接地技術(shù)Training

1、單擊此處編輯副標(biāo)題單擊此處編輯副標(biāo)題概述概述1 1 接地系統(tǒng)的基本概念接地系統(tǒng)的基本概念1.1 概述 從電氣特性來看，自然界的土壤地層有兩大特性：導(dǎo)電 導(dǎo)電率為10-3至10-1s/m，相對(duì)介電系數(shù)為5至15，介于良導(dǎo)體和絕緣體之間；具有無限大的容電量 因?qū)щ?，故可將用電設(shè)備和地之間組成電氣連接；又因?yàn)榫哂袩o限大的容電量，故就可以把土壤地層理解為等電位點(diǎn)或等電位面，成為電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位。接地的作用有二：接地的作用有二： 1 1）保護(hù)設(shè)備和人身安全保護(hù)設(shè)備和人身安全，如保護(hù)地、防雷地、本安地、，如保護(hù)地、防雷地、本安地、防靜電地等；防靜電地等； 2 2）抑制干擾抑制干擾，即為信號(hào)電壓或系統(tǒng)電

2、壓提供一個(gè)穩(wěn)定，即為信號(hào)電壓或系統(tǒng)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的電位參考點(diǎn)。如工作地、屏蔽地、模擬地、數(shù)字地等。的電位參考點(diǎn)。如工作地、屏蔽地、模擬地、數(shù)字地等。 上述的各種接地名稱，都是按上述的各種接地名稱，都是按接地的用途接地的用途命名的。同一命名的。同一個(gè)接地裝個(gè)接地裝 置往往具有多個(gè)接地用途。置往往具有多個(gè)接地用途。 接地系統(tǒng)在概念和技術(shù)上，近十年發(fā)生了很大的變化，接地系統(tǒng)在概念和技術(shù)上，近十年發(fā)生了很大的變化，其中最重要的轉(zhuǎn)變是：其中最重要的轉(zhuǎn)變是： 以前的接地系統(tǒng)是否合格以接地電阻值為準(zhǔn)，現(xiàn)在側(cè)以前的接地系統(tǒng)是否合格以接地電阻值為準(zhǔn)，現(xiàn)在側(cè)重于接地結(jié)構(gòu)兼顧接地電阻值，特別是從獨(dú)立接地到采重于接

3、地結(jié)構(gòu)兼顧接地電阻值，特別是從獨(dú)立接地到采用共用接地網(wǎng)實(shí)行用共用接地網(wǎng)實(shí)行等電位連結(jié)等電位連結(jié)方式的轉(zhuǎn)變。方式的轉(zhuǎn)變。 等電位連接就是將分開的裝置、諸導(dǎo)電物體用等電位連等電位連接就是將分開的裝置、諸導(dǎo)電物體用等電位連接導(dǎo)體或浪涌保護(hù)器連接起來，以減小雷電流或其它干接導(dǎo)體或浪涌保護(hù)器連接起來，以減小雷電流或其它干擾電流在它們之間產(chǎn)生的電位差。擾電流在它們之間產(chǎn)生的電位差。 1.2 1.2 接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 從工業(yè)應(yīng)用的角度來看，目前控制系統(tǒng)通常有兩種接地方式： 1）單獨(dú)接地 這種接地方式是將控制系統(tǒng)的保護(hù)接地接入電氣安全接地網(wǎng)，工作接地采用獨(dú)力的、“干凈的”接地裝置與大地相接。 由于

4、在一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫伏，甚至幾伏的電位差。這對(duì)低電平信號(hào)電路來說，是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾，因此控制系統(tǒng)的工作地不要和保護(hù)接地在柜內(nèi)就混用。 2）共用接地共用接地 等電位聯(lián)結(jié)是以等電位觀點(diǎn)為主體思想的多點(diǎn)連接，即設(shè)備和裝置外露可導(dǎo)電部分的電位基本相等的電氣連接。其中包括結(jié)構(gòu)綱筋、金屬設(shè)備、管道等，進(jìn)而和接地極相連。所謂多點(diǎn)是指建筑物基礎(chǔ)鋼筋、地下金屬管道、埋地電纜的金屬外皮都成為很好的接地極。 和單獨(dú)接地相比，采用共用接地網(wǎng)實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)有如下的特點(diǎn) 1）如在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，因電氣設(shè)備故障或雷擊會(huì)形成建筑物不同部位地電位差的存在，這時(shí)如意外地連接不同地點(diǎn)的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生電火花引起爆炸或損壞

