1、111.1.干扰的定义干扰的定义11.2.干扰的抑制方法简介干扰的抑制方法简介211.1 干扰的干扰的定义定义系系统在工作过程统在工作过程中可中可能会能会出现出现例如不稳定、漂移、失真例如不稳定、漂移、失真等不等不正常正常现象现象 。产生产生这些现象的这些现象的原因：原因：（1 1）可能因系统）可能因系统本本身结身结构、器件质量、制造工艺等存在构、器件质量、制造工艺等存在问题问题（2 2）也）也可能是电子测量系统受外部的工作环境，可能是电子测量系统受外部的工作环境，如电源电压波动、环境温度变如电源电压波动、环境温度变化或其他电气设备的影响等化或其他电气设备的影响等。这些这些来自内部和来自内部和
2、外部的影响系统正常外部的影响系统正常工作的各种因素，工作的各种因素，统称为统称为“干扰干扰”。本章讨论的干扰偏本章讨论的干扰偏于指外部因素于指外部因素。电磁干扰电磁干扰机械干扰机械干扰热干扰热干扰光干扰光干扰湿度干扰湿度干扰 化学干扰化学干扰尖峰脉冲尖峰脉冲 大功率设备启停大功率设备启停工频噪声工频噪声 电源不干净或动力电源不干净或动力线对信号线的串扰线对信号线的串扰电压波动电压波动 电网过欠电压电网过欠电压放电噪声放电噪声 电极击穿、电焊等电极击穿、电焊等电磁波干扰电磁波干扰接地噪声接地噪声 地电位不同地电位不同雷电干扰雷电干扰 直接雷、感应雷直接雷、感应雷3电磁干扰电磁干扰 EMIElec
3、tromagnetic Interference电磁兼容电磁兼容 EMCElectromagnetic Compatibility11.2干扰干扰的抑制的抑制方法方法简介简介电磁干扰的危害性电磁干扰的危害性电磁兼容设计目的电磁兼容设计目的影响它人（害人）影响它人（害人）自身影响（害己）：稳定性、精确度、失效自身影响（害己）：稳定性、精确度、失效降低电磁干扰辐射，减小对降低电磁干扰辐射，减小对其他设备的影响其他设备的影响使自身免受或少受外部干扰的影响使自身免受或少受外部干扰的影响主要手段：屏蔽主要手段：屏蔽+接地接地+防雷防雷+防电磁干扰、防静电干扰，防雷电干扰防电磁干扰、防静电干扰，防雷电干扰
4、411.2.1屏蔽屏蔽(shielding)技术技术用来抑制电磁场从空间的一个区域传递到另一个区域用来抑制电磁场从空间的一个区域传递到另一个区域分为外壳（柜体）屏蔽，电缆屏蔽分为外壳（柜体）屏蔽，电缆屏蔽屏蔽效果屏蔽效果(能量衰减能量衰减)取决于哪些方面？取决于哪些方面？吸收吸收反射反射吸收损耗：电磁波在屏蔽材料中传播时，会有一部分能量转换成热量，导吸收损耗：电磁波在屏蔽材料中传播时，会有一部分能量转换成热量，导致电磁能量损失致电磁能量损失，这，这部分能量称为屏蔽材料的吸收损耗。部分能量称为屏蔽材料的吸收损耗。反射反射损耗：当电磁波入射到不同媒质的分界面时，就会发生反射，使穿过损耗：当电磁波入
5、射到不同媒质的分界面时，就会发生反射，使穿过界面的电磁能量减弱界面的电磁能量减弱。一、外壳一、外壳（柜体）屏蔽（柜体）屏蔽抑制电场干扰和抑制磁场干扰是有不同的抑制电场干扰和抑制磁场干扰是有不同的5一、外壳（柜体）屏蔽一、外壳（柜体）屏蔽电场屏蔽电场屏蔽反射为主反射为主磁场屏蔽磁场屏蔽吸收为主吸收为主高电压、小电流干扰源：高电压、小电流干扰源：低电压、大电流干扰源：低电压、大电流干扰源：电场干扰为主，磁场往往可以忽略电场干扰为主，磁场往往可以忽略磁场磁场干扰为主，电场往往可以忽略干扰为主，电场往往可以忽略电场屏蔽电场屏蔽适宜材料适宜材料良导体，接地良导体，接地 与厚度无关与厚度无关磁场屏蔽适宜材
