议建筑电器防雷接地装置
发布时间：2009.06.18 新闻来源： 浏览次数：29
摘要：对近年来防雷接地装置的形式进行了探讨，特别是对电子计算机的接地装置的新技术和对等电位连接中出现的问题也进行了详细的论述。
关键词：共用接地；一点接地；等电位连接
1 前言
雷击分为直击雷、侧击雷和感应雷等，为了保护雷区内的人民生命和财产的安全，采用接地装置将雷击产生的带有破坏力的冲击电流导入大地。有了良好的接地装置，才能可靠避免雷击产生的破坏。
近年来许多工程实践说明，选择合适的接地网的结构可谓至关重要。如果接地形式选择不当，当竣工后的建筑物进行接地电阻值的测试时，可能也达到了国家标准规定的数值(1Ω以下)，但是当有雷击时，室内的精密仪器或家用电器仍然会受到感应雷的破坏。
2 基本接地形式
现代建筑的基本接地形式有独立接地和共用接地两种。具体情况见图1。目前居民家中的电器越来越多，除了防雷接地，还有电器安全接地和通讯、电子计算机的接地，那么在设置接地装置时是选择独立接地还是选择共用接地呢？
如果采用独立接地如图1（ａ）所示，从表面上看各防雷系统不会互相干扰，但是建筑内的电子计算机和通讯设备仍然会遭受雷击破坏。实际上一幢建筑物分别设立几个互相没有联系的地网是很困难的，因为IEC60364-4-41（电击防护）标准要求各地网之间最小要有几米至二十米的距离，然而在现代都市中基本上没有那么多的位置满足这个要求，所以在雷击时，各接地点的电位差相当大，假如（ａ）中一个是交流电源工作接地，一个是计算机逻辑接地，另一个是为机壳安全的保护接地，当雷击以几万伏或几十万伏的电压瞬间从一个接地路线迅速导入时，这几个接地系统之间就会存在相当大的电位差，这样大的电压足以使微机网络中的调制解调器和网卡击穿，这就是为什么这种系统经常出现雷击事故的原因。现在许多设计人员都采用如图1（ｂ）和（ｃ）的共用接地方式，在雷击时，冲击接地电阻的高电压平均分配在各个接地系统中，就降低了高电位差而使得设备不被击穿。
3 一点接地
计算机设备的接地方式哪一种更适合呢？这是近几年来大家都十分关注的问题。因为计算机设备的接地不仅要防止设备的击穿，更重要的是防止各个计算机设备的相互干扰。所谓干扰就是无线电频率干扰，或称电磁干扰，按传播途径分为两种，即通过导体从一条线路耦合到另一线路的干扰叫传导性电磁干扰，通过空气传播的干扰叫辐射性电磁干扰。当两个电路的电流流经同一阻抗时，一个电路上产生的电压就会对另一个电路产生影响，这就叫共阻抗耦合。在公共接地体上连接室内设备的各支路之间就会产生共阻抗耦合，经放大就会对计算机、通讯产生影响。如何解决这样的矛盾呢？近年来，经过许多设计者的实践，一致认为一点接地能够较有效地解决低频信号的干扰问题，如图2所示。
图2中方框表示计算机内部的各电路板，当三个电路板共同连接在Ｂ点时就避免了这三部分分别连接接地点所产生的对地电流Ia（由A’Ａ到AB到BB’到B’A’）和Ib（BB’到BC到CC’到C’B’），对于1MHz以下的工频讯号对系统的干扰基本可以消除。但是对于频率高的讯号，这样的接地还是会使设备内部产生感应电流，这时就要将设备内部的各电路板相互连接，再接在同一接地体上，使得各电路板之间的电位差相等。
4 等电位连接
