低壓配電的接地系統(tǒng)

低壓配電的接地系統(tǒng)第一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(三)接地方式的分類

(A)保護性接地

(B)功能性接地

(C)防雷接地

(D)接地方式

(E)重復接地(四)低壓配電的接地系統(tǒng)的設計方案

(A)推薦的UPS接地系統(tǒng)設計方案及常見的不正確的接地方法

(B)推薦的大樓接地施工設計方案

第二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日國家及行業(yè)標準GB/T50314-2000”智能建筑設計標準“GB50174-93“電子計算機機房設計規(guī)范”GB50169-92“電氣裝置安裝工程、接地裝置施工及驗收規(guī)范“GB50054-95“低壓配電設計規(guī)范“GB50052-95“供配電系統(tǒng)設計規(guī)范”GB50057-94“建筑防雷設計規(guī)范“GB50254-96、GB50355-96、GB50256-96、GB50257-96、GB50258-96、GB50259-96“電氣裝置安裝工程、施工及驗收規(guī)范“GBJ149-90“電氣裝置安裝工程、母線裝置施工及驗收規(guī)范“第三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日國家及行業(yè)標準YD/T944-1998“通信電源裝置的防雷技術和測試方法”YD/T5098-2001“通信局(站)雷電過電壓保護工程設計規(guī)范“YD5079-99“通信工程電源系統(tǒng)防雷技術規(guī)定”YD/T1051-2000“通信局(站)電源系統(tǒng)總技術要求”YDJ26-89“通信局(站)接地設計暫行技術規(guī)定”YD/T585-1999“通信用配電設備”GB/T14715-93“信息技術設備用不間斷電源通用技術條件YD/T1095-2000“通信用不間斷電源-UPS”GB7260-87“不間斷電源設備”YD/T502-2000“通信專用柴油發(fā)電機組技術要求”第四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

在過去的低壓配電的接地系統(tǒng)的設計規(guī)范和標準中、雖然己經為確保設備和人身的安全、提供有相當完善和行之有效的保護方案。然而，對于確保信息網絡的數據安全的保護措施卻顯得”相對欠缺”。基于上述情況，當我們在處理信息網絡的接地設計問題和不同方案的爭論時，不宜完全拘泥于現有的設計規(guī)范。第五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

對信息網絡時代的低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)而言，它不僅需要保護供電線路、用電設備和人身能安全、可靠地運行。而且，更需要保護好被信息網絡設備所處理、存貯的和傳送的數據的安全性。為此,當我們在設計接地系統(tǒng)時，不僅需要考慮各種“接地線”的接地電阻。還需高度重視接地阻抗;“地線”的實際布線方式;用戶對網絡設備的日常管理和維護“是否合理“等因素。實踐證明:設計合理的接地系統(tǒng)及正確的布線施工藝是確保網絡設備獲得高效、寬帶運行特性的前提條件之一。第六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(一)低壓配電系統(tǒng)中的常見接地配置方式第七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日信息網絡時代的低壓配送電系統(tǒng)(A)TN-S供電系統(tǒng)(三相五線制)

用戶設備的金屬外殼接PE線,正常工作時,在PE線上基本無“電流”,外殼對地電壓接近于零.當發(fā)生故障時(例:一相碰殼“短路”/嚴重漏電),故障電流迅速增大,促使保護裝置(熔斷器/斷路器)

快速地切斷電源.在運行中,嚴禁斷開N線.●

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N

PE設備外露的“可導電體”接地保護

負載電流PE,黃綠色N,淡藍色第八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日信息網絡時代的低壓配送電系統(tǒng)(B)TN-C供電系統(tǒng)(三相四線制)N線與PE線合用1條PEN線,當三相供電不平衡/帶“整流濾波型”非線性負載時,有較大的電流流過PEN線,并有可能導致用戶設備的零--地線電位增高.如選用有足夠大截面積的電纜/保護裝置時,也比較安全,費用較低.在運行中,嚴禁斷開PEN線.●

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PEN●

設備外露的“可導電體”N接零保護負載電流第九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日信息網絡時代的低壓配送電系統(tǒng)(C)TN-C-S供電系統(tǒng)(三相四線半制)

在用戶負載的末端將PEN線分開成相互獨立的PE線和N線(從此之后,不允許將“分開后的PE線和N線”再連接在一起),其性能介于TN-C和TN-S保護接地系統(tǒng)之間.在運行中,嚴禁斷開PEN線.●

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PEN

PE’設備外露的“可導電體”●

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接零保護設備外露的“可導電體”負載電流N’

淡藍色黃綠色第十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日信息網絡時代的低壓配送電系統(tǒng)(D)TT供電系統(tǒng)(直接接地方式)

