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摘要:对电子信息设备常见保护接地系统进行概括与介绍,提出适合于电子信息设备防雷接地的方法。对电子信息设备接地的常见问题作了相关的说明与分析,系统地说明了电子设备受损的机理。
关键词: 电子信息设备 防雷接地 等电位联结
1引言
当今是信息技术时代,各种形式的电子系统的应用层出不穷。信息设备主要采用以微电子器件为核心组成的系统,因其耐压和抗扰度越来越低,敏感度越来越高,所以容易受到雷击的损害。且电涌电压的产生容易导致设备损坏、系统停顿或控制系统失灵。为了能够很好地保障信息设备在遭受雷击时仍能正常运行及保护人身安全,必须采取相应的防雷技术措施。
2雷击电子设备的途径及损坏机理
雷击过电压损坏设备可分为两种情况,一种是受雷电直击,另一种受感应雷影响所致。据统计电子设备受雷电直击而损坏的机率很小,而绝大多数损坏为感应雷造成,雷电行波通过传输信息的电路线传至电子设备使其某些电子元件受损。
在电子设备中,易受雷击过电压损坏的元部件,大多数是靠近设备的入口端,如纵向过电压会击穿线路和设备间起匹配作用的变压器匝间、层间、或线对地绝缘等。横向过电压可随信息同时传至设备内部,损坏设备内的阻容元件及固体元件。设备中元器件受损的程度,取决于元器件绝缘水平,即耐受冲击的强度,对具有白复能力的绝缘,击穿只是暂时的,一旦过压消失,即可恢复。有些非自复性的绝缘介质,冲击时只有小电流流过,一次冲击不会立即中断设备,但经过多次冲击,随着多次冲击的累积可能会使元件逐渐受损最终导致毁坏,这就是为什么在试验时要试验冲击次数,极性和间隔的原因所在。
3接地的分类
接地可以分为两种:一种是保护人员和设备的安全,称之为保护接地;另一种是保障设备正常运行,称之为工作接地。
3.1保护接地
保护接地就是将正常情况下不带电,而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地(三相三线制)的供电系统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。如果家用电器未采用接地保护,当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时,家用电器的外壳将带电,人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳(构架)时,就会有触电的危险。相反,若将电器设备做了接地保护,单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过。
3.2工作接地
工作接地是为了使系统以及与之相连的电子设备均能可靠运行,并保证测量和控制精度而设的接地。它主要分为机器逻辑地、信号回路接地和屏蔽接地。
(1) 机器逻辑地也叫主机电源地,是电子设备内部的逻辑电平负端公共地,也是+ 5 V 等电源的输出地。
(2) 信号回路接地包括各变压器的负端接地以及开关量信号的负端接地等。
(3) 屏蔽接地指模拟信号屏蔽层的接地。
除了以上几种接地外,在很多场合下容易引起混乱的还有供电系统地,也叫交流电源工作地。它是为了满足电力系统运行需要而设置的接地。
4电子信息设备接地的基本要求
电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器(SPD)接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器(SPD)接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。因此,采用等电位联结和共用接地系统后,使信号接地不形成闭合回路,共模型态的杂信号不易产生,同时可消除静电和电场的干扰,不易受磁场干扰。
5等电位联结与共用接地
共用接地装置应与总等电位接地端子板连接,通过接地干线引至楼层等电位接地端子板,由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。接地干线宜采用多股铜芯导线或铜带,其截面积不应小于16`MM^2`。接地干线应在电气竖井内明敷,并应与楼层主钢筋作等电位连接。施工时,有的单位只将其与建筑物内钢筋或配电箱处PE线用几个螺栓固定在一起,或仅用普通焊接方式,这都是不正确的做法。因为铜和钢筋这两种金属采用这种方式固定时,两者之间的过渡电阻会比较大,不利于雷电流迅速导入地。铜质等电位联结带在等电位联结施工时,应该将铜质等电位联结带和PE线压接起来,若其与建筑物墙体内的钢筋联结,必须采用铜焊过渡,这样易于得到极小的过渡电阻。
6电子信息设备接地的基本方法
随着网络技术的发展,信息设备之间的联结一般是网络(通信)线,网络(通信)线两端通过网络浪涌保护设备(信号避雷器通流量≥5 kA)与电子信息设备相连。当雷击或者电气事故造成两侧地电位差过大时,信号避雷器可以保护两侧的设备。
电源防雷器和信号防雷器的安装位置有一定的要求。两个防雷器的安放位置要靠近接地汇集排G,这样才能使两个防雷器的接地线“A2G”、“B2G”做到最短,残压最小。同时,接地线还应尽可能粗,走线要直。被保护设备接地线“C2G”虽然较长,但无电流流过, C、G两点的电位相等,被保护设备处于安全状态。同时为了使接地电位相等,被保护设备和防雷器必须公用一个接地汇集排。接地汇集排还必须通过接地线和避雷针引下线接地与其他抗干扰接地的接地排相连接。
7结语
电子信息设备对当今世界的生活和工作越来越重要,如何保护好其功能的完整性,这一点很关键。我们在不断改善电子信息设备的同时,也要努力去应对雷电对电子设备带来的危险。
参考文献:
[ 1 ] 肖稳安,张小青. 雷电与防护技术基础[M ]. 北京:气象出版社, 2006
