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電氣接地
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接地

借以確保在任何時候均能即時釋放電能而不發生危險的與金屬船體或非金屬船的船底金屬接地板的電氣連接。

接地為防止觸電或保護設備的安全,把電力電訊等設備的金屬底盤或外殼接上地線;利用大地作電流回路接地線。在電力系統中,將設備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地。接地的功用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導入大地外,最大功用為保護使用者不被電擊,以 UPS 而言,有些 UPS 會將零線與地線間的電壓標示出來,確保產品不會造成對人體的電擊傷害。

接地種類

常用的有重復接地、保護接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。

5重復接地就是在中性點直接接地的系統中,在零干線的一處或多處用金屬導線連接接地裝置。在低壓三相四線制中性點直接接地線路中,施工單位在安裝時,應將配電線路的零干線和分支線的終端接地,零干線上每隔1千米做一次接地。對于距接地點超過50米的配電線路,接入用戶處的零線仍應重復接地,重復接地電阻應不大于10歐。

保護接地 

接地系統安全接地是將系統中平時不帶電的金屬部分(機柜外殼,操作臺外殼等)與地之間形成良好的導電連接,以保護設備和人身安全。原因是系統的供電是強電供電(380、220或11OV),通常情況下機殼等是不帶電的,當故障發生(如主機電源故障或其它故障)造成電源的供電火線與外殼等導電金屬部件短路時,這些金屬部件或外殼就形成了帶電體,如果沒有很好的接地,那么這帶電體和地之間就有很高的電位差,如果人不小心觸到這些帶電體,那么就會通過人身形成通路,產生危險。因此,必須將金屬外殼和地之間作很好的連接,使機殼和地等電位。此外,保護接地還可以防止靜電的積聚。

工作接地 

接地網示意圖地是為了使系統以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地。它分為機器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地,在石化和其它防爆系統中還有本安接地。

防雷接地

組成防雷措施的一部分。其作用是把雷電流引入大地。建筑物和電氣設備的防雷主要是用避雷器(包括避雷針、避雷帶、避雷網和消雷裝置等)。避雷器的一端與被保護設備相接,另一端連接地裝置。當發生直擊雷時,避雷器將雷電引向自身,雷電流經過其引下線和接地裝置進入大地。此外,由于雷電引起靜電感應副效應,為了防止造成間接損害,如房屋起火或觸電等,通常也要將建筑物內的金屬設備、金屬管道和鋼筋結構等接地;雷電波會沿著低壓架空線、電視天線侵入房屋,引起屋內電工設備的絕緣擊穿,從而造成火災或人身觸電傷亡事故,所以還要將線路上和進屋前的絕緣瓷瓶鐵腳接地。

屏蔽接地

是消除電磁場對人體危害的有效措施,也是防止電磁干擾的有效措施。高頻技術在電熱、醫療、無線電廣播、通信、電視臺和導航、雷達等方面得到了廣泛應用。人體在電磁場作用下,吸收的輻射能量將發生生物學作用,對人體造成傷害,如手指輕微顫抖、皮膚劃痕、視力減退等。對產生磁場的設備外殼設屏蔽裝置,并將屏蔽體接地,不僅可以降低屏蔽體以外的電磁場強度,達到減輕或消除電磁場對人體危害的目的,也可以保護屏蔽接地體內的設備免受外界電磁場的干擾影響。

防靜電接地

為防止靜電危害影響并將其泄放,是靜電防護最重要的一環。

接地裝置

由接地體和接地線組成。

家用電器設備由于絕緣性能不好或使用環境潮濕,會導致其外殼帶有一定靜電,嚴重時會發生觸電事故。為了避免出現的事故可在電器的金屬外殼上面連接一根電線,將電線的另一端接入大地,一旦電器發生漏電時接地線會把靜電帶入到大地釋放掉。另外對于電器維修人員在使用電烙鐵焊接電路時,有時會因為電烙鐵帶電而擊穿損壞電器中的集成電路,這一點比較重要。使用電腦的朋友有時也會忽略主機殼接地,其實給電腦主機殼接根地線,在一定程度上可以防止死機現象的出現。

在電力系統中接地線: 是為了在已停電的設備和線路上意外地出現電壓時保證工作人員的重要工具。按部頒規定,接地線必須是 25mm 2 以上裸銅軟線制成。

電器中,接地線就是接在電氣設備外殼等部位及時的將因各種原因產生的不安全的電荷或者漏電電流導出的線路。

接地體

一根或一組與大地土壤密切接觸并提供與大地之間電氣連接的導體。

接地方式

現代化的電力系統其本身就是強烈的電磁干擾源,主要通過輻射方式干擾該頻段內的通信設備。為抑制外部高壓輸電線路的干擾影響,采用接地措施,常用的接地方式有兩種,現分別討論如下:

