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防雷接地技术与接地方法总结

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2021-01-08 09:23:59

有关防雷接地的主要技术,包括工作接地、保护接地、屏蔽接地与防过电压接地等技术,并介绍了防雷接地方法的演变过程,供大家学习参考。

防雷接地技术

防雷接地

一、防雷接地的种类

接地是利用大地作为接地电流回路,在电气设备与大地之间实现低阻抗的电气连接,它将设备接地处的电位固定为所允许的值。

接地的目的一是为设备的操作人员提供安全保障;二是防止设备损坏和提高设备工作的稳定性。接地电位的大小,除与电流的幅值和波形有关外,还和接地体的几何尺寸及大地的电磁参数有关。

在电气设备中,按照接地用途的不同,可分为工作接地、保护接地、屏蔽接地和防过电压接地。

1、工作接地:利用大地作为电气回路或采用接地的方法减小电器设备与大地间的相对电位。

2、保护接地:为防止由于电器设备的绝缘破坏而遭致人身事故,采用保护接地措施,它一方面降低接触电压,将电器设备的机架、机壳和走线架等金属部分与大地间的电压降到允许的数值,另一方面降低跨步电压,将电气设备与大地表明将存在的电位差降低,使得故障电流流入大地上层时,其扩散能力最小。

3、屏蔽接地:为防止因外来干扰电磁场和电气回路间的直接耦合,利用屏蔽接地,减小回路间产生串音影响。

4、防过电压接地:为避免因过电压引起的人身事故和电气设备的损坏而采取的接地措施。这种过电压的产生主要由雷电和设备的开关故障所引起。阻抗较低的接地位置,可将雷电流引入大地,并迅速流散在大地中。正确设计的接地系统,应当使电气和电子系统的所有部分,在任何时候都能通过所提供的低阻抗途径,均衡整个系统的能量并排泄入地,使其保持在同一电位上。接地系统的关键是地下的接地装置,这经常成为建立有效接地系统得最大困难。

要提供最小而又能长期保持的低阻抗对地泄流,应考虑下列因素:1)土壤条件;2)接地装置与土壤的接触面;3)接地装置的长期效果(寿命)。

二、防雷接地的方法

根据上述的接地种类,在一栋建筑物内,对于各种接地,特别是电气设备的接地,究竟是分开安装接地体(又称独立接地)还是采用共用接地系统(又称共用接地);是单点接地还是复点接地。这些问题是防雷工程界探讨复杂的问题。

在二十世纪70年代以前,常采用“独立接地”形式,即将氧化锌避雷器接地,电源接地(保护接地),信号接地(工作接地)三个系统从接地线到接地装置都互不相连,故又称“三地”方式,这种方式虽可避免工频电源对信号系统的干扰,但往往发生因防雷接地与电源设备接地互不相连而造成的反击,致使设备损坏事故。

70年代的后工程技术人员开始将防雷接地与电源系统的接地采用共用接地装置,而对电子设备仍然独立接地,这就是所谓的“西地”方式,在正常情况下电子设备能稳定地工作,但雷电造成其损坏的情况常有发生,于是“共用接地”技术受到人们地高度重视,被逐步采用。

直至2000年正式列为国家防雷标准《建筑物防雷设计规范》中地一条:“防直接雷接地宜和防雷电感应、电器设备、信息系统等接地共用同一接地装置”(GB50057-94中第3.3.4条)。

在该“规范”中对于电子设备的接地方法提出了可采用S型星形结构(又称单点接地),M型网状结构(又称多点接地)或S型与M型组合的三种方式中之一的规定,它们分别如图1和图2所示。

由于星型连接可消除多共阻抗耦合和低频接地环路,因此能很好地工作于小于1MHZ频率以下低频电路。当信号或电磁干扰地频率相当高(>10MHZ)或采用高速逻辑时,分布电容的耦合效应将会产生耦合干扰,这时必须采用M型网状连接。由于网状连接,存在许多接地环路,这对同时应用的较低频率的电路是有害的,此时可采用组合接地的方法。

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