第3-1章接地設(shè)計(jì)

1、控制系統(tǒng)接地工程的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)接地工程的設(shè)計(jì)EARTHING DESIGN FOR EARTHING DESIGN FOR CONTROL SYSTEMCONTROL SYSTEM徐義亨徐義亨 編編1 1 接地系統(tǒng)的基本概念接地系統(tǒng)的基本概念1.1 1.1 概述概述 從電氣特性來(lái)看，自然界的土壤地層有兩大特性：從電氣特性來(lái)看，自然界的土壤地層有兩大特性：導(dǎo)電導(dǎo)電 導(dǎo)電率為導(dǎo)電率為1010-3-3至至1010-1-1s/ms/m，相對(duì)介電系數(shù)為，相對(duì)介電系數(shù)為5 5至至1515，介于良導(dǎo)，介于良導(dǎo)體和絕緣體之間；體和絕緣體之間；具有無(wú)限大的容電量具有無(wú)限大的容電量 因?qū)щ?，故可將用電設(shè)備和地之間

2、組成電氣連接；又因?yàn)榫哂幸驅(qū)щ姡士蓪⒂秒娫O(shè)備和地之間組成電氣連接；又因?yàn)榫哂袩o(wú)限大的容電量，故就可以把土壤地層理解為等電位點(diǎn)或等電位無(wú)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。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、防靜電，如保護(hù)地、防雷地、本安地、防靜電地等；地等； 2 2）抑制干擾抑制干擾，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，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?？键c(diǎn)。如工作地、屏蔽地、模擬地、數(shù)

3、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。同一個(gè)接地裝命名的。同一個(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，其中接地系統(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：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)重于接地以前的接地系統(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)立接地到采用共用接地網(wǎng)實(shí)行結(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)行等電等電位連結(jié)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(kāi)的裝

4、置、諸導(dǎo)電物體用等電位連接導(dǎo)體或等電位連接就是將分開(kāi)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(lái)，以減小雷電流或其它干擾電流在它們之間產(chǎn)生浪涌保護(hù)器連接起來(lái)，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。的電位差。 據(jù)查證，世界上最早提出等電位接地方式的是我國(guó)在據(jù)查證，世界上最早提出等電位接地方式的是我國(guó)在19581958年建年建設(shè)人民大會(huì)堂時(shí)采用的設(shè)人民大會(huì)堂時(shí)采用的籠式接地網(wǎng)籠式接地網(wǎng)，比起英國(guó)，比起英國(guó)GOLDEGOLDE在在 雷電雷電 一書(shū)中提一書(shū)中提及要早十八年。但在標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)等電位接地是及要早十八年。但在標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)等電位接地是19991999年的年的“IEC 6131

5、2-IEC 61312-2”2”，我國(guó)是從，我國(guó)是從20002000年才開(kāi)始出現(xiàn)在各類標(biāo)準(zhǔn)中。年才開(kāi)始出現(xiàn)在各類標(biāo)準(zhǔn)中。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(lái)看，目前控制系統(tǒng)通常有兩種接地方式：從工業(yè)應(yīng)用的角度來(lái)看，目前控制系統(tǒng)通常有兩種接地方式： 1 1）單獨(dú)接地單獨(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)，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、工作接地采用獨(dú)力的、“干凈的干凈的”接地裝置與大地相接。接地裝置與大地相接。 由于在一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫伏，甚至幾伏的電由于在一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫

6、伏，甚至幾伏的電位差。這對(duì)低電平信號(hào)電路來(lái)說(shuō)，是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾，因此控位差。這對(duì)低電平信號(hào)電路來(lái)說(shuō)，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。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

7、道、埋地電纜的金屬外皮都成為很好的接地基礎(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。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)有如下的特特點(diǎn)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）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)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(wú)法保障人身和控制系統(tǒng)的安全。生電火花引起爆炸或損壞設(shè)備，無(wú)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

8、位，從而就可如采用等電位聯(lián)結(jié)，由于建筑物各處均為等電位，從而就可減小或減小或避免這種危險(xiǎn)的發(fā)生避免這種危險(xiǎn)的發(fā)生。 2 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）由于建筑物各處均為等電位，減小了進(jìn)入控制系統(tǒng)電子線路的路的共模干擾共模干擾。 3 3）實(shí)施方便實(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)、。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)相距至少其接地網(wǎng)和電氣接地網(wǎng)相距至少5m5m，和建筑物防雷地相距至少，和建筑物防雷地相距至少20m

9、20m這很難做到。這很難做到。 4 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（）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（BondingBonding）電）電阻，即接地通路（阻，即接地通路（PathPath）的電阻總和不大于）的電阻總和不大于1 1歐姆；對(duì)控制系統(tǒng)一歐姆；對(duì)控制系統(tǒng)一般規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于般規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于4 4歐姆。這兩個(gè)數(shù)值是不難做到的。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型接地系統(tǒng)型接地系統(tǒng) 采用共用接地網(wǎng)實(shí)行等電位采用共用接地網(wǎng)實(shí)行等電位連接的網(wǎng)絡(luò)有連接的網(wǎng)絡(luò)有S S型和型和M M型兩種結(jié)構(gòu)型兩種結(jié)構(gòu)形式。形式。1) S1) S型

10、接地系統(tǒng)型接地系統(tǒng) S S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)僅通過(guò)型等電位連接網(wǎng)絡(luò)僅通過(guò)唯一的一點(diǎn)（唯一的一點(diǎn)（ERPERP）組合到接地）組合到接地系統(tǒng)中去。系統(tǒng)中去。 特點(diǎn)：電纜平行敷設(shè)，無(wú)感特點(diǎn)：電纜平行敷設(shè)，無(wú)感應(yīng)環(huán)路；但組件間要絕緣。應(yīng)環(huán)路；但組件間要絕緣。 S S型也稱型也稱星型星型或或樹(shù)型樹(shù)型。 ERPERP接地網(wǎng)接地網(wǎng)機(jī)柜機(jī)柜儀表及控制系統(tǒng)儀表及控制系統(tǒng)S型接地連接型接地連接 （一）（一）TN-S制中制中的的PE線線儀表及控制系統(tǒng)儀表及控制系統(tǒng)S型接地連接型接地連接 （二）（二）TN-S制中制中的的PE線線電子信息設(shè)備機(jī)房電子信息設(shè)備機(jī)房S S 型等電位連接網(wǎng)絡(luò)示意圖型等電位連接網(wǎng)絡(luò)示意圖 2)

