專利名稱：電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的接地技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電 力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置。
技術(shù)背景在電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)接地系統(tǒng)，主要包括設(shè)備或網(wǎng) 絡(luò)的工作接地、保護接地、防雷接地這三類。傳統(tǒng)的接地方法是將這 三類接地系統(tǒng)在不同的接地點接入同一個接地網(wǎng)(接地體)，即聯(lián)合 接地系統(tǒng)。在實際的工程建設(shè)中常將所有接地線匯接到同一塊接地排 上。理想的情況是這三類接地應(yīng)該嚴格分開，但由于電磁傳導(dǎo)、金屬 傳導(dǎo)以及接地網(wǎng)間隔距離等原因，這三類接地系統(tǒng)不可能真正的分 離，因此采用了聯(lián)合接地系統(tǒng)。工作接地分為直流工作接地和交流工作接地。直流工作接地在現(xiàn)在通信系統(tǒng)中，直流電源大多采用一48V作為基礎(chǔ)電源，即該電源采用正極接地，其正極接地就成為了所有通信系統(tǒng)的工作地，也就是通信網(wǎng)絡(luò)的零電位參考點。交流工作接地在Y/Y。、 Y。 /Y。交流電源 供電系統(tǒng)中，為了三相電壓平衡進行了變壓器或者發(fā)電機中性點接 地，該接地就是交流工作接地。保護接地(即機殼接地)避免交、直流電源線碰機殼對設(shè)備和人身構(gòu)成威脅，通過機殼接地而形成短路電流迅速切斷電源回路的接 地。防雷接地建筑物的防雷系統(tǒng)(接閃器或者避雷帶)以及避雷 器件通過金屬引下線的接地實現(xiàn)雷擊時雷電能量快速泄放并降低線 路上浪涌電壓。,見有接地技術(shù)在做法上， 一是采用聯(lián)合接地系統(tǒng)，即將所有接地 線i至同一接地網(wǎng)，或者在實際工程中從接地網(wǎng)的不同點引出加裝接地排，各接地線(工作接地、保護接地、防雷接地)混接在一起。再 就是要求小的接地電阻。為了降低浪涌電流對地電位的提高以減少對 工作接地、保護接地的影響，傳統(tǒng)方法就是降低接地電阻，為此常采 用降阻劑和接地棒類產(chǎn)品來建設(shè)接地網(wǎng)?！┶唷锻ㄐ啪?站)防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范YD5098-2005》要求綜合通信樓小于1Q，移動通信 基站小于IOQ。現(xiàn)有接地技術(shù)存在以下問題1、 接地系統(tǒng)相互影響。由于所有接地系統(tǒng)通過金屬物連接在一 起，即使按現(xiàn)行相關(guān)標準規(guī)定在接地網(wǎng)不同的點接入，三者的相互影 響也很大，尤其是雷電浪涌電壓通過防雷接地進入聯(lián)合接地網(wǎng)時就會 沿保護接地線、工作接地線以金屬傳導(dǎo)方式(電流、電壓方式)進入 設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)和交(直)流電源系統(tǒng)、通信、控制系統(tǒng)；2、 電工理論上不科學。聯(lián)合接地地電位實際的提高值(KV級) 和通信設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)EMC值(V級不是同一數(shù)量級，根據(jù)歐姆定律理論 采用降低接地電阻的方法不可能達到通信工作接地EMC的要求，這是 違背電路理論的(按此理論接地電阻應(yīng)該是mQ量級而不是Q量級；3、 現(xiàn)行工程和測量方法的限制不可能達到真正的"標準要求" 的低電阻值；4、 壽命短、維護費用高。為了實現(xiàn)小的接地電阻常采用降阻劑 和接地棒等化學產(chǎn)品(利用原電池效應(yīng))提高土壤電離度來降低接地 電阻，其金屬結(jié)構(gòu)不可避免存在電化腐蝕，從而加快了接地體的腐蝕 速度；5、 需要較大第一次投資。因此，現(xiàn)有的"降低接地電阻以減少各接地系統(tǒng)間相互影響的方 法"以及"采用降阻劑以降低接地電阻的方法"在電路理論上是不符 合現(xiàn)行電子技術(shù)要求的，在經(jīng)濟性上是浪費的。