低压配电的接地系统.ppt

低压配电的接地系统设计,目录(一)低压配电系统中的常见接地配置方式(A)TN-S供电系统(三相五线制)(B)TN-C供电系统(三相四线制)(C)TN-C-S供电系统(三相四线半制)(D)TT 供电系统(直接接地方式)(E)IT 供电系统(高阻接地方式)(二)在信息网络机房中配置接地系统的必要性(A)接地系统的调控功能(B)接地系统中各关键的部件的调控功能(C)机房内下列金属部件需采用接地或接零保护措施:,低压配电的接地系统设计,(三)接地方式的分类(A)保护性接地(B)功能性接地(C)防雷接地(D)接地方式(E)重复接地(四)低压配电的接地系统的设计方案(A)推荐的UPS 接地系统设计方案及常见的不正确的接地方法(B)推荐的大楼接地施工设计方案,国家及行业标准,GB/T50314-2000”智能建筑设计标准“GB50174-93“电子计算机机房设计规范”GB50169-92“电气装置安装工程、接地装置施工 及验收规范“GB50054-95“低压配电设计规范“GB50052-95“供配电系统设计规范”GB50057-94“建筑防雷设计规范“GB50254-96、GB50355-96、GB50256-96、GB50257-96、GB50258-96、GB50259-96“电气装置安装工程、施工及 验收规范“GBJ 149-90“电气装置安装工程、母线装置施 工及 验收规范“,国家及行业标准,YD/T944-1998“通信电源装置的防雷技术和测试方法”YD/T5098-2001“通信局(站)雷电过电压保护工程设计 规范“YD5079-99“通信工程电源系统防雷技术规定”YD/T1051-2000“通信局(站)电源系统总技术要求”YDJ26-89“通信局(站)接地设计暂行技术规定”YD/T585-1999“通信用配电设备”GB/T14715-93“信息技术设备用不间断电源通用技术 条件YD/T1095-2000“通信用不间断电源-UPS”GB7260-87“不间断电源设备”YD/T502-2000“通信专用柴油发电机组技术要求”,低压配电的接地系统设计,在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得”相对欠缺”。基于上述情况，当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。,低压配电的接地系统设计,对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此,当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种“接地线”的接地电阻。还需高度重视接地阻抗;“地线”的实际布线方式;用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理“等因素。实践证明:设计合理的接地系统及正确的布线施工艺是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。,低压配电的接地系统设计,(一)低压配电系统中的常见接地配置方式,信息网络时代的低压配送电系统,(A)TN-S供电系统(三相五线制)用户设备的金属外壳接PE线,正常工作时,在PE线上基本无“电流”,外壳对地电压接近于零.当发生故障时(例:一相碰壳“短路”/严重漏电),故障电流迅速增大,促使保护装置(熔断器/断路器)快速地切断电源.在运行中,严禁断开N线.,L1,L2,L3,N,PE,设备外露的“可导电体”,接地保护,负载电流,PE,黄绿色,N,淡蓝色,信息网络时代的低压配送电系统,(B)TN-C供电系统(三相四线制)N线与PE线合用1条PEN线,当三相供电不平衡/带“整流滤波型”非线性负载时,有较大的电流流过PEN线,并有可能导致用户设备的零-地线电位增高.如选用有足够大截面积的电缆/保护装置时,也比较安全,费用较低.