11、M 型接地系統(tǒng)型接地系統(tǒng) M 型等電位連接網(wǎng)絡(luò)是通型等電位連接網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)多點(diǎn)連接組合到接地系統(tǒng)中過(guò)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。共用接地系統(tǒng)各組件絕緣。 M 型等電位接地網(wǎng)絡(luò)宜用型等電位接地網(wǎng)絡(luò)宜用于延伸較大的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，而且于延伸較大的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，而且在設(shè)備之間敷設(shè)許多線路和電在設(shè)備之間敷設(shè)許多線路和電纜，以及設(shè)施和電纜從若干處纜，以及設(shè)施和電纜從若干處進(jìn)入該信息系統(tǒng)。進(jìn)入該信息系統(tǒng)。 在復(fù)雜系統(tǒng)中，可以將在復(fù)雜系統(tǒng)中，可以將S型和型和M型兩種等電位連接網(wǎng)絡(luò)型兩種等電位連接網(wǎng)絡(luò)組合在一起組合在一起。接地網(wǎng)接地網(wǎng)機(jī)柜機(jī)柜M M型

12、（網(wǎng)格式）接地方式的例子型（網(wǎng)格式）接地方式的例子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電子信息設(shè)備機(jī)房電子信息設(shè)備機(jī)房M M 型等電位連接網(wǎng)絡(luò)示意圖型等電位連接網(wǎng)絡(luò)示意圖1.4 1.4 接地系統(tǒng)的耦合接地系統(tǒng)的耦合1 1）串聯(lián)接地和耦合）串聯(lián)接地和耦合 串聯(lián)接地因各電路的地電流串聯(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)生干各電路間的耦合，所以會(huì)產(chǎn)生干擾，故要避免使用。擾，故要避免使用。V VA A= =（I I1 1+I+I2 2+I+I3 3）R R1 1；V VB B=V=VA A+ +（

13、I I2 2+I+I3 3）R R2 2；V VC C=V=VB B+I+I3 3 R R3 3。 對(duì)應(yīng)在工程中，不宜將控制柜對(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。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+I3ABCR1R2R2 ）并聯(lián)接地和分類匯總）并聯(lián)接地和分類匯總 并聯(lián)接地可以減少因地電流并聯(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)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)要接地的標(biāo)準(zhǔn)里，強(qiáng)調(diào)要“分類匯分類匯總總”。匯總點(diǎn)離和地的接入點(diǎn)愈近。匯總點(diǎn)離和地的接入點(diǎn)愈近與好。與好。V V1 1=I=I1 1R RI I+V+VA

14、A；V V2 2=I=I2 2R R2 2+V+VA A；V V3 3=I=I3 3R R3+3+V VA A；V VA A= =（I I1 1+I+I2 2+I+I3 3）R R4 4。 如果如果R R4 4代表接地電阻，因?yàn)槭谴斫拥仉娮?，因?yàn)槭枪沧杩梗瑸闇p小耦合，顯然是愈公共阻抗，為減小耦合，顯然是愈小愈好。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工頻接地電阻和沖擊接地電阻-接地電阻的頻率特性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

15、阻按其用途一般有工頻接地電阻和脈沖接地電沖電流，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：阻之分。它們之間的換算關(guān)系為：R Ra a=AR=ARi i 式中：式中：Ra-Ra-工頻接地電阻（歐姆）；工頻接地電阻（歐姆）； A-A-換算系數(shù)，它取決于土壤電阻率、接地體最長(zhǎng)支線的換算系數(shù)，它取決于土壤電阻率、接地體最長(zhǎng)支線的實(shí)際長(zhǎng)度實(shí)際長(zhǎng)度L L和有效長(zhǎng)度和有效長(zhǎng)度LeLe，一般，一般A A的取值范圍是大于的取值范圍是大于1 1，小于，小于3 3，其數(shù)，其數(shù)值可按圖值可按圖3 39 9確定；確定； Ri-Ri-沖擊接地電阻（歐姆）。沖擊接地電阻（歐姆）。 由上

16、式可知，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)出的接地電阻值；所以測(cè)出的RaRa值是合格的話，一般值是合格的話，一般RiRi值也是合格的。值也是合格的。 換算系數(shù)換算系數(shù)A A 接地體有效長(zhǎng)度的計(jì)算接地體有效長(zhǎng)度的計(jì)算 接地體的有效長(zhǎng)度應(yīng)按下式確定：接地體的有效長(zhǎng)度應(yīng)按下式確定： （3.23.2） 式中：式中：敷設(shè)接地體處的土壤電阻率（敷設(shè)接地體處的土壤電阻率（mm）。）。由上式可知，同一個(gè)接地裝置，其工頻接地電阻值要大于其沖擊接地由上式可知，同一個(gè)接地裝置，其工頻接地電阻值要大于其沖擊接地電阻值；所以測(cè)出的工頻接地電

17、阻值是合格的話，一般沖擊接地電阻電阻值；所以測(cè)出的工頻接地電阻值是合格的話，一般沖擊接地電阻值也會(huì)滿足要求。值也會(huì)滿足要求。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 1）接地系統(tǒng)有來(lái)自不同地方的電流（如電氣設(shè)備的漏電流），）接地系統(tǒng)有來(lái)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“公共阻抗耦公共阻抗耦合合”。 2 2）接地系統(tǒng)的連接可能存在回路，則外部的電磁場(chǎng)就

