【正文】 ， ? 在雷電防護(hù)中我們關(guān)心的是 “ 沖擊接地電阻 ” ，因?yàn)?， 雷電是一個(gè)沖擊波 。 ? 但對(duì)于 “ 貫通地線不是 ” 降低接地電阻的措施 ? 1） 更換土壤 ：由垂直棒狀接地體的計(jì)算公式 R＝(ρ 0/π 2L) ? 2） 適當(dāng)增加接地體長度和體積 ： ? 3） 深埋接地體 ： 深埋到土壤電阻率較低的土壤中 ? (請(qǐng)看下頁的說明 ) ? 4） 物理降阻 ：在土壤中添加木炭 ， 煤粉和碳黑粉等可以降低土壤電阻率和含養(yǎng)水分 。 ? 5） 化學(xué)降阻 ： ? 但是，在化學(xué)降阻問世 30多年中，發(fā)現(xiàn) 不管是膠體狀、液體狀還是干粉狀、顆粒狀，在使用中它們要半年后才趨于穩(wěn)定、在水分含養(yǎng)高的地方，化學(xué)降阻流失較快（因此，有廠家在研究長效降阻劑），不適應(yīng)永久接地裝置的需要、由于要減少降阻劑本身的電阻，一般在再降阻劑內(nèi)加入了強(qiáng)電解質(zhì)物質(zhì)，強(qiáng)電解質(zhì)本身大部分偏酸，對(duì)原接地體金屬有腐蝕作用，降低了接地體的壽命。 5）外引接地法 ? 外引接地的有效距離隨土壤電阻率增大而加長。表 418是不同土壤電阻率的外引接地體極限長度。m） 100 200 400 800 1600 3200 外引接地的極限長度eff(m) 20 40 80 113 電氣電子設(shè)備的接地系統(tǒng) ? 電子設(shè)備的接地系統(tǒng)是特指 電子設(shè)備系統(tǒng)本身的接地系統(tǒng) 。 接地系統(tǒng) ? 1）接地的種類 ? 防雷地： 機(jī)房建筑物的避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶的地，以及為 SPD的地 ? a)交流電源 工作地 （ 交流電源中性 地 線） ? b)設(shè)備安全 保護(hù)地 （ PE電源 SPD也用該地） ? c)電磁兼容接地（屏蔽地 ，機(jī)架接地） ? d)通信及計(jì)算機(jī)直流地 （在數(shù)據(jù)通信中叫邏輯地） ? e)防靜電地 從前通行的做法是各自獨(dú)立設(shè)置接地裝置，各接地裝置間保持?jǐn)?shù) m以至 20m的距離。 ? 缺點(diǎn)：是獨(dú)立接地的計(jì)算機(jī)通訊系統(tǒng)，在雷電瞬時(shí)電壓很高時(shí)， 各接地系統(tǒng)點(diǎn)的電位 可能相差很大，其設(shè)備元件容易擊穿而損壞。 3）共用接地系統(tǒng) ? 把需要接地的各系統(tǒng)統(tǒng)一接到一個(gè)地網(wǎng)上 ， 或把各系統(tǒng)原來的接地網(wǎng)通過金屬在地下或地上連接起來 ， 使各接地系統(tǒng)之間成為電氣相通的一個(gè)地網(wǎng) 。 ? 在一個(gè)電子設(shè)備機(jī)房建筑物狹小的空地上要做相互距離大于 20m的多個(gè)接地裝置 ， 并與各種地下金屬管道 、 電纜金屬護(hù)套 （ 或屏蔽層 ） 、 各大金屬構(gòu)件有足夠的距離不易做到 。 從防雷的角度講 ， 共地系統(tǒng)的防雷效果最好 。 ? 因此 ， 共地系統(tǒng)是有嚴(yán)格規(guī)范的 。這種多種接地方式的結(jié)合被稱為混合接地方式，具體使用方法如下。這樣不僅能夠有效地抑制公共阻抗耦合和低頻接地環(huán)路引起的干擾，同時(shí)又使各接地系統(tǒng)間保持等電位，因而可以最大限度地使通信與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)免遭高電位反擊，使工作人員免遭雷擊傷害。 ? 對(duì)于既有的小站，由于在整治過程中建造一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的接地網(wǎng)有困難，因此多采用混合接地。