[ 2 ] 周志敏,周纪海,纪爱华,等. 电子信息系统防雷接地技术[M ]. 北京:人民邮电出版社, 2004
关键词: 电子信息设备 防雷接地 等电位联结
1引言
当今是信息技术时代,各种形式的电子系统的应用层出不穷。信息设备主要采用以微电子器件为核心组成的系统,因其耐压和抗扰度越来越低,敏感度越来越高,所以容易受到雷击的损害。且电涌电压的产生容易导致设备损坏、系统停顿或控制系统失灵。为了能够很好地保障信息设备在遭受雷击时仍能正常运行及保护人身安全,必须采取相应的防雷技术措施。
2雷击电子设备的途径及损坏机理
雷击过电压损坏设备可分为两种情况,一种是受雷电直击,另一种受感应雷影响所致。据统计电子设备受雷电直击而损坏的机率很小,而绝大多数损坏为感应雷造成,雷电行波通过传输信息的电路线传至电子设备使其某些电子元件受损。
在电子设备中,易受雷击过电压损坏的元部件,大多数是靠近设备的入口端,如纵向过电压会击穿线路和设备间起匹配作用的变压器匝间、层间、或线对地绝缘等。横向过电压可随信息同时传至设备内部,损坏设备内的阻容元件及固体元件。设备中元器件受损的程度,取决于元器件绝缘水平,即耐受冲击的强度,对具有白复能力的绝缘,击穿只是暂时的,一旦过压消失,即可恢复。有些非自复性的绝缘介质,冲击时只有小电流流过,一次冲击不会立即中断设备,但经过多次冲击,随着多次冲击的累积可能会使元件逐渐受损最终导致毁坏,这就是为什么在试验时要试验冲击次数,极性和间隔的原因所在。
3接地的分类
接地可以分为两种:一种是保护人员和设备的安全,称之为保护接地;另一种是保障设备正常运行,称之为工作接地。
3.1保护接地
保护接地就是将正常情况下不带电,而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地(三相三线制)的供电系统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。如果家用电器未采用接地保护,当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时,家用电器的外壳将带电,人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳(构架)时,就会有触电的危险。相反,若将电器设备做了接地保护,单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过。
3.2工作接地
工作接地是为了使系统以及与之相连的电子设备均能可靠运行,并保证测量和控制精度而设的接地。它主要分为机器逻辑地、信号回路接地和屏蔽接地。
(1) 机器逻辑地也叫主机电源地,是电子设备内部的逻辑电平负端公共地,也是+ 5 V 等电源的输出地。
(2) 信号回路接地包括各变压器的负端接地以及开关量信号的负端接地等。
(3) 屏蔽接地指模拟信号屏蔽层的接地。
除了以上几种接地外,在很多场合下容易引起混乱的还有供电系统地,也叫交流电源工作地。它是为了满足电力系统运行需要而设置的接地。
4电子信息设备接地的基本要求
电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器(SPD)接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器(SPD)接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。因此,采用等电位联结和共用接地系统后,使信号接地不形成闭合回路,共模型态的杂信号不易产生,同时可消除静电和电场的干扰,不易受磁场干扰。
5等电位联结与共用接地
共用接地装置应与总等电位接地端子板连接,通过接地干线引至楼层等电位接地端子板,由此引至设备机房的局部等电位接地端子板。局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。接地干线宜采用多股铜芯导线或铜带,其截面积不应小于16`MM^2`。接地干线应在电气竖井内明敷,并应与楼层主钢筋作等电位连接。施工时,有的单位只将其与建筑物内钢筋或配电箱处PE线用几个螺栓固定在一起,或仅用普通焊接方式,这都是不正确的做法。因为铜和钢筋这两种金属采用这种方式固定时,两者之间的过渡电阻会比较大,不利于雷电流迅速导入地。铜质等电位联结带在等电位联结施工时,应该将铜质等电位联结带和PE线压接起来,若其与建筑物墙体内的钢筋联结,必须采用铜焊过渡,这样易于得到极小的过渡电阻。
6电子信息设备接地的基本方法
随着网络技术的发展,信息设备之间的联结一般是网络(通信)线,网络(通信)线两端通过网络浪涌保护设备(信号避雷器通流量≥5 kA)与电子信息设备相连。当雷击或者电气事故造成两侧地电位差过大时,信号避雷器可以保护两侧的设备。
电源防雷器和信号防雷器的安装位置有一定的要求。两个防雷器的安放位置要靠近接地汇集排G,这样才能使两个防雷器的接地线“A2G”、“B2G”做到最短,残压最小。同时,接地线还应尽可能粗,走线要直。被保护设备接地线“C2G”虽然较长,但无电流流过, C、G两点的电位相等,被保护设备处于安全状态。同时为了使接地电位相等,被保护设备和防雷器必须公用一个接地汇集排。接地汇集排还必须通过接地线和避雷针引下线接地与其他抗干扰接地的接地排相连接。
7结语
电子信息设备对当今世界的生活和工作越来越重要,如何保护好其功能的完整性,这一点很关键。我们在不断改善电子信息设备的同时,也要努力去应对雷电对电子设备带来的危险。
参考文献:
[ 1 ] 肖稳安,张小青. 雷电与防护技术基础[M ]. 北京:气象出版社, 2006
[ 2 ] 周志敏,周纪海,纪爱华,等. 电子信息系统防雷接地技术[M ]. 北京:人民邮电出版社, 2004