18、可能通過(guò)）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(guò)“電感性耦合電感性耦合”產(chǎn)生感應(yīng)干擾電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)干擾電動(dòng)勢(shì)。 由此可見(jiàn)：由此可見(jiàn)： 1 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）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；會(huì)增加投資； 2 2）接地系統(tǒng)的連接應(yīng)避免產(chǎn)生回路。）接地系統(tǒng)的連接應(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 2.1 低壓配電系統(tǒng)的接地制式低壓配電系統(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(lái)分類，按照同

19、的接地組合來(lái)分類，按照IECIEC規(guī)定，低壓系統(tǒng)接地制式一般由兩規(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)閭€(gè)字母組成，必要時(shí)可加后續(xù)字母。因?yàn)镮ECIEC標(biāo)準(zhǔn)以法文作為正式標(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。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)接地制式劃分有按低壓系統(tǒng)接地制式劃分有TN-STN-S、TN-CTN-C、TN-C-STN-C-S、TTTT、ITIT等五等五種。種。 第一個(gè)字母表示電源接地點(diǎn)對(duì)地的關(guān)系：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，表示直接接地，I表表示不接地（包括所有帶電部分與地隔離）或通過(guò)阻抗

20、與大地相連。示不接地（包括所有帶電部分與地隔離）或通過(guò)阻抗與大地相連。 第二個(gè)字母表示電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分（如第二個(gè)字母表示電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分（如DCS的機(jī)柜）與的機(jī)柜）與地的關(guān)系：地的關(guān)系：T表示獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地，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。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（后續(xù)字母表示中性線（N）與保護(hù)線（）與保護(hù)線（PE）之間的關(guān)系：）之間的關(guān)系：C表表示中性線（示中性線（N）與保護(hù)線（）與保護(hù)線（PE）合并為）合并為PEN線；線；S表示表示中性線表示表示中性線與保護(hù)線分開(kāi)；與保護(hù)線

21、分開(kāi)；C-S表示在電源側(cè)為表示在電源側(cè)為PEN線，從某點(diǎn)分開(kāi)為線，從某點(diǎn)分開(kāi)為N及及PE線。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，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)于該系統(tǒng)相對(duì)于TN-C系統(tǒng)的系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是因?yàn)樵谡r(shí)最大特點(diǎn)是因?yàn)樵谡r(shí)PE線線上不通過(guò)負(fù)荷電流上不通過(guò)負(fù)荷電

22、流，與，與PE線相線相連的電氣設(shè)備的金屬外殼在正連的電氣設(shè)備的金屬外殼在正常運(yùn)行時(shí)不帶電位。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)的前端是該系統(tǒng)的前端是TN-C系統(tǒng)，系統(tǒng)，后面改為后面改為TN-S系統(tǒng)。系統(tǒng)。L1L2L3PENPEN 4）TT系統(tǒng)系統(tǒng) TTTT系統(tǒng)內(nèi)，電氣設(shè)備的金屬系統(tǒng)內(nèi)，電氣設(shè)備的金屬外殼單獨(dú)接地，與電源在接地外殼單獨(dú)接地，與電源在接地上無(wú)電氣聯(lián)系。上無(wú)電氣聯(lián)系。 其優(yōu)點(diǎn)是避免發(fā)生故障時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是避免發(fā)生故障時(shí)，將故障電壓蔓延。將故障電壓蔓延。PEL1L2L3N 5）IT系統(tǒng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)沒(méi)有配出中性線。適該系統(tǒng)沒(méi)有配出中性線。適用于大型電廠的廠

23、用電。用于大型電廠的廠用電。L1L2L3PE2.2 2.2 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)TN-STN-S系統(tǒng)的規(guī)定系統(tǒng)的規(guī)定 （1 1）新近頒布的）新近頒布的建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（GB 50343GB 50343-2004-2004）第第5.4.15.4.1條作了下列強(qiáng)制性的規(guī)定：條作了下列強(qiáng)制性的規(guī)定：“電子信息系統(tǒng)設(shè)備由電子信息系統(tǒng)設(shè)備由TNTN交流配電系統(tǒng)供電時(shí)，配電線路必須采用交流配電系統(tǒng)供電時(shí)，配電線路必須采用TN-STN-S系統(tǒng)的接地方系統(tǒng)的接地方式?！保ā敖ㄖ锓览自O(shè)計(jì)規(guī)范建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-94”GB50057-94”第第6.4

24、.16.4.1條也如此規(guī)定）條也如此規(guī)定） （2 2）石油化工儀表接地設(shè)計(jì)規(guī)范（石油化工儀表接地設(shè)計(jì)規(guī)范（SH 3081-2003SH 3081-2003）第第3.1.23.1.2條規(guī)定：條規(guī)定：“控制室用電應(yīng)采用控制室用電應(yīng)采用TN-STN-S系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)中，保護(hù)線系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)中，保護(hù)線PEPE與中線與中線N N是分開(kāi)的是分開(kāi)的。”3 3 接地電阻接地電阻 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；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)。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)

25、。3.1 3.1 接地電阻的定義接地電阻的定義 1 1）定性地定義）定性地定義 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)線的電阻四者之和。和。 其中，其中，接地體附近的土壤電阻是主要的接地體附近的土壤電阻是主要的，接地體本身的電阻和接，接地體本身的電阻和接地體與土壤間的接觸電阻可以忽略不計(jì)。地體與土壤間的接觸電阻可以忽略不計(jì)。 另一種說(shuō)法認(rèn)為，從儀表、控制設(shè)備的接地端子到總接地板另一種說(shuō)法認(rèn)為，從儀表、控制設(shè)備的接地端