6、料磁场屏蔽适宜材料高导磁率材料高导磁率材料 与与厚度有关厚度有关6（1）电场屏蔽）电场屏蔽交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体容和金属屏蔽体接地电阻接地电阻之之“积积”。只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。扰电压变得很小。电场屏蔽以反射为主，单从电场屏蔽的角度看电场屏蔽以反射为主，单从电场屏蔽的角度看屏蔽体的厚度关系不大屏蔽体的厚度关系不大。EmCGRniUEUEUEniGmEUsR C U
7、屏蔽体屏蔽体电磁屏蔽的若干实际问题电磁屏蔽的若干实际问题7（2）（低频）磁场）（低频）磁场屏蔽屏蔽是利用是利用高导磁率高导磁率的材料构成的材料构成低磁阻通路低磁阻通路，实现磁路旁通。屏蔽体导磁率越高，厚度实现磁路旁通。屏蔽体导磁率越高，厚度越大，磁阻越小，效果越好。越大，磁阻越小，效果越好。单纯从磁场屏蔽的角度看，用于磁场屏蔽的单纯从磁场屏蔽的角度看，用于磁场屏蔽的屏蔽体无需接地屏蔽体无需接地。几个问题：几个问题：强磁场屏蔽：强磁场屏蔽：高导磁材料在强磁场中极易高导磁材料在强磁场中极易饱和饱和，丧失导磁效能，丧失导磁效能怎么办？怎么办？双层，外层（低导磁材料，内层高导磁材料）双层，外层（低导磁
8、材料，内层高导磁材料）高频磁场屏蔽：高频磁场屏蔽：导磁率越高，适用抑制的频率越低。高频磁场通常趋于导磁率越高，适用抑制的频率越低。高频磁场通常趋于远程，用远程，用高电导率材料屏蔽体高电导率材料屏蔽体+良好接地通常效果也是不良好接地通常效果也是不错错高频强磁场屏蔽：高频强磁场屏蔽：把设备挪开把设备挪开或结合前两种思想解决或结合前两种思想解决8（3）屏蔽体上开孔和接缝）屏蔽体上开孔和接缝通风口通风口显示窗显示窗键盘键盘指示灯指示灯电缆插座电缆插座调节旋钮调节旋钮电源电源线线缝隙缝隙漏磁漏磁开孔主要影响磁场屏蔽效果开孔主要影响磁场屏蔽效果减小缝隙的基本思路：用机械手段来增加接触面的平整度；减小缝隙的
9、基本思路：用机械手段来增加接触面的平整度；增加紧固件（螺钉等）的密度增加紧固件（螺钉等）的密度 用电磁密封衬垫（导电橡胶、导电布等）用电磁密封衬垫（导电橡胶、导电布等）孔洞的电磁泄漏与孔洞的最大尺寸有关孔洞的电磁泄漏与孔洞的最大尺寸有关采用与大孔相同面积的多个小孔构成的孔阵代采用与大孔相同面积的多个小孔构成的孔阵代替一个大孔产生的漏磁要小替一个大孔产生的漏磁要小在通风孔上安装一块与屏蔽体间可靠搭在通风孔上安装一块与屏蔽体间可靠搭接的金属网，可减小漏磁接的金属网，可减小漏磁9(4)屏蔽屏蔽材料材料一般金属材料的电导率都一般金属材料的电导率都很高，很高，导磁率都不是固定不变的导磁率都不是固定不变的
10、高导磁率材料高导磁率材料具有以下特具有以下特点：点：导磁率随导磁率随频率升高而降低频率升高而降低高导磁率材料高导磁率材料在机械冲击下会极大地影响屏蔽效能在机械冲击下会极大地影响屏蔽效能强强磁场极易引起磁饱和磁场极易引起磁饱和磁屏蔽效能还有材质厚度磁屏蔽效能还有材质厚度有关有关通通常纯铁、硅钢片、铁氧体等常纯铁、硅钢片、铁氧体等材料的导磁率比较材料的导磁率比较高高10(5)一般性结论一般性结论电场反射损耗大；磁场，反射损耗较小，主要靠高导磁吸收电场反射损耗大；磁场，反射损耗较小，主要靠高导磁吸收在低频时，高导磁率材料的屏蔽效果比高电导率材料好在低频时，高导磁率材料的屏蔽效果比高电导率材料好在高频
