1. 接地系統概述
接地系統國際上沒有統一的標準,只要在理論上能站住腳、在工程實踐中行之有效,各國可以有自己的接地規範和習慣做法。下面主要介紹我國的做法,也吸取了美國同行的經驗,僅供借鑑。
1.1 為什麼要接地
1. 裝置的工作接地
為射頻電流提供均勻和穩定的導體,穩定電路的對地電位,為瞬態功率雜訊提供天然的排洩途徑。
2. 裝置的保護接地
保護接地是為防止絕緣損壞造成裝置帶電危及人身安全,消除機殼上的靜電和高頻電位。
3. 防雷接地
為雷電流提供排洩入地的通路,保護裝置和人身避免因雷電放電造成的危害。g**站點及裝置位置較高,更需要防雷保護。
1.2 接地術語
1.2.1 接地體(earthing body)
埋入地下並直接與大地接觸的導體(包括:垂直接地體、水平接地體、洩流板)。
1. 環形接地裝置 (earthing ring)
圍繞移動通訊基站機房四周,按規定深度埋設於地下的封閉環形接地體(含水平接地體和垂直接地體 )。
2. 地網 (earthing ***)
由水平接地體或由水平接地體和垂直接地體聯合、按照一定要求組合的、周邊封閉的網格狀接地體。
1.2.2 接地引入線 (earthing leadin)
由接地體引出至接地排之間的連線線。
1.2.3 接地排 (earthing bar)
引入到機房、電力室的各種接地線的公共接地母線(國內使用銅板接地排)。
1.2.4 裝置地線 (equipment earthing cable)
通訊裝置與接地排之間的連線。
1.2.5 接地系統 (earthing system)
接地線、接地排、接地引入線以及接地體的總稱。
我們通常所說的接地系統,主要是指地下部分,包括接地體和接地引入線。
1.3 接地系統常用的材料
1. 接地體(earthing body)
水平接地體(earthing horizontal bar):
40×4mm鍍鋅扁鋼,或 25×3mm 銅條,長度由需要定。
垂直接地體(earthing vertical rod):
50×50×5 mm鍍鋅角鋼,長度一般為:2000—2500mm。
或 φ50×3.5mm鍍鋅鋼管,長度一般為:2000—2500mm。
鐵塔用的洩流板(earthing plate):
1200×600×10mm鍍鋅鋼板
或600×600×6mm銅板
2. 接地引入線(earthing leadin)
40×4mm鍍鋅扁鋼(我國用),長度由需要定。
或95mm2的銅導線(西方用),長度由需要定。
3. 接地排 (earthing bar)
一般採用截面不小於120mm2的銅排(常用、首選),或一段具有相同截面的鍍鋅扁鋼
4. 裝置地線(equipment earthing cable )
保護接地線採用35—95mm2多股銅導線,推薦使用50mm2多股銅導線。
2. 接地體及其施工方法
2.1 單根接地棒
1. 組成
只有一根垂直接地體(或叫接地棒)的系統。
2. 施工方法
(1)挖乙個90cm深的坑,將一根50×50×5× 2500mm的鍍鋅角鋼(一端削尖),打入坑底土層,上端預留20cm,焊接接地引入線40×4mm鍍鋅扁鋼,焊縫長度應為扁鋼長邊的兩倍,焊接部位作防腐處理。然後夯填90cm的土,即埋深為70cm。
(2)測試接地電阻。
3. 接地電阻計算:
上式中:r——接地電阻(ω)
平均電阻率(ω?cm)
l——接地體的長度(cm)
r—— 接地體的等效半徑(cm)
k—— 接地體面積與埋深關係的係數,在0.9—1.4之間取值
單根接地棒的侷限在於:地線棒的最大長度受限制。使用單根地線棒不能滿足設計要求時,必須改用以下辦法。
2.2 多根垂直接地體
1. 組成:
由多根按一定間距布置的垂直接地體,與水平接地體聯合按照一定要求組合而成。
2. 施工方法
(1) 排列方法:由於地形地物等原因,可能成直線、折線、弧線排列,但不回返、不閉合。可近似為直線排列。
(2) 施工方法:按預先設計的排列形狀挖溝,溝深為90cm,將垂直接地體依次打入溝底土層中,上端裸露20cm以備焊接操作,垂直接地體的間距,為垂直接地體長度的1.5—2.