將每臺設備的金屬外殼經各自的PE線單獨接地/同共用PE接地母線連在一起(當它們共用一個接地保護裝置時).其故障電流較小,往往不足以使保護裝置(熔斷器/斷路器)動作.其安全性較差(在TT供電系統(tǒng)中,常需配置漏電保護器).在運行中,嚴禁斷開N線.●

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PE●

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設備外露的“可導電體”接地保護N,淡藍色黃綠色第十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日信息網絡時代的低壓配送電系統(tǒng)(E)IT供電系統(tǒng)(高阻接地方式)

單相接地短路電流很小.當發(fā)生短路故障時,保護裝置不會動作、供電系統(tǒng)還可繼續(xù)運行,設備的外殼不帶電。為此，需要另外配置的絕緣監(jiān)視儀/接地故障報警裝置,以通知值班人員.它常被用于當發(fā)生單相對地短路故障時、仍需供電系統(tǒng)繼續(xù)向負載供電的場合?！?/p>

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PEZ●

設備外露的“可導電體”接地保護黃綠色第十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(二)在信息網絡機房中配置接地系統(tǒng)的必要性第十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(A)接地系統(tǒng)的調控功能當用電設備因故發(fā)生“短路”/漏電故障時，確保人身和設備的安全運行;增強電源設備、用電設備的電磁屏蔽效果，確保IT/電信/測試等關鍵設備獲得盡可能高的電磁兼容性(EMC);為IT/電信/測試等關鍵設備內的電子線路提供統(tǒng)一的、具有“低阻抗運行特性”的參考電平(實現“等電位連接”);為IT/電信/測試等關鍵設備提供靜電“泄放通道”;確保供電系統(tǒng)能為信息網絡設備提供盡可能低的“零線對地線”電壓;為用電設備提供安全、可靠的防雷擊、抗浪涌保護。第十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(B)接地系統(tǒng)中各關鍵的部件的調控功能

判斷接地系統(tǒng)的設計水平高低的重要指標之一是:能否為各種干擾源/“地電流”提供低阻抗型“泄放通道”，以確保在各IT設備之間實現“等電位連接”。接地系統(tǒng)的組成:大地、接地體、接地引入線、接地總干線、接地線、輔助“等電位“連接體(“等電位“連接網/連接帶)。

第十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計大地:由于直流電和各種頻率的交流電在“大地”中所產生的電位差很小，可以利用它將各種接地部件互相連接起來共同組成一個具有“低阻抗工作特性”的參考電平網絡。在實際工作中，可把大地作為“容電量”無限大的“參考電位體”來使用。(2)接地體:來自供電系統(tǒng)和用電設備的各種“地線電流“經位于”接地體”中的各金屬部件同大地形成的接觸面而被匯入大地,再經“地線電流“擴散和”均衡電位處理”后，形成”零電位參考”面(典型值>20m)自然接地體:“鋼筋混凝土”地基中的“環(huán)形鋼筋網(帶)”(優(yōu)點是:經濟、接地電阻小、典型值<0.5Ω)、地下金屬管道;人工接地體:在圍繞建筑物四周敷設的環(huán)形接地電極。當接地體/接地引入線與電力電纜管線變叉時，兩者之間的距離>0.3m(現行標準為>0.1m);當接地體/引入線與電力電纜管線平行時，兩者之間的距離>0.6m(現行標準為>

0.3-0.35m);第十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

常用的“人工接地極”材料:熱錫或鍍鋅圓鋼、扁鋼、條鋼或銅板(水平敷設時);熱錫或鍍鋅圓鋼、角鋼、鋼管(垂直敷設時)。為降低“屏蔽”作用、在組成多極“并聯(lián)接地”環(huán)時、希望各接地極間距離/接地棒的長度>2)。鋼質接地體和總接地引下線的最小尺寸(GB50169-92)

規(guī)格及尺寸地上部件(室外)地下部件(交流電路)地下部件(直流電路)圓鋼直徑(mm)直徑>8mm直徑>10mm直徑>12mm扁鋼(截面mm2,厚度mm)截面>100mm2,厚度>4mm截面>100mm2,厚度>4mm截面>100mm2,厚度>6mm角鋼(厚度mm)厚度>2.5mm厚度>4mm厚度>6mm鋼管管壁(厚度mm)厚度>2.5mm厚度>3.5mm厚度>4.5mm

第十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(3)接地總干線、輔助“等電位“連接體、接地線:為使得大樓內分別位于不同樓層中的各種設備的地線獲得優(yōu)越的“等位電連接”特性(典型值:被“等位電接地”的各金屬表面之間電位差<10mV)，接地總干線可分為:*垂直接地總干線:下端經”接地體”同大地相連,另一端與大樓各層的鋼筋和水平“匯集接地體”相連。為降低雷擊電磁干擾的輻射影響及雜散電容的耦合影響,”垂直接地總干線”宜被安裝在大樓中央部位/盡可能遠離大樓的“主鋼筋”處。*水平接地干線:一端同“垂直接地總干線”相連,另一端與大樓內各種供電設備、用電設備的接地端相連。為降低地線的阻抗,宜在同一層樓內配置由接地銅網/接地銅帶所組成的局部“等電位“輔助連接體。第十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