11、时，高电导率材料的屏蔽效能一般比高导磁率材料好在高频时，高电导率材料的屏蔽效能一般比高导磁率材料好低频磁场用磁性材料进行屏蔽低频磁场用磁性材料进行屏蔽电场、高频磁场用良导体电场、高频磁场用良导体电场屏蔽、静电屏蔽必须接地，屏蔽体上可以任意开缝电场屏蔽、静电屏蔽必须接地，屏蔽体上可以任意开缝磁场屏蔽不需接地，但开缝会有漏磁磁场屏蔽不需接地，但开缝会有漏磁高导磁率材料表面覆盖高电导率材料，可以增加屏蔽效果高导磁率材料表面覆盖高电导率材料，可以增加屏蔽效果实际屏蔽效果常常取决于屏蔽层上的开孔和接縫情况，而不是屏蔽实际屏蔽效果常常取决于屏蔽层上的开孔和接縫情况，而不是屏蔽材料本身的屏蔽效果。材料本身的
12、屏蔽效果。11二、电缆二、电缆屏蔽和接地屏蔽和接地绝大多数干扰波是通过导线传播和辐射的，特别是低电平信号线，对外绝大多数干扰波是通过导线传播和辐射的，特别是低电平信号线，对外部辐射都是很敏感的部辐射都是很敏感的导线导线屏蔽的目的：抵御干扰、防止辐射（干扰他人）屏蔽的目的：抵御干扰、防止辐射（干扰他人）铜丝编制的屏蔽线，主要用于信号线铜丝编制的屏蔽线，主要用于信号线铠装电线：用铁皮或铝皮将芯线包起来，主要用于电力线铠装电线：用铁皮或铝皮将芯线包起来，主要用于电力线还还可以使用铜管、铁管、铝管作为导线管，在导线外起屏蔽作用可以使用铜管、铁管、铝管作为导线管，在导线外起屏蔽作用80%-95%以上的面
13、积被金属网或金属箔层覆盖以上的面积被金属网或金属箔层覆盖本身具有吸收和反射衰减作用本身具有吸收和反射衰减作用12屏蔽层屏蔽层不能不接地不能不接地；多数情况问题不在屏蔽层的质量上，而在屏蔽接地上；多数情况问题不在屏蔽层的质量上，而在屏蔽接地上电场屏蔽：电场屏蔽：单端接地单端接地时，屏蔽层电压为零，可显著减少感应电压；不要把时，屏蔽层电压为零，可显著减少感应电压；不要把屏蔽层两端都直接接地，否则极易因地电位差在屏蔽层上形成低频电流。屏蔽层两端都直接接地，否则极易因地电位差在屏蔽层上形成低频电流。单端接地原则：信号源端接地，信号源浮地则在受信方接地（谁送电谁接单端接地原则：信号源端接地，信号源浮地则
14、在受信方接地（谁送电谁接地）地）磁场屏蔽：两端接地使电磁感应在屏蔽层上产生感应电流，进而产生与主磁场屏蔽：两端接地使电磁感应在屏蔽层上产生感应电流，进而产生与主干扰相反的二次场，抵消主干绕场的作用；两端接地可以降低感应面积；干扰相反的二次场，抵消主干绕场的作用；两端接地可以降低感应面积；，显著降低磁场耦合感应电压（两端接地应注意等电位），显著降低磁场耦合感应电压（两端接地应注意等电位）若干结论若干结论高频高频/低频地低频地高频地高频地混合接地法：可抑制低频和高频电场干扰混合接地法：可抑制低频和高频电场干扰。双双屏蔽屏蔽层：内层层：内层采用单端接地，外层采用双采用单端接地，外层采用双端接地，但应
15、考虑在暂态电流作用下屏蔽层端接地，但应考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔，等电位。不致被烧熔，等电位。GB 50217-1994GB 50217-1994电力工程电缆设计规范电力工程电缆设计规范13屏蔽层接地的几种方式屏蔽层接地的几种方式同轴电缆同轴电缆电缆电缆(双绞线双绞线)扁平电缆扁平电缆安全地安全地信号地信号地信号输入信号输入地线地线接地板接地板接地板接地板14电缆整体屏蔽接地电缆整体屏蔽接地菊花链菊花链干扰电流不断叠加干扰电流不断叠加一般一般比前者好比前者好每每个屏蔽直接接到带孔的个屏蔽直接接到带孔的铜带上，铜带折叠成环，铜带上，铜带折叠成环，接到接地装置上接到接地装置上更好更好15