由各種原因產(chǎn)生的干擾電流 Ig在接地地平面內(nèi)流動(dòng)，并在 A、 B點(diǎn)間和 B、 C點(diǎn)間產(chǎn)生感應(yīng)電壓 Vg1和Vg2（因?yàn)閮牲c(diǎn)間有電阻，干擾電流 Ig經(jīng)電阻產(chǎn)生電壓）。當(dāng)電子設(shè)備信號(hào)頻率低時(shí)，可以忽略接地線的阻抗（電阻、感抗、容抗），所以，A’ 、 B’ 、 C’ 的電壓與 B點(diǎn)基本一致 。 電子設(shè)備接地圖 ? 星形結(jié)構(gòu)（ S）是一點(diǎn)接地，有接地參考點(diǎn)ERP. ? 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（ M）是多點(diǎn)接地，與大地網(wǎng)就近接 ? 對(duì)整個(gè)大樓 （ 局站建筑 ） 來看 ， 圖 中小方塊就是一個(gè)系統(tǒng) （ 或一個(gè)機(jī)房 ） ；而對(duì)單獨(dú)一個(gè)系統(tǒng) （ 或一個(gè)機(jī)房 ） 來說 ，圖中的小方塊就是一臺(tái)設(shè)備或一個(gè)機(jī)框 。圖所示的接地分配系統(tǒng)是從一點(diǎn)接地的概念發(fā)展起來的。 地網(wǎng) 第一級(jí)節(jié)點(diǎn) （ 總 接地匯流排 ） 第二 級(jí)節(jié)點(diǎn) （ 接地匯流排 ） 第三 級(jí)節(jié)點(diǎn) （ 設(shè)備機(jī)殼 ） 第四 級(jí)節(jié)點(diǎn) （ 機(jī)箱 內(nèi)的分 接地匯流排 ） 第一級(jí)節(jié)點(diǎn)是總接地匯流排 （ 美國標(biāo)準(zhǔn)稱為總接地匯流排 MGB或系統(tǒng)接地點(diǎn)SEGP） ， 第二級(jí)節(jié)點(diǎn)是接地匯流排 ， 第三級(jí)節(jié)點(diǎn)是機(jī)架和機(jī)箱的分配點(diǎn) ， 第四級(jí)節(jié)點(diǎn)是電路板上的接地分配點(diǎn) 。 第二級(jí)節(jié)點(diǎn)接地匯流排一般作成條形或不閉合的環(huán)形 ， 以與機(jī)柜等的連接線最短 （ 一般不應(yīng)超過 30cm） ， 也可用母線 。 通常接地螺栓設(shè)在機(jī)殼的底部 ， 以便于從底部接線 ， 或在機(jī)殼的頂部 ， 以便于從機(jī)殼上面的電纜托架內(nèi)的接地匯集線連接 。 信號(hào)機(jī)房電纜托架和機(jī)柜布置示意圖， 圖中 BEC是綜合地線 NS1 chassisequipmentequipmentc a ble c h a ss isc a ble tra ystelecommB ECUPS 接地裝置接地電阻的測(cè)試 ? 接地電阻值可以用儀表進(jìn)行測(cè)試，它是度量接地體性能的一項(xiàng)最重要的指標(biāo)。而土壤電阻率與土壤的性質(zhì)、土壤的含水量和溫度（季節(jié)）有關(guān)。 因此 ， 我們?cè)跍y(cè)試接地電阻時(shí) ， 人為的向被測(cè)接地體注入一恒定電流 ， 測(cè)出這一電流值以及接地體在泄放電流時(shí)的電位 （ 電壓 ） 值 ， 便可知道接地電阻的數(shù)值 。 A ～ V I 注入的交 流 電流 1 2 0 接地體 電壓極 電流 極 1）尋找零電位點(diǎn) ? A、 B分別為埋在土壤中的棒狀接地極，但電流由A、 B注入后流入大地，在接地極周圍產(chǎn)生了電壓降并逐漸向四周擴(kuò)散，接地極周圍的電阻（阻抗）隨離開接地極距離變化，電場(chǎng)分布如圖 2下部所示。電壓變化越慢，當(dāng)距離 A、B電極一定位置，如圖中的 C、 D之間時(shí)，電壓趨于零。 20m 20m E P C C1 G C GR S 圖 3 用 ZC系列地阻儀測(cè)接地電阻布極圖 C2 P1 P2 鐵路通信信號(hào)機(jī)房測(cè)試注意 ? 