在运行中,严禁断开PEN线.,L1,L2,L3,PEN,设备外露的“可导电体”,N,接零保护,负载电流,信息网络时代的低压配送电系统,(C)TN-C-S供电系统(三相四线半制)在用户负载的末端将PEN线分开成相互独立的PE线和N线(从此之后,不允许将“分开后的PE线和N线”再连接在一起),其性能介于TN-C和TN-S保护接地系统之间.在运行中,严禁断开PEN线.,L1,L2,L3,PEN,PE,设备外露的“可导电体”,接零保护,设备外露的“可导电体”,负载电流,N,淡蓝色,黄绿色,信息网络时代的低压配送电系统,(D)TT 供电系统(直接接地方式)将每台设备的金属外壳经各自的PE线单独接地/同共用PE接地母线连在一起(当它们共用一个接地保护装置时).其故障电流较小,往往不足以使保护装置(熔断器/断路器)动作.其安全性较差(在TT供电系统中,常需配置漏电保护器).在运行中,严禁断开N线.,L1,L2,L3,PE,设备外露的“可导电体”,接地保护,N,淡蓝色,黄绿色,信息网络时代的低压配送电系统,(E)IT 供电系统(高阻接地方式)单相接地短路电流很小.当发生短路故障时,保护装置不会动作、供电系统还可继续运行,设备的外壳不带电。为此，需要另外配置的绝缘监视仪/接地故障报警装置,以通知值班人员.它常被用于当发生单相对地短路故障时、仍需供电系统继续向负载供电的场合。,L1,L2,L3,PE,Z,设备外露的“可导电体”,接地保护,黄绿色,低压配电的接地系统设计,(二)在信息网络机房中配置接地系统的必要性,低压配电的接地系统设计,(A)接地系统的调控功能当用电设备因故发生“短路”/漏电故障时，确保人身和设备的安全运行;增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保IT/电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性(EMC);为IT/电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有“低阻抗运行特性”的参考电平(实现“等电位连接”);为IT/电信/测试等关键设备提供静电“泄放通道”;确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线对地线”电压;为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。,低压配电的接地系统设计,(B)接地系统中各关键的部件的调控功能 判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是:能否为各种干扰源/“地电流”提供低阻抗型“泄放通道”，以确保在各IT设备之间实现“等电位连接”。接地系统的组成:大地、接地体、接地引入线、接地总干线、接地线、辅助“等电位“连接体(“等电位“连接网/连接带)。,低压配电的接地系统设计,大地:由于直流电和各种频率的交流电在“大地”中所产生的电位差很 小，可以利用它将各种接地部件互相连接起来共同组成一个具有“低阻抗工作特性”的参考电平网络。在实际工作中，可把大地作为“容电量”无限大的“参考电位体”来使用。(2)接地体:来自供电系统和用电设备的各种“地线电流“经位于”接地体”中的各金属部件同大地形成的接触面而被汇入大地,再经“地线电流“扩散和”均衡电位处理”后，形成”零电位参考”面(典型值20m)自然接地体:“钢筋混凝土”地基中的“环形钢筋网(带)”(优点是:经济、接地电阻小、典型值0.3m(现行标准为0.1m);当接地体/引入线与电力电缆管线平行时，两者之间的距离0.6m(现行标准为);,低压配电的接地系统设计,常用的“人工接地极”材料:热锡或镀锌圆钢、扁钢、条钢或铜板(水平敷设时);热锡或镀锌圆钢、角钢、钢管(垂直敷设时)。为降低“屏蔽”作用、在组成多极“并联接地”环时、希望各接地极间距离/接地棒的长度2)。钢质接地体和总接地引下线的最小尺寸(GB 50169-92),低压配电的接地系统设计,(3)接地总干线、辅助“等电位“连接体、接地线:为使得大楼内分别位于不同楼层中的各种设备的地线获得优越的“等位电连接”特性(典型值:被“等位电接地”的各金属表面之间电位差10mV)，接地总干线可分为:*垂直接地总干线:下端经”接地体”同大地相连,另一端与大楼各层的钢筋和水平“汇集接地体”相连。