16、11.2.2合理合理布线（系统）布线（系统）工业测控系统中常用的信号传输线缆有四种：工业测控系统中常用的信号传输线缆有四种：屏蔽屏蔽电电缆缆/双双绞线（测控系统常用屏蔽双绞绞线（测控系统常用屏蔽双绞线线）/光纤光纤/同同轴电缆轴电缆布线时依据标准，布线结果要有据可查布线时依据标准，布线结果要有据可查选材，质量最好是光纤，也最麻烦，不适于大多数的检测信号传输选材，质量最好是光纤，也最麻烦，不适于大多数的检测信号传输布线要尽量短，但要留有裕量（维修改造用）布线要尽量短，但要留有裕量（维修改造用）分类走线，小信号线路（一般指分类走线，小信号线路（一般指24V24V以下）和大功率噪声线路必须分开以下）
17、和大功率噪声线路必须分开 交流电交流电线路、控制线路和信号线路必须分开，并保持一定距离线路、控制线路和信号线路必须分开，并保持一定距离机械机械保保护护 室室内走线（加装穿线管，如内走线（加装穿线管，如PVCPVC管、镀锌管、薄壁不锈钢管等）管、镀锌管、薄壁不锈钢管等）架架空走线（桥架，室内采用喷塑处理、室外采用不锈钢）空走线（桥架，室内采用喷塑处理、室外采用不锈钢）埋埋地走线（必须加装穿线地走线（必须加装穿线管管）注意防止鼠患！注意防止鼠患！续接续接屏蔽电缆（尽量避屏蔽电缆（尽量避免免，必，必要时可要时可焊焊接，注接，注意续接处的绝缘和接触电阻意续接处的绝缘和接触电阻）双绞线（通过双绞线（通过
18、RJ45RJ45等标准接头续接）等标准接头续接）光纤（光纤接头连接最方便，但会产生光纤（光纤接头连接最方便，但会产生1020%1020%的光损失）的光损失）同轴电缆（采用标准接头，同轴电缆终端必须加配终端匹配器）同轴电缆（采用标准接头，同轴电缆终端必须加配终端匹配器）1611.2.3静电防护静电防护技术技术两种材料的摩擦、碰撞、剥离（接触后分离两种材料的摩擦、碰撞、剥离（接触后分离）的电荷积聚）的电荷积聚人人体有感觉的静电电压一般都体有感觉的静电电压一般都在上千伏乃至万伏在上千伏乃至万伏以上以上2000V有感；有感；3000V有光有光现在现在的集成电路和器件，因光刻线条越来越细（体积越来越的集
19、成电路和器件，因光刻线条越来越细（体积越来越小），抗静电的能力越来越低，一般小），抗静电的能力越来越低，一般100200V静电电压即可静电电压即可致使集成电路烧致使集成电路烧毁（毁（即使不上电）即使不上电）在在易燃易爆场合，静电影响也极具破坏力，如在有粉尘的场合、易燃易爆场合，静电影响也极具破坏力，如在有粉尘的场合、炼油化工区域炼油化工区域等等等等静电感应对静电感应对高高输入阻抗电路输入阻抗电路的影响尤为显著的影响尤为显著1711.2.3静电防护静电防护技术技术静电防护的主要措施：静电防护的主要措施：（1）【避免避免】系统表面尽系统表面尽可能平滑可能平滑，防，防止静电积聚；避免化纤类服装；止静
20、电积聚；避免化纤类服装；（2）【疏导疏导】要完全消除静电积聚很困难要完全消除静电积聚很困难，工，工作台、地面铺设防静电作台、地面铺设防静电材料，穿到防静电服和鞋袜，带防静电腕带；材料，穿到防静电服和鞋袜，带防静电腕带；（3）【中和中和】如果疏导不了，还可以加装离子风机、离子风枪来中和如果疏导不了，还可以加装离子风机、离子风枪来中和静电荷静电荷；其其它：它：地面地面*采用防静电采用防静电地板地板良好良好接地接地（2）保持保持一定湿度一定湿度可降低静电影可降低静电影响响1811.2.4 接地系统接地系统接地就是将一个点与某个接地就是将一个点与某个电电位基准面（通常是指大地）用导体连接起位基准面（通
21、常是指大地）用导体连接起来建立低电阻的导电通道。来建立低电阻的导电通道。三三种接地类型：种接地类型：安全接地安全接地工作接地工作接地干扰抑制接地干扰抑制接地自然界的土壤地层自然界的土壤地层有有3大大电气特性：电气特性：导电导电 导电率介于导电率介于良导体和绝缘体良导体和绝缘体之间之间 容容电量电量 可将电气设备和地间组成电气连接可将电气设备和地间组成电气连接可把土壤地层理解为等电位面，成为系统的基准电可把土壤地层理解为等电位面，成为系统的基准电位。位。防雷（瞬时高电位、大电流）防雷（瞬时高电位、大电流）保护人生设备安全（电荷积累、绝缘下降）保护人生设备安全（电荷积累、绝缘下降）建立信号基准，防