26、子到總接地板之間導(dǎo)體及連接點(diǎn)電阻的總和稱為之間導(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)電阻之和稱為接地板、接地總干線及接地總干線兩端的連接點(diǎn)電阻之和稱為接地接地電阻電阻。 后一種說(shuō)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后一種說(shuō)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。要求。接地聯(lián)接示意圖接地聯(lián)接示意圖 2 2）定量地定義）定量地定義 假設(shè)在某一電極上流入接地假設(shè)在某一電極上流入接地電流電流I I，若接地電極的電位比周圍，若接地電極的電位比周圍大地高出大地高出E E時(shí)，其電位上升值與接時(shí)，其電位

27、上升值與接地電流之比地電流之比E/IE/I即為接地電阻。即為接地電阻。（引自（引自“高橋健彥（日），接地技高橋健彥（日），接地技術(shù)，科學(xué)出版社，術(shù)，科學(xué)出版社，20032003年年”） I I接地極接地極電位上升電位上升 E 定義必須要和測(cè)量的可操作定義必須要和測(cè)量的可操作性結(jié)合起來(lái)。性結(jié)合起來(lái)。 上述的定義必須要有兩個(gè)條上述的定義必須要有兩個(gè)條件：件： 1）要使接地電流流向接地極，）要使接地電流流向接地極，必須要有一個(gè)閉合回路，即還要必須要有一個(gè)閉合回路，即還要向大地打入另一個(gè)向大地打入另一個(gè)輔助電極輔助電極。 2）接地電極的電位上升，必）接地電極的電位上升，必須以大地的無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)為基準(zhǔn)。所須

28、以大地的無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)為基準(zhǔn)。所謂無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)是指即使有接地電謂無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)是指即使有接地電流，電位也不變動(dòng)的地點(diǎn)。流，電位也不變動(dòng)的地點(diǎn)。主接地主接地電極電極輔助輔助電極電極電源電源I用電位降法測(cè)接地電阻的原理用電位降法測(cè)接地電阻的原理圖中：圖中：T-T-被測(cè)接地體；被測(cè)接地體； P-P-接地棒；接地棒； A-A-輔助接地體。輔助接地體。 測(cè)量時(shí)，測(cè)量時(shí)，T T、P P、A A極各相距極各相距2020米，并成直線排列。米，并成直線排列。注：注：1 1）一般要移動(dòng)接地棒（）一般要移動(dòng)接地棒（3-3-5 5米距離）重復(fù)三次測(cè)量，三次米距離）重復(fù)三次測(cè)量，三次測(cè)量結(jié)果相近，說(shuō)明接地棒位測(cè)量結(jié)果相近，說(shuō)明接地棒位

29、置正確，否則加大置正確，否則加大T-AT-A間距離。間距離。 2 2）不要在雨天測(cè)量。）不要在雨天測(cè)量。VA工頻電源工頻電源TPA 離接地極相當(dāng)遠(yuǎn)時(shí)，因?yàn)殡婋x接地極相當(dāng)遠(yuǎn)時(shí)，因?yàn)殡娏魍返慕孛娣e變得非常大，即流通路的截面積變得非常大，即便土壤的導(dǎo)電性不良，電阻仍然便土壤的導(dǎo)電性不良，電阻仍然很小。很小。 但是在接地極附近，因?yàn)殡姷窃诮拥貥O附近，因?yàn)殡娏魍返慕孛娣e不是很大，接地流通路的截面積不是很大，接地電阻才呈現(xiàn)一定的電阻值。電阻才呈現(xiàn)一定的電阻值。 即接地電阻主要取決于接地即接地電阻主要取決于接地極附近的接地電阻值，并和接地極附近的接地電阻值，并和接地極的形狀大小有關(guān)。極的形狀大小有關(guān)。

30、接地電流接地電流截面積小截面積小截面積大截面積大 所以接地電阻的大小主要取決于下列因素：所以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；）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。）接地體的形狀，它影響到土壤里電流場(chǎng)的截面大小。即：即： R=x f式中：式中： 大地電阻率（大地電阻率（m); f 由電極的形狀和尺寸決定的函數(shù)（由電極的形狀和尺寸決定的函數(shù)（1/m）。）。3.2 3.2 接地電阻的理論值接地電阻的理論值1 1）接地電阻理論值的導(dǎo)出）接地電阻理論值的導(dǎo)出 為了理論上比較容易處理，為了理論上比較容易處理，現(xiàn)以半球狀電極為例進(jìn)行討論

31、?，F(xiàn)以半球狀電極為例進(jìn)行討論。右圖表示半球狀電極的接地模右圖表示半球狀電極的接地模型。假設(shè)輔助電極位于相對(duì)主接型。假設(shè)輔助電極位于相對(duì)主接地電極的無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)，接地電流從地電極的無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)，接地電流從電極的表面向周圍大地呈放射形電極的表面向周圍大地呈放射形流出。如果輔助電極很近，電流流出。如果輔助電極很近，電流的分布就不是放射狀的了。的分布就不是放射狀的了。 現(xiàn)在思考從半球狀電極（半現(xiàn)在思考從半球狀電極（半徑徑r r）流出的接地電流通過(guò)許多同）流出的接地電流通過(guò)許多同心球狀的大地部分，如左圖所示。心球狀的大地部分，如左圖所示。設(shè)圖中畫(huà)有斜線的部分與電極中設(shè)圖中畫(huà)有斜線的部分與電極中心距離是心距離是x

32、,x,厚度厚度dxdx部分的電阻是部分的電阻是dR,dR,大地的電阻率是大地的電阻率是，則有，則有22 xdxdR22 xdxdR22 xdxdR22 xdxdR22 xdxdR22 xdxdR 可以認(rèn)為上式與電阻體的式子可以認(rèn)為上式與電阻體的式子R=L/SR=L/S是等效的。其中，是等效的。其中，為為電阻率，電阻率，L L為長(zhǎng)度，為長(zhǎng)度，S S為截面積。為截面積。 將上式從電極的表面將上式從電極的表面 r r 積分到積分到 r r1 1就可以求出總的接地電阻就可以求出總的接地電阻 因?yàn)榻拥仉娮枋菑碾姌O到無(wú)限遠(yuǎn)處的全部電阻，如果因?yàn)榻拥仉娮枋菑碾姌O到無(wú)限遠(yuǎn)處的全部電阻，如果r r1 1為無(wú)限為

