地磅接地與防雷是來(lái)人們關(guān)注度比較高的一個(gè)問題。盡管關(guān)注度*，但每年還都造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害。從字面上來(lái)看好像接地與防雷是一件很簡(jiǎn)單的事情，但真正做好的難度還是很大的，特別是弱電器件的雷擊、電磁干擾處理起來(lái)有時(shí)相當(dāng)束手，處理不當(dāng)就會(huì)造成衡器器件的損壞，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文是根據(jù)接觸接地與防雷方面的經(jīng)驗(yàn)，參考相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)而寫的，為廣大衡器設(shè)計(jì)人員提供這方面的參考，不當(dāng)之處歡迎指正。每年的雷雨季節(jié)都能聽很多關(guān)于雷電給我們?nèi)祟愒斐傻膫蛽p失(zui典型的是青島黃島油庫(kù)的雷擊起火，幾萬(wàn)噸原油化為灰燼，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失，防止雷電造成損害的zui主要措施就是通過接地來(lái)實(shí)現(xiàn)。接地是確保衡器正常

　　工作和安全防護(hù)的重要措施之一。接地是通過衡器上的任何部分與大地(土壤)間作良好的電氣連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，在電網(wǎng)為三相四線制時(shí)一般是給衡器再做一個(gè)接地裝置。接地裝置通常由接地體和接地線組成，與土壤直接接觸的部分(一般為金屬體)稱為接地體，連接衡器與接地體之間的導(dǎo)線稱為接地線。

　　系統(tǒng)的接地型式及電子衡器常用的型式：

　　根據(jù)GB14050-2008的規(guī)定系統(tǒng)的接地型式有三類五種，分別是：TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)三大類，在TN系統(tǒng)中又分為“TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)”。下面分別介紹它們的接地型式。接地采用“TN-S系統(tǒng)”，但由于原來(lái)的電網(wǎng)均是按三相四線制配制的，鑒于目前的情況TT系統(tǒng)就是對(duì)原來(lái)三相四線制供電線路的一種補(bǔ)救的方法，但在實(shí)際接地布置中多以IT系統(tǒng)的型式出現(xiàn)。一般要求接地線(保護(hù)導(dǎo)體的電阻僅為0.5Ω，而中性導(dǎo)體的要求多為10Ω，所以TN-C系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)使用后其接地效果就差一些。IT系統(tǒng)保護(hù)接地導(dǎo)體的電阻應(yīng)控制到zui小(0.5Ω的要求)。

　　1、TN系統(tǒng)的接地型式

　　從圖1中可以看出，三相五線制可以消除三相負(fù)荷不均勻或損壞時(shí)的中性線帶電的危害，同時(shí)由于保護(hù)導(dǎo)體的電阻非常小(0.5Ω)，不管是電源的問題還是雷擊的問題都能起到良好的保護(hù)作用。

　　2、TT系統(tǒng)的接地型式

　　是對(duì)現(xiàn)有三相四線的一種改進(jìn)布置圖，也是目前常用的一種方式。這種布置方式的PE接地導(dǎo)體其電阻應(yīng)符合.5Ω的要求，接地裝置的接地電阻符合使用要求即可。

　　3、IT系統(tǒng)的接地型式

　　我們目前常用的接地型式之一，因?yàn)閲?guó)標(biāo)中規(guī)定中性導(dǎo)體的電阻為不大于10Ω，接地裝置符合設(shè)計(jì)要求就可以。如果是單相電源，只是把L2和L3去掉就可以了。

　　4、電子地磅常用的接地型式

　　目前電子地磅常用的接地型式大多是TT和IT系統(tǒng)的接地型式。動(dòng)力部分選用三相供電時(shí)，與TT和IT系統(tǒng)的接線方式基本相同;當(dāng)動(dòng)力部分和控制部分為單相供電時(shí)，去掉L2和L3后就與現(xiàn)有的接地型式一樣了。這種方式的接地不僅適用于電子地磅，而是適用于所有的衡器的接地。

　　三、零電位參考點(diǎn)與接地電阻的計(jì)算

　　過去發(fā)表的有關(guān)接地與防雷的很多文章僅講如何接地，從未提及零電位參考點(diǎn)(即接地的電位參考點(diǎn))和接地電阻的計(jì)算與接地體的布置，在這里介紹一下這方面的知識(shí)。

　　1、零電位參考點(diǎn)的確定

　　根據(jù)電能在大地中的傳遞擴(kuò)散、大地容納電能的方式和相關(guān)規(guī)定，一般是以距離地表面20m深處為零電位參考點(diǎn)的，在此深處及以下，幾乎測(cè)不到電能的壓差，所以習(xí)慣上就以距離地表深20m處作為零電位的參考點(diǎn)。