为降低雷击电磁干扰的辐射影响及杂散电容的耦合影响,”垂直接地总干线”宜被安装在大楼中央部位/尽可能远离大楼的“主钢筋”处。*水平接地干线:一端同“垂直接地总干线”相连,另一端与大楼内各种供电设备、用电设备的接地端相连。为降低地线的阻抗,宜在同一层楼内配置由接地铜网/接地铜带所组成的局部“等电位“辅助连接体。,低压配电的接地系统设计,*垂直接地总干线:宜选用大容量“多芯”铜电缆 在电信企业中、推荐的“接地干线线”的最小截面积:-48V,-24V 直流配电屏:95mm2;直流配电屏到电话自动交换室/微波室:95mm2;直流配电屏到总配线架:50mm2;直流配电屏到测量室:25mm2;24V直流配电屏:25mm2;,低压配电的接地系统设计,*接地线:在信息网络用机房中，它被用于各种设备的接地端同“水平接地汇集干线”之间的地线连接:1)、根据最大工作电流选取截面积，不准使用裸线/扁钢，宜采用多股软铜线(“接零线”可选用电力电缆);2)、每台设备的接地端宜用独立的接地线用同“水平汇集接地干线”相连接,不允许采用将多台设备的接地端“串联”起来的布线施工法;3)、不能利用蛇皮管、金属网或电缆的金属护套来作为接地线。4)、直流电源供电系统中的“接零线”和采用“直流两线制”正极接地工作方式的”直流工作地线”应各自引出独立的地线、两种地线之间的距离应1m。,低压配电的接地系统设计,(C)机房内的下列金属部件需采用接地或接零保护措施:IT设备,通信设备,测试仪器等关键设备的接地端;UPS,空调,电机,变压器,电力电缆的金属护套、接头盒、电缆终端头,电缆桥架，密封汇流母排的外壳、电缆套管、电池架、电热设备、机床的等的金属外壳/底座;水管、气管、钢筋混凝土结构中的钢筋、配电柜(箱)、控制屏、操作台等的金属框架或底座;控制电缆的金属护套/屏蔽外套、高频设备的屏蔽网。注意事项:在信息网络机房中，既不允许将计算机、服务器的“直流工作地”同“交流工作地”进行短接或混接。也不允许在上述“直流工作地”同交流供电线路之间采用“近距离”的平行布线施工法。,低压配电的接地系统设计,(三)接地方式的分类保护性接地 确保人身和设备的安全性功能性接地 提高用电设备的抗干扰性能、在IT设备之间实 现“等电位连接”，以确保信息资源的安全运行。,低压配电的接地系统设计,(A)保护性接地 目的:防止因“人为操作”错误、火灾、“短路”、设备绝缘损坏“漏电”等 所可能造成的人身伤害/设备损坏故障发生。交流工作接地(N线、中性线接地、零线接地,淡兰色)在采用TN和TT制的380/220V供电系统中,为防止因N线发生断线、接触不良或因采用不带“N线重叠切换功能”切换开关所造成的中性线“瞬间中断”所可能带来的故障隐患，应在输入变压器、变配电室、大楼主配电柜处将中性线接地。当电力传输线路50m时，应考虑采用重复接地。,低压配电的接地系统设计,对于信息网络机房/电信机房用供电系统而言，当正常工作时、流过N线的电流是三相不平衡负载电流+气体放电灯+由IT设备、电信设备等非线性所带来的谐波电流的矢量和;(2)接零保护(电力设备):在中性点直接地的380/220V供电系统中、将电力设备的金属外壳(例:交流稳压器、UPS、变压器等)与零线相连接,流过”接零保护线”的电流较大。(3)接地保护:将电力设备/用电设备的金属外壳通过独立的接地线来同大楼的接地装置相连。(4)防静电接地:防静电接地装置可与防感应雷和电气设备的接地装置共同设置。防静电接地线宜单独与接地干线/接地体相连(当湿度30%时，静电电压可达1KV左右)。,低压配电的接地系统设计,设置接零保护(电力设备)和接地保护接地系统的目的:对人身的安全、对设备的可靠运行和安全操作提供保护。*为确保人身安全、当发生短路/漏电事故时，应确保可能流过人体的电流值低于安全阀值以下。*为确保设备运行安全、应确保电力供电系统/设备在可能遭到损坏或性能恶化之前，利用断路器开关/熔断器及时地切断电源。