實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本實用新型的目的是提供一種電力、 電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置。采用該裝置可將工作接地、保護接地、防雷接地進行隔離，從而使聯(lián)合接地系統(tǒng)中的 各個接地系統(tǒng)相互獨立、互不影響，實現(xiàn)電力、電子(通信)設(shè)備及 網(wǎng)絡(luò)所要求的工作地、保護地電位不受雷電流的影響。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是電力、電子 (通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置，包括與聯(lián)合接地網(wǎng) 相接、與各種防雷設(shè)備(設(shè)施)(B、 C級避雷器)相接的防雷接地排; 匯接設(shè)備機殼和金屬部件的保護接地線的保護接地排；匯接交(直) 流工作接地的工作接地排；在保護接地排、工作接地排與防雷接地排 之間串聯(lián)有對雷電流等浪涌電流干擾源呈高阻抗的電感濾波器。 工作原理當無雷電流等浪涌電流的正常工作狀態(tài)下，電感濾波器的阻抗值 為零，呈短路狀態(tài)，以保證交流、直流工作地和機殼保護地同大地間 形成零阻抗的通道，為交流、直流提供暢通的短路保護回路(即良好 的保護接地通道)和為電力、電子(通信)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)提供零電位的 工作參考點(即良好的工作接地通道)。當接地網(wǎng)的電位因浪涌電流(外界高頻脈沖或高次高振幅諧波一 主要是雷擊浪涌電壓)，急劇上升時，電感濾波器以同步響應(yīng)波形形 成浪涌電流(雷電流頻帶)的高阻抗，對浪涌電流(雷電流)形成高 阻抗，切斷了浪涌電流進入工作接地、保護接地系統(tǒng)的通道，從而維 持了其零電位；當接地網(wǎng)的電位下降后，電感濾波器以同步響應(yīng)波形，恢復(fù)常態(tài)下的短路狀態(tài)。整個保護過程中，電感濾波器保證了在電力、電子(通信)設(shè)備 及網(wǎng)絡(luò)的工作接地端子、機殼保護接地端子保持形成平緩而微小的電 位變化值，維持在正常接地電位范圍內(nèi)(也就是說，即使采用較大的 接地電阻接地時，其工作接地端子、機殼保護接地端子的電位變化相 同于原來較小的接地電阻，這是由于電感濾波器的抑制和衰減作用實 現(xiàn)的)，從而經(jīng)濟的、有效的、安全的、可靠的防止了浪涌電壓對電 力、電子設(shè)備(通信)及網(wǎng)絡(luò)的侵害。所述的"聯(lián)合接地/防雷接地排",為聯(lián)合接地網(wǎng)和各種防雷器件、防雷線的匯接排，該排直接同聯(lián)合接地網(wǎng)相通，所有防雷器件(如B、 C、 D級浪涌保護器)接地線、防雷線(如光纜加強芯)接至該排， 在浪涌電流侵入時直接導(dǎo)入大地，但由于接閃器、避雷帶等可能導(dǎo)入 直接雷的部件建議通過其他接地點直接接入聯(lián)合接地網(wǎng)。所述的"保護接地排"，為設(shè)備和金屬部件的保護接地線的匯接 排，該排通過電感濾波器同聯(lián)合接地網(wǎng)相通，當電源系統(tǒng)發(fā)生短路故 障時由于電感濾波器對工頻交流電和直流電呈短路狀態(tài)，各保護點直 接接入大地并提供暢通的短路電路，在浪涌電流侵入機架時電感濾波 器呈高阻狀態(tài)，切斷浪涌電流的傳播，可有效保護設(shè)備或者接觸機架 的工作人員。所述的"直流工作接地排"，為直流電源工作接地線(負極性電 源系統(tǒng)的電源"+ "極接地，正極性電源系統(tǒng)的電源極接地，) 匯接排，也就是直流電源的地電位提供點。該排通過電感濾波器同聯(lián) 合接地網(wǎng)相通，直流電源的"+"極或者"_"極接地線接至該排，當 電源系統(tǒng)無浪涌電流時電感濾波器呈短路狀態(tài)，為電源提供良好的零 電位；當浪涌電流試圖侵入直流電源系統(tǒng)時電感濾波器呈高阻狀態(tài)， 切斷浪涌電流的傳播，有效地保護了該直流供電系統(tǒng)的所有設(shè)備和網(wǎng) 絡(luò)。