独立接地和联合接地的优缺点
水泥厂接地系统与信号干扰
Cement production 水泥生产1水泥厂接地系统与信号干扰曹月仙（中信重工工程技术有限公司，河南洛阳 471000）中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）03-0001-01摘要：由于水泥厂的运行环境恶劣，电气、仪表和控制设备在运行过程中不可避免的会受到各种干扰，从而影响设备的正常运行。
本文主要分析水泥厂接地系统结构方式以及优缺点，并对水泥厂接地系统出现的信号干扰现象以及相应的抗干扰措施进行了分析，希望能提高水泥厂电气系统运行的安全性和稳定性。
关键词：水泥厂；接地系统；信号干扰0引言自动化仪表、控制设备在水泥厂的安全、稳定运行成为企业不可忽视的问题，而接地系统可靠程度直接关系到这些设备运行的安全性和稳定性。
因此，加强对水泥厂接地系统的认识，分析接地系统与信号干扰的原因，从设计阶段入手，从源头做好接地系统的优化，对提高电气接地系统的稳定性和安全性具有重要意义。
1水泥厂接地系统结构方式从水泥工业应用角度来看，接地系统的结构主要有三种方式：一是单独接地、二是联合接地、三是等电位联结。
目前水泥厂的接地系统这三种接地方式都存在，但在新建项目中，根据规范要求普遍应用等电位联结方式。
单独接地指对需接地的系统分别建立独立接地网，且各接地网之间保持足够的电气距离，如将水泥厂的某建筑物内的防雷接地、电气系统接地、保护接地设置为一个电气接地系统，共用一套接地装置，而将自动化控制系统（DCS分散控制系统、PLC控制系统）单独设置一个接地系统，两个接地系统不互联；联合接地指把所需接地的各系统连接到一个接地网上，使其成为电气相通的统一接地网，并一点接地。
如将自动化控制系统内的接地和电气系统接地连接在一起，形成“联合接地”并一点接地；等电位联结是以等电位观点为主体思想的多点连接，即把建筑物内、附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统一用电气连接的方法连接起来（焊接或者可靠的导电连接）使整座建筑物成为一个良好的等电位体。
信息系统设备防雷接地问题探讨
信息系统设备防雷接地问题探讨一、引言信息系统设备的雷电防护是一个系统工程，而接地系统在防雷系统中占有十分重要的地位。
无论你采用什么样的防雷方式，最终都归结为在适当的地点、提供适当的通道把雷电流泄入大地。
因此，防雷不能没有接地系统，但有了接地系统却不一定能够很好地防雷。
所以，本文结合自己近十几年的实践，谈一谈雷电防护中的接地问题。
二、关于接地方式传统的防雷观念中，接地问题的关注点集中于接地电阻上；而现代防雷观念更注重接地方式。
（一）联合接地与独立接地所谓联合接地，就是建立公共连接地网，将建筑物内所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其他金属管道、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统统用电气连接的方式连接起来，使整个建筑物成为一个良好的等电位体，形成一个准法拉第笼，从而为雷电流提供良好的泄放通道，避免高电位反击引起的设备损坏。
实践证明，联合接地干扰小、占地少，而且对人身和设备更加安全，容易得到较小的接地电阻值。
但是，联合接地网的建立应最好与建筑设计同步进行，利用房屋建筑深埋地下的钢筋混凝土立柱与大地紧密相连而获得优良的接地电阻。
而值得注意的是，联合接地体地网应做成闭合环路，因当雷电发生时，构成联合接地网的接地线中，将存在时变的电流，从而在缺口处产生很大的电位差，该电位差可高达数千伏，甚至上万伏。
例如：山东某油田大火，造成直接经济损失数千万元，是雷电灾害的典型案例，其起因就是由于油罐内连接不良的金属环造成的（即开口）。
因此，地网回路不闭合，是设备损坏的潜在因素，必须引起足够的重视。
独立接地方式，即各接地系统分别接地。
采用单独接地方式，由于各个系统分别接地，当雷击发生时，各系统的接地点电位可能相差很大，那么设备上分别与不同接地系统相接地部分，将承受各地网之间的高电压而受损，因此，这一方式逐渐被联合接地方式所取代。