5倍。在垂直接地體上端10cm處,用水平接地體將它們焊接連通,焊接處塗瀝青防蝕。
(3) 在水平接地體的兩端和中間,用40×4mm鍍鋅扁鋼分別引出工作地、保護地和防雷地。
(4) 直線型接地系統示意圖(俯檢視)
(5)測試接地電阻。
3. 接地電阻計算:
式中:rn——n個垂直接地體的接地電阻(ω)
ρ——平均電阻率(ω?cm)
n——接地棒的數量
r——單根接地棒的接地電阻(ω)
s——垂直接地體的間距(cm)
4. 垂直接地體根數的粗略估算
垂直接地體的間距為3m時,10根接地體的接地電阻rn,相當於單根接地體電阻的20%;5根接地體的接地電阻rn,相當於單根接地體接地電阻的30%。不服從併聯的關係,其原因是互阻的存在。
非直線排列的垂直接地體的接地電阻相對偏大。
2.3 環形接地體
1. 組成:
環形接地系統是由埋設在機房周圍用40×4mm鍍鋅扁鋼(或鍍錫裸銅線)、以及與其連線的一組垂直接地體組成。
2. 施工方法:
(1) 環形接地體(水平)的埋深不小於70cm,距建築物牆基不小於1,5m。
(2) 在建築物牆基1.5m以外挖溝,深90cm,每隔5m將一根垂直接地體打入溝底土層,上端裸露20cm以備焊接操作,用40×4mm鍍鋅扁鋼將各垂直接地體上端10cm處焊接連通,水平接地體焊接成閉合環形體,注意不要拐死彎,最後將焊接處塗瀝青保護。
(3) 回填土、夯實、路面及環境恢復。
(4) 分別從環形地網的水平接地體焊接引出三根40×4mm鍍鋅扁鋼,作為工作地、保護地和防雷地的引入線,三處引出點的間隔不小於5m。
(5) 測試接地電阻。
3. 接地電阻計算:
環形接地體的接地電阻,比同樣數量的直列式接地體的接地電阻值稍大。
其計算方法見下式:
式中:r——接地電阻(歐)
n——等距排列的垂直接地體的數量
ρ——土壤電阻率(ω?cm)
l——垂直接地體長度(cm)
r——垂直接地體等效半徑(cm)
扁鋼的等效半徑r= (b—扁鋼的寬)
等邊角鋼 r=0.84b (b—角鋼的邊寬)
s——垂直接地體的間距(cm)
4. 示意圖(俯檢視)
(1)機房無基礎鋼筋時的環形地網,見圖2
如果一環的接地電阻達不到設計要求,可以在一環的外面增加一環,兩環之間的距離應不小於垂接地體長度的1.5—2.5倍。
兩環的垂直接地體的頂端也要用40×4mm鍍鋅扁鋼焊接連通,焊接處用瀝青保護。
(2)交換機房特別是大機房的基礎鋼筋(包括房柱鋼筋)與環形地網連線示意圖,見圖3
房柱和基礎中至少有兩根主鋼筋焊接引出連線線至環形地網,基礎在四個方向都要有這樣的連線線,連線線也要採用40×4mm鍍鋅扁鋼。這樣地網的接地電阻很容易做到1歐姆以下。
2.4 網格狀接地體
網格狀接地體在使用中是有效的接地方法之一。建築物比如交換機房、鐵塔基礎中垂直交叉的鋼筋,交叉點經過焊接或專用的強力夾子緊固後,可作為接地體的一部分。在混凝土澆灌前,按要求焊接引出到專用地網的連線線,方法見2.