22、止电子设备内部电路相互干扰建立信号基准，防止电子设备内部电路相互干扰受受信信方方-防止外部干扰的影响防止外部干扰的影响干扰源干扰源-降低干扰辐射降低干扰辐射保护地保护地工作地工作地19从工业应用的角度来看，目前控制系统通常有两种接地方式从工业应用的角度来看，目前控制系统通常有两种接地方式：单独单独接地接地等电位联结（连接）等电位联结（连接）接接地地极极独立、干净独立、干净的接地装置的接地装置等电位接地网等电位接地网和单独接地相比，等电位联结有如下的和单独接地相比，等电位联结有如下的特点特点：常规的接地方式会因常规的接地方式会因电气设备故障或雷击会形成建筑物不同部位地电位电气设备故障或雷击会形成
23、建筑物不同部位地电位差的存在差的存在，严重时无法，严重时无法保障人身和控制系统的保障人身和控制系统的安全。采用安全。采用等电位联结等电位联结，就就可可减小或避免这种危险的发生减小或避免这种危险的发生。由于建筑物各处均为等电位，不易产由于建筑物各处均为等电位，不易产生共模干扰（生共模干扰（基准相同）基准相同）实施方便，等电位接地系统已为国际标准采用，并逐步在国家标准中推实施方便，等电位接地系统已为国际标准采用，并逐步在国家标准中推广。广。20S型型(星型星型)接地系统接地系统ERPEarthing Reference Point 接地基准点接地基准点等电位等电位接地网接地网控制系控制系统机柜统机
24、柜等等电位联结的三种方法电位联结的三种方法M型型(网络型网络型)接地系统接地系统混合型接地系统混合型接地系统PE电源保护地工作地电源保护地工作地PE配电箱配电箱等电位接地网等电位接地网机柜机柜接地汇流排接地汇流排接地接地干线干线注：两个接地点间会有数注：两个接地点间会有数mV，甚至几伏的电位差。这对弱电信号来说，是一，甚至几伏的电位差。这对弱电信号来说，是一个严重的干扰；控制系统的工作地和保护地不能在个严重的干扰；控制系统的工作地和保护地不能在“柜内柜内”混用混用。21串联接地因各电路的地电流在地线阻串联接地因各电路的地电流在地线阻抗以及连接阻抗会引起各电路间的抗以及连接阻抗会引起各电路间的耦
25、耦合合，应避免避免使用使用。如果不可避免，则应尽量使地线阻抗趋向最小。设备设备1设备设备2设备设备3I3I2I1ABCR1R2R3V VA AV VB BV VC C系统内部连接（串联接地和并联接地）系统内部连接（串联接地和并联接地）设备设备1 1设备设备2 2设备设备3 3R1R2R3I1I2I3R4A并联接地：电路间耦合减小并联接地：电路间耦合减小应强调应强调“分类汇总分类汇总”。汇总点离和地的接入点汇总点离和地的接入点愈近与好愈近与好。（R4显然是显然是愈小愈好愈小愈好）22低压系统接地制式按配电系统和电气设备（包括信息系统）不同的接低压系统接地制式按配电系统和电气设备（包括信息系统）不
26、同的接地组合来分类，按照地组合来分类，按照IECIEC规定，低压系统接地制式一般由两个字母组规定，低压系统接地制式一般由两个字母组成，必要时可加后续字母。成，必要时可加后续字母。按低压系统接地制式划分有按低压系统接地制式划分有TN-STN-S、TN-CTN-C、TN-C-STN-C-S、TTTT、ITIT等五种。等五种。低低压配电系统的接地制式压配电系统的接地制式第一个字母表示电源接地点对第一个字母表示电源接地点对地的关系：地的关系：T表示直接接地表示直接接地I表示不接地表示不接地第二个字母表示电气设备的外露导电部第二个字母表示电气设备的外露导电部分（如分（如DCS的机柜）与地的关系：的机柜）
