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1、低压配电系统中的接地系统,艾默生网络能源公司,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 (
2、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、 GB50258-9
3、6、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/T1095-20
4、00 “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
5、、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
6、(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
7、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
8、,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,
9、(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
10、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”
11、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 0.3-0.35m);,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“
12、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
13、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
14、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
15、(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
