電子信息系統(tǒng)弱電機房接地探討范文

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隨著社會科學(xué)技術(shù)的進步，信息時代的不斷發(fā)展，在智能建筑電氣電子信息系統(tǒng)設(shè)計中，各類精密弱電設(shè)備開始被廣泛應(yīng)用，這無疑對建筑的接地系統(tǒng)提出了更高的要求。接地在雷電綜合防護工程設(shè)計中的作用不言而喻，是一種重要的防護措施。通常在智能建筑中會采用共用接地系統(tǒng)和等電位聯(lián)結(jié)，如此一來對接地系統(tǒng)提出了很大的要求，要求其最大限度的消除電位差。若電子信息系統(tǒng)弱電機房的接地系統(tǒng)中零地電壓過高，不僅會嚴重影響整個通信的順利傳輸，甚至還會損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此，我們發(fā)現(xiàn)在的很多特殊電子設(shè)備都設(shè)置著零地電壓檢測電路，只有檢測后零地電壓在規(guī)定值內(nèi)才能開機，而規(guī)定值根據(jù)不同設(shè)備會存在變化。隨著模塊集成化程度的不斷進步，未來對零地電壓的要求會越來越高。因此，電子信息系統(tǒng)弱電機房接地系統(tǒng)的當(dāng)務(wù)之急就是降低或者消除零地電位差。本文結(jié)合作者多年的實踐經(jīng)驗，首先介紹了關(guān)于零地電位差的一些認識和見解，然后有針對性的提出了一些設(shè)計中減少或降低零地電位差的方法。

1電子信息系統(tǒng)弱電機房存在較大電位差的原因探討

1.1中性線中存在過多高次諧波電流流過當(dāng)通過電網(wǎng)時若配電系統(tǒng)中存在諧波電流源，就會在阻抗上產(chǎn)生諧波壓降，那么就有可能產(chǎn)生諧波電壓，進而導(dǎo)致零地電位差抬高。

1.2中性線中電流過大若單三相電源配電配電系統(tǒng)中單相負載較多，那么負載三相分配必然不均衡，在這種情況下很容易使電子信息系統(tǒng)弱電機房存在較大電位差。按照《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-2008機房供電不應(yīng)采用TN-C系統(tǒng)方式配電，所以供電方式可以采用TN-C-S或TN-S系統(tǒng)，如圖1所示。若供電系統(tǒng)中單相負載三相分配嚴重不平衡，那么各相的相電流幅值不相等，夾角就不是120°，這時流入中性線中的電流就會很大，甚至接近相電流。由于中性線上存在阻抗，電流通過中性線時就會產(chǎn)生電位差。在中性線上遠離進線端的點相對于地電位就可能較高。

1.3中性點位移很多原因都可能會導(dǎo)致中性點位移，比如阻抗較大、三相負載不平衡且中性線斷線等。如圖2所示，在三相不平衡的TN-S系統(tǒng)中，中性線完好時，N’點為負載中性點，因為此時N’至L1’、L2’、L3’的電壓絕對值相等，如果因為某種原因使中性線斷線或接地不良時，則N’點不再為中性點，這種現(xiàn)象稱為中性點位移。這時，各相負載承受的電壓變大或者變小，N’點電位則發(fā)生變化。

1.4磁場干擾若中性線和其它各相線路形成較大回路時，一旦受到磁場干擾，就可能在零線上出現(xiàn)感應(yīng)電壓，突出表現(xiàn)在用電設(shè)備未開機，中性線纜較長時。

1.5接地電阻不滿足要求，接地極采用不同材料在共用接地系統(tǒng)中，要求中性線接地電阻、地線重復(fù)接地電阻小于1Ω，否則受電流在接地電阻上很可能產(chǎn)生電壓降，導(dǎo)致零地電位差抬高。實際施工時為了降低工作接地的接地電阻，通常會采用銅做接地極，但當(dāng)PE線重復(fù)接地時，通常采用的是角鋼接地極，如此可有效降低工程造價，此時土壤中不同材料就會表現(xiàn)出不同的電位，也就形成了電位差。例如Cu的工作電位為0.337V，F(xiàn)e的工作電位為-0.44V，工作接地用銅，重復(fù)接地用鐵，則兩極之間就會產(chǎn)生0.777V的電位差。0.777V的電位差對于某些零地電位差要求較高的設(shè)備來說是不允許的。