5、設(shè)備，無法保障人身和控制系統(tǒng)的安全。如采用等電位聯(lián)結(jié)，由于建筑物各處均為等電位，從而就可減小或避免這種危險(xiǎn)的發(fā)生。 2）由于建筑物各處均為等電位，減小了進(jìn)入控制系統(tǒng)電子線路的共模干擾。 3）實(shí)施方便。如果電氣專業(yè)已把全廠的地下管道、地下結(jié)構(gòu)、接地體連成一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng)時(shí)，此時(shí)控制系統(tǒng)再單獨(dú)接地并要求其接地網(wǎng)和電氣接地網(wǎng)相距至少5m，和建筑物防雷地相距至少20m這很難做到。 4）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)等電位聯(lián)結(jié)接地要求接地聯(lián)接（Bonding）電阻，即接地通路（Path）的電阻總和不大于1歐姆；對(duì)控制系統(tǒng)一般規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于4歐姆。這兩個(gè)數(shù)值是不難做到的。1.3 S1.3 S型接地系統(tǒng)和型接地系統(tǒng)和M M

6、型接地型接地系統(tǒng)系統(tǒng) 采用共用接地網(wǎng)實(shí)行等電位連接的網(wǎng)絡(luò)有S型和M型兩種結(jié)構(gòu)形式。1) S型接地系統(tǒng) S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)僅通過唯一的一點(diǎn)（ERP）組合到接地系統(tǒng)中去。 特點(diǎn)：電纜平行敷設(shè)，無感應(yīng)環(huán)路；但組件間要絕緣。 S型也稱星型或樹型。 ERPERP接地網(wǎng)接地網(wǎng)機(jī)柜機(jī)柜TN-S制中制中的的PE線線2) M 型接地系統(tǒng)型接地系統(tǒng) M 型等電位連接網(wǎng)絡(luò)是通過多點(diǎn)連接組合到接地系統(tǒng)中去。此時(shí)，各金屬組件不應(yīng)與共用接地系統(tǒng)各組件絕緣。 M 型等電位接地網(wǎng)絡(luò)宜用于延伸較大的開環(huán)系統(tǒng)，而且在設(shè)備之間敷設(shè)許多線路和電纜，以及設(shè)施和電纜從若干處進(jìn)入該信息系統(tǒng)。 在復(fù)雜系統(tǒng)中，可以將S型和M型兩種等電位連接網(wǎng)

7、絡(luò)組合在一起。 接地網(wǎng)接地網(wǎng)機(jī)柜機(jī)柜 PEPEPE配電箱配電箱等電位接地網(wǎng)等電位接地網(wǎng)機(jī)柜機(jī)柜接地匯流排接地匯流排1.4 1.4 接地系統(tǒng)的耦合接地系統(tǒng)的耦合1）串聯(lián)接地和耦合 串聯(lián)接地因各電路的地電流在地線阻抗以及連接阻抗會(huì)引起各電路間的耦合，所以會(huì)產(chǎn)生干擾，故要避免使用。VA=（I1+I2+I3）R1；VB=VA+（I2+I3）R2；VC=VB+I3 R3。 對(duì)應(yīng)在工程中，不宜將控制柜的接地匯流排實(shí)行串聯(lián)接地。 電路1電路2電路3I3I2I1I2+I3I1+I2+I3ABCR1R2R32 ）并聯(lián)接地和分類匯總 并聯(lián)接地可以減少因地電流引起電路間的耦合。所以在有關(guān)接地的標(biāo)準(zhǔn)里，強(qiáng)調(diào)要“分類匯