27、与地的关系：T表示独立于电源接地点直接接地表示独立于电源接地点直接接地N表示直接与电源接地点连接。表示直接与电源接地点连接。后续字母表示中性线（后续字母表示中性线（N）与保）与保护线（护线（PE）之间的关系：）之间的关系：C表示表示中线中线（N）与保护线）与保护线（PE）合并为）合并为PEN线；线；S表示表示表示表示中线中线与保护线与保护线分开分开C-S表示在电源侧为表示在电源侧为PEN线，线，从某点分开为从某点分开为N及及PE线线23TN-C系统系统简单、经济简单、经济但当三相负载不但当三相负载不平衡时，平衡时，PENPEN线线有电流有电流，其所产，其所产生的压降呈现在生的压降呈现在电气设备
28、的外壳电气设备的外壳上，对敏感性的上，对敏感性的电子设备不利。电子设备不利。L1L2L3PENL1L2L3NPETN-S系统系统在正常时在正常时PE线上不线上不通过负荷电流通过负荷电流，与，与PE线相连的电气设线相连的电气设备的金属外壳在正备的金属外壳在正常运行时不带电位。常运行时不带电位。优先考虑优先考虑L1L2L3NPEL1L2L3PENTN-C-S系统系统前端前端TN-C系统系统后面为后面为TN-S系统系统L1L2L3NPEL1L2L3PETT系统系统TTTT系统内，电气设系统内，电气设备的金属外壳单独备的金属外壳单独接地，与电源在接接地，与电源在接地上无电气联系。地上无电气联系。其优点
29、是避免发生其优点是避免发生故障时，将故障电故障时，将故障电压蔓延。压蔓延。IT系统系统系统没有配出中性系统没有配出中性线。适用于大型电线。适用于大型电厂的用电。厂的用电。24（1）新近颁布的）新近颁布的建筑物电子信息系统防雷技术规范（建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB 50343-2004）第第5.4.1条作了下列强制性的规定：条作了下列强制性的规定：“电子信息系统电子信息系统设备由设备由TN交流配电系统供电时，配电线路必须采用交流配电系统供电时，配电线路必须采用TN-S系统系统的接地方式。的接地方式。”（“建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 GB50057-94”第第6.4.1条也如此规
30、定）条也如此规定）（2）石油化工仪表接地设计规范（石油化工仪表接地设计规范（SH 3081-2003）第第3.1.2条条规定：规定：“控制室用电应采用控制室用电应采用TN-S系统。整个系统中，保护线系统。整个系统中，保护线PE与中线与中线N是分开的是分开的。”25接接地电阻地电阻定义一：定义一：接地电阻包括上述四个电阻之和。其中，接地电阻包括上述四个电阻之和。其中，接地体附近的土壤电接地体附近的土壤电阻是主要的阻是主要的，RG2/RG3往往可以忽略不计。往往可以忽略不计。定义二：定义二：从仪表设备的接地端子到总接地板之间导体及连接点电阻的总从仪表设备的接地端子到总接地板之间导体及连接点电阻的总
31、和称为和称为联结电阻联结电阻；接地极对地电阻和总接地板、接地总干线及；接地极对地电阻和总接地板、接地总干线及接地总干线两端的连接点电阻之和称为接地总干线两端的连接点电阻之和称为接地电阻接地电阻。后一种说法是因为它对联结电阻和接地电阻分别提出了不同的要求。后一种说法是因为它对联结电阻和接地电阻分别提出了不同的要求。接地板、接地导线电阻接地板、接地导线电阻接地体电阻接地体电阻接地体与土壤接触电阻接地体与土壤接触电阻附近土壤电阻附近土壤电阻GR1GR2GR4GR3虽然土壤为不良导体，但因其容量、电流通路的截面积很大，故接地虽然土壤为不良导体，但因其容量、电流通路的截面积很大，故接地电阻电阻仍然很小仍