等电位连接是近年来所采用的新技术，它是将建筑物及附近的所有金属物如钢筋、水管、铝合金窗、设备外壳、零线、接地线统统用电气连接的方法连接起来，使之成为一个良好的电位体，在高层建筑中一般每隔三层就设一个均压环，将本层所有的金属物可靠连接，近年来越来越多的设计者将建筑物每层都设置一个均压环。这对于建筑物来说无疑是安全的。
等电位连接除了有防雷的作用还解决了一些手提设备漏电和多台计算机连接在刚合闸时所发生的漏电保护器误动作的问题。如医院有很多作手术用的手提设备，如果固定设备外壳上的故障电压通过ＰＥ线传给了手提设备的外壳上，那么手提设备所用的插座回路的漏电保护器是检测不到剩余电流的，也就是说漏电保护器不动作，但是这时手提设备的外壳上的剩余电流很有可能对医生和病人产生电击，这种情况是十分严重的。而等电位连接则把所有金属外壳、ＰＥ线各金属构件连成一体，使人总是处于一个等电位体中，人们的生命就有了安全保证。又如计算机设备中有许多电容器，在启动计算机时这些电容器充电使得它对地有一个较大的泄漏电流，在一台计算机工作时这个泄漏电流不足以使漏电保护器动作，但是在很多台计算机同时启动时，这个泄漏电流会很大，足以使漏电保护器误动作。这样的频频跳闸有时让人不知如何是好，如果一方面将单相配电改成三相配电，让这三相泄漏电流相互抵消；另一方面做好等电位连接，使计算机内部各电路板处于同一电位上就不会发生漏电保护器误动作的事故。
5 工程体会
对一个建筑物的防雷接地进行设计时，需要注意几个问题，首先，尽量将建筑物内的钢筋、金属物连成一体；尽量利用自然接地物如基础钢筋做接地体，并应保持闭合，用统一接地网一点接地技术连接各高频设备；如果两个接地网距离很近时，应该在接地体之间用电子开关相连，在遭受雷击时，电子开关连通使得两个接地网处于等电位。
参考文献：
[1] 苏帮礼.建筑物防雷与接地[Ｍ].华南理工大学出版社，1987
[2] 王厚余.漏电保护器应用上的几个问题[Ｊ].建筑电气，1999.4
关键词：共用接地；一点接地；等电位连接
1 前言
雷击分为直击雷、侧击雷和感应雷等，为了保护雷区内的人民生命和财产的安全，采用接地装置将雷击产生的带有破坏力的冲击电流导入大地。有了良好的接地装置，才能可靠避免雷击产生的破坏。
近年来许多工程实践说明，选择合适的接地网的结构可谓至关重要。如果接地形式选择不当，当竣工后的建筑物进行接地电阻值的测试时，可能也达到了国家标准规定的数值(1Ω以下)，但是当有雷击时，室内的精密仪器或家用电器仍然会受到感应雷的破坏。
2 基本接地形式
现代建筑的基本接地形式有独立接地和共用接地两种。具体情况见图1。目前居民家中的电器越来越多，除了防雷接地，还有电器安全接地和通讯、电子计算机的接地，那么在设置接地装置时是选择独立接地还是选择共用接地呢？
如果采用独立接地如图1（ａ）所示，从表面上看各防雷系统不会互相干扰，但是建筑内的电子计算机和通讯设备仍然会遭受雷击破坏。实际上一幢建筑物分别设立几个互相没有联系的地网是很困难的，因为IEC60364-4-41（电击防护）标准要求各地网之间最小要有几米至二十米的距离，然而在现代都市中基本上没有那么多的位置满足这个要求，所以在雷击时，各接地点的电位差相当大，假如（ａ）中一个是交流电源工作接地，一个是计算机逻辑接地，另一个是为机壳安全的保护接地，当雷击以几万伏或几十万伏的电压瞬间从一个接地路线迅速导入时，这几个接地系统之间就会存在相当大的电位差，这样大的电压足以使微机网络中的调制解调器和网卡击穿，这就是为什么这种系统经常出现雷击事故的原因。现在许多设计人员都采用如图1（ｂ）和（ｃ）的共用接地方式，在雷击时，冲击接地电阻的高电压平均分配在各个接地系统中，就降低了高电位差而使得设备不被击穿。