*垂直接地總干線:

宜選用大容量“多芯”銅電纜

在電信企業(yè)中、推薦的“接地干線線”的最小截面積:-48V,-24V直流配電屏:>95mm2;直流配電屏到電話自動交換室/微波室:>95mm2;直流配電屏到總配線架:>50mm2;直流配電屏到測量室:>25mm2;±24V直流配電屏:>25mm2;

第十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

*接地線:

在信息網絡用機房中，它被用于各種設備的接地端同“水平接地匯集干線”之間的地線連接:1)、根據最大工作電流選取截面積，不準使用裸線/扁鋼，宜采用多股軟銅線(“接零線”可選用電力電纜);2)、每臺設備的接地端宜用獨立的接地線用同“水平匯集接地干線”相連接,不允許采用將多臺設備的接地端“串聯(lián)”起來的布線施工法;3)、不能利用蛇皮管、金屬網或電纜的金屬護套來作為接地線。4)、直流電源供電系統(tǒng)中的“接零線”和采用“直流兩線制”正極接地工作方式的”直流工作地線”應各自引出獨立的地線、兩種地線之間的距離應>1m。第二十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(C)機房內的下列金屬部件需采用接地或接零保護措施:IT設備,通信設備,測試儀器等關鍵設備的接地端;UPS,空調,電機,變壓器,電力電纜的金屬護套、接頭盒、電纜終端頭,電纜橋架，密封匯流母排的外殼、電纜套管、電池架、電熱設備、機床的等的金屬外殼/底座;水管、氣管、鋼筋混凝土結構中的鋼筋、配電柜(箱)、控制屏、操作臺等的金屬框架或底座;控制電纜的金屬護套/屏蔽外套、高頻設備的屏蔽網。

注意事項:在信息網絡機房中，既不允許將計算機、服務器的“直流工作地”同“交流工作地”進行短接或混接。也不允許在上述“直流工作地”同交流供電線路之間采用“近距離”的平行布線施工法。第二十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(三)接地方式的分類保護性接地

確保人身和設備的安全性功能性接地提高用電設備的抗干擾性能、在IT設備之間實現“等電位連接”，以確保信息資源的安全運行。第二十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(A)保護性接地目的:防止因“人為操作”錯誤、火災、“短路”、設備絕緣損壞“漏電”等所可能造成的人身傷害/設備損壞故障發(fā)生。交流工作接地(N線、中性線接地、零線接地,淡蘭色)

在采用TN和TT制的380/220V供電系統(tǒng)中,為防止因N線發(fā)生斷線、接觸不良或因采用不帶“N線重疊切換功能”切換開關所造成的中性線“瞬間中斷”所可能帶來的故障隱患，應在輸入變壓器、變配電室、大樓主配電柜處將中性線接地。當電力傳輸線路>50m時，應考慮采用重復接地。第二十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

對于信息網絡機房/電信機房用供電系統(tǒng)而言，當正常工作時、流過N線的電流是三相不平衡負載電流+氣體放電燈+由IT設備、電信設備等非線性所帶來的諧波電流的矢量和;(2)接零保護(電力設備):在中性點直接地的380/220V供電系統(tǒng)中、將電力設備的金屬外殼(例:交流穩(wěn)壓器、UPS、變壓器等)與零線相連接,流過”接零保護線”的電流較大。(3)接地保護:將電力設備/用電設備的金屬外殼通過獨立的接地線來同大樓的接地裝置相連。(4)防靜電接地:防靜電接地裝置可與防感應雷和電氣設備的接地裝置共同設置。防靜電接地線宜單獨與接地干線/接地體相連(當濕度<30%時，靜電電壓可達1KV左右)。第二十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

設置接零保護(電力設備)和接地保護接地系統(tǒng)的目的:對人身的安全、對設備的可靠運行和安全操作提供保護。*為確保人身安全、當發(fā)生短路/漏電事故時，應確保可能流過人體的電流值低于安全閥值以下。*為確保設備運行安全、應確保電力供電系統(tǒng)/設備在可能遭到損壞或性能惡化之前，利用斷路器開關/熔斷器及時地切斷電源。

