =8(mm )d =4(mm)d =2(mm )1k 3.56 10-35.46 10-39.94 10-31.35 10-210k 3.56 10-25.42 10-29.98 10-21.36 10-11M 3.535.419.9513.650M 177.8271.4497.5675100M355.8542.6996.21370当频率很低时,可以认为阻抗是导体的电阻,随着频率的升高,阻抗增加很快。
当频率达到100MH z 时,直径8mm 、长度仅为1m 的铜导线也有数89气象与环境科学第32卷百欧姆的阻抗,可造成地线上产生较大电压,对信息系统线路干扰十分可观。
从表1可以看出,增大导线的直径对于减小高频交流电阻是十分有限的。
为了减小交流阻抗,一个有效的办法是用多根导线并联。
当两根导线并联时[6],其总电感L为L=(L0+M)/2式中,L0为单根导线的电感,M为多根导线的互感。
以前在高楼上安装雷达,若采用铜导线直接从设备引到接地装置时,不得不考虑如何消除该导线由于接地装置受雷电冲击带来的高频过电压对设备的反击。
设备机壳通过工作地线连入接地体,雷击时,由于地线的分布电感及线电阻产生的线电压降很大,很难保证设备A与B之间的地电位是相等的,当电位差>100V时就有可能使S A和S B的接口通过信号连接线将雷电流(或过电压)引入而损坏接口;当雷电流产生的电位差为800 1500V时,电源输入端口L B、L A也很大概率被损坏。
要解决直击雷反击损坏设备的问题,应尽量减少各点之间的电位差。
具体方法是:!G A、G B在采取等电位连接措施时,最好不要与防雷引下线G1、G2做等电位连接。
∀各楼层的设备工作地G A、G B应与该楼层的建筑物主钢筋相连(至少两点相连),并在机房内组成环形等电位网络,如图3[7]所示。
#G A、G B在与接地装置做等电位连接时,最好不要靠近G1、G2的接地泄流点。
机房内的环形接地网的四周最好与大楼内的主钢筋相连,否则用两条铜线同时引下(若该引下线过长,则引下线应与多楼层等电位连接端子采取等电位连接)。
若机房内设备接地线长度接近或等于雷电干扰波长的1/4时,其带来的干扰电压非常大,为解决该问题,可将两条不等长的等电位连接导线接到环形汇集网上,接地环形接地网与设备的电源插座相连或与设备相连。
相关规范[2]也强调,需要保护的电子信息系统必须采取等电位与接地保护措施。
漳州某商务写字楼,建筑物高21层,电梯机房设在屋面电梯间内,其屋面已做直击雷防护措施,电梯间各墙面采用钢筋做成高密度的屏蔽网格,电源线路也沿专用配电线槽敷设。
电梯间的电机基座、控制柜等接地干线直接与一楼等电位端子做电气连接。
但是接地引下线部分均未与各楼层做等电位连接,当雷击事故发生时,地电位沿该引下线直接传导到电梯间设备,造成设备遭雷击损坏。
图3 楼层机房等电位连接网络3 地线阻抗干扰引起的接地电磁兼容问题3.1 接地等电位干扰方式由于地网处于等电位电气连通状况,所以地环路干扰是一种比较常见的干扰现象,常常发生在较长电缆的相距较远的设备之间,其产生的原因是设备之间地线电位差。
地线电压导致了地环路电流,由于电路非平衡性,地环路电流对电路造成影响,地环路电流还可以由电磁感应线路产生[6](如图4a 所示);当两个电路共用一段地线时,由于地线的阻抗,一个电路的地电位会受到另一个工作电流的牵制,致使一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合为公共阻抗耦合(如图4b所示)。
图4 接地导线与接地装置产生的地电压干扰机制3.2 接地线路综合布线与电磁兼容由于串联式单点接地共用一条接地线,易引起公共地阻抗干扰。
相对串联单点接地方式,并联单点接地,不共用接地总线,可以减少耦合噪声。
并连接地中各个电路的地电位只与其自身的地线阻抗和地电流有关,互相间不会造成耦合干扰,可有效地克服公共地线的耦合干扰问题。