2弱電機房接地降低電位差的措施探討

針對上文所述的電位差的產(chǎn)生原因，有針對性地制定改進措施。

2.1防止和減少中性線上諧波電流的方法在低壓配電系統(tǒng)中，盡量不用作為無功補償?shù)牟⒙?lián)電容器組，盡管并聯(lián)電容器組已被廣泛應(yīng)用在無功功率補償設(shè)備中，但是由于電容器的諧波阻抗小，很容易產(chǎn)生較大的諧波電流。在盡量避免采用并聯(lián)電容器組的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該適當(dāng)增加整流裝置的相數(shù)，如此可有效制約系統(tǒng)中的高次諧波。采用多相整流可有效減少低次諧波含有率，但是無法制約高次諧波，通過適當(dāng)增加整流裝置的相數(shù)來有效解決上述問題。若適當(dāng)?shù)卦黾诱餮b置的相數(shù)無法防止和減少中性線上的諧波電流，可考慮采用電力濾波器，該裝置可有效降低諧波。

2.2當(dāng)三相負載不平衡造成中性線上電流較大時若中性線上電流較大的問題是由三相負載不平衡導(dǎo)致的，那么合理調(diào)整單相負載的分配，使其保持相對的平衡可有效解決問題，另外，考慮到各用電設(shè)備的實際情況，在系統(tǒng)運行中應(yīng)滿足以下要求：最好保證三相上的有功功率和無功功率平衡；對中性線在負載部分處進行重復(fù)接地時，要求其不能與地線使用同一個接地極，并且兩者的重復(fù)接地線必須保證絕對的絕緣等。為了確保系統(tǒng)的準確性，最好采用微機控制該裝置，更好地控制中性線電流過大。在條件允許的范圍內(nèi)，即零、低電位漂移不大的情況下，適當(dāng)加粗零線可以有效避免或者減小中性線上的電流過大。另外，還應(yīng)該在系統(tǒng)中設(shè)置保護裝置，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)任何意外情況，保護裝置則自動開啟，起到良好的保護設(shè)備的作用。

2.3改善電磁場環(huán)境條件，降低電磁場干擾源強度。具體做法是在設(shè)備和機房處做好屏蔽措施；保證施工時合理布線；盡量縮小回路面積，采用多點接地等。

2.4降低接地電阻值，保證工作接地與重復(fù)接地接地良好。若機房對零地電位差的要求極高，需要供配電系統(tǒng)中的重復(fù)接地宜和中性線接地采用同一接地極，但盡量都采用銅材料。筆者在做吉林深省地稅局辦公樓項目時，弱電機房與有關(guān)弱電公司配合設(shè)計，電源單獨設(shè)置，采用了新一代智能UPS與24相整流變壓器及有源濾波器配合使用，三相電源上的負載根據(jù)實際使用情況基本平衡，中性線截面選擇與相線同截面，機房中配電系統(tǒng)的重復(fù)接地與中性線接地采用銅板單獨接地，與防雷接地分開設(shè)計。效果非常好，竣工驗收時進行了測量，零地電位差測量值為0.432V，滿足機房內(nèi)各種弱電設(shè)備使用要求，而且至今運行良好。

3結(jié)束語

電子信息系統(tǒng)弱電機房是建筑電氣弱電系統(tǒng)中最重要的組成部分，弱電機房接地系統(tǒng)的可靠與否，是關(guān)系到保障人身和設(shè)備安全的重要環(huán)節(jié)，也是電子信息系統(tǒng)安全、可靠運行的保證。也是電氣設(shè)計、施工、監(jiān)理和工程檢測機構(gòu)等部門的工作重點。電位差對于保證電子信息系統(tǒng)弱電機房正常工作非常重要，而電位差的產(chǎn)生通常是比較復(fù)雜的，這就要求設(shè)計者在設(shè)計的過程中充分考慮實際工程中系統(tǒng)對設(shè)計的需求，然后有針對性地進行科學(xué)合理的分析和設(shè)計，最大程度地保證弱電機房的安全可靠運行。

作者：姚小春 單位：吉林建筑大學(xué)