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防雷接地原则和要求

来源:德恩拓 发布时间:2012-2-15 9:56:25

    在一个系统中安装有大量的电子设备,这些设备分属于不同的专系统,由于这些设备工作频率、抗干扰能力和功能等都不相同,对接地的要求也不同。在实际工程设计和施工中,电子设备的信号接地、逻辑接地、防静电接地、屏蔽接地和保护接地,一般合用一个接地极,其接地电阻不大于;当电子设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时,其接地电阻不大于。屏蔽接地如单独设置,则接地电阻一般为300Ω。对抗干扰能力差的设备,其接地应与防雷接地分开,两者相互距离宜在20m以内,对抗干扰能力较强的电子设备,两者的距离可酌情减少,但不宜低于5m。当电子设备接地和防雷接地采用共同接地装置时,两者避免雷击时遭受反击和保证设备安全,应采用埋地铠装电缆供电。电缆屏蔽层必须接地,为避免产生干扰电流,对信号电缆和1MHz及以下低频电缆应一点接地;1MHz以上电缆,为保证屏蔽层为地电位,应采用多点接地。闭路电视和工业电视都必须采用一点接地。    电源防雷器
   上面介绍了的几种接地各设备制造商有各自的具体技术要求,虽然大都强调一点接地,接地电阻必须小于1欧姆等,但具体内容上差别很大。结合工控系统对接地的技术要求阐述其接地原则和接地方法。
    1供电系统地  
    在很多企业,特别是电厂、冶炼厂等,其厂区内有一个很大的地线网,而通常供电系统的地是与地线网连在一起的。有的厂家强调计算机系统的所有接地必须和供电系统地以及其它(如避雷地)严格分开,而且之间至少应保持15m以上的距离。为了彻底防止供电系统地的影响,建议供电线线路用隔离变压器隔开。从抑制干扰的角度来看,将电力系统地和计算机系统的所有地分开是很有好处的,因为一般电力系统的地线是不太干净的。但从工程角度来看,在有些场合下单设计算机系统地并保证其与供电系统地隔开一定距离是很困难的,这时可以考虑能否将计算机系统的地和供电地共用一个,这要考虑几个因素:
    1.1供电系统地上是否干扰很大,如大电流设备启停是否频繁,对地产生的干扰是否大;

    1.2供电系统地的接地电阻是否足够小,而且整个地网各个部分的电位差是否很小,即地网的各部分之间是否阻值很小;    电源阵1.3微电子装置的抗干扰能力以及所用到的传输信号的抗干扰能力,例如有无小信号(电偶,热电阻)的直接传输等。
    2微电子装置工作地  
    所有计算机接线涉及到的接地采用一点接地方式,在这一点上,也有很多争议。有的厂家系统提出几个地:逻辑地、屏蔽地(又叫模拟地)、信号地、保护地分别自己接地在地上打接地装置,而大部分系统则指出各种地在机柜内部自己分别接地,汇于一点,然后用较粗的导体(铜)将各汇地点朕起来,接到一个公共的接地体上。
    这里有几点需要注意:  
    控制系统本身是由多台设备组成的,除了控制站以外,还包括很多外设,而且数量也不止一台,这就涉及到了多台设备,多种接地的问题。  
电源防雷器
    2.1保护接地:所有的弱电设备均有一个保护地,该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好,有的系统中已将该保护地在内部同电源进线的保护地(三芯插头的中间头)连在一起,有的不允许将保护地同该线相连,用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书,不管哪种方式,机柜地必须将一台设备(控制站、操作员站等)上所有的外设或系统的机柜地连在一起,然后用较粗的绝缘铜导线将各站的机柜地连在一起,最后从一点上与大地接地系统相连。还有一点值得提醒的是,一个系统的所有外设必须从一条供电线上供电,而且一台设备(如操作员站位所连接的所有外设和主机系统(CRT、打印机、拷贝机主机系统)的电源必须从设备的供电分配器上取电,而不允许从其它地方取电,否则可能会烧坏接口甚至设备,对于不得不用长线连接的场合,应用较粗导线提供为其供电,或采取通信隔离措施。各站的机柜地在连接时可以采用幅射连接法,也可以采用串行接法。
    2.2电源逻辑地(P;首先,各站内的逻辑地必须位于一点PG,然后,粗绝缘导线以辐射状接到一点上,然后接到大地接地线上。在有些系统中,所有的输入,输出均是隔离的,这样其内部逻辑地就是一个独立的单元,与其它部分没有电器连接,这种系统中往往不需要PG接地,而是保持内部浮空。所以,用户在设计和施工接地系统时,一定要仔细阅读产品的技术要求和接地要求。    
    2.3模拟地(AG);是所有的接地中要求最高的一种。几乎所有的系统都提出AG一点接地,而且接地电阻小于1欧。  微电子装置设计和制造中,在机柜内部都安置了AG汇流排或其它设施。用户在接线时将屏蔽线分别接到AG汇流排上,在机柜底部,用绝缘的铜辫连到一点,然后将各机柜的汇流点再用绝缘的铜辫或铜条以辐射状连到接地点。  
    2.4信号地;原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地,而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合,现场端必须接地,这时,必须注意原信号的输入端子(上双端)绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接,而计算机在处理这类信号时,必须在前端采用有效的隔离措施。  
    2.5安全栅的接地:安全栅线路有三个接地点:BED,通常BE两点都在计算机这一侧。可以连在一起,形成一点接地。而D点是变送器外壳在现场的接地,若现场和控制室两接地点间有电位差存在,那么,  D点和E点的电位就不同了。假设我们以E作为参考点,假定是D点出现10V的电势,此时,A点和E点的电位仍为24V,那么AD间就可能有34V的电位差了,己超过安全极限电位差,但齐纳管不会被击穿,因为AE间的电位差没变,因而起不到保护作用。这时如果不小心现场的信号线碰到外壳上,就可能引起火花,可能会点燃周围的可燃性气体,这样的系统也就不具备本安性能了。所以,在涉及到安全栅的接地系统设计与实施时,一定要保证D点和BE)点的电位近似相等。在具体实践中可以用以下方法解决此问题:用一根较粗的导线将D点与B点连接起来,来保证D点与B点的电位比较接近。另一种就是利用统一的接地网,将它们分别接到接地网上,这样,如果接地网的本身电阻很少,再采用较好的连接方法,也能保证D点和B点的电位近似相等。但注意,此接地一定不要与上面几种接地发生冲突。

本文来自:http://www.dento.cn/

 

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