32、然很小。接地电阻接地电阻主要取决于接地极附近的接地电阻主要取决于接地极附近的接地电阻值值，和，和接地极的形状大小接地极的形状大小有关有关。上述上述接地电阻是指工频电流从接地体向周围大地散流时，土壤呈现的接地电阻是指工频电流从接地体向周围大地散流时，土壤呈现的电阻值，即为工频接地电电阻值，即为工频接地电阻。阻。控制系统的接地电阻通常要求控制系统的接地电阻通常要求4426接地系统接地系统接地联接接地联接接地装置接地装置接地连线接地连线接地汇流排接地汇流排接地分干线接地分干线接地汇总板接地汇总板接地干线接地干线总接地板总接地板接地极接地极接地总干线接地总干线接接地系统的组成地系统的组成27镀锌钢材、
33、铜、镀铜钢镀锌钢材、铜、镀铜钢铜的导电率是钢的铜的导电率是钢的8倍，铜的耐腐蚀性也比钢好，但铜的价格也是倍，铜的耐腐蚀性也比钢好，但铜的价格也是“好好”的，其单价约是镀锌钢的的，其单价约是镀锌钢的4-5倍。结论倍。结论接地材料的选择接地材料的选择1）接地系统的导线应采用多股绞合铜芯绝缘电线或电缆。）接地系统的导线应采用多股绞合铜芯绝缘电线或电缆。2）接地系统的导线应按下列数值范围选用：）接地系统的导线应按下列数值范围选用：接地连线接地连线12.5（mm2）接地分干线接地分干线416 mm2 接地干线接地干线1025 mm2接地总干线接地总干线1650 mm23)接地汇流排、联接板规格接地汇流排
34、、联接板规格接地汇流排宜采用接地汇流排宜采用256的铜条制作。的铜条制作。接地汇总板和总接地板应采用铜板制作。铜板厚度不应小于接地汇总板和总接地板应采用铜板制作。铜板厚度不应小于6mm，长，长宽尺寸按需要确定。宽尺寸按需要确定。281）仪表和控制系统的接地联结采用）仪表和控制系统的接地联结采用分类汇总分类汇总，最终与总接地板联结的方，最终与总接地板联结的方式。交流电源的式。交流电源的中线起始端中线起始端应与接地极或总接地板连接。应与接地极或总接地板连接。2）当已把建筑物（或装置）的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、）当已把建筑物（或装置）的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱的进线
35、配电箱的PE（保护接地线）（保护接地线）母母排排等等形成形成等电位联结时，仪表、控等电位联结时，仪表、控制系统各类接地也应汇接到该总接地板，实现制系统各类接地也应汇接到该总接地板，实现等电位联结等电位联结。3）当尚未形成等电位联结，仪表、控制系统可以采用）当尚未形成等电位联结，仪表、控制系统可以采用单独接地单独接地，工作接，工作接地采用单独的接地体并与电气专业接地体须相距地采用单独的接地体并与电气专业接地体须相距5m以上以上。4）在各类接地联结中）在各类接地联结中严禁接入开关严禁接入开关或或熔断器熔断器；地下地下部分要采用焊接连接。部分要采用焊接连接。接接地原则地原则295.3.6.电源系统的
36、防雷设计简介电源系统的防雷设计简介第第1类器件：突波吸收，如压敏电阻，防雷设备常用类器件：突波吸收，如压敏电阻，防雷设备常用第第2类器件：击穿后残压很低，如气体放电管，防雷类器件：击穿后残压很低，如气体放电管，防雷设备常用设备常用防雷的本质就是浪涌抑制，应防雷的本质就是浪涌抑制，应在大干扰（如雷电能量）进入在大干扰（如雷电能量）进入设备前将能量泄放至大地设备前将能量泄放至大地30限限压型器件，当两端施加工作电压时阻值很高，漏电流为压型器件，当两端施加工作电压时阻值很高，漏电流为A级。随着电压升高，级。随着电压升高，阻值降低，电压超过一定值后阻值急剧降低，漏电流可阻值降低，电压超过一定值后阻值急
