接地系统方案样本文档格式.docx

1、将强电引到机房配电箱后, 从强电井内引出的PE线不再在机房内使用, 机房内的单相三线制中的PE线采用在机房配电箱内连线到机房环行接地母排, 因此在强电地与弱电地之间加装等电位连接器, 一旦出现不对称现象可起到等电位连接的保护作用。五、 电位汇流排:如果机房面积较大, 在均压环较远处设备放置比较集中, 应在该处设置机房设备等电位汇流排, 在均压环与汇流排之间采用线缆连接, 设备接地以最近的距离连接到该等电位汇流排上, 因计机房面积较大, 故考虑设置2块。六、 机房均压环:在有弱电机房的楼层弱电井内设置楼层弱电等电位汇集点, 水平与楼层各个机房均压环连接, 垂直采用线缆与下层弱电等电位汇集点联结,

2、 层层联结下传到大楼共用接地体（ 基础弱电接地点） 。沿计算机机房等机房墙体四周分别均布安装环行均压环。并采用将均压环至少两处连接到机房所在楼层的弱电管道井内的共用接地排（ 楼层弱电等电位汇集点） 上; 机房内的静电地、 屏蔽地、 直流地、 绝缘地、 安全保护等接地直接连接到均压环上; 机房环行均压环安装示意图:静电地板扁铜条?机房墙壁机房地面膨胀螺丝相接处。七、 线路的屏蔽:感应雷击很多是由于传输线路在磁场中切割磁力线产生感应高压, 使计算机系统遭到破坏, 对传输线路采取屏蔽措施, 是降低感应雷击破坏的有效方法。当前机房内的大部分线路采用穿管布线（ 金属软管或硬管） , 但从实际情况看, 综

3、合布线的金属护管的屏蔽接地需改进, 使每根护管两端有效接地, 并与均压等电位带连接, 最大限度的减少感应雷击侵入的渠道。八、 法拉第笼的问题:当机房的均压等电位带与大楼的钢筋网相连时, 形成一个法拉第笼; 或者做防静电处理, 墙壁采用防静电铝塑板, 并与机房共地系统相连, 使机房形成一个法拉第笼。注: 1.接地引下线的连接必须在防雷配电柜前进行;2.UPS电源插座必须就近与均压等电位相连接。综上所述, 我们根据所保护对象的不同, 考虑了智能大楼各系统的电源、 信号及接地的防雷击过电压, 提出了完善的防雷解决方案。随着智能建筑物管理系统的出现、 应用推广和发展以及综合业务数据网（ ISDN） 、

4、 双绞线分布数据接口（ TPDDI） 、 光纤分布数据接口（ FDDI） 等技术的发展,使智能建筑内、 外各种信息、 数据图象的高速传输和大容量传输成为可能。信息已是智能建筑非常关键和重要的资源,对信息资源的保护是必不可少的。我们所提供的方案满足的防雷接地保护需要。机房接地工程机房应安装一个良好的接地系统, 使电源中有一个稳定的零电位, 作为供电系统电压的参考电压, 有一个良好接地线, 计算机传输中的电源电压及信号遇到或产生各种干扰时, 就能够经过高、 低频滤波电容将其滤掉。另外, 当遇到雷电、 机柜附近的强功率源以及电火花干扰时, 良好的机房接地系统应能够起到保护计算机的作用。因此, 设计一

5、个良好的机房接地系统是相当重要的, 机房接地系统一般分为下述4种:直流地: 这种接地系统是将电源输出端经过地网接地一起, 使其成为稳定的零电位, 这个电源地线与大地直接连通, 并有很小的接地电阻。交流电: 这种接地系统把交流电源的地线与电动机、 发电机等交流电动设备的接地点连接在一起, 之后再与大地连接。安全地: 为了屏蔽外界干扰、 漏电及电火花, 所有计算机的机柜、 机箱、 机壳、 面板及马达外壳都需要接地屏蔽, 该系统即可为安全地。防雷接地: 防雷接地, 应按现行国家标准建筑防雷设计规范执行。一般要求: 直流地电阻小于1欧姆, 交流地接地电阻小于4欧姆, 安全地接地电阻小于4欧姆。交流工作