本實用新型與傳統(tǒng)的技術(shù)解決手段相比，具有如下優(yōu)點1、 工作接地、保護接地和防雷接地完全隔離，不存在相互影響； 有效防止了因為雷電流使地電位提高而造成的電力、電子(通信)設(shè) 備系統(tǒng)工作接地和機殼的電位提高，保證了電力、電子(通信)網(wǎng)絡(luò) 的正常工作和設(shè)備維護人員的安全；2、 聯(lián)合接地電阻的大小不再影響工作接地、保護接地的電位， 從而使聯(lián)合接地電阻值可以放大,例如選擇一定的濾波器參數(shù)可以在 聯(lián)合接地電阻為100歐姆的接地系統(tǒng)達到接地系統(tǒng)5歐姆的頻率效應(yīng) 水平和防護水平；因此，通信局站可以不需要原來要求的小的接地電 阻值；3、 接地系統(tǒng)不需要較大的第一次建設(shè)投資和今后的維護投資，也不需要使用降阻劑等化學品，提高了接地系統(tǒng)的使用壽命；4、 較大的接地電阻值范圍要求和無源器件的使用，完全實現(xiàn)接 地系統(tǒng)的免維護；5、 符合現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展方向和相關(guān)行業(yè)技術(shù)。如《中國移動通信 基站防雷系統(tǒng)管理規(guī)定》(2006年4月發(fā))第4節(jié)第1條規(guī)定"當 基站的土壤電阻率大于1000Q Tn時，可不對基站的工頻接地電阻予 以限制"；第4條規(guī)定"要求不提倡使用降阻劑及高效接地棒之類的 產(chǎn)品降低接地電阻"。在實際的基站中往往土壤電阻率大的地方多在 高山等環(huán)境惡劣處，傳統(tǒng)方法就是采用降阻劑及高效接地棒之類的產(chǎn) 品降低接地電阻，如果在接地方法上遵守新規(guī)定就意味著該通信基站 存在著很大的故障隱患。因此，大接地電阻接地技術(shù)是新規(guī)定的補充 和最佳防護措施；6、 可以從根本上解決電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的瞬間中 斷、退服、硬件設(shè)備損壞的問題；7、 適用面很廣泛，新建和改造等安裝極為簡便，填補了國內(nèi)、 國際的防護空白。由于地質(zhì)環(huán)境、建筑物環(huán)境、供電質(zhì)量、雷暴分布、 電力、電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)類型使用方法、組網(wǎng)、安裝方法等情況非常復(fù) 雜，解決電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)接地的反擊電壓問題，尚無 一種經(jīng)濟適用的方案。本實用新型填補了此項空白，可在無須對建筑 物接地網(wǎng)進行改造的情況下，達到電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)防 護的要求，特別適于廣泛推廣應(yīng)用，對于老、舊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的改造也 極為簡便和清晰。
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。

圖1是本實用新型的組成示意圖。圖2是本實用新型中電感濾波器的電路圖。圖3、圖4、圖5是本實用新型的應(yīng)用情況示意圖。
具體實施方式
見圖1，電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置，包括與聯(lián)合接地網(wǎng)l、防雷設(shè)備(設(shè)施)接地線相接的防雷接地排2、匯接設(shè)備機殼和金屬部件的保護接地線的保護接地排4、匯接 交流或者直流工作接地的工作接地排3 (交流和直流工作接地應(yīng)該分 設(shè)兩個獨立的接地排，其結(jié)構(gòu)完全一樣，為簡便起見，本圖僅畫一個 表示)，在保護接地排4、工作接地排3與防雷接地排2 (聯(lián)合接地網(wǎng) 1)之間串聯(lián)有電感濾波器5。電感濾波器的電路圖如圖2所示，由電感線圈L、線圈電阻R和 電容C (分布電容或者為調(diào)整中心頻率、帶寬而增加的電容)組成。圖3所示，為本實用新型應(yīng)用于電力、電子設(shè)備的情況。