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[摘 要]本文根据实验场所的特点,针对实验过程中干扰信号产生的原因、部位及形式,讨论如何正确布设电源线路及测试电缆;提供符合要求的电源;完善接地系统,从而降低供电系统对产品测试的影响,确保实验数据的准确性及有效性。
[关键词]实验室,电源,接地,干扰
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0111-01
[Abstract]In this paper , according to the charastic of experiment place , aiming at the causes , site and form of interference signal in the course of the experiment , wire power circuit and test circuit correctly . Provide power supply meet the requirements . Complete earthing system . Reduce the influence of power supply system for product testing , make sure accuracy and truth of experimental data .
[Key words]laboratory , power , earthing system , interference
一、引言
对电气检测实验而言,人们一般只注重实验过程和结果,而往往忽略了电源不稳定、地线不达标、供电线路布设不合理等因素对实验结果的影响,究其原因主要在于,上述因素引起的干扰信号对实验结果的影响具有(1)、隐秘性和突发性;(2)、未引起实验人员的重视;(3)、对实验结果的影响只能降低但无法消除,且影响程度无法预估。针对这些因素,本文主要从减小干扰信号对实验结果的影响出发,采取切实可行的方法,使实验结果趋于真实。
二、设备及仪器供电电源系统
1、配电系统容量和扩展功能要求
实验室供配电系统应预留适当的备用容量及扩展功能;供电系统的容量应进行80%的冗余设计,接插之间应考虑扩展功能。设备和仪器供电电源分两路系统进行供电,防止因为设备启停引起电源电压波动,影响测试仪器测量结果。
2、实验室设备供电系统
2.1、实验室内设备所用380V和220V电源,以及照明用电应分区布置,分别设置配电保护装置,并有明显的区分或标志。
2.2、设备所用电源由实验室专用配电柜供应380V及220V电源;专用配电柜应安装电源指示灯及电压表,大功率配电柜还应安装电流表;
3、实验室仪器供电系统
测试用仪器及电脑所用电源电压波动应小于1%,电源电压稳定在220V±2V范围内;仪器所用电源应经过抗干扰净化电源、稳压电源及隔离变压器后才可给测试仪器进行供电。重要的测试实验,所用仪器及电脑应配备UPS电源;每个实验工位应独立供电,并安装漏电保护装置。
要求:稳压精度±2%;附加波形失真≤5%;效率≥90%
4、配电布线要求
4.1、380V设备供电线路尽量走电缆桥架,电缆桥架到设备的供电线路用铠装软管进行包裹,电缆桥架与铠装软管金属部分紧密连接,电缆桥架应有效接地。实在无法实现走电缆桥架的, 敷设金属导管并将金属导管与电源地相连。采用垂直布线,尽量减少电缆长度。
4.2、供电线路各相负载要均衡,设备供电电源各接线端子连接紧密;火线、零线及地线之间绝缘电阻≥100MΩ。
4.3、供电线路和测试线路尽量不要平行布线,如需平行布线时两者之间应分开20cm以上,以免产生耦合干扰。
4.4、测试线路和电脑网线应加装屏蔽层,屏蔽层与接地线有效连接,测试电缆内差分信号线或电流流向相反及相关联的线间应双绞连接。
5、实验室配电指标要求
实验室配电详细指标要求见表1。
三、实验室接地系统
1、接地一般要求
1.1、实验室接地应满足GJB1210-1991中的条款规定。
实验室接地系统的组成参照《GJB/Z 25 91 电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》设施接地系统中规定设计。
1.2、接地布线要求
1.2.1、实验室接地系统分三路独立接地,一路为设备接地系统,另两路为测试接地系统,包括模拟接地系统和数字接地系统,使用不同颜色导线。设备接地系统接地电阻≤4Ω,测试接地系统接地电阻≤1Ω。
1.2.2、设备接地线和测试接地线不得在同一线槽内布线,两者间隔20cm以上,尽量不要平行布线。
