UPS電源接地問題

1、問題的提出外審過程中經(jīng)常出現(xiàn)違反強(qiáng)規(guī)建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第條，即不間斷電源輸出的中性線（）極，必須與由接地裝置直接引來的接地干線相連接，做重復(fù)接地。那么輸出極究竟應(yīng)不應(yīng)該接地，今后的電氣施工圖應(yīng)該怎么繪制，設(shè)計(jì)人員存在不少的困惑。因此筆者向大家提出課題“接地問題的分析”，敬請(qǐng)讀者研討。在此談點(diǎn)個(gè)人看法，筆者認(rèn)為造成目前概念混亂的主要原因與國(guó)家相關(guān)規(guī)范不協(xié)調(diào)有很大關(guān)系。首先，我們需要了解關(guān)于接地問題有哪些相關(guān)規(guī)范。規(guī)范關(guān)于接地有關(guān)規(guī)定（1）建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第不間斷電源輸出的中性線（）極，必須與由接地裝置直接引來的接地干線相連接，做重復(fù)接地。（2）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)/：規(guī)定“當(dāng)

2、發(fā)電設(shè)備作為（公用電網(wǎng)的）替代電源（備用系統(tǒng)）時(shí)運(yùn)行而接到系統(tǒng)時(shí)，其自動(dòng)切斷供電的防護(hù)不應(yīng)依賴于與公用電網(wǎng)接地點(diǎn)的連接。應(yīng)設(shè)一個(gè)適當(dāng)?shù)慕拥貥O”。這條規(guī)定存在的問題：）這個(gè)“適當(dāng)?shù)慕拥貥O”是獨(dú)立的還是與供電系統(tǒng)接地裝置連在一起的。）沒有明確“發(fā)電設(shè)備”中性點(diǎn)與公用電源的中性點(diǎn)之間是否相對(duì)獨(dú)立，是否有電氣和物理上的聯(lián)系。出現(xiàn)以下四種情況：）設(shè)備中性點(diǎn)獨(dú)立、接地極獨(dú)立。）設(shè)備中性點(diǎn)獨(dú)立、接地極不獨(dú)立。）設(shè)備中性點(diǎn)不獨(dú)立、接地極獨(dú)立。）設(shè)備中性點(diǎn)不獨(dú)立、接地極不獨(dú)立。）發(fā)電設(shè)備的中性點(diǎn)獨(dú)立、接地極獨(dú)立，對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)，由于其電樞線圈與公用電網(wǎng)是獨(dú)立的，中性點(diǎn)接到單獨(dú)地上，兩種電源之間采用四極開關(guān)，兩個(gè)

3、線不會(huì)并列而形成分流。但是用電設(shè)備是放置在建筑內(nèi)的，系統(tǒng)中設(shè)備外殼與公用電網(wǎng)的地是接在一個(gè)系統(tǒng)上的。那么當(dāng)切換到備用系統(tǒng)上時(shí)，因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)的地與公用電網(wǎng)不是同一個(gè)地，供電系統(tǒng)就變成了系統(tǒng)。（假如設(shè)備再做有等電位聯(lián)結(jié)，就更難區(qū)分是還是系統(tǒng)了）相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)作改變。接地電流變小，用過電流保護(hù)兼做單相接地保護(hù)很難滿足要求，通常應(yīng)采用漏電保護(hù)。而漏電保護(hù)的上下級(jí)選擇性，只能采用時(shí)間延時(shí)來實(shí)現(xiàn)，影響快速性和靈敏性。因此筆者認(rèn)為這個(gè)“適當(dāng)?shù)慕拥貥O”應(yīng)與公用電網(wǎng)的接地裝置聯(lián)在一起。）發(fā)電設(shè)備的中性點(diǎn)獨(dú)立、接地極不獨(dú)立，上述規(guī)定可行。）發(fā)電設(shè)備的中性點(diǎn)不獨(dú)立、接地極獨(dú)立，沒有意義。即使做了獨(dú)立接地極，由于

4、設(shè)備不獨(dú)立，導(dǎo)致接地極也不能獨(dú)立。）發(fā)電設(shè)備的中性點(diǎn)不獨(dú)立、接地極不獨(dú)立。如果算發(fā)電設(shè)備，由于其內(nèi)部輸出線與輸入線是連在一起的，在其輸出端再設(shè)一個(gè)適當(dāng)?shù)慕拥貥O，豈不是將線在不同地點(diǎn)多次接地了嗎？系統(tǒng)則變?yōu)橄到y(tǒng)。（3）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑物電氣裝置第部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝第章：接地配置和保護(hù)導(dǎo)體規(guī)定了導(dǎo)體從“任何一點(diǎn)起，中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體的作用是由各自的導(dǎo)體提供的，則從該點(diǎn)起不允許再將這些導(dǎo)體互相連接”。（4）中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/交流電氣裝置的接地保護(hù)接地和功能接地共用接地裝置時(shí)，應(yīng)滿足保護(hù)接地的各項(xiàng)要求。保護(hù)中性線應(yīng)符合下列要求：）系統(tǒng)中，固定裝置中銅芯截面不小于的或鋁芯截面不小于的電纜，