6、接地、 安全保护接地、 直流工作接地、 防防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置, 其接地电阻按其中最小值确定; 若防雷接地单独设置接地装置时, 其余三种接地宜共用一组接地装置, 其接地电阻不应大于其中最小值, 并应按现行国标准建筑防雷设计规范要求采取防止反击措施。交流工作接地、 安全保护接地、 直流工作接地、 防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置, 其接地电阻小于1欧姆;对直流工作接地有特殊要求需单独设置接地装置的电子计算机系统, 其接地电阻值及与其它接地装置的接地体之间的距离, 应按计算机系统及有关规定的要求确定。电子计算机系统的接地应采取单点接地并宜采取等电位措施。当多个电子计算机系统共用

7、一组接地装置时, 宜将各电子计算机系统分别采用接地线与接地体连接。接地方法有如下:直流接地直流工作接地是计算机系统中数字逻辑电路的公共参考零电位,即逻辑地。逻辑电路一般工作电平低,信号幅度小,容易受到地电位差和外界磁场的干扰,因此需要一个良好的直流工作接地,以消除地电位差和磁场的影响。机房直流工作接地线的接法一般有三种:串联法、 汇集法、 网格法。串联法在地板下敷设一条截面积为（0.41.5mm）（510mm）的青铜（或紫铜）带。各设备把各自的直流地就近接在地板下的这条铜皮带上。这种接法的优点是简单易行,缺点是铜带上的电流流向单一,阻抗不小,致使铜带上各点电位有些差异。这种接法一般用于较小的系

8、统中。汇集法在地板下设置一块520mm厚、 500500mm大小的铜板,各设备用多股屏蔽软线把各自的直流地都接在这块铜板上。这种接法也叫并联法,其优点是各设备的直流地无电位差,缺点是布线混乱。网格法用截面积为（2.5mm50mm）左右的铜带,整个机房敷设网格地线（ 等电位接地母排） ,网格网眼尺寸与防静电地板尺寸一致,交叉点焊接在一起。各设备把自己的直流地就近连接在网格地线上。这种方法的优点在于既有汇集法的逻辑电位参考点一致的优点,又有串联法连接简单的优点,而且还大大降低了计算机系统的内部噪声和外部干扰;缺点是造价昂贵,施工复杂。这种方法适用于计算机系统较大、 网络设备较多的大、 中型计算机房

9、。交流工作地计算机、 网络设备是使用交流电的电气设备, 这些设备按规定在工作时要进行工作接地,即交流电三相四线制中的中性线直接接入大地,这就是交流工作接地。中性点接地后,当交流电某一相线碰地时,由于此时中性点接地电阻只有几个欧姆,故接地电流就成为数值很大的单相短路电流。此时相应的保护设备能迅速地切断电源,从而保护人身和设备的安全。计算机系统交流工作地的实施,可按计算机系统和机房配套设施两种情况来考虑。如打印机、 扫描仪、 磁带机等, 其中性点用绝缘导线串联起来, 接到配电柜的中线上,然后经过接地母线将其接地; 机房配套设施如空调中的压缩机、 新风机组、 稳压器、 UPS等设备的中性点应各自独立

10、按电气规范的规定接地等电位连接和共用接地系统在防雷装置的设置上人们往往比较注意外部防雷装置和内部的电涌保护, 容易忽视等电位连接在雷电防护的重要作用。有时还特意设置单独的接地装置, 单独的引下线, 还错误的提出”共网不共线, 分类接地网, 不串不共用, 一点接地法”的口号, 一方面给设计施工增加了难度和增大了开支, 另一方面违背了等电位的基本原理, 会给被保护设备以及人身安全造成潜在的威胁。（ 一） 基本概念防雷等电位连接是将分开的导电装置各部分用等电位连接导体或电涌保护器（SPD）做等电位连接。它包括在内部防雷装置中, 其目的是减小建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间由雷电流产生的电位差

11、。防雷等电位连接区别于电气安全的等电位连接, 最主要是将不能直接连接的带电体经过电涌保护器做等电位连接。等电位连接网络是对一个系统的外露各导电部分做等电位连接的各导体所组成的网络。共用接地系统是一建筑物接至接地装置的所有互相连接的金属装置（包括外部防雷装置）, 而且是一个低电感的网形接地系统。接地基准点是一系统的等电位连接网络与共用接地系统之间唯一的一点连接点。信息系统的等电位连接:各种形式的电子系统的应用在不断增加, 这些系统包括计算机、 通信设备、 控制系统等, 在国际电工委员会的标准中将它们统称为信息系统。对信息系统的外露导电部分应建立等电位连接网络, 原则上一个等电位连接网络不需要连到

