安全、电磁兼容与接地资料教程.ppt

安全、电磁兼容与接地
北京四方继保自动化股份有限公司
田 蘅
继电保护专委会机械结构及工艺学组四届一次会议
2006－08，吉林市
0 引言
接地系统的作用
人身安全防护
防止故障电流对人体带来的电 ■ 谐波 ·电压波动 ·频率变化
■ 电压突降/中断 ·频率变化
■ 三相电压不平衡
2 电磁兼容
电力系统主要骚扰源
a）大功率电气设备，例如发电机、变压器；
b）高压开关和隔离开关；
c）高压线路和母线；
d）手持式无线电收发机及其它电磁辐射源；
2 电磁兼容
电力系统主要骚扰源
e）电线电缆；
f）分散的接地网和大型接地环；
g）雷电；
h）系统故障；
i）人体或物品的静电放电（ESD）；
j）二次回路的开关和继电器；
k）其它电气设备，例如整流器、电焊机、开关电源等
抗干扰接地
接地的种类
信号地－各种物理量的信号传感器和信号源的零电位的公共基准地
模拟地－模拟电路零电位的公共基准地
数字地－数字电路零电位的公共基准地
功率地－负载电路或驱动电路零电位的公共基准地
电源地－电源零电位的公共基准地
屏蔽地－电磁屏蔽的零电位公共基准地
抗干扰接地
目的
把骚扰电流导入大地，减低或消除对电子电路的影响。
功能地设计原则
低阻抗地线――粗、短、直的地线，良好的导电体和可靠的接触；
避免形成地环路，以消除因环路产生的磁感应干扰；
避免地电流的相互串扰。
抗干扰接地
接地设计导则（传统的方法）
a) 在PCB设计中，信号地、数字地、模拟地（弱电地）与功率地、电源地（强电地）和屏蔽地分开设置，并最少达到功能性绝缘要求；
b) 在装置设计中，弱电地应与保护地（安全地）分开设置，并最少达到基本绝缘要求；
抗干扰接地
接地设计导则（传统的方法）
c) 在装置设计中，强电地、屏蔽地可与保护地合并于保护接地端子或保护接地点；
d) 在屏、柜设计中，弱电地应与保护地（安全地）分开设置并绝缘，并至少以双重绝缘或加强绝缘与危险带电部分隔离。
抗干扰接地
接地设计导则（传统的方法）
功率电路
模拟电路
数字电路
接地设计导则（传统的方法）
接地设计导则（传统的方法）
接地设计导则（传统的方法）
特点：
安全地、功率地（噪声地或强电地）、数字地（或弱电地）在装置一级分别设置（3地）；或安全地、功率地合并，与数字地分别设置（2地）
在运行现场“3地”（或“2地”）合一
抗干扰接地
绑接设计方法（新的观点）[3] [7]
a) 发电厂、变电站的接地原则是形成一个三维的网状网络地，所有设备间的接地实现等电位绑接；
b) 所有建筑物金属结构件、金属管道、电气设备金属外壳，包括电子设备的金属隔室、电缆支架或托盘、升降机等，均应实现电气连接；
抗干扰接地
绑接设计方法（新的观点）
c) 放弃原有的将电子电路的功能地、屏蔽地、设备外壳地（安全地）隔离的作法；
d) 各种（接）地均就近与接地网相连；
e) 作为机柜的外壳，形成互连的网状（接地）结构，各种地均就近与外壳（地）可靠连接；
抗干扰接地
绑接设计方法（新的观点）
f) 尽量作到等电位互联；
g) 越是敏感的设备，接地网络的格子应越小
h) 在具有良好的网状网络地后，单个的接地导体可以弃而不用，但PE（安全保护接地）导线仍应保留（似乎与前述矛盾）
关键：可靠的网状的接地网是否真正形成
绑接设计方法（新的观点）
新观点认为过时的方法
绑接设计方法（新的观点）
新观点认为可行的方法
3 目前的接地方法
装置接地
在装置外壳分别设置功能接地点和安全接地点，所有功能地接于功能接地点
所有金属外壳实现导电性互连并接地
3 目前的接地方法
屏柜接地
基于以下观点，按照传统的方法接地：
装置内部功能地的浮空设计，要求采用双重绝缘或加强绝缘与安全地隔离
设备运行现场接地网的不完善，可能有不同的地电位
屏柜接地
接地方法：
最少分别设置功能地和安全地,两者可靠绝缘
功能地以100mm²铜排作为接地导体
安全地设在柜体上
²黄绿色导线可靠接于铜排
装置的安全地接于柜体（安全地）上，用最小为