共用接地系統(tǒng)的技術(shù)要求

　　作者：高建文 李全景 楊東亮 吳鋒利

　　摘要簡要介紹了共用接地的形式及其特點，重點討論了共用接地的技術(shù)要求及常見問題的解決方法，通過舉例說明了防止高電位引入和引入高電位轉(zhuǎn)化成高電壓造成系統(tǒng)內(nèi)部電位反擊的方法。

　　關(guān)鍵詞共用接地;地電位反擊;高電位;技術(shù)要求

　　AbstractThe common ground of several forms and characteristics were briefly introduced，focusing on the common earthing of the technical requirements and solutions to common problems，the high potential to prevent the introduction and the introduction of high potential into high voltage counterattack within the system were illustrated。

　　Key wordscommon earthing;striking back from earthing high potential;high potential;technology demands

　　隨著城市空間不斷變小、智能大樓的逐漸普及，防雷接地（包括直擊雷接地和感應(yīng)雷接地）與工作接地、電氣安全接地、屏蔽接地、等電位接地等無法保持有效的安全距離，共用接地技術(shù)應(yīng)運而生。合理有效的共用接地措施很好地實現(xiàn)了在有限的空間內(nèi)防止反擊的目的，然而共用接地在國家規(guī)范[1—3]中還沒有具體明確的技術(shù)要求，尤其當(dāng)共用接地措施不當(dāng)，更有可能造成新的安全隱患�，F(xiàn)從共用接地的形式及優(yōu)點進行分析，對共用接地常見問題及解決方法進行初步探討。

　　1共用接地的形式及特點

　　共用接地是把所需接地的各系統(tǒng)連接到1個地網(wǎng)上，使其成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)[4]。共用接地又有單點接地和多點接地2種方式。多點接地是指將不同系統(tǒng)、不同設(shè)備或不同功能的接地從不同地方分別用專用引線連接到接地平面或接地母線上;而單點接地是將不同系統(tǒng)、不同設(shè)備或不同功能的接地線連接到接地母線的同一點或同一平面上。多點接地優(yōu)點是以最短的連線接至地網(wǎng)，使其串聯(lián)阻抗減至最小，從而有效抑制因電容效應(yīng)而產(chǎn)生的干擾。單點接地方式，能消除公共阻抗耦合和低頻接地環(huán)路引起的干擾，適用于1MHz以下頻率的干擾。

　　2共用接地的技術(shù)要求及常見問題的解決方法

　　2。1抗干擾的能力

　　不管采用何種形式的共用接地都存在著不同程度的干擾，首先應(yīng)根據(jù)各接地系統(tǒng)的工作頻率、工作電平、工作環(huán)境、電磁兼容能力等因素綜合考慮，選擇單點接地或多點接地形式，達到最有效的抗干擾能力;其次各接地引線應(yīng)合理布線，2個接地引線所包圍的面積應(yīng)達到最小，平行敷設(shè)的引線有條件的應(yīng)有效隔離或絞繞，降低耦合干擾;在信息系統(tǒng)中，邏輯接地需要很強的精確度和穩(wěn)定性，抗干擾要求很高，然而其抗干擾能力卻很脆弱，強電系統(tǒng)接地或防雷接地的一次正常泄流都有可能造成邏輯接地的干擾，引起系統(tǒng)的誤動作甚至擊穿，而采用共用接地又是防止地電位反擊的必要措施。在實際工程中，只考慮地電位反擊忽略了各接地之間的干擾，往往將共用接地系統(tǒng)接入系統(tǒng)時產(chǎn)生系統(tǒng)不能啟動、不能工作、誤操作、經(jīng)常死機等故障，因此應(yīng)將共用接地系統(tǒng)防干擾與防地電位反擊協(xié)調(diào)起來。比較切實可行的方法有：一是將干擾源接地與被干擾接地采用多點接地方式，并保持一定距離，即共網(wǎng)遠(yuǎn)點法，這種方法能滿足一般系統(tǒng)的抗干擾需求;二是各接地的接地體相對獨立，并將相對獨立的地網(wǎng)通過瞬態(tài)均壓裝置連接，即隔離法，這樣既能達到正常工作時防止地電位干擾，又能實現(xiàn)地電位升高瞬間的均壓，當(dāng)然各個接地體之間也應(yīng)保持一定距離，當(dāng)距離太近時各接地體間除了連接線外還會通過土壤相互干擾。

