電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房接地探討范文

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隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信息時(shí)代的不斷發(fā)展，在智能建筑電氣電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各類(lèi)精密弱電設(shè)備開(kāi)始被廣泛應(yīng)用，這無(wú)疑對(duì)建筑的接地系統(tǒng)提出了更高的要求。接地在雷電綜合防護(hù)工程設(shè)計(jì)中的作用不言而喻，是一種重要的防護(hù)措施。通常在智能建筑中會(huì)采用共用接地系統(tǒng)和等電位聯(lián)結(jié)，如此一來(lái)對(duì)接地系統(tǒng)提出了很大的要求，要求其最大限度的消除電位差。若電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房的接地系統(tǒng)中零地電壓過(guò)高，不僅會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)通信的順利傳輸，甚至還會(huì)損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此，我們發(fā)現(xiàn)在的很多特殊電子設(shè)備都設(shè)置著零地電壓檢測(cè)電路，只有檢測(cè)后零地電壓在規(guī)定值內(nèi)才能開(kāi)機(jī)，而規(guī)定值根據(jù)不同設(shè)備會(huì)存在變化。隨著模塊集成化程度的不斷進(jìn)步，未來(lái)對(duì)零地電壓的要求會(huì)越來(lái)越高。因此，電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房接地系統(tǒng)的當(dāng)務(wù)之急就是降低或者消除零地電位差。本文結(jié)合作者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，首先介紹了關(guān)于零地電位差的一些認(rèn)識(shí)和見(jiàn)解，然后有針對(duì)性的提出了一些設(shè)計(jì)中減少或降低零地電位差的方法。

1電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房存在較大電位差的原因探討

1.1中性線中存在過(guò)多高次諧波電流流過(guò)當(dāng)通過(guò)電網(wǎng)時(shí)若配電系統(tǒng)中存在諧波電流源，就會(huì)在阻抗上產(chǎn)生諧波壓降，那么就有可能產(chǎn)生諧波電壓，進(jìn)而導(dǎo)致零地電位差抬高。

1.2中性線中電流過(guò)大若單三相電源配電配電系統(tǒng)中單相負(fù)載較多，那么負(fù)載三相分配必然不均衡，在這種情況下很容易使電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房存在較大電位差。按照《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174-2008機(jī)房供電不應(yīng)采用TN-C系統(tǒng)方式配電，所以供電方式可以采用TN-C-S或TN-S系統(tǒng)，如圖1所示。若供電系統(tǒng)中單相負(fù)載三相分配嚴(yán)重不平衡，那么各相的相電流幅值不相等，夾角就不是120°，這時(shí)流入中性線中的電流就會(huì)很大，甚至接近相電流。由于中性線上存在阻抗，電流通過(guò)中性線時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電位差。在中性線上遠(yuǎn)離進(jìn)線端的點(diǎn)相對(duì)于地電位就可能較高。

1.3中性點(diǎn)位移很多原因都可能會(huì)導(dǎo)致中性點(diǎn)位移，比如阻抗較大、三相負(fù)載不平衡且中性線斷線等。如圖2所示，在三相不平衡的TN-S系統(tǒng)中，中性線完好時(shí)，N’點(diǎn)為負(fù)載中性點(diǎn)，因?yàn)榇藭r(shí)N’至L1’、L2’、L3’的電壓絕對(duì)值相等，如果因?yàn)槟撤N原因使中性線斷線或接地不良時(shí)，則N’點(diǎn)不再為中性點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為中性點(diǎn)位移。這時(shí)，各相負(fù)載承受的電壓變大或者變小，N’點(diǎn)電位則發(fā)生變化。

1.4磁場(chǎng)干擾若中性線和其它各相線路形成較大回路時(shí)，一旦受到磁場(chǎng)干擾，就可能在零線上出現(xiàn)感應(yīng)電壓，突出表現(xiàn)在用電設(shè)備未開(kāi)機(jī)，中性線纜較長(zhǎng)時(shí)。

1.5接地電阻不滿足要求，接地極采用不同材料在共用接地系統(tǒng)中，要求中性線接地電阻、地線重復(fù)接地電阻小于1Ω，否則受電流在接地電阻上很可能產(chǎn)生電壓降，導(dǎo)致零地電位差抬高。實(shí)際施工時(shí)為了降低工作接地的接地電阻，通常會(huì)采用銅做接地極，但當(dāng)PE線重復(fù)接地時(shí)，通常采用的是角鋼接地極，如此可有效降低工程造價(jià)，此時(shí)土壤中不同材料就會(huì)表現(xiàn)出不同的電位，也就形成了電位差。例如Cu的工作電位為0.337V，F(xiàn)e的工作電位為-0.44V，工作接地用銅，重復(fù)接地用鐵，則兩極之間就會(huì)產(chǎn)生0.777V的電位差。0.777V的電位差對(duì)于某些零地電位差要求較高的設(shè)備來(lái)說(shuō)是不允許的。