,低压配电的接地系统设计,(5)电流是造成人身伤害的主要因素:流经人体的电流大小、持续时间和流经人体的途径。有关国内外的50/60Hz电流对人身所可能造成的危害的统计资料显示:0.6-1.5 mA 时,手感麻刺;5-7 mA 时,肌肉痉挛;2050mA时,手麻痹、剧痛、呼吸困难，并不能摆脱电体;50-80mA时,心室颤动/昏迷/死亡。一般将30mA定义为可忍受的极限“安全电流“,将50mA定义为的“危险电流“。在考虑安全用电时，人体的电阻按1K估计。按IEC479-1,GB50054-95标准:人体的安全电压限值UL为:50V。,低压配电的接地系统设计,为确保人身安全的常用保护措施:利用隔离罩、防护屏、密封机柜等隔离保护措施来防止人身触电:机柜门的防护等级 IP2X(12.5mm,防人触电);机柜门的防护等级 IP3X(2.5mm,防老鼠);机柜顶部:IP4X(1mm);采用“安全电源”供电系统(GB3805-83标准):42V,36V,24V,12V,6V。,低压配电的接地系统设计,(6)接地线路故障的“快速排除“当发生短路故障时、应迅速切断发生故障的线路，从而达到确保设备和人身安全、消除火灾隐患的目的。按IEC 364-41标准:对采用220V的TN制供电系统的设备而言，为确保供电线路的热稳定性，应满足下述要求:对固定式设备供电的线路而言,要求断路器开关/熔断器的切断时间5秒。对手握式/移动式设备供电的线路而言,要求断路器开关/熔断器的切断时间0.4秒。要求:Zs220V/Id;Zs220V/Id;Id 和Id:按”反时限、过电流特性“工作的”断路器开关“分别在0.4秒和5秒内断开时所需的最小电流(实际工作中、这个工作电流应 1.3倍”脱扣跳闸电流“)。Zs和Zs:发生短路故障/过载故障时的故障线路的接地阻抗。,低压配电的接地系统设计,当采用断路器开关作“短路”保护时、要求接地系统的接地电阻尽可能地小，以便断路器开关能尽快地“跳闸“。切断“短路故障/过载故障”的接地线路的阻抗,低压配电的接地系统设计,当采用熔断器作“短路”保护时、要求接地系统的接地电阻尽可能地小，以便熔断器开关能尽快地“熔断“。GB50054-95标准推荐的短路电流Id同熔丝额定电流In的倍数,低压配电的接地系统设计,为使得整个供电系统获得尽可能高的热稳定性(确保不会发生因“短路”/过载而致使电缆的绝缘保护层软化/碳化)，宜选用耐热性能较高的电力电缆。电缆芯线的绝缘外套的耐热性能,低压配电的接地系统设计,电力电缆的命名,芯线截面积mm2,额定电压 KV,外护层(铠装层)代号:,内护层代号:,芯线材料代号:,芯线绝缘代号:,低压配电的接地系统设计,(B)功能性接地直流工作地:在电信企业的通信电源、电话通话线路中，将蓄电池的正极接地，从而构成-48V通信电源供电系统。采用正极接地的优点是:消除由于通信线路对地绝缘不良而产生的“串音”故障隐患,提高通话质量(要求正极接地电阻至少要20);消除由于通信线路的芯线因绝缘不良而产生“漏电”时，所可能形成的“电蚀“现象。,低压配电的接地系统设计,在实际工作中，要求“直流工作地”和“交流工作地”必须单独分开布线。其原因是:由于在由单相交流供电的IT设备的交流工作地(N线)上所产生的“零线对地线电压”中、包含有高达几十到几百毫伏数量级的“衡重噪音”(它远大于信息产业部所规定的 2mV“衡重噪音”的标淮)。因此，不允许在“直流地”和“交流地”之间采用近距离的平行布线施工法。,低压配电的接地系统设计,(2)信息网络设备(PC机、服务器、磁盘阵列、计算机系统等)的直流逻辑参考地:它包括模拟信号地,数字信号地。为确保信息网络设置能获得高速、宽带、大“数据吞吐量”处理能力等的优异运行特性,要求我们在实施“直流逻辑参考地”施工时、高度注意下述事项，以便使得位于同一局域网中的各个IT设备都能获得尽可能洁净的”等电位接地”工作特性(典型值:各地线之间的电位差15mV)：,低压配电的接地系统设计,(a)增大PE线的截面积、降低接地阻抗:鉴于当今信息网络设备的工作频率巳大大提高及所允许的“干扰电压”容限值已大大下降的事实，当我们在确定直流工作接地线(PE线)的截面积时、不宜拘泥于现有相关标准的规定。