第二十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(5)電流是造成人身傷害的主要因素:流經人體的電流大小、持續(xù)時間和流經人體的途徑。有關國內外的50/60Hz電流對人身所可能造成的危害的統(tǒng)計資料顯示:0.6---1.5mA時,手感麻刺;5---7mA時,肌肉痙攣;20—50mA時,手麻痹、劇痛、呼吸困難，并不能擺脫電體;50---80mA時,心室顫動/昏迷/死亡。一般將30mA定義為可忍受的極限“安全電流“,將50mA定義為的“危險電流“。在考慮安全用電時，人體的電阻按1KΩ估計。按IEC479-1,GB50054-95標準:人體的安全電壓限值UL為:50V。

第二十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計為確保人身安全的常用保護措施:利用隔離罩、防護屏、密封機柜等隔離保護措施來防止人身觸電:

機柜門的防護等級≧

IP2X(12.5mm,防人觸電);

機柜門的防護等級≧

IP3X(2.5mm,防老鼠);

機柜頂部:≧IP4X(1mm);采用“安全電源”供電系統(tǒng)(GB3805-83標準):42V,36V,24V,12V,6V。第二十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(6)接地線路故障的“快速排除“

當發(fā)生短路故障時、應迅速切斷發(fā)生故障的線路，從而達到確保設備和人身安全、消除火災隱患的目的。按IEC364-41標準:對采用220V的TN制供電系統(tǒng)的設備而言，為確保供電線路的熱穩(wěn)定性，應滿足下述要求:對固定式設備供電的線路而言,要求斷路器開關/熔斷器的切斷時間<5秒。對手握式/移動式設備供電的線路而言,要求斷路器開關/熔斷器的切斷時間<0.4秒。要求:Z’s<220V/I’d;Zs<220V/Id;

I’d和Id:按”反時限、過電流特性“工作的”斷路器開關“分別在0.4秒和5秒內斷開時所需的最小電流(實際工作中、這個工作電流應≧

1.3倍”脫扣跳閘電流“)。

Z’s和Zs:發(fā)生短路故障/過載故障時的故障線路的接地阻抗。

第二十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

當采用斷路器開關作“短路”保護時、要求接地系統(tǒng)的接地電阻盡可能地小，以便斷路器開關能盡快地“跳閘“。切斷“短路故障/過載故障”的接地線路的阻抗斷路器開關型號.切斷時間<5秒(UL=36V)切斷時間<5秒(U=220V)切斷時間<0.4秒(UL=36V)切斷時間<0.4秒(U=220V)S250微型開關,16A<0.57Ω

<3.52Ω

<0.34Ω

<2.1Ω

S125塑殼開關,R100<0.09Ω

<0.56Ω

<0.056Ω

<0.34Ω

第二十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

當采用熔斷器作“短路”保護時、要求接地系統(tǒng)的接地電阻盡可能地小，以便熔斷器開關能盡快地“熔斷“。GB50054-95標準推薦的短路電流Id同熔絲額定電流In的倍數熔斷器額定電流In4—10A12—63A80—200A250—500A短路電流Id/熔斷器額定電流In(切斷接地故障線路的時間≦

5秒)的倍數4.5567熔斷器額定電流In4—10A12—32A40—63A80—200A短路電流Id/熔斷器額定電流In(切斷接地故障線路的時間≦

0.4秒)的倍數891011第三十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

為使得整個供電系統(tǒng)獲得盡可能高的熱穩(wěn)定性(確保不會發(fā)生因“短路”/過載而致使電纜的絕緣保護層軟化/碳化)，宜選用耐熱性能較高的電力電纜。電纜芯線的絕緣外套的耐熱性能電纜芯線的絕緣材料聚氯乙烯普通橡膠乙丙橡膠油浸紙芯線允許的工作溫度℃70℃75℃90℃80℃芯線允許的最高溫度℃160℃200℃250℃160℃第三十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計電力電纜的命名芯線截面積mm2額定電壓KV外護層(鎧裝層)代號:內護層代號:芯線材料代號:芯線絕緣代號:第三十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(B)功能性接地直流工作地:

在電信企業(yè)的通信電源、電話通話線路中，將蓄電池的正極接地，從而構成-48V通信電源供電系統(tǒng)。采用正極接地的優(yōu)點是:消除由于通信線路對地絕緣不良而產生的“串音”故障隱患,提高通話質量(要求正極接地電阻至少要<20Ω);消除由于通信線路的芯線因絕緣不良而產生“漏電”時，所可能形成的“電蝕“現象。第三十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

在實際工作中，要求“直流工作地”和“交流工作地”必須單獨分開布線。其原因是:由于在由單相交流供電的IT設備的交流工作地(N線)上所產生的“零線對地線電壓”中、包含有高達幾十到幾百毫伏數量級的“衡重噪音”(它遠大于信息產業(yè)部所規(guī)定的

2mV“衡重噪音”的標淮)。因此，不允許在“直流地”和“交流地”之間采用近距離的平行布線施工法。第三十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(2)信息網絡設備(PC機、服務器、磁盤陣列、計算機系統(tǒng)等)的直流邏輯參考地:它包括模擬信號地,數字信號地。