12、大地, 但一般所考虑的所有等电位连接网络都会有通大地的连接。信息系统的各金属组件（如各种箱体、 壳体、 机架）与建筑物共用接地系统的等电位连接有两种原则方法, 见图13中的h和g。图13中的h为S型等电位连接网络, 即星形结构或通称为单点接地; g为M型等电位连接网络, 即网形结构或通称为多点接地。a防雷装置的接闪器以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分（ 如金属屋顶） ;b防雷装置的引下线以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分（ 如金属立面、 墙内钢筋） ;c防雷装置的接地装置（ 接地体网络、 共用接地体网络） 以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分（ 基础内钢筋和基础接地体） ;d内部导电物体, 在建筑物内

13、及其上的金属装置（ 不包括电气装置） , 如电梯轨道, 吊车, 金属地面, 金属门框架, 各种服务性设施的金属管道, 金属电缆桥架, 地面、 墙和天花板的钢筋;e（ 局部） 信息系统的金属组件, 如箱体、 壳体、 机架;f代表局部等电位连接带（ 单点连接） 的接地基准点（ ERP） ;g（ 局部） 信息系统的网形等电位连接结构;h（ 局部） 信息系统的星形等电位连接结构;i固定安装的级设备（ 引入PE线） 和级设备（ 不引入PE线） ; 等电位连接带:k主要供电力线路的、 供电力设备等电位连接用的总接地端（ 总接地带、 总接地母线、 总等电位连接带） 。也可用作共用等电位连接带;l主要供信息线

14、路和电缆用的、 供信息设备等电位连接用的等电位连接带（ 环形等电位连接带、 水平等电位连接导体, 在特定情况下: 采用金属板） 。也可用作共用等电位连接带。用接地线多次接到接地系统上做等电位连接（ 典型值为每隔5m连一次） ;m局部等电位连接带: 1-等电位连接导体, 2-接地导体, 3-服务性设施的金属管道, 4-信息线路或电缆, 5-电力线路或电缆;Q进入LPZ1区处, 用于外来服务性设施的等电位连接（ 管道、 电力和通信线路或电缆） 。当采用S型等电位连接网络时, 该信息系统的所有金属组件, 除等电位连接点外, 应与共用接地系统的各组件有足够的绝缘（ 10kV1.2/50s） 。一般,

15、S型等电位连接网络用于相对较小、 限定于局部的系统, 所有服务性设施和电缆仅在一点进入该信息系统本网络应仅经过唯一的一点（即接地基准点ERP）组合到共用接地系统中去。在此情况下, 在各设备之间的所有线路和电缆应按照星形结构与各等电位连接线平行敷设, 以避免产生感应环路。由于采用唯一的一点进行等电位连接, 故不会有与雷电有关联的低频电流进入信息系统, 而信息系统内的低频干扰源也不会产生大地电流。做等电位连接的这唯一的点也是接电涌保护器以限制传导来的过电压的理想连接点。如果采用M型等电位连接网络, 则该信息系统的各金属组件不应与共用接地系统各组件绝缘。M型等电位连接网络应经过多点组合到共用接地系统

16、中去。一般, 本网络用于延伸较大和开环的系统, 而且在设备之间敷设许多线路和电缆, 服务性设施和电缆在几个点进入该信息系统。本网络用于各种高频也能得到一个低阻抗网络。这种网络所具有的多重短路环路对磁场将起到衰减环路的作用, 从而在信息系统的邻近区使初始磁场减弱。在复杂系统中, 两种型式（M型和S型）的优点可组合在一起。（ 二） 等电位连接的设置位置图11在标明LPZ划分的同时说明了做等电位连接的位置。在低压配电设计规范GB50054-95中从电气安全的角度提出总等电位连接, 局部等电位连接和辅助等电位连接的概念和方法。鉴于GB50054-95系强制性国标, 是建筑电气设计必须遵循的, 因此,

17、将防雷等电位连接与之结合是有益的。1总等电位连接（ MEB） : GB50054-95第4.4.4条规定总等电位连接的导电体有: PE、 PEN干线; 电气装置接地极的接地干线; 建筑物内的水管, 采暖和空调管道等金属管道（ 原文中含煤气管, 国际标准中有规定煤气管道不应直接连接） , 条件许可的建筑物金属构件等导电体。上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位连接端子。等电位连接中金属管道连接处应可靠地连通导电。内部防雷要求将外部防雷装置的外敷引下线（ 利用建筑物内垂直钢筋为引下线的已含在建筑物的金属构件中, 无需再做连接） 在地下室或靠近地平线处与总等电位连接端子连接。这样能够消除在建筑物上落