按GB50054-95标准保护地线的截面积的推荐值,注:PEN线的截面积至少 10mm2,低压配电的接地系统设计,在国内外的IDC机房设计中、PE线与相线截面积的比值有从1:3向1:1发展的趋势。对大、中型机房来说，一般要求截面积120mm2-240mm2，在小型机房中、要求截面积 50mm2,低压配电的接地系统设计,(b)确保UPS供电系统具有尽可能低的“零线对地线电位”(服务器要求至少1伏)优先选用带“输出隔离变压器”的双变换、在线式UPS供电，不宜采用不带“输出隔离变压器”的在线式UPS或Delta变换UPS(所谓的串、并补偿型UPS)。其原因是后两种UPS不仅“零线对地线电压”的有效值高达3-8伏。而且，还包含峰峰值高达几十伏的尖峰干扰。,低压配电的接地系统,带“输出隔离变压器”的UPS的“零-地电压”波形(高内阻型的干扰电源),不带“输出隔离变压器”的UPS的“零-地电压”波形(低内阻型的干扰电源),低压配电的接地系统设计,为降低“零线对地线电位”，在选择UPS供电系统的中线时、不仅需要从热稳定性上考虑如何选择电缆的截面积，还需将电缆长度的影响考虑在内。为降低“零线对地线电位”，不仅需要使UPS供电系统的“中线”主干线的截面积=1.5倍相线的截面积。而且,还应适当增大单相供电线路的截面积。其原因如下:,低压配电的接地系统设计,目前绝大多数的“信息网络设备”都是220V单相负载:它的总电流谐波分量高达8%以上;*绝大多数信息网络设备的负载电流的峰值比:2.6-2.8:1左右(用带”输出隔离变压器”UPS供电时);3-3.4:1左右(用不带”输出隔离变压器UPS”供电时);,低压配电的接地系统设计,电缆长度、截面积、阻抗对线路压降的影响,低压配电的接地系统设计,常用的铜芯电缆品种有:*电力电缆宜选用:BV电线,BVR电线,YZ、YZW电缆,YC、YCW 电缆，RVV电缆，GGZ-P电缆，ZR-BV电缆,ZR-VV-1KV,ZR-VVR电缆等。*PE线宜选用:RVVZ电缆或铜排(带绝缘外保护层)。,低压配电的接地系统设计,*通信用电力电缆:NHVV-1KV聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、钢带铠装电缆:1.5-630mm2,芯线最高允许工作温度70,环境温度35。*通信用交流软电缆:RVVZ-1KV聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套的阻燃铜芯软电缆:10-300 mm2,芯线最高允许的工作温度70,环境温度35。*通信用直流软电缆:RVZ-0.6KVBV(铜芯聚氯乙烯绝缘电线)聚氯乙烯绝缘的阻燃铜芯软电缆:10-300 mm2,芯线最高允许的工作温度70,环境温度35。*双排孔铜地汇母排(长*高*宽):800*80*8mm,低压配电的接地系统设计,铜母排载流量的(室内温度30,允许运行温度70),低压配电的接地系统设计,(3)高频屏蔽接地:高频发射器、高频调制器等的屏蔽接地线、宜采用独立的铜带/专用高频传输线。,低压配电的接地系统设计,(C)防雷接地:消除由雷击所可能造成的危害,低压配电的接地系统设计,雷击能量的分布概率统计:2%雷击浪涌的电流强度200KA;5%雷击浪涌的电流强度150KA;50%雷击浪涌的电流强度30KA;95%雷击浪涌的电流强度14KA;当雷击“电流脉冲”流过大楼钢筋的”接地引下线”系统时、可能对网络造成的危害:当大楼钢筋与网线之间的距离为0.5m时，所可能带来的危害：如果流过钢筋的“雷击浪涌电流”为10KA左右时，就可能烧毁同网线相连设备的RJ45接口;如果流过钢筋的“雷击浪涌电流”为3KA左右时，就可能造成100M的局域网产生“误码”。