為確保信息網絡設置能獲得高速、寬帶、大“數據吞吐量”處理能力等的優(yōu)異運行特性,要求我們在實施“直流邏輯參考地”施工時、高度注意下述事項，以便使得位于同一局域網中的各個IT設備都能獲得盡可能潔凈的”等電位接地”工作特性(典型值:各地線之間的電位差<15mV)：第三十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(a)增大PE線的截面積、降低接地阻抗:

鑒于當今信息網絡設備的工作頻率巳大大提高及所允許的“干擾電壓”容限值已大大下降的事實，當我們在確定直流工作接地線(PE線)的截面積時、不宜拘泥于現有相關標準的規(guī)定。按GB50054-95標準保護地線的截面積的推薦值相線截面積(S)mm2接地線和保護線的截面積(S’)S≦16mm2S’=S16mm2<16mm2

S’=16mm2S>35mm2S’=0.5S注:PEN線的截面積至少>10mm2第三十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

在國內外的IDC機房設計中、PE線與相線截面積的比值有從1:3向1:1發(fā)展的趨勢。

對大、中型機房來說，一般要求截面積>120mm2--240mm2，在小型機房中、要求截面積>50mm2第三十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(b)確保UPS供電系統(tǒng)具有盡可能低的“零線對地線電位”(服務器要求至少<1伏)優(yōu)先選用帶“輸出隔離變壓器”的雙變換、在線式UPS供電，不宜采用不帶“輸出隔離變壓器”的在線式UPS或Delta變換UPS(所謂的串、并補償型UPS)。其原因是后兩種UPS不僅“零線對地線電壓”的有效值高達3-8伏。而且，還包含峰峰值高達幾十伏的尖峰干擾。第三十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)帶“輸出隔離變壓器”的UPS的“零--地電壓”波形(高內阻型的干擾電源)不帶“輸出隔離變壓器”的UPS的“零--地電壓”波形(低內阻型的干擾電源)第三十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計為降低“零線對地線電位”，在選擇UPS供電系統(tǒng)的中線時、不僅需要從熱穩(wěn)定性上考慮如何選擇電纜的截面積，還需將電纜長度的影響考慮在內。

為降低“零線對地線電位”，不僅需要使UPS供電系統(tǒng)的“中線”主干線的截面積=1.5倍相線的截面積。而且,還應適當增大單相供電線路的截面積。其原因如下:第四十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計目前絕大多數的“信息網絡設備”都是220V單相負載:它的總電流諧波分量高達8%以上;*絕大多數信息網絡設備的負載電流的峰值比:

2.6--2.8:1左右(用帶”輸出隔離變壓器”UPS供電時);3--3.4:1左右(用不帶”輸出隔離變壓器UPS”供電時);第四十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計電纜長度、截面積、阻抗對線路壓降的影響三相UPS額定電流(A)電纜長度(m)電纜截面積(mm2)20℃

直流電阻(Ω/100m)交流阻抗Z=1.05R(Ω)線路壓降ΔV(V)100A100m500.0390.04294.29V100A200m500.0390.08588.58V100A100m700.0280.033V100A200m700.0280.066V200A100m1200.01580.0163.2V200A200m1200.01580.0326.4V200A100m1500.01230.0132.6V200A200m1500.01230.0265.2V第四十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

常用的銅芯電纜品種有:

*電力電纜宜選用:BV電線,BVR電線,YZ、YZW電纜,YC、YCW電纜，RVV電纜，GGZ-P電纜，ZR-BV電纜,ZR-VV-1KV,ZR-VVR電纜等。

*

PE線宜選用:RVVZ電纜或銅排(帶絕緣外保護層)。第四十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計*通信用電力電纜:NHVV-1KV聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套、鋼帶鎧裝電纜:1.5-630mm2,芯線最高允許工作溫度70℃,環(huán)境溫度35℃

。*通信用交流軟電纜:RVVZ-1KV聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套的阻燃銅芯軟電纜:10-300mm2,芯線最高允許的工作溫度70℃,環(huán)境溫度35℃

。*通信用直流軟電纜:RVZ-0.6KVBV(銅芯聚氯乙烯絕緣電線)聚氯乙烯絕緣的阻燃銅芯軟電纜:10-300mm2,芯線最高允許的工作溫度70℃,環(huán)境溫度35℃