　　2。2防高電壓反擊的能力

　　雷擊高電位引入共用接地網(wǎng)，在引入點與其他系統(tǒng)的接地點之間容易產(chǎn)生高電壓，造成地電位反擊，致使接地的設(shè)備擊穿損壞、系統(tǒng)癱瘓等嚴(yán)重后果。為了防止雷擊高電位對系統(tǒng)和設(shè)備的反擊，不同性質(zhì)、種類、耐沖擊過電壓能力以及抗擾度的接地應(yīng)采用多點接地并保持一定的距離，為雷電流的泄放、高電位的衰減留下足夠的空間，使引入系統(tǒng)的高電位在安全電位之內(nèi)。如果采用單點接地或接地點間的距離不夠，就會使系統(tǒng)引入高電位，如果系統(tǒng)采用嚴(yán)格的等電位均壓措施，高電位不會產(chǎn)生破壞作用，但任何系統(tǒng)的均壓措施都不是絕對的，當(dāng)?shù)入娢幌到y(tǒng)的1個點出現(xiàn)斷接等故障時，引入的高電位便會在這個點的兩端產(chǎn)生高電壓，威脅到人員和設(shè)備的安全，因此共用接地并不一定能消除地電位反擊。不合適、不完善的共用接地措施更容易引入高電位，造成潛在隱患，消除隱患的方法首先是將防雷接地線及其他容易引入雷擊高電位的接地線與其他弱電系統(tǒng)的工作接地線保持一定的距離（在實際工程中應(yīng)保持可實現(xiàn)的最大距離，一般不應(yīng)小于3 m），并且不同過電壓耐受能力的系統(tǒng)或設(shè)備的接地點在共用地網(wǎng)中保持足夠的距離，其次是同一區(qū)域、同一系統(tǒng)的等電位連接一定要全面徹底，特別應(yīng)注意各種線路的芯線（因工作需要不能直接接地的線路，如電氣線路的火線、數(shù)據(jù)傳輸線等）的等電位連接，系統(tǒng)各金屬部件在雷擊地電位升高的瞬間通過接地線引入高電位，會與零電位的芯線之間產(chǎn)生高電壓，芯線與金屬部件之間的絕緣被擊穿，造成設(shè)備損害和系統(tǒng)癱瘓的事故。因此，各種線路的芯線均應(yīng)通過浪涌保護器實現(xiàn)等電位連接。

　　2。3滿足各系統(tǒng)接地功能要求的能力

　　不同功能的接地目的和要求各不相同，共用接地在滿足每個系統(tǒng)的不同要求之外，還應(yīng)解除各個系統(tǒng)連接到共用地網(wǎng)上所產(chǎn)生的影響。接地電阻是不同功能接地的共同參數(shù)，也是最重要的參數(shù)，不同功能的接地都有各自的接地要求，共用地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)低于各系統(tǒng)接地要求的最低值，尤其注意的是接地電阻的數(shù)值在共用接地體的不同位置并不完全相同，因此接地要求最低的系統(tǒng)應(yīng)在其接地引線端測量接地電阻;然而接地電阻并不是不同功能接地的唯一參數(shù)要求，如邏輯接地是以地電位作為零電位或電位，這就要求該接地要有很高的穩(wěn)定性和抗干擾能力，防雷接地的主要目的是泄放巨大的雷電流，因此接地網(wǎng)的尺寸也應(yīng)該足夠大，并考慮地網(wǎng)結(jié)構(gòu)及布置形式、脈沖雷電流的屏蔽效應(yīng)和土壤擊穿放電效應(yīng)等對泄流接地的影響。

　　3案例分析

　　現(xiàn)舉例說明如何防止高電位引入，避免引入高電位轉(zhuǎn)化成高電壓造成系統(tǒng)內(nèi)電位反擊。城市內(nèi)的通信基站通信塔與通信機房距離間隔很近，機房工作地因空間限制使其與通信塔直擊雷接地相隔很近，為避免雷擊地電位反擊，工作地接地體與直擊雷接地體在地下采取聯(lián)網(wǎng)的共用接地措施，使得工作地在共用地網(wǎng)的連接點與直擊雷接地在地網(wǎng)的連接點間保持足夠的距離，留出雷電流泄放和高電位衰減的空間，使通過工作地線引入機房的電位在安全電位范圍內(nèi)。如果將工作地引下線與防直擊雷接地引下線在地面上作了等電位連接，或者直接將工作接地引下線接到防直擊雷接地引下線上，這樣做的效果是引入機房的工作接地引下線與防直擊雷接地體成并聯(lián)狀態(tài)，即地電位抬高多少相對應(yīng)的工作接地引下線引入機房多高的電位，雖然避免了接地系統(tǒng)對機房系統(tǒng)的反擊，卻通過引入高電位埋下了在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生高電壓的隱患。當(dāng)機房的局部等電位非常完善時，高電位不會產(chǎn)生危害，但當(dāng)局部等電位連接出現(xiàn)故障或不完善時高電位便轉(zhuǎn)化成了高電壓，對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。因此，引入雷電流的接地線與其他接地線在共用地網(wǎng)上的連接點應(yīng)保持足夠的距離，留出雷電流泄放和高電位衰減的空間，使進入其他接地系統(tǒng)的電位在安全電位范圍內(nèi);反之共用接地必然會產(chǎn)生引入機房的高電位的隱患。做好機房局部等電位均壓措施是消除該隱患的最有效措施。

　　4結(jié)語

　　雖然國家防雷規(guī)范中沒有給出明確具體的共用接地措施要求，但應(yīng)按照防雷、電氣、電工等基礎(chǔ)理論知識不斷完善，綜合考慮共用接地系統(tǒng)防反擊與抗干擾措施，防止高電位引入轉(zhuǎn)化成高電壓，在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生新的反擊，最大限度地減少共用接地措施弊端和局限性。

　　5參考

　　[1] 中華人民共和國機械部。GB50057—94（2000年版）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S]。北京：標(biāo)準(zhǔn)計劃出版社，2001。

　　[2] 中國氣象局。GB/T21431—2008建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范[S]。北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008。

　　[3] 中華人民共和國建設(shè)部。GB50343—2004建筑物信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[S]。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004。

　　[4] 林維勇。關(guān)于接地技術(shù)若干問題的討論[J]。建筑電氣，1995，14（4）：2—7。

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