等電位連接也是zui基本zui重要的防雷技術(shù)措施之一,在接地系統(tǒng)的接地電阻不易做得較小時(shí)尤為重要。它的主要作用是防止由于雷電感應(yīng)作用引起裝置不同部位可導(dǎo)電部件有高電位差導(dǎo)致放電損壞設(shè)備。
各種電氣工程中非常重視等電位連接的作用,它對用電安全、防雷以及電子信息設(shè)備的正常工作和安全使用,都是十分必要的.其實(shí),接地也是一種等電位連接,它是以大地電位為參考零電位的等電位連接.等電位的作用可以由飛機(jī)飛行中極少發(fā)生電擊事故和雷擊事故的事實(shí)來證明.飛機(jī)并沒有接大地,飛機(jī)中的用電安全,不是靠接大地,而是靠等電位連接來保證在飛機(jī)內(nèi)以機(jī)身電位為基準(zhǔn)電位來做等電位連接.由于飛機(jī)機(jī)身為基本封閉的金屬殼體,相當(dāng)于等電位的空腔金屬導(dǎo)體,屏蔽作用很強(qiáng),外來電磁脈沖引起的電位差也很小,因此飛機(jī)上的電氣安全是得到有效保證的.人生活在地球上,因此往往需要與地球等電位.即將電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備外殼與地球連接,這就是常說的“接地”。飛機(jī)上可用接線端子與機(jī)身連接,而在地球上則需用接地極作為接線端子與其他裝置連接。
等電位連接通常分為總等電位連接和局部等電位連接.國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《等電位連接安裝》對建筑物的等電位連接做法作了詳細(xì)介紹。建筑物防雷和電子信息設(shè)備防瞬態(tài)過電壓及干擾等全部等電位連接安裝工作應(yīng)按其相應(yīng)的要求進(jìn)行施工??偟入娢贿B接的作用在于消除不同金屬部件間的電位差,并減輕來自建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道等引人設(shè)施引起的過電壓的危害.它應(yīng)通過進(jìn)入建筑物的總等電位連接端子板(接地母排)將下列導(dǎo)電部分互相連通:進(jìn)線配電箱的PE或PEN母排;電力、通信線纜的外愷或屏蔽層:公用設(shè)施的金屬管道,如上、下水,熱力、煤氣等管道。
建筑物金屬結(jié)構(gòu);防雷設(shè)備的引下線.自然接地體和人工接地體的接地線等。這樣可使整座建筑物成為一個(gè)良好的等電位體.當(dāng)雷電襲擊的時(shí)候在建筑物內(nèi)部和附近是等電位的,因而不會發(fā)生內(nèi)部的設(shè)備被高電位反擊和人被雷擊的事故。此外,在電力線、線、電視信號電纜、電子計(jì)算機(jī)信號線等一切與外界有的金屬線都要接上合理的過電壓保護(hù)裝置(SPD),并且.SPD的接地端要與建筑物的避雷接地裝置直接進(jìn)行電氣連接,使之成為等電位(實(shí)際上是準(zhǔn)等電位,因?yàn)榘l(fā)生雷擊時(shí)SPD兩端存在雷電殘壓)。
局部等電位連接是將兩個(gè)可接觸導(dǎo)電部分用導(dǎo)體進(jìn)一步做等電位連接。機(jī)柜、機(jī)架、設(shè)備外殼、PE線、金屬橋架、公用設(shè)施的金屬管道等均應(yīng)與局部等電位連接端子連接。
等電位連接帶(端子板EBB)宜采用銅質(zhì)材料,由于材質(zhì)較軟,在做等電位連接施工時(shí),易于壓接并得到極低的連接電阻。若其與建筑物內(nèi)鋼筋連接.必須采用銅焊過渡。
等電位連接導(dǎo)體的截面應(yīng)符合有關(guān)要求。采用不同的金屬材料或在不同的防雷分區(qū)文界面上等電位連接,導(dǎo)體的截面是不同的.這也是防雷工程檢側(cè)驗(yàn)收的檢查項(xiàng)目之一。