。*雙排孔銅地匯母排(長*高*寬):800*80*8mm第四十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計銅母排載流量的(室內溫度30℃,允許運行溫度70℃)尺寸(寬*厚)mm載流量,A(電流密度,A/mm2)尺寸(寬*厚)mm載流量,A(電流密度,A/mm2)25*3mm300A(4A/mm2)50*5mm755A(3.02A/mm2)30*3mm355A(3.94A/mm2)60*5mm900A(3A/mm2).30*4mm420A(3.5A/mm2)60*6mm990A(2.75A/mm2)40*4mm550A(3.44A/mm2)60*8mm1160A(2.4A/mm2)40*5mm615A(3.1A/mm2)60*10mm1300A(2.1A/mm2)第四十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(3)高頻屏蔽接地:高頻發(fā)射器、高頻調制器等的屏蔽接地線、宜采用獨立的銅帶/專用高頻傳輸線。第四十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(C)防雷接地:消除由雷擊所可能造成的危害第四十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計雷擊能量的分布概率統(tǒng)計:2%雷擊浪涌的電流強度>200KA;5%雷擊浪涌的電流強度>150KA;50%雷擊浪涌的電流強度>30KA;95%雷擊浪涌的電流強度>14KA;當雷擊“電流脈沖”流過大樓鋼筋的”接地引下線”系統(tǒng)時、可能對網絡造成的危害:當大樓鋼筋與網線之間的距離為0.5m時，所可能帶來的危害：如果流過鋼筋的“雷擊浪涌電流”為10KA左右時，就可能燒毀同網線相連設備的RJ45接口;如果流過鋼筋的“雷擊浪涌電流”為3KA左右時，就可能造成100M的局域網產生“誤碼”。(電源資訊,2003年,N0.4,P27)第四十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日

高能“瞬態(tài)浪涌”從電力電纜串入時

所造成的危害性

高能“瞬態(tài)浪涌”>20KV

立即對用戶的設備造成“災難性”的損壞.中等強度“瞬態(tài)浪涌”>1.2kV-2.1kV

造成用戶設備中的某些部件被損壞或致使其性能惡化,導致使用壽命縮短.低強度“瞬態(tài)浪涌”>700V-800V

一般不會造成設備被損壞，但過多,過頻地出現瞬態(tài)浪涌，會使高速網絡和通訊系統(tǒng)出現“死機”,高“誤碼率”，高數據傳輸“丟包率”,高上網“掉網率”.第四十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(1)建筑物的防“直接雷擊”的保護措施:在建筑物上沿屋脊、屋角、屋檐等“易受雷擊”處敷設裝設避雷針/避雷網。這些避雷針(高度>2m)不僅需用“避雷帶”互相連接。而且，宜在大樓的整個屋面上組成10m*10m的等電位“防雷網格體”。可利用金屬管(厚度>4mm)、鍍鋅圓鋼(φ>8mm)、鍍鋅扁鋼(48mm2,厚度>4mm)、鍍鋅鋼絞線(>30mm2)及大樓的鋼筋混凝土內的鋼筋來作為“引下線”，外接鋼筋與樓內予留連接板之間的連接宜“焊接”?！耙戮€”和接地裝置構件內的鋼筋之間宜采用焊接/綁扎連接方式?！耙戮€”的數量至少應在2根以上，“引下線”之間的距離不宜大于24m。防雷地的“沖擊接地電阻”<10Ω(典型值<5Ω)。第五十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日單根避雷針的保護范圍：1.5h1.5hh0.75h0.5h45o45orxhahxh—避雷針高度；hx—受保護物的高度；rx—在hx高度處水平面上保護范圍半徑；ha—避雷針的有效高度（超出于受保護物的高度）。低壓配電的接地系統(tǒng)設計第五十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計避雷針在不同高度所形成的保護半徑(1)避雷針在地面上所形成的保護半徑:rx=1.5h;(2)避雷針在距地面hx高度上所形成的保護半徑rx:當hx≥h/2時，

rx=(h-hx)p=ha*P;當hx<h/2時，

rx=(1.5h-2hx)p=ha*P;p是:高度影響系數:*當高度h≤30m時，p=1;*當高度30m<h≤120m時，p=5.5/h0.5;

第五十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(2)建筑物的防“感應雷擊”的保護措施:屋內的金屬物體(設備、管道、電纜機架、構架)均應同大樓內的等電位“接地裝置”相連。根據“等電位保護”原理，可利用建筑物的鋼筋組成“法拉第籠式“等電位體,從而使得位于各層樓內的人和設備上的各點的電位分布盡量可能地均勻。為達此目的，宜在每樓內敷設高品質的”均壓環(huán)”。應將平行敷設的長金屬物(管道、構架、電纜的金屬護套)每隔20-30m用金屬線連接起來。屋內的“防雷電感應”的接地干線同“接地裝置”的連接點不應少于兩處,可采用每層/隔幾層樓(例:3層)同鋼筋連接一次的接地方式。其連接方式:接地板和鍍鋅螺栓、防松墊圈/螺帽。第五十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計推薦的防雷接地裝置的接地布線示意圖水平接地“均壓環(huán)”水平接地支線電氣設備接地體垂直接地總干線水平接地總干線防感應雷接地總干線管道第五十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第五十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(3)建筑物內的防“雷擊高能浪涌”從輸電線路串入的保護措施:(a)在進戶電纜同架空線的連接處宜配置“閥型避雷器”。避雷器、電纜的金屬護套、絕綠緣子鐵腳均應接地,接地沖擊電阻<10Ω(典型值<5Ω)。(b)宜采用帶金屬護套的電纜或穿金屬管的電纜地埋方式將電力電纜引入大樓內:電纜的的埋地深度至少大于0.7m,電纜的地埋長度至少大于10m以上(在此條件下、同大樓的主配電柜的接地網相連，這樣可提高接地的安全度)。(c)架空/地埋金屬管道在入戶處均應與接地裝置相連。如果入戶“架空金屬管道”的長度大于100m,應每隔25m接地一次。第五十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

