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dianyuanzhuangzhiyouyuzishenjiegoudetedianhegongzuotexingsuoxian,zaifuzaduoyangdediancihuanjingzhonggongzuo,jiyishoudaogezhongganraoyuandeyingxiang,yizhiraoluanxinhaodechuanshuhuoshixinhaofashengjibian,zaochengyoudianyuanzhuangzhigongdiandexitongbunengzhengchanggongzuo。caiyongjiedijishu,shibaozhengdianyuanzhuangzhikekaogongzuodeyigejiweizhongyaodecuoshi,yeshibaozhengdianyuananquan、穩定運行的重要手段。
一、電源裝置接地的分類
目前在我國應用的各種電源裝置的接地種類繁多,歸納起來可分為以下幾類?
(1) 給電源裝置供電電源中性點的工作地:指穩定的供電係統中性點電位的接地;
(2) 電源裝置的防雷保護接地:指在雷雨季節為防止雷電過電壓的保護接地;
(3) 電源裝置的安全保護地:指為防止接觸電壓及跨步電壓危害人身和設備安全,而設置的微電子裝置金屬外殼的接地;
(4) 電源裝置直流係統地?又稱為邏輯地、工作地?,它為微電子裝置各個部分、各個環節提供穩定的基準電位(一般是零點位)。這個地可以接大地,也可以僅僅是一個公共點。係統地如果與大地不相連,即係統地處於懸浮工作狀態,稱之為浮空地;
(5) 電源裝置的屏蔽地:為抑製各種幹擾信號而設置的,屏蔽的種類很多,但都需要可靠的接地。
屏(ping)蔽(bi)地(di)就(jiu)是(shi)屏(ping)蔽(bi)網(wang)絡(luo)的(de)接(jie)地(di)。盡(jin)管(guan)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)電(dian)源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)是(shi)由(you)不(bu)同(tong)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)的(de),各(ge)公(gong)司(si)的(de)產(chan)品(pin)對(dui)接(jie)地(di)的(de)種(zhong)類(lei)規(gui)定(ding)及(ji)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)的(de)阻(zu)值(zhi)要(yao)求(qiu)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong),但(dan)電(dian)源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)的(de)係(xi)統(tong)地(di)要(yao)求(qiu)比(bi)其(qi)它(ta)幾(ji)種(zhong)接(jie)地(di)要(yao)求(qiu)要(yao)嚴(yan)格(ge)得(de)多(duo),並(bing)有(you)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)的(de)趨(qu)勢(shi)。為(wei)了(le)避(bi)免(mian)諸(zhu)“地”間相互幹擾,上述幾種“地”都應設置各自獨立的接地網絡。其接地線必須采用絕緣銅導線,連接到統一的接地點,以形成一個共同的電位點。
二、微電子裝置的接地原則
zaizidonghuakongzhixitongjiedishejizhong,bixuyaozunxunyidiandideyuanze。yinxitongyouduotaizidonghuashebeigoucheng,zhenggexitongbixuzaiyichujiedi。danxitongjiedixianhejiedidianzudoubukenengweiling,youqishizaigaopinhuoshunbianzhuangtaixiagengshiruci;另(ling)外(wai),當(dang)有(you)大(da)電(dian)流(liu)從(cong)接(jie)地(di)極(ji)注(zhu)入(ru)大(da)地(di)時(shi),接(jie)地(di)極(ji)及(ji)其(qi)附(fu)近(jin)的(de)大(da)地(di)電(dian)位(wei)升(sheng)高(gao),如(ru)有(you)多(duo)點(dian)地(di)則(ze)會(hui)出(chu)現(xian)接(jie)地(di)點(dian)間(jian)的(de)電(dian)位(wei)差(cha),形(xing)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。