等電位連接網(wǎng)絡(luò)既用于電氣安全的等電位連接.也用于信息系統(tǒng)從直流至高頻的功能等電位連接,但網(wǎng)絡(luò)形式不太一樣。電氣安全的等電位連接網(wǎng)絡(luò),主要是通過與配電線路敷設(shè)在一起的保護(hù)地線(PE線)構(gòu)成,保護(hù)地線又必須根據(jù)配電系統(tǒng)的大小在多處(如每層樓或有配電箱處)與共用接地系統(tǒng)以及信息系統(tǒng)的功能等電位連接網(wǎng)絡(luò)做等電位連接.等電位連接網(wǎng)絡(luò)的基本形式有S型星型結(jié)構(gòu)和M型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),如圖1-4所示。
圖1一4信息系統(tǒng)等電位連接的基本方法
通常,S:或M,等電位連接網(wǎng)絡(luò)可用于相對較小、限定于局部的系統(tǒng)。低頻率和雜散分布電容起次要影響的系統(tǒng)可采用這兩種方法.它們屬于單點(diǎn)接地形式。單點(diǎn)接地是指在一個(gè)線路中,只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。其他各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上。如果系統(tǒng)包含多個(gè)機(jī)柜,則每個(gè)機(jī)柜的接地是獨(dú)立的,而在每個(gè)機(jī)柜內(nèi)部,對于每個(gè)接地系統(tǒng)則是采用單點(diǎn)接地的方式。然后,把整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)機(jī)柜接地連接到一個(gè)*的參考點(diǎn)上。
當(dāng)接地連線的長度遠(yuǎn)小于電路工作波長時(shí),可采用本系統(tǒng)。這種接地方法,地線連線長而多,在高頻時(shí),地線電感較大.由此而增加地線間的電感桐合,引起電磁干擾,所以高頻時(shí)不用這種系統(tǒng)。
如果系統(tǒng)的工作頻率很高.以至于工作波長縮小到與系統(tǒng)的接地平面的尺寸或接地引線的長度可以比擬時(shí),就不能再用單點(diǎn)接地方式了。因?yàn)?當(dāng)?shù)鼐€的長度接近于η/4時(shí),它更像一根終端短路的傳物線,而不能起著“地”的作用。這時(shí),應(yīng)采用M型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等電位連接網(wǎng)絡(luò)。它屬于多點(diǎn)接地。多點(diǎn)接地是指某一個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它zui近的接地平面上,以使接地引線的長度為zui短。這里說的接地平面.可以是設(shè)備的底板也可以是貫通整個(gè)系統(tǒng)的接地導(dǎo)線,在比較大的系統(tǒng)中.還可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架等。
多點(diǎn)接地的每個(gè)設(shè)備、裝置、電路中的干擾電流就只能在本身中循環(huán),而不會藕合到其他地方。尤其是在低電平的輸人級中。
一般當(dāng)模擬電路的頻率不大于300 kHz時(shí)可采用S型星型結(jié)構(gòu)這種方法.當(dāng)數(shù)字電路的繃率達(dá)MHz級時(shí)應(yīng)采用Mm型等電位連接網(wǎng)絡(luò)。
S型星型結(jié)構(gòu)中的接地基準(zhǔn)點(diǎn)必須是一個(gè)系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)與共用接地系統(tǒng)之間*的那一連接點(diǎn)。要做到*信息系統(tǒng)的所有金屬組件.除等電位連接點(diǎn)ERP(即接地基準(zhǔn)點(diǎn))外,應(yīng)與共用接地系統(tǒng)各組件有絕緣,如采用絕緣支架或鋪以橡膠墊.實(shí)際的防雷工程常常不注意這一點(diǎn),負(fù)責(zé)檢測驗(yàn)收的技術(shù)人員應(yīng)注意此項(xiàng)檢查.