鐵路信號(hào)系統(tǒng)的接地裝置大部分是地網(wǎng)，因此在測(cè)試時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： ? a )首先要弄清被測(cè)地網(wǎng)的體尺寸，確定被測(cè)地網(wǎng)的對(duì)角線長度 D,或圓形地網(wǎng)的直徑 D。如圖 4所示： dCG=（ 2～3） D。 ? 在土壤電阻率不均勻的地區(qū)，電流極到地網(wǎng)的距離應(yīng)取 3D，電壓極到地網(wǎng)的距離應(yīng)取 。 (2）夾角法 ? 夾角法又叫三角法 ? 電流極連線和電壓極連線等長，且有 29176。 的夾角。 時(shí)誤差最大。 D α≈30176。 ? 表 3 測(cè)量誤差在 ?10％時(shí) α值允許范圍表 dPG或 dCG D 2D 3D 4D 5D 6D α值允許范圍（ 176。 ? 原因：分流 ? 解決辦法 ： 布放測(cè)量電極時(shí)要了解地下管道和電纜布放情況，避免測(cè)量電流與其同方向，有鋼軌的地方，最好布極是考慮測(cè)量電流與鋼軌垂直，更要忌諱接地極和布放的電極不在鋼軌的同側(cè)?，F(xiàn)在通行的做法是多次測(cè)量，畫出電阻時(shí)間曲線，取幾次測(cè)量的最相近的值為該接地裝置的接地電阻值，應(yīng)盡量在接地極所在的牽引供電區(qū)段無電氣列車通過時(shí)測(cè)量。應(yīng)平直，是投影，接地裝置對(duì)角尺寸大于 10m的稍大一點(diǎn)的接地網(wǎng) 應(yīng)按表表 2布極 。 ? 電力規(guī)范建議地網(wǎng)測(cè)量最好是采用夾角布極的方式 （ 2）接地極接地電阻的影響 ? 測(cè)量輔助電極與大地接觸不好，可以使測(cè)試電流變小 ? 測(cè)量時(shí)，電流極與大地接觸不好，會(huì)使測(cè)量極本身的接地電阻偏大。 （ 3）防雷改造后的鐵路信號(hào)機(jī)房地網(wǎng)由于歷史的原因構(gòu)造復(fù)雜 。 ? （ 4）測(cè)量時(shí)土壤太濕潤或太干燥都與實(shí)際土壤電阻值有差距。 最好在測(cè)量接地電阻時(shí)記錄當(dāng)?shù)氐耐寥狼闆r，尋求當(dāng)?shù)氐募竟?jié)修正系數(shù)。 實(shí)際是將電流源 、 電壓表 、電流表結(jié)合在一個(gè)測(cè)試儀表中 。 測(cè)試時(shí) ， 電 極 布 置 可 用 。 頻率變化可以控制 。 信號(hào)處理： 將接地體上取得的電流和電壓信號(hào)進(jìn)行處理 。 數(shù)據(jù)采集： 將采集的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量、通過 I/O電路實(shí)現(xiàn)對(duì)可變頻電源和信號(hào)處理電路等的控制?？梢詫?duì)在用設(shè)備的地阻進(jìn)行在線測(cè)量，而不需切斷設(shè)備電源或斷開地線 ? 缺點(diǎn)： 被測(cè)接地體必須能形成電流回路 ，同時(shí) 測(cè)量誤差較大 ，因此國家為將其納入法定檢測(cè)儀表中去 ? 測(cè)量原理 鉗形地阻表有兩組線圈 ， 一為發(fā)送線圈 ， 這一特殊的電磁變換器送入線纜１ ． ７ｋＨｚ的交流恒定電壓 。 接收圈線圈采集到這一感應(yīng)電流后 ，便可計(jì)算出閉合回路上的電阻 。因此將鉗形地阻表示數(shù)作為被測(cè)的這一個(gè)接地體的接地電阻是不準(zhǔn)確的 。 如有 N個(gè) 個(gè)求知數(shù) ， 必須解 N個(gè)方程的非線性方程組 ， 它是有確定解的 ， 但是人工解它是十分困難的 ， 當(dāng) N較大時(shí)甚至是不可能的 。 ? 另外 ， 本方法對(duì)于兩個(gè)接地體的接地系統(tǒng)是無能為力的 。 但是 ， 用戶完全可以利用您的接地系統(tǒng)的周圍環(huán)境 ， 人為地制造一個(gè)回路進(jìn)行測(cè)試 。 ? 對(duì)接地網(wǎng) ， 這種方法得出的數(shù)值準(zhǔn)確性如何 ， 大家可以得出自己的結(jié)論 。 