鑒于雷擊能量很大、實際工作中，常采用多級防雷措施來將“雷擊殘壓”衰減到電源設備/IT設備硬件所能允許的”安全電壓”以下。當上、下兩級TVSS之間的距離<15m時，應串接“電感退耦器”。防雷器/TVSS的連接線應可能地短(典型值<0.5m)。第五十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第五十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日艾默生公司的防雷擊、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級防雷器(8/20us):6KV/20KA;D級防雷器(8/20us):6KV/3KA;第五十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(D)接地方式分設接地方式聯(lián)合接地方式(單點接地方式);第六十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計接地阻抗

(a)當采用“分設接地”工作方式時、各種接地系統(tǒng)的典型接地電阻:交流工作接地<3Ω(最好<1Ω);安全保護接地<3Ω(最好<1Ω);防雷接地<10Ω(“沖擊接地電阻”<5Ω);計算機系統(tǒng)的直流工作地<1Ω(最好<0.4Ω);通信電源的直流工作地:萬門以上程控交換局、2000路以上長話局<1Ω,萬門以下程控交換局、2000路以下長話局<3Ω。線纜橋架的安全接地<4Ω對當今的信息網絡機房用的接地系線統(tǒng)而言，不僅要設法降低接地電阻，還需設法降低接地阻抗(例:雖然大樓鋼筋的接地電阻很低(0.2-0.5Ω)，但因“自感”大、高頻阻抗卻很高)。第六十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計

當需要采用“分設接地”工作方式時，為消除在兩套不同接地系統(tǒng)的接地極之間所可能出現“回灌電位”干擾。希望在兩套不同的“接地電極”之間的距離應超過30m以上為宜(最好>40m)。第六十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(b)當采用“聯(lián)合接地“工作方式時(單點接地制)、典型的接地電阻<1Ω。對于利用大樓鋼筋混凝土中的基礎鋼筋作為聯(lián)合接地極的系統(tǒng)而言，其接地電阻大約為0.2-0.5Ω左右。

優(yōu)點：在較經濟的條件下，能在各種不同的接地線之間實現“等電位”連接、有利于消除可能出現在不同接地系統(tǒng)之間“回灌電位”干擾。第六十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(2)準確地分析各種接地系統(tǒng)的工作特性:

在當今的計算機房和電信機房的電力和控制系統(tǒng)中,不僅需要優(yōu)選“單點接地”(聯(lián)合接地)設計方案。而且，還需準確地分析流過各種接系統(tǒng)的”地電流”的大小、頻率及直流偏壓等因素:防雷接地:正常工作時、電流幾乎為零。但當發(fā)生雷擊時、會有di/dt極大的高通量的”地電流”(幾十到幾百KA)

經“防雷入地“導體流入”大地”。交流工作地(零線接地,中性點接地):

正常工作時、因三相負載不平衡及在帶信息網絡設備時所產生的其大小與“相線電流”相同數量級的“零線”電流在N線中流過。遇到短路故障時、還會有極大的“短路”電流流過。根據IT設備的使用要求、期望供電系統(tǒng)的“零線對地線”電壓差盡可能的低(典型值<1伏)。第六十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計防靜電接地:正常工作時、電流幾乎為零。接零保護接地(電力設備的金屬外殼):正常工作時、零線對地線的電壓遠低于人身安全電壓限值為UL

(50V),”地電流”較小。遇短路故障時、會流過極大的“短路”電流。安全保護接地(電力設備、電氣設備的金屬外殼):正常工作時、”地電流”很小。遇短路故障時、會流過極大的“短路”電流。高頻屏蔽接地:正常工作時、會有“高頻干擾”電流流過接地線。第六十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計-48V電源的直流工作地:正常工作時、雖然只有很小的音頻干擾電流,但對“地”存在較高的直流偏置電壓。IT設備的邏輯地(模擬信號地、數字信號地):正常工作時、只有很小的高頻干擾電流(幾十KHz--幾GHz)。雖然對“地”不存在直流偏置電壓,但由于IT設備CPU的直流工作電壓僅為1.7—3.3V,它所允許的共模干擾的閾值較低。能否確保-48V電源的直流工作地和IT設備的邏輯地的參考電位的“純凈性”是確保信息網絡/電信系統(tǒng)能否正常運行的關鍵條件之一。第六十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(2)準確地分析各種接地系統(tǒng)的工作特性:

