低阻抗接地系统网的设计与施工

1.概述
2.独立接地系统
3.共用接地系统
在共用接地系统基础上，可以进一步把整个机房设计成一个等电位准“法拉第笼”，图1为建筑物“笼式”结构示意图，建筑物防雷、电力、安全和计算机共用一个接地网，接地下引线利用建筑物主钢筋，钢筋自身上、下连接点应采用搭焊接，上端与楼顶避雷装置、下端与接地网，中间与各层均压网、环形接地母线焊接成电气上连通的“笼式”接地系统。接地电阻一般应小于1Ω，为减少外界电磁干扰，建筑物钢筋、金属构架均应相互焊接形成等电位准“法拉第笼”。这种结构系统，不同层接地母线之间可能还有电位差，应用时仍要注意。
2.1.1接地体（又称接地电极或地网）。接地体是使系统各地线电流汇入大地扩散和均衡电位而设置的与土壤物理结合形成电气接触的金属部件。
2.1.2接地引入线。接地体与接地总汇集线之间相连的连接线称为接地引入线。接地引入线应有足够的导流面积，并作防腐蚀处理，以提高使用寿命。
根据等电位原则，提高接地有效性和减少地线上杂散电流回窜，接地汇集线分为垂直接地总汇集线和水平接地分汇集线两部分。
②水平接地分汇集线：分层设置，各通信设备的接地线就近引入到水平接地分汇集线上。
2.2地线反击电压
雷击大楼后，接地系统的电位升高，使所有与它连接的设备外壳带上了高压。而计算机设备又是经过信号线或电源线引至远端的零电位点。于是升高的外壳电位便在设备的平衡电位纵向绝缘上出现高压，并可能导致绝缘被击穿。为此大楼进线应用金属护套电缆或电力电缆加强绝缘，隔离或分流限幅等方法，均可收到防护的效果。加强绝缘，就是提高界面处直接承受冲击电压的介质的绝缘水平，使其不被过电压击穿。隔离，如在电源进线上，加1∶1的隔离变压器，使用电设备与供电电源没有电气上的连接，相当于将反击电压转移到隔离变压器的初线和机壳之间，从而保护了设备的安全，见图2.信号线侧亦可采用类似措施。分流限幅，其实就是利用纵向保护，当大楼提高了电位之后，启动线路防雷器的纵向保护元件，把冲击电流引到线路上。因地电位的提高，实际上相当于从线路进入极性相反的冲击波，线路上防止雷电冲击波侵入的纵、横向保护，在这种情况也起保护作用。因此不论采用何种接地方式，系统和外界的连线总是应该安装防止纵、横向瞬间过电压的保护设备。采用共用接地后，有可能因设计或施工不合理，在设备之间产生干扰，应该引起注意，并应采取相应措施予于消除。
雷击建筑物或附近地区雷电放电所产生的瞬变电磁场，会在建筑物内信号线路接口处产生瞬态过电压，此过电压大小与布线走向等有关，因此合理布线、屏蔽及接地也是很重要的。
接地在防雷工程中的作用举足轻重，一个良好的接地系统不仅会使雷电流泄放的速度加快，缩短雷电压在建筑各系统停留的时间，而且有利于降低雷电流入地时地电位瞬间升高的幅度。
接地装置的接地电阻由以下几部分构成：
4.1.2接地体（水平接地体、垂直接地体）本身的电阻，其阻值与接地体的材质和几何尺寸有关。
4.1.4散流电阻是从接地体开始向远处（20米）扩散电流所经过的路径土壤电阻，决定散流电阻的主要因素是土壤的含水量。
垂直接地体的最佳埋设深度，是指能使散流电阻尽可能小，而又易达到的埋设深度。决定垂直接地体最佳深度，应考虑到三维地网的因素，所谓三维地网是指接地体的埋设深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网（即埋设深度与等值半径之比大于1/10）。在可能的范围内埋设深度应尽可能取最大值，但并不是埋设深度越深越好，如果把垂直接地体近似为半球接地体，其电阻为：
式中、ρ—土壤电阻率；
从式中可见，R与L成反比，为使R减小，L越大越好，但对上式偏微分：
可以得出，随着L的增大，降阻率aR/aL与L2成反比下降，就是当增大L到一定程度后，基本上呈饱和状态，降阻率已趋近于零。垂直接地体的最佳埋设深度不是固定的，在设计中应按接地网的等值半径，区域内的地质情况来确定，一般取3.5～1.5米之间为宜。
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