下圖說明這種土壤電阻率的測(cè)量方法，其中， C1和 C2是電流注入探針， P1和 P2是電位探針，用于測(cè)量地內(nèi)的電位差。圖中， I表示通過 C1和 C2的注入電流，V表示 P1和 P2間的電位差。如果電極 C深入土壤，電流通常會(huì)增加，然而 , P1與 C間的電壓也根據(jù)電流增量按比例增加。然而，我們必須注意要把 P1和 P2的接地電阻減小到最低水平，使測(cè)量設(shè)備的輸入阻抗比 P1和 P2的輸入阻抗高出許多。因此，電位分布并不符合上兩式 。 鐵路綜合接地系統(tǒng)（ integrated earthing system） ? 鐵路綜合接地系統(tǒng)概念 ? 以接觸電壓和鋼軌電位的安全標(biāo)準(zhǔn)為基點(diǎn) ，以維護(hù)人身安全和設(shè)備為目的的等電位防護(hù)系統(tǒng)。 ? 避免了單獨(dú)設(shè)置人工接系統(tǒng)所需的場(chǎng)地和較大花費(fèi)。m，比土壤還低為），是目前最好的接地系統(tǒng)。 1)電化區(qū)段接地的特點(diǎn) ? 電化區(qū)段牽引回流和短路電流經(jīng)鋼軌并在鋼軌與大地、鋼軌與臨近的設(shè)備、鋼軌與相連的信號(hào)設(shè)備間形成電位差。 ? 為了人身和設(shè)備的安全，各國對(duì)電化區(qū)段，尤其對(duì)牽引回流大的高速鐵路（ 高速鐵路牽引負(fù)荷是普速鐵路牽引負(fù)荷 3~4倍，并具有持續(xù)性 ）的接地方式進(jìn)行了研究，形成以法國為代表的歐洲“綜合接地”方式和日本的“分別接地方式”。 3)綜合接地優(yōu)點(diǎn) ? 降低了鋼軌電位，保障了人身和設(shè)備安全。對(duì)于場(chǎng)坪面積有限或高土壤電阻率地區(qū)、橋梁、隧道的接地系統(tǒng)，更具優(yōu)勢(shì) 。 ? 優(yōu)點(diǎn)：避免了牽引回流對(duì)信號(hào)及沿線電子設(shè)備的影響（工作地和安全地分開，必須采取隔離措施）。 應(yīng)沿線路方向?qū)嵤┚C合接地系統(tǒng)，并符合 EN501221要求 ? 為保證線路兩側(cè)的人身安全，設(shè)置綜合接地系統(tǒng)是高速鐵路與普速鐵路的主要區(qū)別。 項(xiàng) 目 接觸電壓 (V) 鋼軌電位 (V) 正常、長期運(yùn)行 60 120 故障、短時(shí)運(yùn)行 () 842 1684 綜合接地系統(tǒng)定義 ? 將鐵路沿線一定范圍內(nèi)的牽引供電系統(tǒng)、電力供電系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及其它電子信息系統(tǒng)、建筑物、道床、站臺(tái)、橋梁、隧道、聲屏障等需要接地的裝置通過貫通地線連成一體的接地系統(tǒng)。（注：包括埋在地中的接地極、接地線、與接地極相連的電纜屏蔽層、及與接地極相連的設(shè)備外殼或裸露金屬部分、建筑物鋼筋、構(gòu)架在內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng)。接地體本身電阻不會(huì)很大，所以以決定接地體電阻的主要是接地體與土壤的接觸電阻，接地體在土壤中的流散電阻。不管是從地理地還是電氣地角度看，大地都是電位等于零的一個(gè)大的實(shí)體。將這些金屬部件接地可以使其被電化干擾感應(yīng)電壓維持安全水平。 它以沿軌道兩側(cè)敷設(shè)的 AEC和 BEC（綜合接地線或稱“貫通地線”）為主干，充分利用沿線橋梁、隧道、路基地段構(gòu)筑物設(shè)施內(nèi)的的自然接地體（這些自然接地體是綜合接地系統(tǒng)的細(xì)胞 子地網(wǎng)），形成沖擊電阻極低的等電位（近似大地零電位）綜合接地平臺(tái)（大地網(wǎng)）。 4 ） 沿高速線敷設(shè)的埋入地下的接地電纜（綜合接地線，也稱“貫通地線”） BEC（ buried earth cable），作為所有安裝設(shè)備的接地連接。該措施被稱為接地橫向連接