8、總”。匯總點(diǎn)離和地的接入點(diǎn)愈近與好。V1=I1RI+VA；V2=I2R2+VA；V3=I3R3+VA；VA=（I1+I2+I3）R4。 如果R4代表接地電阻，因?yàn)槭枪沧杩?，為減小耦合，顯然是愈小愈好。 電路1電路2電路3R1R2R3I1I2R3R4A1.5 工頻接地電阻和沖擊接地電阻-接地電阻的頻率特性 由于流入地中的電流錯(cuò)綜復(fù)雜，有工頻電流，也有雷擊時(shí)的脈沖電流，所以接地電阻按其用途一般有工頻接地電阻和脈沖接地電阻之分。它們之間的換算關(guān)系為： Ra=ARi 式中：Ra-工頻接地電阻（歐姆）； A-換算系數(shù)，它取決于土壤電阻率、接地體最長(zhǎng)支線的實(shí)際長(zhǎng)度L和有效長(zhǎng)度Le，一般A的取值范圍是大于

9、1，小于3， Ri-沖擊接地電阻（歐姆）。 由上式可知，同一個(gè)接地裝置，其工頻接地電阻值要大于沖擊接地電阻值；所以測(cè)出的Ra值是合格的話，一般Ri值也是合格的。 1.6 1.6 接地系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾接地系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾 1）接地系統(tǒng)有來自不同地方的電流（如電氣設(shè)備的漏電流），由于接地系統(tǒng)存在電阻，所以就會(huì)產(chǎn)生電壓降。這個(gè)電壓降就是造成電磁干擾的干擾電動(dòng)勢(shì)，而且正比于接地電阻，也稱為“公共阻抗耦合”。 2）接地系統(tǒng)的連接可能存在回路，則外部的電磁場(chǎng)就可能通過“電感性耦合”產(chǎn)生感應(yīng)干擾電動(dòng)勢(shì)。 由此可見： 1）減小接地電阻（公共耦合阻抗）有利于控制系統(tǒng)抗干擾，但會(huì)增加投資； 2）接地系統(tǒng)的連接

10、應(yīng)避免產(chǎn)生回路。2 2 交流供電系統(tǒng)的接地交流供電系統(tǒng)的接地 2.1 低壓配電系統(tǒng)的接地制式 低壓系統(tǒng)接地制式按配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備（包括信息系統(tǒng)）不同的接地組合來分類，按照IEC規(guī)定，低壓系統(tǒng)接地制式一般由兩個(gè)字母組成，必要時(shí)可加后續(xù)字母。因?yàn)镮EC標(biāo)準(zhǔn)以法文作為正式文件，因此所用字母為相應(yīng)法文文字的首字母。 按低壓系統(tǒng)接地制式劃分有TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等五種。 TN-STN-S、TN-CTN-C、TN-C-STN-C-S、TTTT、ITIT 第一個(gè)字母表示電源接地點(diǎn)對(duì)地的關(guān)系：T表示直接接地，I表示不接地（包括所有帶電部分與地隔離）或通過阻抗與大地相連。 第二個(gè)字母表

11、示電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分（如DCS的機(jī)柜）與地的關(guān)系：T表示獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地，N表示直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出導(dǎo)體相連接。 后續(xù)字母表示中性線（N）與保護(hù)線（PE）之間的關(guān)系：C表示中性線（N）與保護(hù)線（PE）合并為PEN線；S表示表示中性線與保護(hù)線分開；C-S表示在電源側(cè)為PEN線，從某點(diǎn)分開為N及PE線。 1）TN-C系統(tǒng)系統(tǒng) 這種系統(tǒng)有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)這種系統(tǒng)有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)三相負(fù)載不平衡或點(diǎn)。但是當(dāng)三相負(fù)載不平衡或有諧波電流時(shí)，有諧波電流時(shí)，PENPEN線中有電線中有電流流，其所產(chǎn)生的壓降呈現(xiàn)在電，其所產(chǎn)生的壓降呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的外殼上，對(duì)敏感性的氣設(shè)備的外殼上，