37、剧降低，漏电流可高达几十高达几十KA，形成，形成雷电泄雷电泄放通道。当电压回复至工作电压后，压敏电阻恢复原来状态。放通道。当电压回复至工作电压后，压敏电阻恢复原来状态。Uc：最大最大持续工作交流电压，开关电源一般为持续工作交流电压，开关电源一般为300V左右。左右。U1mA：标称电压，指漏电流达到：标称电压，指漏电流达到1mA时施加的端电压，一般为时施加的端电压，一般为470V。Umax：最大限制电压：最大限制电压 In：额定额定通流能力，能安全泄放多次雷电流，一般通流能力，能安全泄放多次雷电流，一般 20KA。Imax：最大通流能力，能安全泄放：最大通流能力，能安全泄放1次，一般次，一般 4
38、0KA，泄放后电阻可能损坏。，泄放后电阻可能损坏。响应时间：一般响应时间为响应时间：一般响应时间为1100ns。正常工作时正常工作时300V1mA标称电压下标称电压下=470V=1mA泄放电压泄放电压775V可达可达40KA 通常可以按照通常可以按照 Uc=1.5*UP或或=2.2*UAC计算，计算，UP为峰值电压，单相电网为为峰值电压，单相电网为310VA.A.压敏电阻压敏电阻31气体放电管气体放电管为开关型器件。为开关型器件。当放电管两当放电管两端电压小于触发电压端电压小于触发电压时，为断路状态，基本无漏电流。时，为断路状态，基本无漏电流。当当电压高于触发电压电压高于触发电压时，气隙被击穿
39、，可认为短路。时，气隙被击穿，可认为短路。直流开关电源常用的放电管工作电压为直流开关电源常用的放电管工作电压为255V，促发电压为，促发电压为400V左右。左右。放电管触发以后，当两端的电压下降至工作电压以内时，气隙不能灭放电管触发以后，当两端的电压下降至工作电压以内时，气隙不能灭弧，继续有电流通过。气体放电管的灭弧电压很低，一般为弧，继续有电流通过。气体放电管的灭弧电压很低，一般为2050V，因此不能安装在火线与零线、火线与地线之间因此不能安装在火线与零线、火线与地线之间。正常工作时正常工作时 触发电压触发电压400VR 0I=40KA续流期间续流期间50VR 0B.B.气体放电管气体放电管
40、324P防雷：防雷：国内比较少国内比较少在在TN系统系统(等电位等电位)，当某相压敏电阻失效，保护地和电源地连通，短，当某相压敏电阻失效，保护地和电源地连通，短路电流很大，防雷开关迅速跳开；路电流很大，防雷开关迅速跳开；在在TT系统系统(单独接地单独接地)，两地之间的地电阻较大，短路电流不大（如几，两地之间的地电阻较大，短路电流不大（如几十十A），防雷开关断不开，带来危险（如长时间大电流而起火），防雷开关断不开，带来危险（如长时间大电流而起火）C.4PC.4P防雷系统防雷系统333P+1防防雷雷（1）TN系统没有问题，因压敏电阻接在相线和零线之间，故系统没有问题，因压敏电阻接在相线和零线之间，故TT系统也没有问题系统也没有问题（2）差模干扰：压敏电阻能有效泄放）差模干扰：压敏电阻能有效泄放（3）共模）共模干扰：通过压敏电阻和气体放电管泄放干扰：通过压敏电阻和气体放电管泄放（4）零线上的电压通过放电管泄放，放电管的续流现象正好使零地残压降得很低。）零线上的电压通过放电管泄放，放电管的续流现象正好使零地残压降得很低。D.3P+1D.3P+1防雷系统防雷系统34本课程的内容到此结束本课程的内容到此结束感谢全体同学的配合感谢全体同学的配合
