因為實驗室設計的特殊性與歷史原因,很多實驗室設計公司對實驗室接地系統(tǒng)理解不夠透徹,所以在做實驗室設計的時候更容易遺漏接地系統(tǒng)。在此,實驗室建設公司的小編就實驗室接地系統(tǒng)談一下自己的理解、看法與經(jīng)驗。
做實驗室接地設計首先要弄清楚零線與地線的定義和特性。零線是三相交流電的相位歸零點,在理論狀態(tài)下三相交流電相位角之間的角度為純正的120°。三相電流完全平衡的情況下,則其中性點對地電壓應該為0伏特,而零序電流也應該為0安培。然而如果零線與大地并未連接在一起,則會因為電流的不平衡導致零序電流大于0安培,從而導致中性點漂移,所以中性點與大地之間會有一定電壓存在。在發(fā)電機的中性點與大地經(jīng)電抗器接地則可以避免這一情況的發(fā)生。
地線是以導體敷設于大地內(nèi)的一條回路,因其電阻值再設計之初就考慮其電阻一般不大于4Ω(混合接地常規(guī)為≯4Ω,弱電數(shù)據(jù)中心常規(guī)為≯0.5Ω),所以可以對其理解為在同一電位上。
1、接地的種類
保護接地是將設備的金屬外殼進行接地的一個措施,防止漏電壓、防止過電壓對設備和人身造成傷害;一部分特殊區(qū)域因為考慮防爆、考慮對設備的危害需要做防靜電接地,防靜電接地的基本原理是不讓產(chǎn)生靜電,有了靜電也可以快速的導出直接泄入大地。
防雷接地是將屋面避雷帶直接與建筑物的接地系統(tǒng)連接,在架空線路中則是經(jīng)過避雷器與地線連接,一旦受到雷電沖擊則直接泄入大地;混合接地是一種更常見的接地,是將保護接地、設備接地、保護接地等接入同一個接地網(wǎng),與變壓器中性點做在同一電位。
設備接地比較特殊,部分與保護接地相同,但是也有一些較為特殊,不是所有的設備接地都可以做進混合接地系統(tǒng)的,那么有些設備接地就需要做獨立的接地網(wǎng),部分設備接地的接地電阻會高于常規(guī)的混合接地電阻的要求值,也有部分設備接地只能做單點接地嚴禁做環(huán)形接地網(wǎng)如屏蔽接地,也有一些設備需要經(jīng)電抗器接地,如部分UPS或發(fā)電機等。
等電位接地接地是將某些設備金屬外殼或管道金屬構(gòu)件等于接地干線連接在一起,做同一個電位。
不與接地干線連接只是在局部的有限設備金屬外殼群以及金屬管道、構(gòu)件連接在一起所形成的網(wǎng)則是局部等電位。
2、實驗室的接地系統(tǒng)
實驗室裝修的設備接地則比較特殊,有別于普通的設備接地,其中有一部分設備會因為諧波、高頻等因素對信號采集回路干擾,形成虛假的值。常規(guī)的做法就是消諧、屏蔽、接地。因為市電里面的電源負載的不純凈,使用綜合接地系統(tǒng)很難實避免干擾,那么久需要一套獨立的接地系統(tǒng)。接地電阻值也要視具體情況而定,比如一般的實驗室設備對接地電阻的要求是≯4Ω,然而較為嚴格的EMC實驗室一般要求是不大于1Ω。高倍數(shù)的電鏡對接地的要求更高可達0.1Ω。
3、一般接地極的做法
做接地系統(tǒng)永遠躲不開一項工作,即:接地極。一般的混合型接地系統(tǒng)的做法,是利用建筑物的地梁鋼筋作為主接地極。野外設備的接地常規(guī)是在設備周邊打接地樁,用一個或多個接地樁并聯(lián)做環(huán)形結(jié)構(gòu),形成一個小的接地系統(tǒng)用于防雷接地。信號屏蔽的接地系統(tǒng)較為特殊,因為環(huán)形本身利于信號接收,所以,此類接地是利用多個接地極并聯(lián)并留開口,形成一個C形結(jié)構(gòu)的接地網(wǎng)。
4、接地樁的種類
接地樁的種類多種多樣從材質(zhì)上分有熱鍍鋅角鋼的、有紫銅的、有銅包鋼的、還有碳棒的。做法有用角鋼打入地下做接地極的、也有做籠形,埋入地下做接地極的、也有做星型結(jié)構(gòu),埋入地下做接地極的。這些做法都是較為常見的做法,其特點主要是利用加大接觸面降低接地電阻。
在此提一下較為特殊的幾種接地極,日本有一種接地的做法是挖坑,然后將挖出的土攪拌一定量的碳粉、參入部分水泥以裸銅線繞入坑中,再將攪拌均勻的土回填至坑中夯實澆水形成接地極。還有一種是打深井墜入遠大于井深的裸銅線,使其彎曲增大與泥土的接觸面,若地質(zhì)條件不好則換土以保障接地電阻的阻值。
5、為什么接地無法預算投入
因為地質(zhì)條件的不同,其導電率也是千差萬別,而規(guī)范上給出的僅僅是不同地質(zhì)條件的參考值。所以沒有做好接地之前誰也無法說清楚其接地電阻更終能達到多少。
6、特殊地質(zhì)條件的不同處理方式
很多時候當建設完成后,測量接地電阻時經(jīng)常出現(xiàn)接地電阻達不到需要的值。請不要詫異,前面已經(jīng)說過,不同的地質(zhì)條件導電率是不一樣的。那么,超過設計值或達不到設計值都很正常,這時候就需要相應的措施來彌補,使其更終的結(jié)果達到設計指標。
一般的做法是在原有接地系統(tǒng)之外增加接地極,額外打接地樁并入原有接地系統(tǒng);如果地質(zhì)條件不好的話還需要換土、加降阻劑;如果地質(zhì)條件極差,是巖層的話則需要由較遠的地方,額外做接地極將其引來并入接地系統(tǒng);如果受環(huán)境條件制約較大,比如空間不夠,周圍環(huán)境制約,則建議打深井并換土處理。
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