3項的4,(2)條的內容。
利用鐵塔基礎鋼筋作為接地體一部分的施工方法,見下圖:
鐵塔基礎地網引出的連線線,至少與基礎地網中的兩根主鋼筋焊接。
鐵塔基礎地網以及之間的連線線的工作量,是整個基礎工程量的一部分。只有環形接地體以及到基礎地網的連線線,才是鐵塔地線的工作內容。
2.5 輻射水平接地線
在實際應用中,地質情況很複雜,對於上面是土,下面是石頭的土質情況,垂直接地體無法埋設;由於場地原因,單一水平接地體的長度又受到限制。可以採用從中點向外埋設輻射水平接地線,以達到降低接地電阻的目的。
施工方法:
從建築物的四周向外輻射型挖溝,溝深50—70cm,普通土溝的溝長不小於3.6m。沙礫土溝的溝長不小於7.2m,溝深50—70cm。
水平接地體採用40×4mm鍍鋅扁鋼,輻射地線的末端還可連線一塊尺寸為1200×600×10mm的鍍鋅鋼板作為洩流板。水平接地體和鍍鋅鋼板要焊接連通,焊縫長度不小於160mm,焊接部位塗瀝青防腐。水平接地體的長度不應大於30m。
為滿足接地電阻的要求,可以敷設多根輻射水平接地體。
鐵塔地線的連線方法:
輻射水平接地線常用於鐵塔的地線中,輻射的方向是從鐵塔的四腳沿對角線向外輻射,並與塔腳有效連通。見圖五:
2.6 網格+垂直接地體組合的接地系統
1. 優點:
(1)保證有乙個穩定的接地電阻值,是乙個行之有效的接地系統。
(2)垂直接地體能提供可靠的接地源,接地網可作為均衡地表故障電位的安全措施,以防在落雷時傷及工作人員及其它行人。
2. 組成:
由方陣排列的垂直接地體和將它們頂端連線起來的水平接地體組合而成。
3. 施工方法:
(1)按照3×3m的方格狀挖溝,溝深90cm,將垂直接地體垂直打入交叉點的溝底土層中,上端裸露20cm以備焊接操作;
(2)用40×4mm鍍鋅扁鋼,將各垂直接地體上端10cm處焊接連通,組成四周閉合的不等邊的網格狀接地網,焊接部位塗瀝青防蝕;
(3)分別從地網的水平接地體焊接引出三根40×4mm鍍鋅扁鋼,作為工作地、保護地和防雷地的引入線,三處引出點的間隔不小於5m,焊接部位塗瀝青防蝕;
(4)回土夯實、恢復地面環境(保證了垂直接地體頂端的埋深為70cm)。
(5)測試接地電阻。
4. 圖示
按照上圖所示的施工方法製作的地線系統,比較容易滿足接地電阻小於5歐姆的要求,在大地電阻率較高的土質中,比如沙礫土,上述做法再加上適量的降阻劑,也能滿足要求。也可以採用增加網格的辦法降低接地電阻值。
2.7 多網聯合
1. 多網聯合的條件
有些局站,可能存在機房地網、鐵塔地網和變壓器地網,三種地網的間距不超過30公尺,就應該將三種地網連線起來,組成乙個外面封閉的大地網。
接地系統知識
工作接地就是變壓器處中性點接地 保護接地是裝置金屬外殼經接地線接到接地體上 保護接零就是金屬外殼接保護零線。以保護人身安全為目的,把電氣裝置不帶電的金屬外殼接地或接零,叫做保護接地及保護接零。用電規程規定保護接地電阻應 4 而人體的電阻一般大於2000 乾燥2k 出汗時1k 有傷口時800 根據歐姆...
接地系統詳解
建築工程供電使用的基本接地系統共有 tt 系統 tn 系統 it 系統三種接地系統。其中 tn 系統又分為 tn c tn s tn c s 系統。一 工程供電的基本方式 根據 iec 規定的各種保護方式 術語概念,低壓配電系統按接地方式的不同分為三類,即 tt tn 和 it 系統,分述如下。1 ...
接地系統規範要求
第3 1 19條起重機軌道的接地,應按現行國家標準 電力裝置的接地設計規範 執行。跪倒的伸縮縫或斷開處,應採用足夠截面的跨接線連線,並應形成可靠通路。當有不導電灰塵沉積或其他原因造成車輪與軌道不可靠的電氣連線時,宜增設一根接地用滑觸線。當起重機裝在露天時,其軌道除採取上述措施外,且應使其接地點不少於...