12、對(duì)敏感性的電子設(shè)備不利。電子設(shè)備不利。 L1L2L3PEN外露導(dǎo)電部分外露導(dǎo)電部分 2）TN-S系統(tǒng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)相對(duì)于TN-C系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是因?yàn)樵谡r(shí)PE線上不通過負(fù)荷電流，與PE線相連的電氣設(shè)備的金屬外殼在正常運(yùn)行時(shí)不帶電位。 L1L3L2NPE 3）TN-C-S系統(tǒng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)的前端是TN-C系統(tǒng)，后面改為TN-S系統(tǒng)。 L1L2L3PENPEN 4）TT系統(tǒng)系統(tǒng) TT系統(tǒng)內(nèi)，電氣設(shè)備的金屬外殼單獨(dú)接地，與電源在接地上無電氣聯(lián)系。 其優(yōu)點(diǎn)是避免發(fā)生故障時(shí)，將故障電壓蔓延。 PEL1L2L3N 5）IT系統(tǒng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)沒有配出中性線。適用于大型電廠的廠用電。 L1L2L3PE 3 接地電

13、阻 由于土壤是由不同的土壤顆粒和其間隙中存在的水和空氣組成；再則，接地體的形狀、尺寸又不一，所以接地電阻有非常復(fù)雜的性質(zhì)。 3.1:定義： 接地電阻包括接地體本身的電阻、接地體與土壤間的接觸電阻、接地體附近的土壤電阻、接地體至電氣設(shè)備間連接導(dǎo)線的電阻四者之身的電阻和接地體與土壤間的接觸電阻可以忽略不計(jì)。 另一種說法認(rèn)為，從儀表、控制設(shè)備的接地端子到另一種說法認(rèn)為，從儀表、控制設(shè)備的接地端子到總接地板之間導(dǎo)體及連接點(diǎn)電阻的總和稱為總接地板之間導(dǎo)體及連接點(diǎn)電阻的總和稱為聯(lián)結(jié)電阻聯(lián)結(jié)電阻；接地極對(duì)地電阻和總接地板、接地總干線及接地總干線接地極對(duì)地電阻和總接地板、接地總干線及接地總干線兩端的連接點(diǎn)電阻

14、之和稱為兩端的連接點(diǎn)電阻之和稱為接地電阻接地電阻 后一種說法是因?yàn)樗鼘?duì)聯(lián)接電阻和接地電阻分別提后一種說法是因?yàn)樗鼘?duì)聯(lián)接電阻和接地電阻分別提出了不同的要求。出了不同的要求。 接地電阻的大小主要取決于下列因素： 1）接地體附近土壤的電阻率； 2）接地體的形狀，它影響到土壤里電流場(chǎng)的截面大小。3.2 3.2 降低接地電阻的方法降低接地電阻的方法 1 1）降低土壤的電阻系數(shù)）降低土壤的電阻系數(shù) （1）對(duì)土壤進(jìn)行處理，如在接地體周圍的土壤中加入食鹽、木炭、電石渣等，缺點(diǎn)是易流失，有腐蝕性。 （2）換土，如換成黏土、黑土、沙質(zhì)黏土等電阻率較低的土壤。 （3）利用長(zhǎng)效降阻劑，長(zhǎng)效降阻劑是由幾種物質(zhì)配制而成，

15、它含有導(dǎo)電性能良好的強(qiáng)電解質(zhì)和水份。 （4）鉆孔深埋法，接地體長(zhǎng)度一般為5至10米，再深效果不明顯。 （5）采用導(dǎo)電性混凝土，在水泥中摻入碳質(zhì)纖維作為接地極使用。 （6）引入無腐蝕的污水。 （7）利用水和與水接觸的鋼筋混凝土體作為流散介質(zhì)。 2 2）采用新型的接地系統(tǒng)）采用新型的接地系統(tǒng)-IEA-IEA電解離電解離子接地系統(tǒng)子接地系統(tǒng) 1）它是由先進(jìn)的陶瓷復(fù)合材料、合金電極、中性的離子化合物組成； 2）內(nèi)部特制的電解離子化合物，通過電極頂部的呼吸孔吸收空氣和土壤中的水分，使接地極中的化合物潮解形成電解液，滲透到周圍土壤中去，降低土壤的電阻率，從而降低接地電阻； 3）回填料是增加電解離子的導(dǎo)電作