18、雷时, 雷电流I在接地电阻上产生大幅值的电压降IR, 避免因引下线与建筑物内金属部分或人体之间可能出现的危险的电位差而引起跳击。电源线路和信号线路上因雷电感应产生瞬态过电压, 为保护信息设备, 也要在入户处做总等电位连接。由于电源线路上的带电导体和信号线路的芯线不能用导线直接连接, 此时应用电涌保护器做等电位连接。原则上等电位连接的位置应在雷电防护区的交界处, 即进入建筑物入口处, 但有时被保护设备不一定会恰好设在交界处而是在其附近, 这时当线路能承受发生的电涌电压时, SPD可安在被保护设备处, 而线路应在交界处做一次连接。在大建筑物内可能有多个电源进线和多个接地母排（ 等电位连接带） ,

19、这些接地母排应互相连通, 以实现全建筑范围内的等电位连接。在防雷等电位连接中指LPZO与LPZ1区交界处的连接。2局部等电位连接（ LEB） : 在高层建筑物内装设电子设备, 使用”共网不共线”, 即使用一根设备专用引下线接至共用接地装置（ 网） , 会产生什么效果呢? 由表2能够得知一根专用接地线在高频下其阻抗为:表225mm2铜导体在自由大气中的电阻和电抗将信息系统的工作频率1MHz, 专用引下线18m的R、 L代入上式, 阻抗高达近200, 因此当这个接地装置的阻抗既便很低（ 如小于1） 也是毫无意义的。当在信息系统上安装电涌保护器时, 在电涌保护器承受雷电流冲击而对地泄放时, 被保护的

20、信息系统设备绝缘承受的电涌电压为电涌保护器上的残压和其连接线上的电压降之和, 即:U=Ures+L（di/dt）其中残压Ures与电涌保护器的性能有关, di/dt为雷电流的陡度, L与专用引下线的长度成正比, 专用引下线过长, 整个U值将偏大, 而使设备损坏。因此在IEC60364-5-534中规定, 电涌保护器连接线的全长不宜超过0.5m。而为了达到这个要求, 则必须在设备所在楼层按S型或M型设接地基准点（ ERP） 或环型接地母排, 并将其与建筑物主钢筋连接, 达到局部等电位连接。在防雷等电位连接中指LPZ1和LPZ2区交界处的连接。3辅助等电位连接（ SEB） : GB50054-95

21、第4.4.5条规定: 当电气装置或电气装置某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时, 尚应在局部范围内作辅助等电位连接。当难以确定辅助等电位连接的有效性时, 可采用下式进行校验:R=50/Ia式中R-可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间, 故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段的电阻（ ） 。Ia-切断故障回路时间不超过5秒的保护电器动作电流（ A） 。辅助等电位连接在防雷等电位连接中主要指LPZ2和LPZ3交界处以及后续雷电防护区的交界处的连接。（ 三） 共用接地系统和电子设备的独立接地电子设备接地技术是一探讨多年的问题。在工程中经常遇到的有防雷接地、 交流工作

22、接地、 屏蔽接地、 防静电接地、 安全保护接地、 直流工作接地（ 信号地、 逻辑地） 等。其作用可分为保护性接地和功能性接地二大类。当前人们最关心的是对功能地的保护。在电子信息设备的电路中, 输入信息、 传输信息、 转换能量、 放大信号、 逻辑运算、 输出信号等一系列过程都是经过微电位或微电流快速进行的, 且设备之间常经过互联网络进行工作, 除需稳定的电源外, 尚需一稳定的基准接地点, 又称为信号参考电位。如使用悬浮地不易消除静电, 易受电磁场的干扰而使参考电位变动。以往在实际工作中大量采用TN-C系统供电（ 俗称零地合一） , 50Hz的工频干扰经由设备外壳, 元件底板串入信息系统, 使功能

23、性（ 直流） 地要与保护性地隔离, 对防雷接地更是谈虎色变要避而远之。然而随着建筑物面积和高度的增大, 随着城市建筑的发展, 功能性地与保护性地的分离已越来越困难, 同时使用多个接地系统必然在建筑物内引进不同的电位导致设备出现功能故障或损坏。因此采用等电位连接和共用接地系统后, 使讯号接地不形成闭合回路, 共模型态的杂讯不易产生, 同时可消除静电和电场的干扰, 不易受磁场干扰。共用接地系统已为国际标准采用, 并逐步在中国国家标准中推广。1供电系统的说明: 在低压配电系统中常见的型式有TN型: 系统中, 电源有一点与地直接连接, 又可分为:TN-C: 在此系统中, 整个中性线（ N） 与保护线（