iec标准和ttli相关标准均不提倡单独接地，ieee stduoo-1992标准中，明确指出“不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、绝缘的、专用的、干净的、静止的、信号的、计算机的、电子的和其它这类不正确的大地接地体为设备接地导体的一个连接点。
独立接地
一．独立接地独立接地:是指对需接地的系统分别建立独间的接地网，各接地网之间要有足够的距离，其优点在于各接地系统之间不会产生干扰，这对于通讯系统来说非常重要，特别是电磁环境特别恶劣的情况下。
缺点是儿立的计算机通讯系统，在雷电瞬时电压很高时，各接地系统点的电位可能相差很大，其设备元件容易损坏。
相对于共同接地方式，采用独立的计算机网络系统遭遇雷击的几率高行多，同独立接地对设计和施工都带来一定的困难。
二、人工接地体制作安装人工接地体分垂直和水平安装两种。
接地极制作安装，应配合土建工程施工，在基础土方开挖的同时，应挖好接地极沟并将接地极埋设好。
（一）垂直接地体制作垂直接地体，截取长度不小于2.5m的L50×50的角钢、DN50钢管或ø20圆钢，圆钢或钢管端部锯成斜口或锻造成锥形，角钢的一端应加工成尖头形状，尖点应保持在角钢的角脊线上并使两斜边对称制成接地体，如下图所示。
垂直接地体制作图接地体制作好后，在接地极沟内，放在沟的中心线上垂直打入地下，顶部距地面不小于0.6m，间距不小于两根接地体长度之和，如下图所示，即一般不应小于5m，当受地方限制时，可适当减少一些距离，但一般不应小于接地体的长度。
垂直接地体做法（a）钢管接地体；（b）角钢接地体1—接地体；2—接地线采用大锤打入接地体时，应一人扶着接地体，一人用大锤敲打接地体顶部。
为了防止将接地钢管或角钢顶端打劈，应按下图，制成保护帽套在接地体的顶部。
使用大锤敲打接地体时，要把握平稳，不可摇摆，锤击接地体保护帽正中，不得打偏，接地体与地面保持垂直，防止接地体与土壤间产生缝隙，增加接触电阻影响散流效果。
敷设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率大于100Ω·m的潮湿土壤中接地装置，应适当加大截面或热镀锌。
接地体顶端保护帽（a）钢管接地体用；（b）角钢接地体用ø—钢管内径；B—钢管管壁厚度（二）水平接地体水平接地体多用于环绕建筑四周的联合接地，常用-40mm×40mm镀锌扁钢，最小截面不应小于100mm2，厚度不应小于4mm。
交流电气装置的接地简要介绍
中性点各种接地方式的优缺点
• • 中性点直接接地方式主要特点 (1) 发生单相接地短路时，中性点的电位近似等于零，非故障相的对 地电压近于相电压，系统中设备、导体的对地绝缘按承受相电压设 计，绝缘投资比中性点不接地低20％左右； (2) 发生单相短路时立即断开线路，中断对用户的供电，供电的连续 性差； (3) 单相接地短路时的短路电流很大，可能超过三相短路电流的数值， 须选用较大容量的开关设备； (4) 国外电厂有少量采用，国内无电厂采用该方式。
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中性点各种接地方Biblioteka 的优缺点• • • • • • • • • • • 中性点经消弧线圈接地方式主要特点 中性点经消弧线圈接地方式主要优点： (1) 单相接地故障时，中性点的位移电压产生感性电流流过接地点， 补偿电容电流，将接地点的综合故障电流限制在5A或更低，可继续 供电； (2) 由于单相接地的故障点的残余电流很小，使得接地电弧不能维持 而立即自动熄弧，不会发展成为相间故障； (3) 微机控制消弧线圈装置具有自动调节消弧线圈电感电流的功能， 避免发生谐振； (4) 能将单相接地的过电压抑制在2.5倍的相电压以下； (5) 微机控制消弧线圈装置具有快速选线的功能。 中性点经消弧线圈接地方式主要缺点： (1) 选线接地保护较为复杂； (2) 运行维护工作量大，成本较高； 该接地方式适用于接地电容电流大于10A且对供电连续性要求较高的 配电系统。
中性点各种接地方式的优缺点
