控制系统接地工程的设计

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仪表及控制系统S型接地连接（分类汇总）
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TN-S制中 的PE线
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电子信息设备机房S 型等电位连接网络示意图
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机柜
2) M 型接地连接
M 型等电位连接网络是 通过多点连接组合到接地系统 中去。此时，各金属组件不应 与共用接地系统各组件绝缘。
M 型等电位接地网络宜 用于延伸较大的开环系统，而 且在设备之间敷设许多线路和 电缆，以及设施和电缆从若干 处进入该信息系统。
大的容电量，故就可以把土壤地层理解为等电位点或等电位面，成为电 路或系统的基准电位。
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1.2 中国对接地技术的贡献
接地技术的发明,一直来都认为是1753年美国科学家富兰克林在 进行雷电试验时，在大地上安装了接线端子，即实施了人类的第一 次的所谓接地技术。
其实，接地和“引雷入地”技术发明的真正鼻祖，应追溯到300 年前，来华传教士、葡萄牙人安文斯（1609-1677）在《中国的十二 大奇迹》一书中对中国建筑的特点和渊源的述说。他在书中介绍， 屋顶脊吻龙上的金属条一端插入地里，这样，当闪电落在屋上或皇 宫时，闪电就被龙舌引向金属条通路，并且直奔地下消散，因而不 致伤害人（见林清凉、戴念祖著的“电磁学”）。
在它们之间产生的电位差。
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接地系统在概念和技术上，近十年发生了很大的变化，其中 最重要的转变是：
以前的接地系统是否合格以接地电阻值为准，现在侧重于接地 结构兼顾接地电阻值，特别是从独立接地到采用共用接地网实行等 电位连结方式的转变。
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2 接地系统的组成（包括接地连接和接地装置） (总连接电阻一般要求小于1欧姆；机柜内部的连接电阻应小于0.1欧。)
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2）将独立接地的接地线连接在一起(通过地面上的金属导体实现等 电位连接）
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3）联合接地 这种接地方式是将控制系统在内的电子信息设备和其它电气系统的
接地系统连接在一起，形成“联合接地”并一点接地，接地电阻按要 求的最小值确定。
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4）将接地线连接到共用接地网上
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共用接地是以等电位观点为主体思想的多点连接： 所谓等电位，即设备和装置外露的导电部分通过共用接地网实现等 电位连接。 所谓多点是指将建筑物基础钢筋、地下金属管道、埋地电缆的金属 外皮都成为很好的接地极。
式中：p——土壤中的含水量（相对体积），%；
ρv ——土壤中水的电阻率，Ωm。 由此可见，含水量为零的土壤干燥 体是绝缘体。
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不同种类水的电阻率
水的种类 海水
地下水 湖水、河水
雨水 化学纯净水
电阻率（Ω ·m） 0.1 ～ 0.5 10 ～ 150 190 ～ 400
800 ～ 1,300 250,000
设备在正常条件下，在可触及零部件与地之间，任意两个可触及 的零部件之间，如交流电压的有效值有可能超过33V（或峰值超过 46.7V），直流电压值有可能超过70V时，都必须设置保护地。
注意： 1）不是按工作(电源）电压的高低； 2）交流和直流不一样。
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1.4 接地方式的四种形态
如果有几个并存的系统或设备需要接地时，接地的方式可以有 如下图所示的四种形态： 1)各个设备独立接地
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1.3 接地的作用
接地的作用有二：
1）保护人身和设备安全，总称保护地，包括安全地 、防雷地、 本安地、防静电地等；
2）抑制干扰，即为信号电压或系统电压提供一个稳定的电位参 考点。总称工作地，包括屏蔽地、模拟地、数字ห้องสมุดไป่ตู้等。
上述的各种接地名称，都是按接地的用途命名的。同一个接地 装置往往具有多个接地用途。
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不同土壤种类的电阻率
土壤的种类 沼泽地及泥地
粘土质砂地 砂地
砂岩及岩盘地带 混凝土（基础结构体）
电阻率（Ω ·m） 80 ～ 200 150 ～ 300 250 ～ 500
10,000 ～ 100,000 38 ～ 80
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2）土壤的容电量 土壤具有无限大的容电量。 因导电，故可将用电设备和地之间组成电气连接；又因为具有无限
在复杂系统中，可以将S 型和M型两种等电位连接网络组 合在一起。
接地连接
接地装置
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2.1 共用接地网S型和M型连接
机柜
1) S型连接
S型等电位连接网络仅通过 唯一的一点（ERP）组合到接地 系统中去。
特点：无感应环路；组件间 要绝缘；接地电缆平行敷设（可 能多而长）。
S型也称星型或树型。联合 接地属于S型连接。
接地网
ERP
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由于等电位连接减小了系统内各金属部件和各系统间的电位差 （但并非是真正的等电位体），无论是从防雷的角度或者是从减小 控制系统的共模干扰来看，这都是十分有益的。
实施等电位连接的方法： 将分开的装置和诸导电物体用导体连接； 采用共用接地网； 用浪涌保护器（SPD）连接起来，以减小雷电流或其它干扰电流
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例：仪表保护地的设置原理
V
机壳
V
Z1
杂散电阻
Z1
Z2
Z2
机壳不接地
机壳接地
Vj
V
Z2 Z1 Z2
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什么情况下设置保护地？
根据《GB 4793.1-2007，测量、控制和实验用电气设备的安全要 求 第1部分：通用要求(IEC 61010-1:2001,IDT)》的规定：
他的记述比起富兰克林要早一个世纪。由此可见，接地技术真 正的发明者应该是在我们中国。
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据查证，世界上最早提出采用共用接地网实现等电位连接的是我 国在1958年建设人民大会堂时采用的笼式接地网，比起英国GOLDE在 《雷电》一书中提及要早十八年（王时洵先生）。
在标准中出现等电位接地是1999年的“IEC 61312-2”，我国是从 2000年才开始出现在各类标准中。
控制系统接地工程的 设计
DESIGN OF EARTHING ENGINEERING
FOR CONTROL SYSTEM
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1 概述
1.1 从电气特性看自然界的土壤层
1） 土壤的导电性（电阻率Ω∙m）
土壤电阻率ρ取决于土壤中水的含量以及土壤中水的电阻率。

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