　　2、接地電阻的計(jì)算

　　關(guān)于接地電阻的計(jì)算也很少文章談及，一般是先計(jì)算單根的接地(導(dǎo))體的接地電阻的，單根長(zhǎng)約3m的接地體接地電阻計(jì)算公式為：R≈0.3ρ(ρ—土壤電阻率值)，然后根據(jù)分配給接地體的電阻值確定接地體的根數(shù)，再考慮接地體的布置。在接地體的布置上盡量考慮等電位布置方式，以減少接地體間的電位差。

　　我在這里舉一個(gè)例子如何計(jì)算接地裝置的電阻。

　　例如：當(dāng)需要做一個(gè)接地電阻為4Ω的接地裝置時(shí)，假如分配給接地體(長(zhǎng)度按3m)的總電阻值為2Ω，若普通粘土的電阻率ρ=60，則單根(長(zhǎng)3m)接地體的接地電阻R接地體(≈0.3ρ)約為18Ω。

　　設(shè)：需n根接地體

　　則：根據(jù)并聯(lián)電路電阻的計(jì)算公式：R1=11R+21R+……+nR1(接地體的數(shù)量為n時(shí))確定接地體的根數(shù)。

　　因?yàn)楦鱾€(gè)接地體的電阻相同，則有：R1=R2=……=Rn=R接地體

　　令R接地體等于R0，則有：R1=n01R式中R0=18 R=2

　　則有：21=n181

　　所以：n=18/2=9根(接地體)

　　接地線選用長(zhǎng)約50m銅線，其電阻為(按直徑4mm計(jì)算)：

　　1.75×10-8×50/0.0022×3.14=0.07Ω(約)

　　橫連接鋼的電阻為(50×4扁鋼，長(zhǎng)40m)：20×10-8×40/0.004×0.05=0.04Ω(約)

　　根據(jù)計(jì)算，除了接地體外，其它電阻可忽略不計(jì)，當(dāng)接地裝置的電阻為4Ω時(shí)，共需9接地體。

　　3、接地體的布置

　　接地體的布置應(yīng)盡可能的采用等電位來(lái)布局，以免在不同的接地體間產(chǎn)生電位差。必要時(shí)可采用不等間距布置接

　　地體，盡可能使地網(wǎng)各網(wǎng)孔電位趨于一致。接地體的橫向連接扁鋼的布置要盡可能的不出現(xiàn)尖角，外緣各角要做成弧

　　形，以免影響接體的電位平衡，從而提高設(shè)備的安全運(yùn)行水平。

　　四、接地的分類

　　接地根據(jù)需要不同大體可分為八類，具體表述如下。

　　1、工作接地

　　為滿足電力系統(tǒng)或衡器的運(yùn)行要求，而將電力系統(tǒng)或衡器的某一點(diǎn)進(jìn)行接地，稱為工作接地，如采用TN-S系統(tǒng)的

　　三相五線制供電，就具有了良好的接地。

　　2、防雷接地

　　為防止雷電過電壓對(duì)人身或設(shè)備產(chǎn)生危害，而設(shè)置的過電壓保護(hù)設(shè)備的接地，稱為防雷接地，如大型設(shè)備和高大建筑然避雷網(wǎng)、塔式設(shè)備的避雷針、一般設(shè)備的避雷器的接地等。

　　3、保護(hù)接地

　　為防止電氣設(shè)備的絕緣損壞對(duì)人身造成的傷害，將其金屬外殼對(duì)地電壓限制在安全電壓內(nèi)，將電氣設(shè)備的外露可

　　接近導(dǎo)體部分接地，稱為保護(hù)接地。如：

　　①電機(jī)、變壓器、照明器具、手持式或移動(dòng)式用電器具和其他電器的金屬底座和外殼。

　?、诤馄鞯膫鲃?dòng)裝置。

　?、叟潆?、控制和保護(hù)用的盤(臺(tái))的框架。

　?、芙恢绷麟娏﹄娎|的構(gòu)架、接線盒和終端盒的金屬外殼、電纜的金屬護(hù)層和穿線的鋼管。

　?、菔覂?nèi)、外配電裝置的金屬構(gòu)架或鋼筋混凝土構(gòu)架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬護(hù)攔和金屬門。

　?、藜芸站€路的金屬桿塔或鋼筋混凝土桿塔的鋼筋以及桿塔上的架空地線、裝在桿塔上的設(shè)備的外殼及支架。

　　⑦變(配)電所各種電氣設(shè)備的底座或支架。

　?、嗝裼秒娖鞯慕饘偻鈿ぃ缦匆聶C(jī)、電冰箱等。

　　4、重復(fù)接地

　　在低壓配電系統(tǒng)的TN-C系統(tǒng)中，為防止因中性線故障而失去接地保護(hù)作用，造成電擊危險(xiǎn)和損壞設(shè)備，對(duì)中性線