1.2.3、实验室保护地接地型式参照《GB14050-2008 系统的接地型式及安全技术要求》,采用TN-S系统。对于由同一个变压器供电的多个设备来说,将变压器的中线接地,安全地线就近接到大地分系统上,故障保护分系统的地线应在中线接地系统的同一位置上接到电源接地系统。绝对不允许用电源零线作地线代替机壳地线。
1.2.4、测试接地系统中每个测试工位有两个接地单元,各接地单元与接地母线之间采用就近多点接地连接。
1.2.5、测试系统信号地线(弱电地)单独接大地,应与功率地线(强电地)和机壳地线相绝缘,绝缘电阻≥200MΩ。
1.2.6、接地母线焊接于母线接线排,各接地支线用螺栓与母线接线排紧密连接,母线与支线间连接电阻≤0.1Ω。
2、接地装置的安装
2.1、接地装置包括接地体和接地线两部分。
2.1.1、接地体可尽量利用自然接地体,如敷设在地下的各种金属管道,但易燃易爆金属管道以及包有黄麻、沥青层等绝缘物的金属管道除外。一般自然接地体不能满足接地电阻要求时,可采用人工接地体。人工接地体可采用下述方法:垂直埋入钢管、角钢或圆钢等。垂直接地体一般均应用打入的方法埋入地下。角钢接地体一般为40mm×40mm×4mm或50mm×50mm×5mm,长2.5m以上。端部稍尖以便打入土中。管形接地体一般采用直径50mm管壁厚度不小于3.5mm长度大于2.5m的钢管,一端打扁或削成尖形。一般应当有多根打入地中,并相互焊接成网状才能满足接地电阻小于4Ω的要求。接地体端部应露出地面10-20cm以便连接(焊接)接地线。禁止在地下用裸铝导体作为接地体,但可用钢管或粗铜线作接地体。
2.1.2、接地线主要要求是要保证线为连续的导体,采用扁钢(截面积应大于48mm2)焊接,也可采用扁铜线。
四、結论
进行电气检测实验时,必须关注电源干扰和接地问题,电磁干扰时刻存在于实验的每个环节,它只能减小却无法消除,所以我们只能采取必要的防范措施以降低干扰对实验结果的影响,使实验结果趋于真实。
参考文献
[1] GB/T 18268.1 2010检测、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求 第1部分 通用要求.
[2] GB4793.1-2007检测、控制和实验室用的电气设备的安全要求第1部分.
[3] GJB1210-1991 接地、搭接和屏蔽设计的实施.
[4] 黄家声 实验室设计与建设指南(116).
[5] 劉介才 工厂供电 机械工业出版社,2003 (238-245).
[关键词]实验室,电源,接地,干扰
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0111-01
[Abstract]In this paper , according to the charastic of experiment place , aiming at the causes , site and form of interference signal in the course of the experiment , wire power circuit and test circuit correctly . Provide power supply meet the requirements . Complete earthing system . Reduce the influence of power supply system for product testing , make sure accuracy and truth of experimental data .
[Key words]laboratory , power , earthing system , interference
一、引言
对电气检测实验而言,人们一般只注重实验过程和结果,而往往忽略了电源不稳定、地线不达标、供电线路布设不合理等因素对实验结果的影响,究其原因主要在于,上述因素引起的干扰信号对实验结果的影响具有(1)、隐秘性和突发性;(2)、未引起实验人员的重视;(3)、对实验结果的影响只能降低但无法消除,且影响程度无法预估。针对这些因素,本文主要从减小干扰信号对实验结果的影响出发,采取切实可行的方法,使实验结果趋于真实。
二、设备及仪器供电电源系统
1、配电系统容量和扩展功能要求
实验室供配电系统应预留适当的备用容量及扩展功能;供电系统的容量应进行80%的冗余设计,接插之间应考虑扩展功能。设备和仪器供电电源分两路系统进行供电,防止因为设备启停引起电源电压波动,影响测试仪器测量结果。
2、实验室设备供电系统