5、當(dāng)所供電的那部分裝置不由殘余電流動(dòng)作器保護(hù)時(shí)，其中的單根芯線可兼作保護(hù)線和中性線。）保護(hù)中線性應(yīng)采取防止雜散電流的絕緣措施。成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)中性線無需絕緣。）當(dāng)從裝置的任何一點(diǎn)起，中性線及保護(hù)線由各自的導(dǎo)線提供時(shí)，從該點(diǎn)起不應(yīng)將兩導(dǎo)線連接。在分開點(diǎn)，應(yīng)分別設(shè)置保護(hù)線及中性線用端子或母線。保護(hù)中性線應(yīng)接至供保護(hù)線用的端子或母線。（5）民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范第在供電系統(tǒng)中，裝置的交流輸入端宜設(shè)置隔離變壓器或?qū)Ｓ米儔浩?；?dāng)輸出的隔離變壓器為、接地型式時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)接地。第系統(tǒng)中保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)接地中性導(dǎo)體應(yīng)在靠近配電變壓器處接地，且應(yīng)在進(jìn)入建筑物處接地。第采用系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體與中性導(dǎo)體從

6、某點(diǎn)分開后不應(yīng)再合并，且中性導(dǎo)體不應(yīng)再接地。第當(dāng)電子信息系統(tǒng)設(shè)備由交流配電系統(tǒng)供電時(shí)，其配電線路必須采用系統(tǒng)的接地型式。（6）醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（征求意見稿）電源側(cè)應(yīng)按下列規(guī)定做重復(fù)接地。）供電電源是系統(tǒng)時(shí)，若旁路未加隔離變壓器，出線端線、線不能連接。若旁路加隔離變壓器，出線端做重復(fù)接地。（有問題）供電電源是系統(tǒng)時(shí)，若旁路未加隔離變壓器，但輸出端配電柜（）中加隔離變壓器，在柜出線處將線、線連接，做重復(fù)接地。（7）電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范配電系統(tǒng)接地型式宜采用或系統(tǒng)。（8）視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范電源供電方式應(yīng)采用制式。（9）入侵報(bào)警系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范系統(tǒng)供電宜由監(jiān)控中心集中供電，供電宜采用

7、制式。（10）電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范電子信息系統(tǒng)機(jī)房?jī)?nèi)的低壓配電系統(tǒng)不應(yīng)采用系統(tǒng)。裝置內(nèi)部的中性線的連接方式要搞明白在系統(tǒng)中的接地方式，我們需要分析基本單元的工作原理。裝置基本單元根據(jù)整流與逆變的方式（）半橋整流、半橋逆變連接方式（）半橋整流、全橋逆變連接方式（）全橋整流、半橋逆變連接方式（）全橋整流、全橋逆變連接方式根據(jù)主電源和旁通（輔助）電源的關(guān)系（）主、輔輸入電源都不帶隔離變壓器。（）輸入主電源帶隔離變壓器，旁通不帶。（）輸入主電源不帶隔離變壓器，旁通帶隔離變壓器。（）輸入主電源、旁通電源帶隔離變壓器，共用或分別設(shè)置。（）逆變輸出回路采用隔離變壓器，旁通回路不帶，采用四極開關(guān)。（）逆變

8、輸出和旁通回路分別帶隔離變壓器。（）逆變輸出和旁通回路共用隔離變壓器。（）逆變輸出和旁通回路共用隔離變壓器。存在問題從以上所列的規(guī)范及原理圖中，我們可以看出，對(duì)于某些特例，它們是不協(xié)調(diào)的。如：當(dāng)一個(gè)建筑物是由低壓供電，室內(nèi)一層設(shè)建筑物總低壓配電室，三層設(shè)有計(jì)算機(jī)房、測(cè)試間、安防監(jiān)控等重要場(chǎng)所，這些場(chǎng)所需要設(shè)。通常做法是采用型式，三相四線引入建筑物，或型式，三相五線引入建筑物，在進(jìn)戶總配電室低壓屏處做重復(fù)接地后，由該低壓屏引出至建筑物內(nèi)的各層配電箱采用系統(tǒng)，線與線單獨(dú)敷設(shè)，不再相連，我們稱之為系統(tǒng)。從建筑總配電室至三層的設(shè)備，根據(jù)規(guī)范采用系統(tǒng)，五根線引上，其中的線接外殼，線接輸入端的線端子。規(guī)范