　　進(jìn)行重復(fù)接地(使其變?yōu)門N-C-S系統(tǒng))。TN-C系統(tǒng)中的重復(fù)接地點(diǎn)為：

　　①架空線路的終端及線路中適當(dāng)點(diǎn)。

　　②四芯電纜的中性線。

　?、垭娎|或架空線路在建筑物或車間的進(jìn)線處。

　　④大型車間內(nèi)的中性線宜實(shí)行環(huán)形布置，并實(shí)行多點(diǎn)重復(fù)接地。

　　5、防靜電接地

　　為了消除靜電對(duì)人身和設(shè)備產(chǎn)生危害而進(jìn)行的接地，如將某些液體或氣體的金屬輸送管道或車輛和弱電設(shè)備外殼的接地。

　　6、屏蔽接地

　　為了防止電路之間由于寄生電容存在產(chǎn)生相互干擾、電路輻射電場(chǎng)或?qū)ν饨珉妶?chǎng)敏感，必須進(jìn)行必要的隔離和屏蔽，這些隔離和屏蔽的金屬必須接地。像濾波器接地：濾波器中一般都包含信號(hào)線或電源線到地的旁路電容，當(dāng)濾波器不接地時(shí)，這些電容就處于懸浮狀態(tài)，起不到旁路的作用。再如噪聲和干擾抑制：對(duì)內(nèi)部噪聲和外部干擾的控制需要設(shè)備或系統(tǒng)上的許多點(diǎn)與地相連，從而為干擾信號(hào)提供“zui低阻抗”通道。

　　7、特殊要求的接地

　　如弱電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及中壓系統(tǒng)的接地，當(dāng)為中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地時(shí)，應(yīng)按弱電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和中壓系統(tǒng)要求執(zhí)行。

　　8、易燃易爆場(chǎng)所的電氣設(shè)備的保護(hù)接地

　　易燃易爆場(chǎng)所的電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、金屬管道和建筑物的金屬結(jié)構(gòu)均應(yīng)接地，并在管道接頭處敷設(shè)跨接線。

　　五、接地裝置運(yùn)行中的維護(hù)

　　系統(tǒng)或電子衡器的接地裝置不是一勞永逸的，在以后接地裝置的運(yùn)行中，接地線和接地體會(huì)因外力破壞或腐蝕而損傷或斷裂，接地電阻也會(huì)隨土壤變化而發(fā)生變化，因此必須對(duì)接地裝置定期進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。

　　1、接地裝置運(yùn)行中的檢查周期

　?、匐娮雍馄鞯某休d器每年檢查一次，一般在雷雨季節(jié)到來(lái)之前進(jìn)行。

　?、诔臃康慕ㄖ锏慕拥鼐€根據(jù)運(yùn)行情況一般每年檢查1～2次。

　?、蹆x表和傳感器防雷裝置的接地裝置至少每年在雷雨季到來(lái)前檢查一次。

　?、芙拥匮b置周圍有腐蝕性土壤的，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況一般每3～5年對(duì)地面下接地體檢查一次。

　?、萁拥匮b置的接地電阻一般根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥栏g情況1～3年測(cè)量一次。

　　2、檢查項(xiàng)目

　?、贆z查接地裝置接觸性能：檢查各連接點(diǎn)的接觸是否良好，有無(wú)損傷、折斷和腐蝕現(xiàn)象。

　?、诟g環(huán)境下的接地體腐蝕程度檢查：對(duì)含有重酸、堿、鹽等化學(xué)成分的土壤地帶(一般可能為化工生產(chǎn)企業(yè)、藥品生產(chǎn)企業(yè)及部分食品工業(yè)企業(yè))應(yīng)檢查地面下500mm以上部位的接地體的腐蝕程度。

　　③接地電阻檢查：應(yīng)在土壤電阻率zui大時(shí)(一般為雨季前)測(cè)量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果與原設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析比較。

　?、艽笮秃馄鞯某休d器檢修后，應(yīng)檢查接地線連接情況，是否牢固可靠。

　　3、接地裝置的接地電阻值不符合要求時(shí)的改進(jìn)措施

　　增加接地體的總長(zhǎng)度或增加垂直接地體的數(shù)量，在接地體周圍更換土壤電阻率低的土，如黃粘土、黑土(土壤電阻率在50Ωm以下)，采用化學(xué)降阻劑，處理接地體等。