16、用。 4）合金電極的連接采用火泥熔接技術(shù)，以確保連接的可靠性； 5）這是美國(guó)ATI公司的技術(shù)，接地電阻在1歐姆以下，使用壽命大于25年（一般鋼為3-5年）。 IEA接地體接地體IEA回填料回填料擴(kuò)大土壤的導(dǎo)電范圍擴(kuò)大土壤的導(dǎo)電范圍呼吸孔呼吸孔3.3 3.3 接地材料的選擇接地材料的選擇鍍鋅鋼材；銅；美國(guó)ATI鍍銅鋼（壽命可達(dá)30年）；非金屬材料和電解質(zhì)。 1）由于銅的導(dǎo)電率是鋼的8倍，銅的耐腐蝕性也比鋼好，所以作為接地材料銅優(yōu)于鋼。 2）但銅的單價(jià)是鍍鋅鋼的4-5倍 綜上所述，銅材接地系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠、免維護(hù)，壽命長(zhǎng)。4.1 4.1 組成接地系統(tǒng)各部分的名稱組成接地系統(tǒng)各部分的名稱接地系統(tǒng)接

17、地聯(lián)接接地裝置接地連線接地匯流排接地分干線接地匯總板接地干線總接地板接地極接地總干線 4.2 4.2 接地方式的選擇接地方式的選擇 1）當(dāng)企業(yè)已把建筑物（或裝置）的金屬結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)鋼筋、金屬設(shè)備、管道、進(jìn)線配電箱的PE（保護(hù)接地線）母排、接閃器引下線形成等電位聯(lián)結(jié)時(shí)，儀表、控制系統(tǒng)各類接地也應(yīng)匯接到該總接地板，實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)，與電氣裝置合用接地裝置與大地連接。這是首選原則。 2）當(dāng)企業(yè)尚未形成等電位聯(lián)結(jié)，儀表、控制系統(tǒng)如采用單獨(dú)接地，即保護(hù)接地應(yīng)接到電氣專業(yè)的保護(hù)接地裝置上，工作接地如采用單獨(dú)的接地體并與電氣專業(yè)接地體須相距5m以上。在采用單獨(dú)接地時(shí)，仍采用分類匯總的聯(lián)結(jié)方式。為了防止雷電反擊，

18、還應(yīng)采取一定的防雷措施。 4.3 4.3 接地系統(tǒng)的聯(lián)接方法接地系統(tǒng)的聯(lián)接方法A.A.現(xiàn)場(chǎng)儀表的接地連接方法現(xiàn)場(chǎng)儀表的接地連接方法1）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)儀表的電纜槽、儀表電纜保護(hù)管是每隔30米用接地連接線與就近已接地的金屬構(gòu)件相連，并應(yīng)保證其接地的可靠性及電氣的連續(xù)性。儀表的外殼以及現(xiàn)場(chǎng)接線箱的金屬外殼等也應(yīng)就近接地。嚴(yán)禁利用儲(chǔ)存、輸送可燃性介質(zhì)的金屬設(shè)備、管道以及與之相關(guān)的金屬構(gòu)件進(jìn)行接地。2）現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。3）對(duì)于要求或必須在現(xiàn)場(chǎng)接地的現(xiàn)場(chǎng)儀表，如接地型熱電偶、PH計(jì)、電磁流量計(jì)等應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)側(cè)接地。4）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)儀表要求或必須在現(xiàn)場(chǎng)接地，同時(shí)又要求將控制室接受儀表在控制室側(cè)接地