2.1、实验室内设备所用380V和220V电源,以及照明用电应分区布置,分别设置配电保护装置,并有明显的区分或标志。
2.2、设备所用电源由实验室专用配电柜供应380V及220V电源;专用配电柜应安装电源指示灯及电压表,大功率配电柜还应安装电流表;
3、实验室仪器供电系统
测试用仪器及电脑所用电源电压波动应小于1%,电源电压稳定在220V±2V范围内;仪器所用电源应经过抗干扰净化电源、稳压电源及隔离变压器后才可给测试仪器进行供电。重要的测试实验,所用仪器及电脑应配备UPS电源;每个实验工位应独立供电,并安装漏电保护装置。
要求:稳压精度±2%;附加波形失真≤5%;效率≥90%
4、配电布线要求
4.1、380V设备供电线路尽量走电缆桥架,电缆桥架到设备的供电线路用铠装软管进行包裹,电缆桥架与铠装软管金属部分紧密连接,电缆桥架应有效接地。实在无法实现走电缆桥架的, 敷设金属导管并将金属导管与电源地相连。采用垂直布线,尽量减少电缆长度。
4.2、供电线路各相负载要均衡,设备供电电源各接线端子连接紧密;火线、零线及地线之间绝缘电阻≥100MΩ。
4.3、供电线路和测试线路尽量不要平行布线,如需平行布线时两者之间应分开20cm以上,以免产生耦合干扰。
4.4、测试线路和电脑网线应加装屏蔽层,屏蔽层与接地线有效连接,测试电缆内差分信号线或电流流向相反及相关联的线间应双绞连接。
5、实验室配电指标要求
实验室配电详细指标要求见表1。
三、实验室接地系统
1、接地一般要求
1.1、实验室接地应满足GJB1210-1991中的条款规定。
实验室接地系统的组成参照《GJB/Z 25 91 电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南》设施接地系统中规定设计。
1.2、接地布线要求
1.2.1、实验室接地系统分三路独立接地,一路为设备接地系统,另两路为测试接地系统,包括模拟接地系统和数字接地系统,使用不同颜色导线。设备接地系统接地电阻≤4Ω,测试接地系统接地电阻≤1Ω。
1.2.2、设备接地线和测试接地线不得在同一线槽内布线,两者间隔20cm以上,尽量不要平行布线。
1.2.3、实验室保护地接地型式参照《GB14050-2008 系统的接地型式及安全技术要求》,采用TN-S系统。对于由同一个变压器供电的多个设备来说,将变压器的中线接地,安全地线就近接到大地分系统上,故障保护分系统的地线应在中线接地系统的同一位置上接到电源接地系统。绝对不允许用电源零线作地线代替机壳地线。
1.2.4、测试接地系统中每个测试工位有两个接地单元,各接地单元与接地母线之间采用就近多点接地连接。
1.2.5、测试系统信号地线(弱电地)单独接大地,应与功率地线(强电地)和机壳地线相绝缘,绝缘电阻≥200MΩ。
1.2.6、接地母线焊接于母线接线排,各接地支线用螺栓与母线接线排紧密连接,母线与支线间连接电阻≤0.1Ω。
2、接地装置的安装
2.1、接地装置包括接地体和接地线两部分。
2.1.1、接地体可尽量利用自然接地体,如敷设在地下的各种金属管道,但易燃易爆金属管道以及包有黄麻、沥青层等绝缘物的金属管道除外。一般自然接地体不能满足接地电阻要求时,可采用人工接地体。人工接地体可采用下述方法:垂直埋入钢管、角钢或圆钢等。垂直接地体一般均应用打入的方法埋入地下。角钢接地体一般为40mm×40mm×4mm或50mm×50mm×5mm,长2.5m以上。端部稍尖以便打入土中。管形接地体一般采用直径50mm管壁厚度不小于3.5mm长度大于2.5m的钢管,一端打扁或削成尖形。一般应当有多根打入地中,并相互焊接成网状才能满足接地电阻小于4Ω的要求。接地体端部应露出地面10-20cm以便连接(焊接)接地线。禁止在地下用裸铝导体作为接地体,但可用钢管或粗铜线作接地体。
2.1.2、接地线主要要求是要保证线为连续的导体,采用扁钢(截面积应大于48mm2)焊接,也可采用扁铜线。
四、結论
进行电气检测实验时,必须关注电源干扰和接地问题,电磁干扰时刻存在于实验的每个环节,它只能减小却无法消除,所以我们只能采取必要的防范措施以降低干扰对实验结果的影响,使实验结果趋于真实。
参考文献
[1] GB/T 18268.1 2010检测、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求 第1部分 通用要求.
[2] GB4793.1-2007检测、控制和实验室用的电气设备的安全要求第1部分.
[3] GJB1210-1991 接地、搭接和屏蔽设计的实施.
[4] 黄家声 实验室设计与建设指南(116).
[5] 劉介才 工厂供电 机械工业出版社,2003 (238-245).