2弱電機(jī)房接地降低電位差的措施探討

針對(duì)上文所述的電位差的產(chǎn)生原因，有針對(duì)性地制定改進(jìn)措施。

2.1防止和減少中性線上諧波電流的方法在低壓配電系統(tǒng)中，盡量不用作為無(wú)功補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器組，盡管并聯(lián)電容器組已被廣泛應(yīng)用在無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備中，但是由于電容器的諧波阻抗小，很容易產(chǎn)生較大的諧波電流。在盡量避免采用并聯(lián)電容器組的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該適當(dāng)增加整流裝置的相數(shù)，如此可有效制約系統(tǒng)中的高次諧波。采用多相整流可有效減少低次諧波含有率，但是無(wú)法制約高次諧波，通過(guò)適當(dāng)增加整流裝置的相數(shù)來(lái)有效解決上述問(wèn)題。若適當(dāng)?shù)卦黾诱餮b置的相數(shù)無(wú)法防止和減少中性線上的諧波電流，可考慮采用電力濾波器，該裝置可有效降低諧波。

2.2當(dāng)三相負(fù)載不平衡造成中性線上電流較大時(shí)若中性線上電流較大的問(wèn)題是由三相負(fù)載不平衡導(dǎo)致的，那么合理調(diào)整單相負(fù)載的分配，使其保持相對(duì)的平衡可有效解決問(wèn)題，另外，考慮到各用電設(shè)備的實(shí)際情況，在系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)滿足以下要求：最好保證三相上的有功功率和無(wú)功功率平衡；對(duì)中性線在負(fù)載部分處進(jìn)行重復(fù)接地時(shí)，要求其不能與地線使用同一個(gè)接地極，并且兩者的重復(fù)接地線必須保證絕對(duì)的絕緣等。為了確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，最好采用微機(jī)控制該裝置，更好地控制中性線電流過(guò)大。在條件允許的范圍內(nèi)，即零、低電位漂移不大的情況下，適當(dāng)加粗零線可以有效避免或者減小中性線上的電流過(guò)大。另外，還應(yīng)該在系統(tǒng)中設(shè)置保護(hù)裝置，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)任何意外情況，保護(hù)裝置則自動(dòng)開(kāi)啟，起到良好的保護(hù)設(shè)備的作用。

2.3改善電磁場(chǎng)環(huán)境條件，降低電磁場(chǎng)干擾源強(qiáng)度。具體做法是在設(shè)備和機(jī)房處做好屏蔽措施；保證施工時(shí)合理布線；盡量縮小回路面積，采用多點(diǎn)接地等。

2.4降低接地電阻值，保證工作接地與重復(fù)接地接地良好。若機(jī)房對(duì)零地電位差的要求極高，需要供配電系統(tǒng)中的重復(fù)接地宜和中性線接地采用同一接地極，但盡量都采用銅材料。筆者在做吉林深省地稅局辦公樓項(xiàng)目時(shí)，弱電機(jī)房與有關(guān)弱電公司配合設(shè)計(jì)，電源單獨(dú)設(shè)置，采用了新一代智能UPS與24相整流變壓器及有源濾波器配合使用，三相電源上的負(fù)載根據(jù)實(shí)際使用情況基本平衡，中性線截面選擇與相線同截面，機(jī)房中配電系統(tǒng)的重復(fù)接地與中性線接地采用銅板單獨(dú)接地，與防雷接地分開(kāi)設(shè)計(jì)。效果非常好，竣工驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行了測(cè)量，零地電位差測(cè)量值為0.432V，滿足機(jī)房?jī)?nèi)各種弱電設(shè)備使用要求，而且至今運(yùn)行良好。

3結(jié)束語(yǔ)

電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房是建筑電氣弱電系統(tǒng)中最重要的組成部分，弱電機(jī)房接地系統(tǒng)的可靠與否，是關(guān)系到保障人身和設(shè)備安全的重要環(huán)節(jié)，也是電子信息系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的保證。也是電氣設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和工程檢測(cè)機(jī)構(gòu)等部門(mén)的工作重點(diǎn)。電位差對(duì)于保證電子信息系統(tǒng)弱電機(jī)房正常工作非常重要，而電位差的產(chǎn)生通常是比較復(fù)雜的，這就要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮實(shí)際工程中系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)的需求，然后有針對(duì)性地進(jìn)行科學(xué)合理的分析和設(shè)計(jì)，最大程度地保證弱電機(jī)房的安全可靠運(yùn)行。

作者：姚小春 單位：吉林建筑大學(xué)