19、的，應(yīng)將兩個(gè)接地點(diǎn)作電氣隔離，以免產(chǎn)生對(duì)地的回路。5）現(xiàn)場(chǎng)儀表接線箱兩側(cè)的電纜的屏蔽層應(yīng)在箱內(nèi)跨接。B. B. 控制室盤、臺(tái)、柜的接地控制室盤、臺(tái)、柜的接地 1）控制室內(nèi)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)至少通過兩條路徑和室外的共用接地網(wǎng)相連。 等電位連接網(wǎng)絡(luò)在共用接地網(wǎng)上的接地點(diǎn)離建筑物防雷的引下線的接地點(diǎn)以及和其他高電壓、大電流電氣設(shè)備的接地點(diǎn)之間沿接地體的長(zhǎng)度宜大于15m，地中的直線距離宜大于10m。2 2）在控制室內(nèi)的盤、臺(tái)、柜內(nèi)應(yīng)分類設(shè)置）在控制室內(nèi)的盤、臺(tái)、柜內(nèi)應(yīng)分類設(shè)置保護(hù)接地匯流排、信保護(hù)接地匯流排、信號(hào)及屏蔽接地匯流排（工作接地匯流排）和本安接地匯流條號(hào)及屏蔽接地匯流排（工作接地匯流排）和本安

20、接地匯流條。3 3）在控制室內(nèi)，可設(shè)置）在控制室內(nèi)，可設(shè)置接地匯總箱接地匯總箱。箱內(nèi)設(shè)置工作接地匯總板。箱內(nèi)設(shè)置工作接地匯總板和保護(hù)接地匯總板。和保護(hù)接地匯總板。4 4）由于）由于工控機(jī)工控機(jī)在出廠時(shí)已將工作接地和保護(hù)接地連在一起，將在出廠時(shí)已將工作接地和保護(hù)接地連在一起，將外殼上的任一顆螺絲連在操作臺(tái)內(nèi)的保護(hù)接地匯流排上即可。外殼上的任一顆螺絲連在操作臺(tái)內(nèi)的保護(hù)接地匯流排上即可。5 5）如果）如果DCSDCS系統(tǒng)的系統(tǒng)的通信線路上設(shè)有電氣隔離裝置通信線路上設(shè)有電氣隔離裝置，遠(yuǎn)程設(shè)備的接，遠(yuǎn)程設(shè)備的接地匯流排可匯總到就近的總接地板上。地匯流排可匯總到就近的總接地板上。4.44.4關(guān)于浮地關(guān)于浮

21、地 所謂浮地是指電子系統(tǒng)的地線在電氣上與建筑物的接地保持絕緣，兩者之間的絕緣電阻一般應(yīng)在50兆歐以上。 優(yōu)點(diǎn)：1）建筑物接地系統(tǒng)中的電磁干擾不會(huì)傳遞到電子設(shè)備上去；2）地電位的浮動(dòng)對(duì)設(shè)備沒有影響；所以提高了設(shè)備的抗干擾能力。 缺點(diǎn)：1）容易產(chǎn)生靜電積累；2）當(dāng)雷電感應(yīng)較強(qiáng)時(shí)，外殼和其內(nèi)部電子電路間可能會(huì)出現(xiàn)很高的電壓將兩者之間的絕緣擊穿，造成電子電路的損壞. 5 獨(dú)立接地和共用接地 在許多信息、控制系統(tǒng)需要接地的場(chǎng)合，應(yīng)該是獨(dú)在許多信息、控制系統(tǒng)需要接地的場(chǎng)合，應(yīng)該是獨(dú)立接地還是共用接地，這個(gè)問題至今還在爭(zhēng)論，似乎沒立接地還是共用接地，這個(gè)問題至今還在爭(zhēng)論，似乎沒有完全解決。本章對(duì)有關(guān)獨(dú)立接地

22、與共用接地的特點(diǎn)以有完全解決。本章對(duì)有關(guān)獨(dú)立接地與共用接地的特點(diǎn)以及對(duì)它們的評(píng)價(jià)作一介紹。及對(duì)它們的評(píng)價(jià)作一介紹。5.1 5.1 接地方式的形態(tài)接地方式的形態(tài) 如果有幾個(gè)并存的系統(tǒng)或設(shè)備需要接地時(shí)，接地的方式可以有如下圖所示的四種形態(tài)：1)各個(gè)設(shè)備獨(dú)立接地 2 2）將獨(dú)立接地的接地線連接在一起）將獨(dú)立接地的接地線連接在一起 3 3）共用接地）共用接地 4 4）將接地線連接到共用接地網(wǎng)上）將接地線連接到共用接地網(wǎng)上 第一種為獨(dú)立接地第一種為獨(dú)立接地, ,后三種均為共用接地后三種均為共用接地. . 5.2 5.2 獨(dú)立接地獨(dú)立接地 DCS系統(tǒng)采用了計(jì)算機(jī)等數(shù)字電路技術(shù)，各部分電路需要有統(tǒng)一的工作基