33、無(wú)限大，則大，則1/ r1/ r1 1等于零，則上式為等于零，則上式為)11(211rrdRRrrrR 現(xiàn)在，用以下兩個(gè)觀點(diǎn)說(shuō)明該理論式。首先是關(guān)于電流通路的截現(xiàn)在，用以下兩個(gè)觀點(diǎn)說(shuō)明該理論式。首先是關(guān)于電流通路的截面積，從圖可以看出隨著電極半徑的增大，其接地電阻按面積，從圖可以看出隨著電極半徑的增大，其接地電阻按1/r1/r1 1成比例成比例減小。即因截面積（減小。即因截面積（2r2r2 2）變大而使接地電阻收斂。）變大而使接地電阻收斂。 再看接地電阻的表達(dá)式再看接地電阻的表達(dá)式 R=R=x fx f 。分解半球狀電極的接地電阻。分解半球狀電極的接地電阻計(jì)算式計(jì)算式, ,可得可得 rR2 2

34、）垂直棒電極的接地電阻）垂直棒電極的接地電阻或者或者 ltrrllR2ln2)22()223(ln21ln2tltlrllR 1 1）地表下）地表下0.150.15米到米到0.50.5米米處土壤處于干濕交界的地方，處土壤處于干濕交界的地方，接地導(dǎo)體易受腐蝕，所以規(guī)接地導(dǎo)體易受腐蝕，所以規(guī)定埋深不小于定埋深不小于0.60.6米。米。 2 2）接地體的間距不宜小于）接地體的間距不宜小于其長(zhǎng)度的其長(zhǎng)度的2 2倍，這主要是考慮倍，這主要是考慮接地體互相的屏蔽影響。接地體互相的屏蔽影響。 3 3）為了抗腐蝕，材質(zhì)可用）為了抗腐蝕，材質(zhì)可用鍍鋅扁鋼和鍍鋅角鐵。也可鍍鋅扁鋼和鍍鋅角鐵。也可用銅。用銅。注：接

35、地電阻值是前面所列注：接地電阻值是前面所列公式的三分之一。公式的三分之一。80025005000500050 x50扁鋼作接地干線50 x50 x5角鋼3 3）扁帶狀電極的接地電阻）扁帶狀電極的接地電阻或者或者allR4ln2t tl lab221ln)(22ln2442222ltltlttlbaabaallR4 4）板狀電極的接地電阻）板狀電極的接地電阻ta abbaR5 5）接地網(wǎng)的接地電阻的簡(jiǎn)易計(jì)算）接地網(wǎng)的接地電阻的簡(jiǎn)易計(jì)算式中：式中：SS地網(wǎng)總面積，平方米。地網(wǎng)總面積，平方米。 關(guān)于這個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，有過(guò)一段國(guó)際趣聞，同樣的一關(guān)于這個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，有過(guò)一段國(guó)際趣聞，同樣的一個(gè)大型

36、的地網(wǎng)，美、日學(xué)者用計(jì)算機(jī)算，中國(guó)學(xué)者用該公式人個(gè)大型的地網(wǎng)，美、日學(xué)者用計(jì)算機(jī)算，中國(guó)學(xué)者用該公式人工手算，結(jié)果三人的計(jì)算結(jié)果只差百分之幾。工手算，結(jié)果三人的計(jì)算結(jié)果只差百分之幾。 道理很簡(jiǎn)單，地網(wǎng)的接地電阻主要取決土壤的電阻率和地道理很簡(jiǎn)單，地網(wǎng)的接地電阻主要取決土壤的電阻率和地網(wǎng)的面積。如果網(wǎng)格比較密，可按前述的板狀電極進(jìn)行計(jì)算。網(wǎng)的面積。如果網(wǎng)格比較密，可按前述的板狀電極進(jìn)行計(jì)算。 )(5.0SR3.3 3.3 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 1）對(duì)土壤進(jìn)行處理對(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、，如在接地體周

37、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。電石渣等，缺點(diǎn)是易流失，有腐蝕性。 （2 2）換土換土，如換成黏土、黑土、沙質(zhì)黏土等電阻率較低的土壤。，如換成黏土、黑土、沙質(zhì)黏土等電阻率較低的土壤。 （3 3）利用長(zhǎng)效降阻劑利用長(zhǎng)效降阻劑，長(zhǎng)效降阻劑是由幾種物質(zhì)配制而成，它含，長(zhǎng)效降阻劑是由幾種物質(zhì)配制而成，它含有導(dǎo)電性能良好的強(qiáng)電解質(zhì)和水份。有導(dǎo)電性能良好的強(qiáng)電解質(zhì)和水份。 （4 4）鉆孔深埋法鉆孔深埋法，接地體長(zhǎng)度一般為，接地體長(zhǎng)度一般為5 5至至1010米，再深效果不明顯。米，再深效果不明顯。 （5 5）采用導(dǎo)電性混凝土采用導(dǎo)電性混凝土，在水泥中摻入碳質(zhì)纖維作為接地極使用。，

38、在水泥中摻入碳質(zhì)纖維作為接地極使用。 （6 6）引入無(wú)腐蝕的污水引入無(wú)腐蝕的污水。 （7 7）利用水和與水接觸的鋼筋混凝土體作為流散介質(zhì)利用水和與水接觸的鋼筋混凝土體作為流散介質(zhì)。 （詳見(jiàn)（詳見(jiàn)“陳家斌陳家斌 接地技術(shù)與接地裝置接地技術(shù)與接地裝置”第第388-400388-400頁(yè)）頁(yè)）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 1）它是由先進(jìn)的陶瓷復(fù)合材料、）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；合金電極、中性的離子化合物組成； 2 2）內(nèi)部特制的）內(nèi)部特制的電解離子化合物電解離子化合物，通過(guò)電極頂部的呼吸孔吸收空氣