• 中性点经高阻接地的主要特点 中性点经高电阻接地的运行方式，是在中性点与大地之间有目的地 接入较高电阻值的电阻，以限制接地故障电流到10Ａ或以下。同时 要求电阻性电流略大于或者等于接地电容电流。该接地方式有如下 优点： （1）高阻接地系统因为单相接地故障电流被限制到很小，通常并 不要求立即切除故障，而允许带接地运行2h以内，供电连续性高。 （2）若采用经高阻接地方式，单相接地电流由电容电流和电阻电 流组成，保护装置可检测故障并发出信号，易于实现有选择性的继 电保护。 厂用电系统经高电阻接地方式的缺点： （1）本接地方式仅只适用于单相接地电容电流小于7A的系统； （2）当发生单相接地时，作用于报警，其带故障运行时的缺点与 不接地系统相同。 该接地方式适用于电容电流小于7A，对供电连续性要求较高的 高压厂用电系统。
接地型式的分类
接地型式的分类（原创实用版）目录1.引言2.接地型式的定义3.接地型式的分类4.常见接地型式的特点及应用5.接地型式的选择6.结语正文【引言】随着科技的发展和人们对电气安全的重视，接地技术在各个领域得到了广泛的应用。
正确的接地能够有效地保护设备和人员安全，避免因电气故障引发的火灾、爆炸等事故。
接地型式是接地技术的一个重要组成部分，本文将对接地型式进行详细的介绍和分类。
【接地型式的定义】接地型式是指电气设备与地之间建立电气连接的方式。
其主要目的是将设备故障时产生的故障电流迅速导入大地，以减小故障对设备及人员的危害。
【接地型式的分类】根据不同的分类标准，接地型式可以分为以下几类：1.按接地方式分类：可分为直接接地、间接接地和混合接地。
（1）直接接地：指设备直接与地表面接触，如直接埋设在地下的接地体。
（2）间接接地：指设备通过接地线与接地体相连。
（3）混合接地：指直接接地与间接接地的结合。
2.按接地电阻分类：可分为低电阻接地、中电阻接地和高电阻接地。
（1）低电阻接地：指接地电阻小于 10 欧姆的接地方式。
（2）中电阻接地：指接地电阻在 10 欧姆至 1000 欧姆之间的接地方式。
（3）高电阻接地：指接地电阻大于 1000 欧姆的接地方式。
3.按接地系统的组成分类：可分为单一接地系统和联合接地系统。
（1）单一接地系统：指仅包含一个接地体的接地系统。
（2）联合接地系统：指由多个接地体组成的接地系统。
【常见接地型式的特点及应用】1.直接接地：适用于对接地电阻要求不高的场合，如一般民用建筑、工业厂房等。
2.间接接地：适用于对接地电阻要求较高的场合，如电力系统、通信系统等。
3.混合接地：适用于复杂环境下的接地，如山区、土壤电阻率不均匀的地区等。
4.低电阻接地：适用于对接地电阻要求较低的场合，如医院、地铁等。
5.中电阻接地：适用于对接地电阻要求较高的场合，如油库、化工厂等。
6.高电阻接地：适用于特殊场合，如防爆场所、特殊设备等。
防雷接地在智能建筑中的应用
浅谈防雷接地在智能建筑中的应用摘要：为保证系统、设备安全正常运行，必须采取专门、特殊的措施加以保护，而防雷、接地、抗干扰则是重要必备有效的保护措施之一。
关键词：防雷接地智能建筑系统保护随着经济的发展，中国大量的智能化建筑拔地而起，其中采用了大量的电子设备。
据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。
防雷与接地对于智能建筑中的弱电设备的安全运行和数据的可靠传输有着重要的影响，并且是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。
从以上关于智能建筑的有关构成中可以看出，智能建筑线缆密布、系统设备繁多、微电子装备复杂，且过电压防护能力薄弱，为保证系统、设备安全正常运行，必须采取专门、特殊的措施加以保护，而防雷、接地、抗干扰则是重要必备有效的保护措施之一。
一、雷击直击雷击--指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。
由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。
感应雷击（又称二次雷击）--指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。