9、不做任何區(qū)分，一律要求的輸出的線要直接與接地干線相連，這就出現(xiàn)下列問題：（1）在的內(nèi)部輸入和輸出的線究竟是怎么回事，是否相連？如果相連了，再這么做就出現(xiàn)違反另一個(gè)規(guī)范的問題。通過下面的分析，可得出很大一批的輸入和輸出線其實(shí)是連在一起的。（2）旁通電源的線和輸出的地如何處理。旁通電源的線在建筑物入戶處已經(jīng)接地了，而放在建筑內(nèi)的三樓，要求其輸出的線直接與接地干線相連。那么旁通電源的線是否與輸出的線相連？如果相連，同樣出現(xiàn)違反另一個(gè)規(guī)范的問題。盡管維修旁通開關(guān)正常工作時(shí)處于打開狀態(tài)，可以使用四極開關(guān)將兩個(gè)線隔離，但事實(shí)上的靜態(tài)旁通開關(guān)的前后線也是連在一起的。（3）建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第條，對(duì)

10、系統(tǒng)供電而言，沒有問題。但隨著社會(huì)發(fā)展，供電系統(tǒng)采用、的接地型式，已逐漸成為主流?；\統(tǒng)地講的輸出中性點(diǎn)要直接接地似有不妥。如果輸入輸出不設(shè)隔離變壓器的前提下，無論全橋還是半橋逆變輸出，只要的輸出要求有中性點(diǎn)，那么這個(gè)中性點(diǎn)與輸入電源的中性點(diǎn)都會(huì)有聯(lián)系，甚至是直接相連的。那么這個(gè)中性點(diǎn)是不是一定要在的輸出點(diǎn)接地，應(yīng)該綜合考慮整個(gè)供電系統(tǒng)的接地方式。如果給裝置供電側(cè)已采用系統(tǒng)，線與線在前端已經(jīng)分開，的輸出不能接地，否則，系統(tǒng)又變?yōu)橄到y(tǒng)，違反“民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范第條，系統(tǒng)中保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)接地中性導(dǎo)體應(yīng)在靠近配電變壓器處接地，且應(yīng)在進(jìn)入建筑物處接地。違反“采用系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體與中性導(dǎo)體從某點(diǎn)分開后

11、不應(yīng)再合并，且中性導(dǎo)體不應(yīng)再接地。”的強(qiáng)規(guī)條文。解決辦法通過對(duì)裝置的分析，我們可以得出如下結(jié)論。（1）對(duì)于無逆變輸出隔離變壓器的，只有輸入主電源、旁通電源都帶隔離變壓器，才能同時(shí)滿足規(guī)范要求。（2）對(duì)于有逆變輸出隔離變壓器的，逆變輸出和旁通回路分別帶隔離變壓器、逆變輸出和旁通回路共用隔離變壓器和逆變輸出與旁通回路共用隔離變壓器，才能同時(shí)滿足規(guī)范要求。（3）因此要同時(shí)滿足各種規(guī)范要求，唯一的辦法是在輸入側(cè)或輸出側(cè)設(shè)置隔離變壓器，這會(huì)導(dǎo)致隔離變壓器的大量使用，增加成本和損耗，增加故障率。在我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，只要求了的容量、相數(shù)、時(shí)間、電壓等級(jí)、輸入諧波電流、輸出諧波電壓限值等，并沒有限定是半橋逆變還是全

12、橋逆變，沒有要求一定設(shè)隔離變壓器。因此，的輸出接地方式難以判定。生產(chǎn)廠家，有的把隔離變壓器作為標(biāo)準(zhǔn)配件。有的把隔離變壓器作為可選配件，甲方或圖紙中不做特殊說明，就認(rèn)為不需要選用。若選用了不恰當(dāng)型式的或沒做特別說明，則會(huì)出現(xiàn)麻煩，設(shè)計(jì)人員可能要承擔(dān)責(zé)任。因此，在設(shè)計(jì)圖紙中一定要注明“增加隔離變壓器”。（4）對(duì)于小容量分布式的是不是都要設(shè)隔離變壓器，例如：每個(gè)實(shí)驗(yàn)室甚至每臺(tái)計(jì)算機(jī)都配置一個(gè)小型，這也是我們工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，我本人認(rèn)為是沒必要的，但卻是違反規(guī)范要求的。因此有必要對(duì)建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第條“不間斷電源輸出的中性線（）極，必須與由接地裝置直接引來的接地干線相連接，做重復(fù)接地。”進(jìn)行反思。如果不這樣做會(huì)有哪種危害？該條文解釋：不間斷電源輸出端的中性線（極）通過接地裝置引入干線做重復(fù)接地，有利于遏制中心點(diǎn)漂移，使三相電壓均衡度提高。同時(shí)，當(dāng)引向不間斷電源供電側(cè)的中性線意外斷開時(shí)，可確保不間斷電源輸出端不會(huì)引起電壓升高而損壞由其供電的重要用電設(shè)備，以保證整幢建筑物的安