分散接地方式

外殼接地電路接地就是將通信大樓的防雷接地、電源系統接地、通訊設備的各類接地以及其他設備的接地分別接入相互分離的接地系統,由于地線系統不斷增多,地線間潛在的耦合影響往往難以避免,分散接地反而容易引起干擾。同時主體建筑物的高度不斷增加,其接地方式所帶的不安全因素也越來越大。當某一設施被雷擊中,容易形成地下反擊,損壞其他設備。

聯合接地方式

聯合接地方式也稱單點接地方式,即所有接地系統共用一個共同的“地”。聯合接地有以下一些特點:

(1)整個大樓的接地系統組成一個籠式均壓體,對于直擊雷,樓內同一層各點位比較均勻;對于感應雷,籠式均壓體和大樓的框架式結構對外來電磁場干擾也可提供10-40dB的屏蔽效果;

(2)一般聯合接地方式接地電阻非常小,不存在各種接地體之間的耦合影響,有利于減少干擾;

(3)旱天接地雷節省金屬材料,占地少。

由上不難看出,采用聯合接地方式可以有效抑制外部高壓輸電線路的干擾。

防靜電接地的接地線應串聯一個1兆歐的限流電阻,即通過限流電阻與接地裝置相連。接地電阻不是越小越好嗎?為何還要串電阻?

計算機接地是以接地電流易于流動為目標,要求接地電阻越小越好。計算中心的接地應盡量減少噪音引起的電位變動,同時應注意信號電路與電源電路、高電平電路與低電平電路不能使用同一共地回路。對傳輸帶寬要求較高的網絡布線,應采用隔離式屏蔽接地,以防止靜電感應產生干擾。在設計上力求簡單、經濟和實效接地如能和屏蔽有效地結合起來,將能更好地解決干擾,抑制噪音。

 

接法

在直流地的接法上可以分為3種類型:串聯接地、并聯接地和網狀接地。

(1)串聯接地

機房中設備直流地線以串聯的方式接在直流地的銅皮上,此種接法雖然個別處電位有差異,但由于電阻非常小,所以在簡單的接地系統中應用較多。其缺點是在要求較高配置時,從防止噪聲的角度來看,因串聯接地,各串聯的電阻使得各點電位產生偏差,容易產生噪聲。

(2)并聯接地

此方法中各電路的地電位只與本電路的地電流和地線阻抗有關,各點間的電位差較平衡,可獲得較好的低頻接地,因此應用得較多。由于計算機的直流電壓較低,各機架之間的地電流不容易形成耦合,但這種連接方式需要很多根地線,布線較繁雜。

(3)網狀地

在大型機房中,對地要求相對嚴格,目前廣泛使用網狀地線作為直流地,稱為網狀地。直流網狀地是用一定截面積的銅帶在活動地板下面交叉排列成600mm×600mm的方格,其交叉點與活動地板支撐點的位置交錯排列,腳點處用錫焊焊接或壓接在一起。為了使直流網狀地和大地絕緣,在銅帶下面應墊2~3mm厚的絕緣膠皮或聚氯乙烯板等絕緣材料,要求對地電阻在10MΩ以上。直流網狀地系統不僅有助于更好地保證邏輯電路電位參考點的一致,而且大大提高了機器內部和外部抗干擾能力。但是網狀地系統比較龐大,施工復雜,且費用較高,因而只適用在大型計算機機房中應用。

在處理共地的地線時需要注意的問題

(1)接地電阻——共用接地地樁的接地電阻應滿足各種接地中最小接地電阻的要求。

(2)為防止接地系統的相互干擾,確保對建筑物的絕緣,接地母線應使用帶有絕緣外皮的屏蔽線,屏蔽套的一端應進行接地。

(3)直流地、交流地和安全地雖然最后都接在地樁上,但并不意味著各種地之間可以隨意連接,也應按照上述要求在其未接入同一地樁之前彼此應保持嚴格的絕緣。

(4)在直流地與機殼安全地分開接地的計算機設備中,因其直流地與機架嚴格絕緣,各自分別接系統地樁,但有些計算機的機殼與直流地在電器上是接在一起的,其交流設備的工作地與機殼是嚴格絕緣的。


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