24、 PE） 是合一的。TN-C-S: 在此系统中N线与PE线只有在变压器电力系统接地点连接（ 即PEN线） , 进入建筑物后N与PE不可连接。TN-S: 在整个系统中N线与PE线是分开的, N线不接地。IT型: 在此系统中, 电源与地绝缘或一点经阻抗接地, 电气装置外露可导电部分则接地。TT型: 在此系统中, 电源有一点与地直接连接, 负荷侧电气装置外露可导电部分连接的接地极和电源的接地极无电气联系。在电子计算机机房设计规范GB50174-93第6.1.9条规定”电子计算机低压配电系统应采用频率50Hz, 电压220/380V, TN-S或TN-C-S系统”。在GB50057-94局部修订条文（

25、 征求意见稿） 中也提出”当电源采用TN系统时, 从建筑物内总配电盘开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统”。这是由于在一建筑物内采用共用接地系统之后, 若采用TN-C供电系统, 会产生连续的工频电流及其谐波电流对设备的干扰。干扰来源于TN-C系统中”中性导体电流”（ 在三相系统中由于不平衡电荷在PEN线上产生的电流） 分流于PEN线、 信号交换用的电缆的屏蔽层, 基准导体和室外引来的导电物体之间。而采用TN-C-S或TN-S系统, 这种”中性导体电流”仅在专用的中性导体（ N） 中流动, 不会经过共用接地系统对设备产生干扰。当然, 在实际工程中常由于接地方法有问题可能导致中性线（

26、N） 与地（ PE） 接触, 使系统全部或部分又转回为TN-C系统, 再度产生干扰, 这一点只能依靠检测才能找出故障的起因。2独立接地不利于过电压保护以往采用电子设备的独立接地在实践中确已消除了连续的低平噪声, 但也有突然发生的大灾害事件。分析这些事件得出, 由于采用独立接地因此在雷雨天气条件下会有很高的电压加在计算机等信息设备上, 而产生高电压的原因包含了直接雷击、 雷电波沿线路侵入和雷电感应。当雷电直击建筑物时, 建筑物接地装置和与之连接的金属构件电位迅速抬高, 相对而言, 由于电子设备采用了独立接地, 其电位未明显抬高, 这样存在一电位差和设备与建筑物金属框架之间所存在的电容, 使设备元

27、件上所感应的电压高于其击穿电压。在雷云电荷的感应下, 有时并不发生雷击也会由于建筑物的感应电压经过上述形式影响到设备的元件。如果采用共用接地系统, 电位差的问题便得到了解决。3瞬态共地的危害为了避免雷害和干扰, 中国一些电气安装图提出在防雷地、 保护地和交流地与电子信息设备的独立接地之间串连一FS-0.22型避雷器, 国外产品中也有类似用途的放电间隙。（ 国外产品的主要用途是用于煤气管道与共用接地的连接） 。采用在两种地之间串接能在瞬态导通的器件其目的是: 在正常工作状态下两种地是分开的, 不会有泄漏电流对电子信息设备工作时必须的高频信号接地点零伏参考电位产生干扰; 而当雷击发生时, 将使用F

28、S-0.22避雷器将两种地瞬态导通以达到等电位。这种瞬态共地的作法不能保证电子信息设备的安全, 相反却能招致雷击损坏危险。原因是在电源线上（ 含相线与中性线） 可感应雷电瞬态过电压并传导到电子信息设备内, 当这种瞬态过电压冲击发生后, 即便FS-0.22工作导通, 其残压也在上千伏以上, 加上长长的连接导线上的电压降, 仍会对电子信息设备造成危害。这种瞬态共地在一些规程或图册中称为联合接地, 有些标准出于在实际中无法实现独立接地而不得不采用联合接地的考虑, 还不恰当的将联合接地的接地电阻值规定为不大于1。（ 四） 等电位连接的材料和方法IEC60536-2对等电位连接导体提出如下基本要求:1.能耐受由于设备内部故障电流可能引起的最高热效应及最大动应力;2.具有足够低的阻抗, 以避免各部分间显著的电位差;3.能耐受可预见的机械应力, 热效应及