即(ji)使(shi)是(shi)同(tong)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)係(xi)統(tong)地(di)線(xian),也(ye)應(ying)遵(zun)守(shou)一(yi)點(dian)地(di)原(yuan)則(ze),否(fou)則(ze)就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)接(jie)地(di)環(huan)路(lu),各(ge)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)接(jie)地(di)電(dian)位(wei)差(cha)將(jiang)會(hui)形(xing)成(cheng)幹(gan)擾(rao)被(bei)引(yin)入(ru)其(qi)它(ta)電(dian)路(lu)。為(wei)了(le)研(yan)究(jiu)上(shang)述(shu)各(ge)種(zhong)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)間(jian)的(de)關(guan)係(xi),分(fen)析(xi)接(jie)地(di)網(wang)體(ti)係(xi)的(de)諸(zhu)多(duo)因(yin)素(su)及(ji)降(jiang)低(di)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)的(de)有(you)效(xiao)途(tu)徑(jing)和(he)具(ju)體(ti)方(fang)法(fa),近(jin)年(nian)來(lai)“自動化裝置接地工程學”作為一門嶄新的學科,已受到自動化控製領域的重視,也為自動化裝置的接地係統研究和實踐奠定了理論基礎。
gezhongdianyuanzhuangzhidejiedizhongleijijiedidejishuzhibiaoyaoqiuyinshengchanchangjishebeigongnengbutongerbutong。jiediduidianyuanzhuangzhideanquankekaodegongzuoqidaozhiguanzhongyaodeyingxiang,butongdediyoubutongdechulijishu,xiamianjieshaodianyuanzhuangzhisuoyingzunxundejiedichuliyuanze。
1、一點接地與多點接地原則的應用
就(jiu)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)常(chang)識(shi)而(er)言(yan),在(zai)低(di)頻(pin)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)中(zhong),布(bu)線(xian)和(he)元(yuan)件(jian)間(jian)的(de)電(dian)感(gan)顯(xian)得(de)並(bing)不(bu)嚴(yan)重(zhong),為(wei)了(le)避(bi)免(mian)地(di)線(xian)造(zao)成(cheng)地(di)環(huan)路(lu),因(yin)此(ci)建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)原(yuan)則(ze)。
對於高頻電子線路來說,電感的影響將更顯得突出,因為增加了地線的阻抗將導致各地線間的電感耦合。一般來說,頻率小於1MHz時可采用一點接地,而高於10MHz時則應采用多點接地。當頻率處於1MHz~10MHz之間時,如采用一點接地,其地線長度不應超過波長的1/20,否則,應采用多點接地。
2、浮動接地與真正接地的比較
浮動接地是指係統的各個接地端與大地不相連接。這種接地方法簡單,但是對於與地的絕緣電阻要求較高,一般要求大於50MΩ,否則由於絕緣下降,會導致幹擾。此外,浮空容易引起靜電幹擾。
真zhen正zheng接jie地di指zhi係xi統tong的de接jie地di端duan與yu大da地di直zhi接jie相xiang連lian。隻zhi要yao接jie地di良liang好hao,這zhe種zhong方fang式shi的de抗kang幹gan擾rao能neng力li是shi比bi較jiao強qiang的de。但dan接jie地di工gong藝yi複fu雜za,一yi旦dan接jie地di不bu良liang反fan會hui引yin起qi不bu必bi要yao的de幹gan擾rao。
三、接地電阻的構成
renheshengchanshangshengchandedianyuanzhuangzhi,douduiqichanpindejiedidianzuzuzhizuochuleyangedeyaoqiu。zaiqijiedishejishi,yaoyidianyuanzhuangzhidejiedidianzuyaodadaodezuzhi,zuoweishejiqijiedidejishuyiju。yincizaicifenxijiedidianzudegoucheng,yishizaishejizhongkeyizaizhuyaodehuanjiecaiquxiangyingdecuoshi,yijiangdijiedidedianzuzhi。