(电源资讯,2003年,N0.4,P27),高能“瞬态浪涌”从电力电缆串入时所造成的危害性,高能“瞬态浪涌”20KV 立即对用户的设备造成“灾难性”的损坏.,中等强度“瞬态浪涌”造成用户设备中的某些部件被损坏或致使其性能恶化,导致使用寿命缩短.,低强度“瞬态浪涌”700V-800V 一般不会造成设备被损坏，但过多,过频地出现瞬态浪涌，会使高速网络和通讯系统出现“死机”,高“误码率”，高数据传输“丢包率”,高上网“掉网率”.,低压配电的接地系统设计,(1)建筑物的防“直接雷击”的保护措施:在建筑物上沿屋脊、屋角、屋檐等“易受雷击”处敷设装设避雷针/避雷网。这些避雷针(高度2m)不仅需用“避雷带”互相连接。而且，宜在大楼的整个屋面上组成10m*10m的等电位“防雷网格体”。可利用金属管(厚度4mm)、镀锌圆钢(8mm)、镀锌扁钢(48mm2,厚度4mm)、镀锌钢绞线(30mm2)及大楼的钢筋混凝土内的钢筋来作为“引下线”，外接钢筋与楼内予留连接板之间的连接宜“焊接”。“引下线”和接地装置构件内的钢筋之间宜采用焊接/绑扎连接方式。“引下线”的数量至少应在2根以上，“引下线”之间的距离不宜大于24m。防雷地的“冲击接地电阻”10(典型值5)。,单根避雷针的保护范围：,h 避雷针高度；,hx 受保护物的高度；,rx 在hx高度处水平面上保护范围半径；,ha 避雷针的有效高度（超出于受保护物的高度）。,低压配电的接地系统设计,低压配电的接地系统设计,避雷针在不同高度所形成的保护半径(1)避雷针在地面上所形成的保护半径:rx=1.5h;(2)避雷针在距地面hx高度上所形成的保护半径rx:当hx h/2时，rx=(h-hx)p=ha*P;当hx h/2时，rx=(1.5h-2hx)p=ha*P;p是:高度影响系数:*当高度h 30m时，p=1;*当高度 30m h120m时，p=5.5/h0.5;,低压配电的接地系统设计,(2)建筑物的防“感应雷击”的保护措施:屋内的金属物体(设备、管道、电缆机架、构架)均应同大楼内的等电位“接地装置”相连。根据“等电位保护”原理，可利用建筑物的钢筋组成“法拉第笼式“等电位体,从而使得位于各层楼内的人和设备上的各点的电位分布尽量可能地均匀。为达此目的，宜在每楼内敷设高品质的”均压环”。应将平行敷设的长金属物(管道、构架、电缆的金属护套)每隔20-30m用金属线连接起来。屋内的“防雷电感应”的接地干线同“接地装置”的连接点不应少于两处,可采用每层/隔几层楼(例:3层)同钢筋连接一次的接地方式。其连接方式:接地板和镀锌螺栓、防松垫圈/螺帽。,低压配电的接地系统设计,推荐的防雷接地装置的接地布线示意图,低压配电的接地系统设计,(3)建筑物内的防“雷击高能浪涌”从输电线路串入的保护措施:(a)在进户电缆同架空线的连接处宜配置“阀型避雷器”。避雷器、电缆的金属护套、绝绿缘子铁脚均应接地,接地冲击电阻10(典型值5)。(b)宜采用带金属护套的电缆或穿金属管的电缆地埋方式将电力电缆引入大楼内:电缆的的埋地深度至少大于0.7m,电缆的地埋长度至少大于10m以上(在此条件下、同大楼的主配电柜的接地网相连，这样可提高接地的安全度)。(c)架空/地埋金属管道在入户处均应与接地装置相连。如果入户“架空金属管道”的长度大于100m,应每隔25m接地一次。,低压配电的接地系统设计,鉴于雷击能量很大、实际工作中，常采用多级防雷措施来将“雷击残压”衰减到电源设备/IT设备硬件所能允许的”安全电压”以下。当上、下两级TVSS之间的距离15m时，应串接“电感退耦器”。防雷器/TVSS的连接线应可能地短(典型值0.5m)。,艾默生公司的防 雷 击、抗 浪 涌 抑 制 器TVSSS系列(抗浪涌抑制能力 8/20us)：100,200,300 和 400kA;ACV系列(抗浪涌抑制能力 8/20us)：40，80KA。C级防雷器(8/20us):6KV/20KA;D级防雷器(8/20us):6KV/3KA;,低压配电的接地系统设计,(D)接地方式 分设接地方式 联合接地方式(单点接地方式);,低压配电的接地系统设计,接地阻抗(a)当采用“分设接地”工作方式时、各种接地系统的典型接地电阻:交流工作接地3(最好1);安全保护接地 3(最好1);防雷接地 10(“冲击接地电阻”5);计算机系统的直流工作地 1(最好0.4);通信电源的直流工作地:万门以上程控交换局、2000路以上长话局 1,万门以下程控交换局、2000路以下长话局 3。