39、和土壤通過(guò)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；土壤的電阻率，從而降低接地電阻； 3 3）回填料是增加電解離子的導(dǎo)電）回填料是增加電解離子的導(dǎo)電作用。作用。 4 4）合金電極的連接采用火泥熔接）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；技術(shù)，以確保連接的可靠性； 5 5）這是美國(guó)）這是美國(guó)ATIATI公司的技術(shù)，接地公司的技術(shù)，接地電阻在電阻在1 1歐姆以下，使用壽命大于歐姆以下，使用壽命大于2525年年（一般鋼為（一般鋼為3

40、-53-5年）。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3.4 3.4 接地材料的選擇接地材料的選擇鍍鋅鋼材；鍍鋅鋼材；銅；銅；美國(guó)美國(guó)ATIATI鍍銅鋼（壽命可達(dá)鍍銅鋼（壽命可達(dá)3030年）；年）；非金屬材料和電解質(zhì)（四川中光）。非金屬材料和電解質(zhì)（四川中光）。 1 1）由于銅的導(dǎo)電率是鋼的）由于銅的導(dǎo)電率是鋼的8 8倍，銅的耐腐蝕性也比鋼好，所以倍，銅的耐腐蝕性也比鋼好，所以作為接地材料銅優(yōu)于鋼。作為接地材料銅優(yōu)于鋼。 2 2）但銅的單價(jià)是鍍鋅鋼的）但銅的單價(jià)是鍍鋅鋼的4-54-5倍（銅倍（銅-小于小于2000020000元元/ /噸，鍍

41、噸，鍍鋅鋼鋅鋼-4000-4000元元/ /噸）。噸）。 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)。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)。3.5 3.5 土壤電阻率的測(cè)量土壤電阻率的測(cè)量A.A.土壤的種類土壤的種類土壤的種類土壤的種類電阻率（電阻率（m m）沼澤地及泥地沼澤地及泥地80 80 200200粘土質(zhì)砂地粘土質(zhì)砂地150 150 300300砂地砂地250 250 500500砂巖及巖盤地帶砂巖及巖盤地帶10,000 10,000 100,000100,000混凝土（基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體）混凝土（基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體）38 38 B. 等距法（文勒法）測(cè)土壤電阻率等距法（文勒

42、法）測(cè)土壤電阻率 四個(gè)小電極成直線排列，相距為四個(gè)小電極成直線排列，相距為a,所測(cè)電阻為所測(cè)電阻為R，則電阻率為：，則電阻率為：=2aR=2aR 在布電極時(shí)，為了減少測(cè)量誤差，在布電極時(shí)，為了減少測(cè)量誤差，應(yīng)取應(yīng)取a10h,h為測(cè)量電極的埋設(shè)深為測(cè)量電極的埋設(shè)深度，這樣可近似將電流極看作是半球度，這樣可近似將電流極看作是半球電極來(lái)處理，根據(jù)式（電極來(lái)處理，根據(jù)式（3.7）就不難）就不難得到土壤電阻率的計(jì)算公式。得到土壤電阻率的計(jì)算公式。a aaaV VA3.6 3.6 接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量 可以利用等腰三角形布電極法測(cè)量接地網(wǎng)的接地電阻值，其布線可以利用等腰三角形布電極法測(cè)

43、量接地網(wǎng)的接地電阻值，其布線應(yīng)按下圖來(lái)實(shí)施，一般應(yīng)取應(yīng)按下圖來(lái)實(shí)施，一般應(yīng)取d2Dd2D，D D為接地網(wǎng)的最大對(duì)角線距離。為接地網(wǎng)的最大對(duì)角線距離。 300d dd d1 12 2D D3.7 3.7 接地電阻的季節(jié)因數(shù)接地電阻的季節(jié)因數(shù) 由于土壤的電阻率是隨季節(jié)（溫度和含水量）變化的，土壤電阻由于土壤的電阻率是隨季節(jié)（溫度和含水量）變化的，土壤電阻率在冬季最高。規(guī)范所要求的接地電阻實(shí)際上是接地電阻的率在冬季最高。規(guī)范所要求的接地電阻實(shí)際上是接地電阻的最大許可最大許可值值。為了滿足這個(gè)要求，接地電阻要達(dá)到：。為了滿足這個(gè)要求，接地電阻要達(dá)到： R=Rmax/式中：式中：Rmax接地電阻最大值；

44、接地電阻最大值； 季節(jié)因數(shù)，常用值為季節(jié)因數(shù)，常用值為1.451.45。 所以，所以，Rmax=10，R=6.9 ； Rmax=4，R=2.75； Rmax=1，R=0.69 。4 4 接地系統(tǒng)的實(shí)施接地系統(tǒng)的實(shí)施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 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）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)線配電箱的屬設(shè)備、管道、進(jìn)線配電箱的PEPE（保護(hù)接地線

45、）母排、接閃器引下（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)地板，實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)等電位聯(lián)結(jié)，與電氣裝置合用接地裝置與大地連接。，與電氣裝置合用接地裝置與大地連接。這這是首選原則。是首選原則。 2 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）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)單獨(dú)接地接地，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，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)接地體須相距采用單獨(dú)的接地體并與電氣專業(yè)

46、接地體須相距5m5m以上。在采用單獨(dú)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，還應(yīng)采接地時(shí)，仍采用分類匯總的聯(lián)結(jié)方式。為了防止雷電反擊，還應(yīng)采取一定的防雷措施（詳見(jiàn)第取一定的防雷措施（詳見(jiàn)第4 4章）。章）。 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 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）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)儀表的電纜槽、儀表電纜保護(hù)管是每隔3030米用接地連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