23、準(zhǔn)電壓。即該工作基準(zhǔn)電壓起到建立一個(gè)統(tǒng)一的信號(hào)參考點(diǎn)的作用。如幾部分電路沒有統(tǒng)一的工作基準(zhǔn)電壓，就會(huì)造成系統(tǒng)工作異常。 理想的獨(dú)立接地應(yīng)該是那樣，如果有接地極，其中一個(gè)電極中不論怎流過電流，對(duì)另一個(gè)接地電極就不應(yīng)該發(fā)生電位上升的情況。 I I電位分布電位分布接地極接地極電位上升電位上升V0V0V V 當(dāng)然，在工程中只要把電位上升限制在一定范圍內(nèi)，就可以看成是相互獨(dú)立的。 此時(shí)的接地極其間距決定以下三個(gè)重要因素：1）發(fā)生的接地電流的波形和其最大值；2）電位上升的容許值；3）該地點(diǎn)的大地的電阻率。 在這里介紹以棒狀接地極（半徑為7mm,c長(zhǎng)度為3m）為例，研究因工頻接地電流I產(chǎn)生的電位上升（V）與

24、間隔距離S的關(guān)系。表為有工頻接地電流流入A電極時(shí)，計(jì)算出B電極發(fā)生電位上升到容許值V的間隔距離。I I電位分布電位分布接地極接地極電位上升電位上升V0V0V VS SA AB B接地電流接地電流I I（A A） 電位上升的容許值電位上升的容許值VV 2.5V25V50V1063635031832161006376432 注：本表相對(duì)于電阻率為注：本表相對(duì)于電阻率為=100m=100m。 如果大地的電阻率很高，即使接地電流很小，間隔如果大地的電阻率很高，即使接地電流很小，間隔距離也會(huì)增大。距離也會(huì)增大。 由表所知，在實(shí)施獨(dú)立接地時(shí)，必須采取大的電極由表所知，在實(shí)施獨(dú)立接地時(shí)，必須采取大的電極間隔

25、。在有限的場(chǎng)地內(nèi)如有多個(gè)接地系統(tǒng)時(shí)，要找到間隔。在有限的場(chǎng)地內(nèi)如有多個(gè)接地系統(tǒng)時(shí)，要找到足夠的接地施工的空間是很困難的。足夠的接地施工的空間是很困難的。 5.3 5.3 共用接地共用接地 所謂共用接地就是把幾個(gè)設(shè)備系統(tǒng)匯集在一起，連接到設(shè)置在一個(gè)或幾個(gè)地點(diǎn)的共用接地電極上的接地。其中，有連接接地線或把接地線匯集到一點(diǎn)。所以，在評(píng)價(jià)共用接地時(shí)，應(yīng)該把接地作為系統(tǒng)來考慮。5.3.1 5.3.1 共用接地的優(yōu)點(diǎn)共用接地的優(yōu)點(diǎn)1）接地線少，接地系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修檢查容易；2）將各個(gè)接地電極并聯(lián)連接，此時(shí)比獨(dú)立接地的總電阻低。如果利用建筑結(jié)構(gòu)體，因接地電阻非常小，更能顯示出共用接地的優(yōu)點(diǎn)；3）即使有一個(gè)接地