感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。
另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。
二．外部防雷措施根据国家标准《建筑物防雷设计规范》gb50057-94（2000年版），外部防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
2.1接闪器：根据建筑物的特点和防雷等级选用避雷网、避雷带或避雷针。
在保护范围以外的突出金属物，如金属设备、金属管道、金属栏杆、广告牌、航空标志灯等，均应与防雷系统相焊接或卡接，构成统一的导电系统。
独立接地与共用接地
7
V
I
电位分布
电位上升 Δ V≈0
接地极
8
当然，在工程中只要把电位上升限制在一定范围内，就可以看成是相 互独立的。 此时的接地极其间距决定以下三个重要因素： 1）发生的接地电流的波形和其最大值； 2）电位上升的容许值； 3）该地点的大地的电阻率。
12
7.3 共用接地
所谓共用接地就是把几个设备系统汇集在一起，连接到设置在 一个或几个地点的共用接地电极上的接地。其中，有连接接地线或 把接地线汇集到一点。所以，在评价共用接地时，应该把接地作为 系统来考虑。
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7.3.1 共用接地的优点
1）接地线少，接地系统简单，维修检查容易；
独立接地的间隔距离（m）
电位上升的容许值Δ V 2.5V
63 318 637
接地电流I （A ）
10 50 100
25V
6 32 64
50V
3 16 32
注：本表相对于电阻率为ρ =100Ω ·m。
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如果大地的电阻率很高，即使接地电流很小，间隔距离也会增 大。
由表所知，在实施独立接地时，必须采取大的电极间隔。在有 限的场地内如有多个接地系统时，要找到足够的接地施工的空间是 很困难的。
9
在这里介绍以棒状接地极（半径为7mm,c长度为3m）为例，研究 因工频接地电流I产生的电位上升（Δ V）与间隔距离S的关系。表 为有工频接地电流流入A电极时，计算出B电极发生电位上升到容 许值Δ V的间隔距离。
V I S
电位上升 Δ V≈0
电位分布
接地极
A
B
10
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3）保证整个DCS系统的所有接地点都在同一个共用接地网上 在石油化工企业里，有许多高的金属塔器是直接利用金属塔器 的金属壁作引下线的，而金属塔器上又有许多测量元件和变送器， 高的金属塔器一当遭到雷击，由于强大的雷电流通过金属塔的接地 装置，使位于金属塔上的变送器随整个塔产生电位浮动，相对于DCS 系统之间会产生很大的地电位差，随即会产生闪络（反击）使变送 器、DCS损坏。 为了防止产生反击（反击的原理见后图），应把避雷针和DCS的 接地装置都连接到共用接地网上。
独立接地
一．独立接地独立接地:是指对需接地的系统分别建立独间的接地网，各接地网之间要有足够的距离，其优点在于各接地系统之间不会产生干扰，这对于通讯系统来说非常重要，特别是电磁环境特别恶劣的情况下。
缺点是儿立的计算机通讯系统，在雷电瞬时电压很高时，各接地系统点的电位可能相差很大，其设备元件容易损坏。
相对于共同接地方式，采用独立的计算机网络系统遭遇雷击的几率高行多，同独立接地对设计和施工都带来一定的困难。
二、人工接地体制作安装人工接地体分垂直和水平安装两种。
接地极制作安装，应配合土建工程施工，在基础土方开挖的同时，应挖好接地极沟并将接地极埋设好。
（一）垂直接地体制作垂直接地体，截取长度不小于2.5m的L50×50的角钢、DN50钢管或ø20圆钢，圆钢或钢管端部锯成斜口或锻造成锥形，角钢的一端应加工成尖头形状，尖点应保持在角钢的角脊线上并使两斜边对称制成接地体，如下图所示。