(1)接地引線電阻,是指由接地體至電源裝置接地母線間引線本身的電阻,其阻值與引線的幾何尺寸和材質有關;
(2)接地體(水平接地體、垂直接地體)本身的電阻,其阻值與接地體的材質和幾何尺寸有關;
(3)接地體表麵與土壤的接觸電阻,其阻值與土壤的性質、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸麵和接觸的緊密程度有關;
(4)從接地體開始向遠處(20m)擴散電流所經過的路徑土壤電阻,即散流電阻。決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。
四、降低接地電阻的主要措施
接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)雖(sui)由(you)四(si)部(bu)分(fen)構(gou)成(cheng),但(dan)前(qian)兩(liang)部(bu)分(fen)所(suo)占(zhan)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)的(de)比(bi)例(li)較(jiao)小(xiao),起(qi)決(jue)定(ding)作(zuo)用(yong)的(de)是(shi)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)和(he)散(san)流(liu)電(dian)阻(zu)。故(gu)降(jiang)低(di)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)阻(zu)值(zhi)應(ying)從(cong)這(zhe)兩(liang)部(bu)分(fen)開(kai)展(zhan)工(gong)作(zuo),從(cong)接(jie)地(di)體(ti)的(de)最(zui)佳(jia)埋(mai)設(she)深(shen)度(du)、不等長接地體技術及化學降阻劑等方麵來討論降低接觸電阻和散流電阻的方法。
1、垂直接地體的最佳埋設深度
垂(chui)直(zhi)接(jie)地(di)體(ti)的(de)最(zui)佳(jia)埋(mai)設(she)深(shen)度(du),是(shi)指(zhi)能(neng)使(shi)散(san)流(liu)電(dian)阻(zu)盡(jin)可(ke)能(neng)小(xiao),而(er)又(you)易(yi)達(da)到(dao)的(de)埋(mai)設(she)深(shen)度(du)。決(jue)定(ding)垂(chui)直(zhi)接(jie)地(di)體(ti)最(zui)佳(jia)深(shen)度(du),應(ying)考(kao)慮(lv)到(dao)三(san)維(wei)地(di)網(wang)的(de)因(yin)素(su)。所(suo)謂(wei)三(san)維(wei)地(di)網(wang)是(shi)指(zhi)接(jie)地(di)體(ti)的(de)埋(mai)設(she)深(shen)度(du)與(yu)接(jie)地(di)網(wang)的(de)等(deng)值(zhi)半(ban)徑(jing)處(chu)於(yu)同(tong)一(yi)數(shu)量(liang)級(ji)的(de)接(jie)地(di)網(wang)(即埋設深度與等值半徑之比大於1/10)。在可能的範圍內埋設深度應盡可能取最大值,但並不是埋設深度越深越好,如果把垂直接地體近似為半球接地體,其電阻為:
R=ρ/2πr=ρ/2πL 式中:ρ―土壤電阻率;
L―垂直接地體的埋設深度。
從式中可見,R與L成反比,為使R減小,L越大越好,但對上式偏微分:
aR/aL=-ρ/2πL2
可以得出,隨著L的增大,降阻率aR/aL與L2成反比下降,當增大L到一定程度後,基本上呈飽和狀態,降阻率已趨近於零。垂直接地體的最佳埋設深度不是固定的,在設計中應按接地網的等值半徑、區域內的地質情況來確定,一般取1.5m~2.5m間為宜。
2、不等長接地體技術
由(you)於(yu)在(zai)接(jie)地(di)網(wang)中(zhong)各(ge)單(dan)一(yi)接(jie)地(di)體(ti)埋(mai)設(she)的(de)間(jian)距(ju),一(yi)般(ban)僅(jin)等(deng)於(yu)各(ge)單(dan)一(yi)接(jie)地(di)體(ti)長(chang)度(du)的(de)兩(liang)倍(bei)左(zuo)右(you),此(ci)時(shi)電(dian)流(liu)流(liu)入(ru)各(ge)單(dan)一(yi)接(jie)地(di)體(ti)時(shi),受(shou)到(dao)相(xiang)互(hu)的(de)製(zhi)約(yue)而(er)阻(zu)止(zhi)電(dian)流(liu)的(de)流(liu)散(san),即(ji)等(deng)於(yu)增(zeng)加(jia)了(le)各(ge)單(dan)一(yi)接(jie)地(di)體(ti)散(san)流(liu)電(dian)阻(zu),這(zhe)種(zhong)影(ying)響(xiang)電(dian)流(liu)流(liu)散(san)的(de)現(xian)象(xiang),成(cheng)為(wei)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)。