接地系统防雷工程设计方案

一、系统简介:
以前接地是否合格以接地电阻值为准,现在则侧重接地结构兼顾接地电阻值。由于建筑物内电气设备的频率增高,其接地结构、等电位联结和电气接线的方法都发生了变。设计者必须有电磁容的理论和实践知识。主要内容有:共地才是合理的选择;电源接地系统的制式;电气设备工作频率对接地结构的要求和对等电位联结式的选择。
现在的城市,在一座建筑物内有许多不同性质的电气设备,需要多种接地装置,如避雷接地、电气安全接地、交流电源工作接地、通信及计算机系统接地(也叫直流接地,在数字逻辑系统中叫逻辑接地)等,这麽多系统的接地到底采用哪重好呢?现一一解释如下:根据实践证明,共用接地是应用最为广泛的接地方式。
1、独立接地:如上面所谈到的需要接地的部分,都分别独立地建立自己的接地系统,这种接地方式称为独立接地。它的好处是各系统之间不会造成互相干扰,这对通信系统尤其重要。但网络容易被雷击坏,故除有防爆炸要求的危险环境必须要采用独立的避雷方式外,一般不主张采用独立接地的方式。这种独立接地在六、七十年代以前采用比较多,现在多被共用接地所取代。
2、共用接地:也叫统一接地。它是把需要接地的各个系统统一接到一个接地装置上,或者把各系统原来的接地装置通过地下或者地上用金属导体连接起来,使它们之间成为畅通的电气接地统一地网,这样的接地方式为共用接地。共用接地是目前应用最广泛的接地方式。
3、一点接地:把各系统的接地线接到接地母线同一点或同一金属平面上,这样的方法叫‘一点接地’法。一点接地法能解决各系统接地线的等电位问题,所以能够降低各系统之间的干扰程度,尤其是50Hz工频信号对系统的干扰基本上得以消除,所以一点接地法在工程上得到广泛应用。
一点接地消除了公共阻抗耦合和低频接地环路引起的干扰。能很好地工作于1MHZ及以上的额频率,当整个系统的连接点尺寸较小时(最大尺寸小于L /20,L为干扰信号的波长)可以应用到10MHz。
4、多点接地:各系统的接地线采用多点短连线的接地方式,称作多点接地。
当信号或电磁干扰的频率相当高或采用快速逻辑时,电容耦合效应将会产生某种干扰耦合,这时引线长度成为主要矛盾,必须采用多点接地使串联阻抗减至最小,并将驻波减至最小。多点接地方式应用于高频电路(f>10MHz)。
在二三十年以前,干扰被称为无线电频率干扰,因为绝大多数的噪音和干扰信号出自无线电频率。现今电子计算机、数字技术和逻辑电路不断扩大应用领域,现在的干扰被称为电磁干扰。电磁干扰包括导电性电磁干扰,其干扰能量通过导线或电缆从一电路传送到另一电路。减少导电性电磁干扰是通过电路的合理设计,采用滤波器和电路的合理接地来实现的;辐射性电磁干扰其能量是通过空气中的电磁场传送的。在设计外壳和箱体时,通过选用合理的屏蔽材料,构造技术和设备布置以及采用合理的接地技术等等来减少辐射性电磁干扰。其中处理好接地工程是防电磁干扰最重要的技术措施。低频率干扰绝大部分是通过线路互相耦合而来的,即前面所提到的共阻抗耦合。当两个电路电流流经同一个公共阻抗时一个电路上的电流在这个阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路,这就是共阻抗耦合。如果一个公用的接地网在不同的地方分别接上连线。由于共阻抗耦合关系,各连线之间将有Vg1和Vgz的电压,各连线的接地点电压不会一样。Vg1和Vgz就是干扰电压,经放大后就可能直接影响通信或控制信号。
多点接地的优点允许存在许多接地环路,这时同时使用低频率的电路是有害的,如有上述情况时,可考虑采用混合接地的方法。
5、混合接地:所谓混合接地是在一部设备内的各电路板以最短的导线与机壳连接,或者信号电路相关的几部设备,以最短的导线与同一个金属体连接接地,然后多台设备分别用金属线接到地网的同一点上。像这样的接地方式称为混合接地。
混合接地在工程上最简单的办法,是在交流电源送进房屋的总开关处,把零线重复接地(或把零线接到房屋的结构主钢筋上),然后在电源的零线处引出一条PE线连接所有应该接地的点。

二、设计依据:
1. GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》;
2. GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000版)第三章:建筑物防雷设施;
第四章:防雷装置,第三节:接地装置中关于接地的要求;
3. IEC 61024《建筑物防雷》标准第一部分:通则,第二节:外部防雷装置(LPS);
第二部分:防雷装置的设计、安装、维护及检查,第二节:防雷装置(LPS)的设计;
第三节:外部防雷装置(LPS)的施工;
4. 按照99(03)D501-4 《接地装置安装》标准图集进行施工。
5. GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》标准第5.1.2条强制要求:需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。5.2.5条强制要求:接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。5.2.6条强制要求:接地装置应优先利用建筑物的自然接地体,当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。5.4.1-2条强制要求: 电子信息系统设备由TN交流配电系统供电时,配电线路必须采用TN—S系统的接地方式。

三、具体实施方案:
首先要将所有建筑物内基础主钢筋用40×4mm镀锌扁钢做两点连接,组成联合地网;其次要将所有外露电力设备的保护接地,建筑物顶部设备的保护接地,架设的避雷针的引下接地等与主地网进行连接;最后对信息控制系统的信号线路直流工作接地做单独接地处理,并在机房内部设置均压带和等电位汇流排。
考虑到地网使用的长期性和耐腐蚀性,建议使用低电阻防雷接地模块制作地网。地网布置依据地形进行设计。水平接地体使用40×4mm镀锌扁钢,埋深0.6米;
垂直接地体使用L50×50×5×2000mm镀锌角钢;垂直接地体间使用低电阻防雷接地模块,型号为:HD-DJ3。从地网引出接地测试极到地面上,以便以后检测地网情况。产品型号参数如(表1).

更新日期:2008-5-4

本文链接:http://www.youtong.cc/solution/42.html