垂直接地体制作图接地体制作好后，在接地极沟内，放在沟的中心线上垂直打入地下，顶部距地面不小于0.6m，间距不小于两根接地体长度之和，如下图所示，即一般不应小于5m，当受地方限制时，可适当减少一些距离，但一般不应小于接地体的长度。
垂直接地体做法（a）钢管接地体；（b）角钢接地体1—接地体；2—接地线采用大锤打入接地体时，应一人扶着接地体，一人用大锤敲打接地体顶部。
为了防止将接地钢管或角钢顶端打劈，应按下图，制成保护帽套在接地体的顶部。
使用大锤敲打接地体时，要把握平稳，不可摇摆，锤击接地体保护帽正中，不得打偏，接地体与地面保持垂直，防止接地体与土壤间产生缝隙，增加接触电阻影响散流效果。
敷设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率大于100Ω·m的潮湿土壤中接地装置，应适当加大截面或热镀锌。
接地体顶端保护帽（a）钢管接地体用；（b）角钢接地体用ø—钢管内径；B—钢管管壁厚度（二）水平接地体水平接地体多用于环绕建筑四周的联合接地，常用-40mm×40mm镀锌扁钢，最小截面不应小于100mm2，厚度不应小于4mm。
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独立接地和联合接地的优缺点
一、相关定义
独立接地：是指对需接地的系统分别建立独立接地网，且各接地网之间要有足够的距离，其优点在于各接地系统之间不会产生干扰，这对于通讯系统来说非常重要，特别是在电磁环境特别恶劣的情况下。
缺点是独立接地的计算机通讯系统，在雷电瞬时电压很高时，各接地系统点的电位可能相差很大，其设备元件容易击穿而损坏。
相对于共同接地方式，采用独立接地的计算机网络系统遭遇雷击的几率要高得多，同时，独立接地对设计施工都带来一定的困难。
联合接地：是把所需接地的各系统连接到一个地网上，使其成为电气相通的统一接地网。
共用接地又有单点接地和多点接地两种方式。
多点接地是指将通信与计算机系统中各设备接地线从不同地方分别连接到接地平面或接地母线上，而单点接地是将通信与计算机系统中各设备接地线连接到接地母线的同一点或同一平面上。
多点接地优点是以最短的连线接至地网，使其串联阻抗减至最小，从而有效抑制因电容效应而产生的干扰。
单点接地方式，能消除公共阻抗耦合和低频接地环路引起的干扰，适用于1MHZ以下频率的干扰。
二、独立接地网存在什么问题，它为什么会被共用接地网取代？
接地时避雷技术最重要的一个环节，不管是直击雷、感应雷或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。
因此没有良好的接地装置是不可能有效避雷的。
现代建筑物，往往在一座建筑物内有许多不同性质的电气设备，需要多个接地装置，如防雷接地、电气保护接地、电气工作接地（接零）、通信及计算机系统接地（也叫直流接地，在数字逻辑系统中叫逻辑接地）等。
各通信系统和交流电源系统的接地是为了获得一个零电位点。
如果各系统分别接地，当发生雷击的时候各系统的接地点的电阻可能相差很大，图a中的1、2、3三个接地网之间瞬间电位差很大，假设其中“1”为交流电源接地，“2”为计算机逻辑接地，“3”为机壳安全保护接地，又假设雷电冲击波从其中一条路“1”即交流电源送进来，由于雷电的瞬间电压往往是几万伏甚至几十万伏，那么一台电子计算机电路板上分别与电源、通信或外壳相连的各部分就承担各地网之间的高电压而被击穿，对于微机网络来讲，一般是调制解调器和网卡首先被击穿。
据
我们了解，在微机通信网中，电源、逻辑、安全保护和防雷各自独立接地的系统被雷击坏的几率远远高于共同接地的情况。
其次，在一座楼房要分别做几个相互没有电气连接的地网是很困难的，尤其是现代的大城市更是如此，因为要去各地网之间最小要有几米乃至20米的距离，同时又要与各种地下金属管道，电缆金属屏蔽层，各大金属构件都要有足够距离就不容易做到，即使在新建接地系统时做到了，但在日后的维修工作中，由于接手人不了解情况容易破坏以上的要求，基于上面两个原因，所以独立接地系统已不适合现代通信技术迅猛发展的形势。
如果采用联合接地，雷电流I在冲击接地电阻上产生的高电压，将同时存在各系统的接地线上，如图b、c、d中各系统地线之间不存在上面讲到的高电位差，也不存在同一台设备的各接地系统之间的击穿问题。