线缆桥架的安全接地4对当今的信息网络机房用的接地系线统而言，不仅要设法降低接地电阻，还需设法降低接地阻抗(例:虽然大楼钢筋的接地电阻很低(0.2-0.5)，但因“自感”大、高频阻抗却很高)。,低压配电的接地系统设计,当需要采用“分设接地”工作方式时，为消除在两套不同接地系统的接地极之间所可能出现“回灌电位”干扰。希望在两套不同的“接地电极”之间的距离应超过30m以上为宜(最好 40m)。,低压配电的接地系统设计,(b)当采用“联合接地“工作方式时(单点接地制)、典型的接地电阻1。对于利用大楼钢筋混凝土中的基础钢筋作为联合接地极的系统而言，其接地电阻大约为左右。优点：在较经济的条件下，能在各种不同的接地线之间实现“等电位”连接、有利于消除可能出现在不同接地系统之间“回灌电位”干扰。,低压配电的接地系统设计,(2)准确地分析各种接地系统的工作特性:在当今的计算机房和电信机房的电力和控制系统中,不仅需要优选“单点接地”(联合接地)设计方案。而且，还需准确地分析流过各种接系统的”地电流”的大小、频率及直流偏压等因素:防雷接地:正常工作时、电流几乎为零。但当发生雷击时、会有di/dt极大的高通量的”地电流”(几十到几百KA)经“防雷入地“导体流入”大地”。交流工作地(零线接地,中性点接地):正常工作时、因三相负载不平衡及在带信息 网络设备时所产生的其大小与“相线电流”相同数量级的“零线”电流在N线中流过。遇到短路 故障时、还会有极大 的“短路”电流流过。根据IT设备的使用要求、期望供电系统的“零线对地线”电 压差尽可能的低(典型值1伏)。,低压配电的接地系统设计,防静电接地:正常工作时、电流几乎为零。接零保护接地(电力设备的金属外壳):正常工作时、零 线对地线的电压远低于人身安全电压限值为UL(50V),”地电流”较小。遇短路故障时、会流过 极大的“短路”电流。安全保护接地(电力设备、电气设备的金属外壳):正常 工作时、”地电流”很小。遇短路故障时、会流过 极大的“短路”电流。高频屏蔽接地:正常工作时、会有“高频干扰”电流流过 接地线。,低压配电的接地系统设计,-48V电源的直流工作地:正常工作时、虽然只有很小的音频干扰电流,但对“地”存在较高的直流偏置电压。IT设备的逻辑地(模拟信号地、数字信号地):正常工作时、只有很小的高频干扰电流(几十KHz-几GHz)。虽然对“地”不存在直流偏置电压,但由于IT设备CPU的直流工作电压仅为1.73.3V,它所允许的共模干扰的阈值较低。能否确保-48V电源的直流工作地和IT设备的逻辑地的参考电位的“纯净性”是确保信息网络/电信系统能否正常运行的关键条件之一。,低压配电的接地系统设计,(2)准确地分析各种接地系统的工作特性:在当今的计算机房和电信机房的电力和控制系统中,不仅需要优选“单点接地”(联合接地)设计方案。而且，还需准确地分析流过各种接地系统的电流大小、频率及直流偏压等因素:防雷接地:交流工作地(零线接地,中性点接地):防静电接地:接零保护接地(电力设备的金属外壳):,低压配电的接地系统设计,安全保护接地(电力设备、电气设备的金属外壳):高频屏蔽接地:-48V电源的直流工作地:IT设备的逻辑地(模拟信号地、数字信号地):(注:红色表示:正常工作时，有较大电流在地线上流过。黑色表示:正常工作时，只有很小的电流在地线上流过。兰色表示:对信息安全“至关重要”的地线系统)。能否确保-48V电源的直流工作地和IT设备的逻辑地的参考电位的“纯净性”是能否确保信息网络正常运行的关键条件之一。,低压配电的接地系统设计,(3)采用正确的接地布线施工法 为获得设计合理的接地系统，既不应将在正常工作时、有可能“流过大电流”的接地线与“基本无电流”的接地线相“混接”。也不应将有可能“流过高频电流”的接地线与“流过工频电流”的接地线相“混接”。在地线布线的实际施工中，应避免在上述具有不同工作特性的地线之间采用“就近施工”法。应确保各种接地线均应采用由单独的地线与相应的“等电位接地干线”/“等电位接地体”相连的施工方法，不允许在多个设备的接地端之间采用“相互串联”的接地布线法。