3 一点接地
计算机设备的接地方式哪一种更适合呢？这是近几年来大家都十分关注的问题。因为计算机设备的接地不仅要防止设备的击穿，更重要的是防止各个计算机设备的相互干扰。所谓干扰就是无线电频率干扰，或称电磁干扰，按传播途径分为两种，即通过导体从一条线路耦合到另一线路的干扰叫传导性电磁干扰，通过空气传播的干扰叫辐射性电磁干扰。当两个电路的电流流经同一阻抗时，一个电路上产生的电压就会对另一个电路产生影响，这就叫共阻抗耦合。在公共接地体上连接室内设备的各支路之间就会产生共阻抗耦合，经放大就会对计算机、通讯产生影响。如何解决这样的矛盾呢？近年来，经过许多设计者的实践，一致认为一点接地能够较有效地解决低频信号的干扰问题，如图2所示。
图2中方框表示计算机内部的各电路板，当三个电路板共同连接在Ｂ点时就避免了这三部分分别连接接地点所产生的对地电流Ia（由A’Ａ到AB到BB’到B’A’）和Ib（BB’到BC到CC’到C’B’），对于1MHz以下的工频讯号对系统的干扰基本可以消除。但是对于频率高的讯号，这样的接地还是会使设备内部产生感应电流，这时就要将设备内部的各电路板相互连接，再接在同一接地体上，使得各电路板之间的电位差相等。
4 等电位连接
等电位连接是近年来所采用的新技术，它是将建筑物及附近的所有金属物如钢筋、水管、铝合金窗、设备外壳、零线、接地线统统用电气连接的方法连接起来，使之成为一个良好的电位体，在高层建筑中一般每隔三层就设一个均压环，将本层所有的金属物可靠连接，近年来越来越多的设计者将建筑物每层都设置一个均压环。这对于建筑物来说无疑是安全的。
等电位连接除了有防雷的作用还解决了一些手提设备漏电和多台计算机连接在刚合闸时所发生的漏电保护器误动作的问题。如医院有很多作手术用的手提设备，如果固定设备外壳上的故障电压通过ＰＥ线传给了手提设备的外壳上，那么手提设备所用的插座回路的漏电保护器是检测不到剩余电流的，也就是说漏电保护器不动作，但是这时手提设备的外壳上的剩余电流很有可能对医生和病人产生电击，这种情况是十分严重的。而等电位连接则把所有金属外壳、ＰＥ线各金属构件连成一体，使人总是处于一个等电位体中，人们的生命就有了安全保证。又如计算机设备中有许多电容器，在启动计算机时这些电容器充电使得它对地有一个较大的泄漏电流，在一台计算机工作时这个泄漏电流不足以使漏电保护器动作，但是在很多台计算机同时启动时，这个泄漏电流会很大，足以使漏电保护器误动作。这样的频频跳闸有时让人不知如何是好，如果一方面将单相配电改成三相配电，让这三相泄漏电流相互抵消；另一方面做好等电位连接，使计算机内部各电路板处于同一电位上就不会发生漏电保护器误动作的事故。
5 工程体会
对一个建筑物的防雷接地进行设计时，需要注意几个问题，首先，尽量将建筑物内的钢筋、金属物连成一体；尽量利用自然接地物如基础钢筋做接地体，并应保持闭合，用统一接地网一点接地技术连接各高频设备；如果两个接地网距离很近时，应该在接地体之间用电子开关相连，在遭受雷击时，电子开关连通使得两个接地网处于等电位。
参考文献：
[1] 苏帮礼.建筑物防雷与接地[Ｍ].华南理工大学出版社，1987
[2] 王厚余.漏电保护器应用上的几个问题[Ｊ].建筑电气，1999.4