防雷接 地排2與聯(lián)合接地網(wǎng)1相接；所有防雷設(shè)備(設(shè)施)或者器件(如A、 B、 C級浪涌保護器)的防雷接地線接至防雷接地排2;所有設(shè)備(如 設(shè)備l、設(shè)備2、 AC/DC設(shè)備)的機殼保護接地線接至保護接地排4; 負極性(-48V)直流電源系統(tǒng)的電源正極接至直流工作接地排3 (正 極性直流電源系統(tǒng)的電源負極接地)；在保護接地排4、工作接地排3 與防雷接地排2 (聯(lián)合接地網(wǎng)l)之間串聯(lián)有電感濾波器5。圖4所示，為本實用新型應(yīng)用于綜合通信系統(tǒng)的情況。綜合通信 網(wǎng)絡(luò)由開關(guān)電源、無線通信設(shè)備、光纖通信設(shè)備、交換設(shè)備等系統(tǒng)組 成，所有防雷接地(電源B、 C級防雷器，光纜金屬加強芯、天饋線 防雷器、有線用戶線保安器、屏蔽線等設(shè)備和器件的接地線)接至防 雷接地排2;開關(guān)電源的直流正極(-48V直流供電系統(tǒng))接至直流工 作接地排3;所有設(shè)備的機殼保護接地線接至保護接地排4;在保護 接地排4、工作接地排3與防雷接地排2 (聯(lián)合接地網(wǎng)1)之間串聯(lián) 有電感濾波器5。圖5所示，為本實用新型應(yīng)用于移動基站的情況。所有防雷接 地(電源B、 C級防雷器，光纜金屬加強芯、天饋線防雷器等防雷設(shè) 備和器件的防雷接地線)接至防雷接地排2;開關(guān)電源的直流正極 (-48V直流供電系統(tǒng))接至直流工作接地排3;所有設(shè)備的機殼保護 接地線接至保護接地排4;在保護接地排4、工作接地排3與防雷接 地排2 (聯(lián)合接地網(wǎng)l)之間串聯(lián)有電感濾波器5。上述各應(yīng)用情況中，如有交流中性線接地，應(yīng)串接高頻抑制器到聯(lián)合接地排作為交流工作接地。 電感濾波器的主要參數(shù) 中心截止頻率10KHZ ;頻帶4 KHZ—100 KHZ;最小諧振阻抗值4KQ (該阻抗在串聯(lián)分壓時，電源和信號端口 電壓近似為零)；耐壓值6KV (滿足大于電源端口B級防雷器輸入電壓4KV); 工作頻段0-2.0GHZ;最大短路工作電流50A/100A/150A/200A……(根據(jù)交(直)流 的供電容量選擇一即電感線圈的截面積的選擇)。截止頻率的選擇依據(jù)諧振中心頻率為IOKHZ，其頻譜特性如下述1. 雷電流主要分布在低頻部分，且隨著頻率的升高而遞減。在 波尾相同時，波前越陡高次諧波越豐富。在波前相同的情況下，波尾越長低頻部越豐富；2. 雷電的能量主要集中在低頻部分，約90%以上的雷電能量分 由布在頻率為10kHz以下。這說明了在信息系統(tǒng)中，只要防止10kHz 以下頻率的雷電波竄入，就能把雷電波能量消減90%以上。
權(quán)利要求1、一種電力、電子設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置，其特征是包括與聯(lián)合接地網(wǎng)相接、與各種防雷設(shè)備相接的防雷接地排；匯接設(shè)備機殼和金屬部件的保護接地線的保護接地排；匯接交(直)流工作接地的工作接地排；在保護接地排、工作接地排與防雷接地排之間串聯(lián)有對雷電流等浪涌電流干擾源呈高阻抗的電感濾波器。
專利摘要本實用新型公開了一種電力、電子設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)大接地電阻接地分配裝置，其特征是包括與聯(lián)合接地網(wǎng)相接、與各種防雷設(shè)備相接的防雷接地排；匯接設(shè)備機殼和金屬部件的保護接地線的保護接地排；匯接交(直)流工作接地的工作接地排；在保護接地排、工作接地排與防雷接地排之間串聯(lián)有對雷電流等浪涌電流干擾源呈高阻抗的電感濾波器。采用該裝置可將工作接地、保護接地、防雷接地進行隔離，從而使聯(lián)合接地系統(tǒng)中的各個接地系統(tǒng)相互獨立、互不影響，實現(xiàn)電力、電子(通信)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)所要求的工作地、保護地電位不受雷電流的影響。
文檔編號H02J3/00GK201174587SQ200720063970
公開日2008年12月31日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者張庭炎 申請人:張庭炎