,低压配电的接地系统设计,(4)统筹规划、动态监督和严格管理各种网络设备的用电情况。为防止因供电系统“配置不当”或因最终“用户连线”错误而出现的网络运行“误码率”增高/误动作杓故障隐患。因此，应特别注意:各种负载插座连接是否正确?在同一局域网中、是否有同时用普通市电和UPS向IT设备供电情况?在同一局域网中、是否有同时用带“输出隔离变压器”在线式UPS和其它型号的UPS向IT设备供电情况?“电力干线”是否与“弱电干线”分开独立敷设?配电箱的电源引出线是否与“弱电线路”分开敷设?,低压配电的接地系统设计,PE,L,N,单相插座的不正确接法,重复接地,PEN,-48V直流供电电系统,电源与电池精密配合，延长电池寿命；整流器环境适应能力强；系统操作简单、方便监控完善，适合无人职守接地效果与最终接地点的布线有关,直流不间断电源方案,低压配电的接地系统设计,(5)采取必要的技术措施、削弱在“高能浪涌”串入时、所可能带来的“地电流”干扰影响。将各台空调机的”启动延迟时间“错开(CM+空调的“开机启动延迟时间”的可调范围为:1-250秒);各种泵的电机、宜采用“软启动”工作方式;利用ATS开关、将UPS输入电源的“切换接通时间”调节到大于其它动力用电电源的“切换接通时间”。,低压配电的接地系统设计,(E)重复接地 保护地线(N线、PE、PEN)在遇到下述情况之一时，可酌情考虑采用重复接地措施、以便尽可能低地降低“接地阻抗”：在架空线路的干线和分支线的终端;位于电缆线路/架空线路进入建筑物的主配电柜处;当大楼内电力线路较长(典型值50m)/接地干线较长时;需要为某些关键负载提供“局部净化”型的参考地电位等。,低压配电的接地系统设计,PEN重复接地,低压配电的接地系统设计,(四)接地系统的设计方案,低压配电的接地系统设计,高水平的接地系统设计方案应具有的优异特性:(1)当用电设备因故发生“短路”/漏电故障时，能及时地切断电源,确保人身和设备的安全;(2)当有雷击、“高能浪涌”从电力电缆/通信电缆“串入”时，能确保人身和设备的安全;(3)为IT/电信等关键设备提供具有“低阻抗运行特性”的参考电平(各种逻辑地线(模拟信号地、数字信号地)不仅具有优良的“等电位”运行特性。而且，出现在地线上的”共模干扰”很小);(4)确保IT/电信/等关键设备能获得的优良的电磁兼容性(EMC),能有效地切断“共模干扰”在各种地线之间的“互串”通道。(5)供电系统的“零线对地线”电压很低(典型值1伏);,低压配电的接地系统设计,推荐的UPS 接地系统设计方案及常见的不正确的接地方法,-,-,UPS电源,大楼市电输入电源,地线,配电柜,计算机负载,(1)常见UPS 的接地系统,接地桩,中线,优点:经济、施工简便。弱点：关键负载的逻辑工作地及UPS供电系统的“零-地电位”易受其它“非关键负载”(例:动力设备)的影响。,计算机负载,(2)局部净化型的UPS 接地系统,优点:有利于为PPC后的负载提供“净化”的接地系统。弱点：在PEN线上产生较大的电位差。,PPC 配电柜,大楼市电输入电源,3相,UPS电源,计算机负载,3相交流旁路,接地桩,G,N,G,N,G,N,地线,3相输入电源,(3)局部净化型的UPS 接地系统,中线,PEN,优点:有利于为PPC后的负载提供“净化”的接地系统。弱点：成本较高。,PPC配电柜,大楼市电输入电源,3相,UPS电源,计算机负载,3相交流旁路,接地桩,本地电网的接地桩,G,N,G,N,G,N,地线,3相输入电源,(4)不正确的UPS 的接地系统之一,在TN-C/TN-S 系统中出现两个N-G 连接点，不仅会在“大地”中形成一个连续的 In 电流。而且，还会导致相当一部分“零线电流”在PE线上“分流”。,由于In=I 0 会造成“漏电保护器”跳闸误动作,低压配电的接地系统设计,(B)常见的大楼接地施工设计方案,低压配电的接地系统设计,分设接地系统,低压配电的接地系统设计,联合(单点)接地系统(防雷地接大楼钢筋/PE线),低压配电的接地系统设计,低压配电的接地系统设计,低压配电的接地系统设计,“不合理”的联合(单点)接地系统,低压配电的接地系统设计,