26、極失效，其它電極也能補(bǔ)充，提高了接地的可靠性；4）因?yàn)榭梢詼p少接地電極的總數(shù)，節(jié)省設(shè)備施工的費(fèi)用；5）如在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，因電氣設(shè)備故障或雷擊會(huì)形成建筑物不同部位地電位差的存在，這時(shí)如意外地連接不同地點(diǎn)的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生電火花引起爆炸或損壞設(shè)備，無法保障人身和控制系統(tǒng)的安全。如采用共用接地系統(tǒng)，由于實(shí)現(xiàn)了等電位連接，建筑物各處均為等電位，從而就可減小或避免這種危險(xiǎn)的發(fā)生。6）由于建筑物各處均為等電位，減小了進(jìn)入控制系統(tǒng)電子線路的共模干擾。 發(fā)生接地發(fā)生接地電流的設(shè)備電流的設(shè)備I I1 1I I2 2R R2 2I I2 2R R2 2I I1 1R R1 1R R1 1 共用接地存在的一個(gè)主要問題就是

27、電位上升而波及的危險(xiǎn)。 在共用接地的場(chǎng)合，如果在共有接地設(shè)備中有一個(gè)發(fā)生接地電流，就會(huì)流入大地。這時(shí)因各個(gè)接地電極總是有些接地電阻，就會(huì)使接地點(diǎn)的電位上升。如果是獨(dú)立接地，由接地電極引起的電位上升僅限于本身而不波及它極（這是理想的接地）。而如圖所示共用接地，由接地電流引起的電位上升會(huì)波及到共用接地的全部設(shè)備。 所以在實(shí)施共用接地的場(chǎng)合，對(duì)于因共用接地而連接的全部設(shè)備必須要考慮發(fā)生的接地電流的性質(zhì)以及電位上升給系統(tǒng)帶來的影響。 接地電流的性質(zhì)包括接地電流的大小和波形、持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短以及發(fā)生的概率。例如，由直擊雷在外部避雷裝置的接地系統(tǒng)上可以產(chǎn)生的電流很大（如200kA），頻率也很高（高至1MHz

28、），但持續(xù)時(shí)間很短(s級(jí))。 又如在設(shè)備電路和大地之間有大電容濾波器，會(huì)有相當(dāng)大的位移電流流向大地。 如果大電流高電壓的工頻用電設(shè)備，會(huì)有漏電流長(zhǎng)時(shí)間地流向大地等等。 下面就該問題提出幾個(gè)解決問題的方法。5 5.3.3 .3.3 如何解決共用接地系統(tǒng)的電位上升如何解決共用接地系統(tǒng)的電位上升1 1）降低共用接地系統(tǒng)的接地電阻）降低共用接地系統(tǒng)的接地電阻 如果共用接地系統(tǒng)的接地電阻很低，那么電位上升波及的危險(xiǎn)不會(huì)有太大的問題。由接地網(wǎng)的接地電阻的簡(jiǎn)易公式可知：要降低共用接地系統(tǒng)的接地電阻，一可增加地網(wǎng)總面積S，二可降低土壤的電阻率。 如果要把某共用接地網(wǎng)的接地電阻減小到原來的二分之一，則要將接地網(wǎng)

29、面積增加到原來的四倍，這在工程現(xiàn)場(chǎng)幾乎是不可能的事。所以更多的是通過采用降阻劑來實(shí)現(xiàn)。如選用稀土防雷防腐降阻劑，其降阻有效率可在60%90%之間。)(5.0SR2 2）保持離大的接地電流系統(tǒng)的接地點(diǎn)有一定的距離）保持離大的接地電流系統(tǒng)的接地點(diǎn)有一定的距離 在共用接地網(wǎng)上建筑物避雷針的接地點(diǎn)和DCS的接地點(diǎn)，沿地下接地體的長(zhǎng)度必須大于15米。即經(jīng)過15米的距離，一般能沿接地體傳播的雷電過電壓衰減到不足以危及設(shè)備的絕緣。土壤的電阻率愈低，該距離就愈小。 在共用接地網(wǎng)上大電流、高電壓的用電設(shè)備的接地點(diǎn)和DCS的接地點(diǎn)，沿地下接地體的長(zhǎng)度必須大于10米。 3 3）保證整個(gè)）保證整個(gè)DCSDCS系統(tǒng)的所有接地點(diǎn)都在同一個(gè)共用接地網(wǎng)上系統(tǒng)的所有接地點(diǎn)都在同