由(you)於(yu)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong),接(jie)地(di)體(ti)的(de)散(san)流(liu)電(dian)阻(zu)並(bing)不(bu)等(deng)於(yu)各(ge)單(dan)一(yi)接(jie)地(di)體(ti)散(san)流(liu)電(dian)阻(zu)的(de)並(bing)聯(lian)值(zhi),此(ci)時(shi),接(jie)地(di)體(ti)組(zu)的(de)散(san)流(liu)電(dian)阻(zu)為(wei):
Ra=RL/nη
式中:
RL―單一接地體的散流電阻
n―接地體組並聯單一接地體的根數;
η―接地體的利用係數,它與接地體的形狀和位置有關。
從理論上說,距離接地體20m處為電氣上的“地”,即兩接地體間距大於40m時,可以認為接地體的利用係數η為1。但在接地網的接地體的布置上,是很難作到兩個單一接地體相距40m,為wei解jie決jue在zai設she計ji實shi踐jian與yu理li論lun分fen析xi中zhong的de矛mao盾dun,采cai取qu不bu等deng長chang接jie地di體ti技ji術shu,以yi便bian取qu得de良liang好hao的de效xiao果guo。不bu等deng長chang接jie地di體ti技ji術shu,即ji為wei各ge垂chui直zhi接jie地di體ti的de長chang度du各ge不bu相xiang等deng,在zai接jie地di體ti的de布bu置zhi上shang,采cai取qu垂chui直zhi接jie地di體ti布bu置zhi為wei兩liang長chang一yi短duan或huo一yi長chang兩liang短duan,以yi使shi接jie地di體ti組zu間jian的de屏ping蔽bi作zuo用yong減jian小xiao到dao最zui小xiao程cheng度du。不bu等deng長chang接jie地di體ti技ji術shu,從cong理li論lun上shang到dao實shi踐jian中zhong應ying用yong,都dou較jiao好hao地di解jie決jue了le多duo個ge單dan一yi接jie地di體ti間jian的de屏ping蔽bi作zuo用yong問wen題ti,提ti高gao了le各ge單dan一yi接jie地di體ti的de利li用yong係xi數shu,降jiang低di接jie地di體ti組zu的de散san流liu電dian阻zu。
3、化學降阻劑的應用
huaxuejiangzujidejiangzujilishi,zaiyetaixiacongjieditixiangwaiceturangshenchu,ruoganfenzhongguhuahouqizhezengdasanliudianjijiechumianjidezuoyong。yinjiangzujibenshenshiyizhonglianghaodedaoti,jiangtashiyongyujieditiheturangzhijian,yifangmiannenggouyujinshujieditijinmijiechu,jianxiaojieditiyuturangdejiechudianzu,xingchengzugoudadedianliuliutongjiemian;lingyifangmian,tanengxiangzhouweideturangshentou,jiangditurangdedianzulv,zaijieditizhouweixingchengyigebianhuadedidianzuquyu。congerxianzhukuodajieditidedengxiaozhijingheyouxiaochangdu,duijiangdijiechudianzujisanliudianzuyouzhemingxianxiaoguo。ruJZG-02型長效防腐降阻劑的使用壽命可達20年以上,在其壽命周期內性能穩定,不需要維護保養,仍能具有良好的電解質性能和吸水性,保持其良好的物理化學機理。
五、結束語
電源裝置接地的設計,要根據電源裝置的技術要求和所處地區的地理、地質條件,采取不同的措施,以最高的性能價格比,並盡量采用新技術和新材料來設計。因“接地工程學”是一門多學科的邊緣學科,它涉及到地質、電磁場理論、電氣測量、應用化學、鑽探技術、施工技術等多門學科,故仍需要在今後的工作中去研究,在實踐中不斷的探索,以確保電源裝置的安全可靠運行。
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