47、以及現(xiàn)場(chǎng)接線箱的金屬外殼等也應(yīng)就近接氣的連續(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。關(guān)的金屬構(gòu)件進(jìn)行接地。2 2）現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。）現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作接地一般應(yīng)在控制室側(cè)接地。3 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、）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、PHPH計(jì)、電磁流量計(jì)等應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)側(cè)接地。計(jì)、電磁流量計(jì)等應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)側(cè)接地。4 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）對(duì)于現(xiàn)

48、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)接地的，應(yīng)將兩個(gè)接地點(diǎn)作電氣隔離，以免產(chǎn)生受儀表在控制室側(cè)接地的，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。對(duì)地的回路。5 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。）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 1）控制室內(nèi)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)至少通過(guò)兩條路徑和室外的共）控制室內(nèi)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)至少通過(guò)兩條路徑和室外的共用接地網(wǎng)相連。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

49、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)度宜大于接地體的長(zhǎng)度宜大于15m15m，地中的直線距離宜大于，地中的直線距離宜大于10m10m。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、信號(hào)及保護(hù)接地匯流排、信號(hào)及屏蔽接地匯流排（工作接地匯流排）和本安接地匯流條屏蔽接地匯流排（工作接地匯流排）和本安接地匯流條。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)置工作接地匯總板和保。箱內(nèi)設(shè)置工作接地匯總板和保護(hù)接地匯總板。護(hù)接地匯總板。4 4）由于）由

50、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，將外殼在出廠時(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。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)備的接地匯，遠(yuǎn)程設(shè)備的接地匯流排可匯總到就近的總接地板上。流排可匯總到就近的總接地板上。4.4 4.4 接地連接線規(guī)格接地連接線規(guī)格 1 1）接地系統(tǒng)的導(dǎo)線應(yīng)采用多股絞合銅芯絕緣電線或電纜。）接地系統(tǒng)的導(dǎo)線應(yīng)采用多股絞合銅芯絕緣電線或電纜。 2 2）接地系統(tǒng)的導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)連接設(shè)備的數(shù)量和長(zhǎng)度按

51、下列數(shù)值范）接地系統(tǒng)的導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)連接設(shè)備的數(shù)量和長(zhǎng)度按下列數(shù)值范圍選用：圍選用： 接地連線接地連線 1 12.52.5（平方毫米）（平方毫米） 接地分干線接地分干線 4 41616（平方毫米）（平方毫米） 接地干線接地干線 10102525（平方毫米）（平方毫米） 接地總干線接地總干線 16165050（平方毫米）（平方毫米） 接地匯流排、聯(lián)接板規(guī)格接地匯流排、聯(lián)接板規(guī)格 1 1）接地匯流排宜采用）接地匯流排宜采用25256 6的銅條制作。的銅條制作。 2 2） 接地匯總板和總接地板應(yīng)采用銅板制作。銅板厚度不應(yīng)小接地匯總板和總接地板應(yīng)采用銅板制作。銅板厚度不應(yīng)小于于6mm6mm，長(zhǎng)寬尺寸按需要

52、確定。，長(zhǎng)寬尺寸按需要確定。4.5 接地連接結(jié)構(gòu)要求接地連接結(jié)構(gòu)要求 1） 所有接地連線在接到接地匯流排前均應(yīng)良好所有接地連線在接到接地匯流排前均應(yīng)良好絕緣絕緣；所有接地分干線；所有接地分干線在接到接地匯總板前均應(yīng)良好在接到接地匯總板前均應(yīng)良好絕緣絕緣；所有接地干線在接到總接地板前均應(yīng)；所有接地干線在接到總接地板前均應(yīng)良好良好絕緣絕緣。 2） 接地匯流排（匯流條）、接地匯總板、總接地板應(yīng)用接地匯流排（匯流條）、接地匯總板、總接地板應(yīng)用絕緣支架絕緣支架固定。固定。 3） 接地系統(tǒng)的各種連接應(yīng)保證良好的導(dǎo)電性能。接地連線、接地分干接地系統(tǒng)的各種連接應(yīng)保證良好的導(dǎo)電性能。接地連線、接地分干線、接地干

53、線、接地總干線與接地匯流排、接地匯總板的連接應(yīng)采用線、接地干線、接地總干線與接地匯流排、接地匯總板的連接應(yīng)采用銅接銅接線片線片和和鍍鋅鋼質(zhì)螺栓鍍鋅鋼質(zhì)螺栓，并采用防松和防滑脫件，以保證連接的牢固可靠。，并采用防松和防滑脫件，以保證連接的牢固可靠?；虿捎没虿捎煤附雍附?。 接地總干線和接地極的連接部分應(yīng)分別進(jìn)行接地總干線和接地極的連接部分應(yīng)分別進(jìn)行熱鍍鋅或熱鍍錫熱鍍鋅或熱鍍錫。 4） 接地系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置耐久性的標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)的顏色為接地系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置耐久性的標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)的顏色為交替的黃綠色交替的黃綠色（見(jiàn)（見(jiàn)GB2681-1981電工成套裝置中的顏色電工成套裝置中的顏色），符合），符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。5 5

54、幾個(gè)接地案例的分析幾個(gè)接地案例的分析1 1）不屏蔽接地干線會(huì)帶來(lái)干擾）不屏蔽接地干線會(huì)帶來(lái)干擾 現(xiàn)象現(xiàn)象：某尿素裝置：某尿素裝置DCSDCS系采用單獨(dú)接地，但信號(hào)總是飄移不定。系采用單獨(dú)接地，但信號(hào)總是飄移不定。 原因原因：后來(lái)發(fā)現(xiàn)，其接地干線長(zhǎng)：后來(lái)發(fā)現(xiàn)，其接地干線長(zhǎng)5050米，從三樓沿外墻敷設(shè)到接米，從三樓沿外墻敷設(shè)到接地體，沒(méi)有穿管屏蔽，過(guò)長(zhǎng)的接地干線，如果沒(méi)有屏蔽措施，接地地體，沒(méi)有穿管屏蔽，過(guò)長(zhǎng)的接地干線，如果沒(méi)有屏蔽措施，接地干線就象是一根天線，可以接受大量的干擾信號(hào)，使系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定干線就象是一根天線，可以接受大量的干擾信號(hào)，使系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定工作，乃至系統(tǒng)卡件發(fā)生故障。工作，乃至系統(tǒng)