在當今的計算機房和電信機房的電力和控制系統(tǒng)中,不僅需要優(yōu)選“單點接地”(聯(lián)合接地)設計方案。而且，還需準確地分析流過各種接地系統(tǒng)的電流大小、頻率及直流偏壓等因素:防雷接地:交流工作地(零線接地,中性點接地):防靜電接地:接零保護接地(電力設備的金屬外殼):第六十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計安全保護接地(電力設備、電氣設備的金屬外殼):高頻屏蔽接地:-48V電源的直流工作地:IT設備的邏輯地(模擬信號地、數字信號地):(注:紅色表示:正常工作時，有較大電流在地線上流過。黑色表示:正常工作時，只有很小的電流在地線上流過。蘭色表示:對信息安全“至關重要”的地線系統(tǒng))。能否確保-48V電源的直流工作地和IT設備的邏輯地的參考電位的“純凈性”是能否確保信息網絡正常運行的關鍵條件之一。第六十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(3)采用正確的接地布線施工法

為獲得設計合理的接地系統(tǒng)，既不應將在正常工作時、有可能“流過大電流”的接地線與“基本無電流”的接地線相“混接”。也不應將有可能“流過高頻電流”的接地線與“流過工頻電流”的接地線相“混接”。在地線布線的實際施工中，應避免在上述具有不同工作特性的地線之間采用“就近施工”法。

應確保各種接地線均應采用由單獨的地線與相應的“等電位接地干線”/“等電位接地體”相連的施工方法，不允許在多個設備的接地端之間采用“相互串聯(lián)”的接地布線法。

第六十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(4)統(tǒng)籌規(guī)劃、動態(tài)監(jiān)督和嚴格管理各種網絡設備的用電情況。為防止因供電系統(tǒng)“配置不當”或因最終“用戶連線”錯誤而出現的網絡運行“誤碼率”增高/誤動作杓故障隱患。因此，應特別注意:各種負載插座連接是否正確?在同一局域網中、是否有同時用普通市電和UPS向IT設備供電情況?在同一局域網中、是否有同時用帶“輸出隔離變壓器”在線式UPS和其它型號的UPS向IT設備供電情況?“電力干線”是否與“弱電干線”分開獨立敷設?配電箱的電源引出線是否與“弱電線路”分開敷設?第七十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計PELN單相插座的不正確接法重復接地PEN第七十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日-48V直流供電電系統(tǒng)電源與電池精密配合，延長電池壽命；整流器環(huán)境適應能力強；系統(tǒng)操作簡單、方便監(jiān)控完善，適合無人職守接地效果與最終接地點的布線有關直流不間斷電源方案第七十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(5)采取必要的技術措施、削弱在“高能浪涌”串入時、所可能帶來的“地電流”干擾影響。將各臺空調機的”啟動延遲時間“錯開(CM+空調的“開機啟動延遲時間”的可調范圍為:1--250秒

);各種泵的電機、宜采用“軟啟動”工作方式;利用ATS開關、將UPS輸入電源的“切換接通時間”調節(jié)到大于其它動力用電電源的“切換接通時間”。第七十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(E)重復接地

保護地線(N線、PE、PEN)在遇到下述情況之一時，可酌情考慮采用重復接地措施、以便盡可能低地降低“接地阻抗”：在架空線路的干線和分支線的終端;位于電纜線路/架空線路進入建筑物的主配電柜處;當大樓內電力線路較長(典型值>50m)/接地干線較長時;需要為某些關鍵負載提供“局部凈化”型的參考地電位等。第七十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計PEN重復接地第七十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計(四)接地系統(tǒng)的設計方案第七十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日低壓配電的接地系統(tǒng)設計高水平的接地系統(tǒng)設計方案應具有的優(yōu)異特性:(1)當用電設備因故發(fā)生“短路”/漏電故障時，能及時地切斷電源,確保人身和設備的安全;(2)當有雷擊、“高能浪涌”從電力電纜/通信電纜“串入”時，能確保人身和設備的安全;(3)為IT/電信等關鍵設備提供具有“低阻抗運行特性”的參考電平(各種邏輯地線(模擬信號地、數字信號地)不僅具有優(yōu)良的“等電位”運行特性。而且，出現在地線上的”共模干擾”很小);(4)確保IT/電信/等關鍵設備能獲得的優(yōu)良的電磁兼容性(EMC),能有效地切斷“共模干擾”在各種地線之間的“