55、卡件發(fā)生故障。 結(jié)論結(jié)論：接地干線應(yīng)愈短愈好，必要時(shí)也應(yīng)該采取屏蔽措施。：接地干線應(yīng)愈短愈好，必要時(shí)也應(yīng)該采取屏蔽措施。2 2）保持和其它接地系統(tǒng)的距離保持和其它接地系統(tǒng)的距離 現(xiàn)象現(xiàn)象：某玻璃裝置的某玻璃裝置的DCS采采用單獨(dú)接地，發(fā)現(xiàn)信號(hào)干擾很大。用單獨(dú)接地，發(fā)現(xiàn)信號(hào)干擾很大。 原因原因：DCS的單獨(dú)接地體和原的單獨(dú)接地體和原有的接地網(wǎng)相距不到有的接地網(wǎng)相距不到5米。米。 結(jié)論結(jié)論：若：若DCS采用單獨(dú)接地，采用單獨(dú)接地，其接地體和電氣接地網(wǎng)相距必須其接地體和電氣接地網(wǎng)相距必須大于大于5米，和防雷接地體相距必米，和防雷接地體相距必須大于須大于20米。米。控制室三樓DCS單獨(dú)接地原有接地網(wǎng)大

56、電流設(shè)備3）等電位接地也要考慮接地引）等電位接地也要考慮接地引入點(diǎn)（入點(diǎn)（ERP）的位置）的位置現(xiàn)象：現(xiàn)象：某裝置某裝置DCS系統(tǒng)采用等系統(tǒng)采用等電位接地，但信號(hào)中常常出現(xiàn)電位接地，但信號(hào)中常常出現(xiàn)信號(hào)不明的波形。信號(hào)不明的波形。原因：原因：離離DCS的接地引入點(diǎn)不的接地引入點(diǎn)不到到10米處有大功率電動(dòng)機(jī)的接米處有大功率電動(dòng)機(jī)的接地點(diǎn)。地點(diǎn)。結(jié)論：結(jié)論：保持和防雷地、大電流保持和防雷地、大電流高電壓設(shè)備的接地點(diǎn)有不小于高電壓設(shè)備的接地點(diǎn)有不小于10米的距離。米的距離。小于10米控制室大功率電動(dòng)機(jī)6 有關(guān)接地的幾個(gè)問(wèn)題有關(guān)接地的幾個(gè)問(wèn)題6.1 6.1 關(guān)于關(guān)于DCSDCS機(jī)柜的對(duì)地浮空機(jī)柜的對(duì)地

57、浮空1)1)機(jī)柜對(duì)安裝地面的浮空機(jī)柜對(duì)安裝地面的浮空, ,是指機(jī)是指機(jī)柜柜體和安裝地面間是否絕緣柜柜體和安裝地面間是否絕緣, ,而而不是機(jī)柜不接地。不是機(jī)柜不接地。2)2)當(dāng)機(jī)柜不浮空而且和機(jī)柜間不當(dāng)機(jī)柜不浮空而且和機(jī)柜間不絕緣時(shí)，有可能因絕緣時(shí)，有可能因VaVa不等于不等于VbVb，在在A-A-接地匯流排接地匯流排-接地連接線接地連接線- -機(jī)籠機(jī)籠-機(jī)柜機(jī)柜-B-B-安裝槽鋼安裝槽鋼之間形成環(huán)流，對(duì)之間形成環(huán)流，對(duì)DCSDCS會(huì)產(chǎn)生一定會(huì)產(chǎn)生一定的干擾。干擾的大小和的干擾。干擾的大小和VaVa和和VbVb之之間的差值大小有關(guān)。間的差值大小有關(guān)。3 3）所以在機(jī)柜和安裝槽鋼間絕緣）所以在機(jī)柜

58、和安裝槽鋼間絕緣是有利于系統(tǒng)抗干擾的。是有利于系統(tǒng)抗干擾的。機(jī)柜機(jī)籠接地連接線接地匯流排安裝槽鋼VaVbAB4 4）但在現(xiàn)場(chǎng)處理機(jī)柜對(duì)安裝槽）但在現(xiàn)場(chǎng)處理機(jī)柜對(duì)安裝槽鋼的絕緣是一件很麻煩的事，鋼的絕緣是一件很麻煩的事，既要在機(jī)柜和安裝槽鋼間加絕既要在機(jī)柜和安裝槽鋼間加絕緣墊，而且還要在安裝螺栓和緣墊，而且還要在安裝螺栓和機(jī)柜、安裝槽鋼間進(jìn)行絕緣處機(jī)柜、安裝槽鋼間進(jìn)行絕緣處理。理。5 5）如果）如果6666機(jī)柜的安裝槽鋼作等機(jī)柜的安裝槽鋼作等電位接地；同時(shí)將接地匯流排電位接地；同時(shí)將接地匯流排和槽鋼相連。這樣，一旦槽鋼和槽鋼相連。這樣，一旦槽鋼上出現(xiàn)高電壓，可以不通過(guò)系上出現(xiàn)高電壓，可以不通過(guò)系統(tǒng)直接釋放。則機(jī)柜和安裝槽統(tǒng)直接釋放。則機(jī)柜和安裝槽鋼間可以不作浮空處理。鋼間可以不作浮空處理。6 6）此時(shí)，）此時(shí)，DCSDCS系統(tǒng)的接地聯(lián)接系統(tǒng)的接地聯(lián)接仍然采用分類匯總的原則連到仍然采用分類匯總的原則連到接地匯總板上。接地匯總板上。將槽鋼等電位接地將匯流排和槽鋼相連去接地系統(tǒng)6.2 6.2 控制系統(tǒng)接地參考圖控制系