怎樣做好電磁屏蔽

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案幾點(diǎn)經(jīng)驗:1、交流輸入與直流輸出要有較明確的布局區(qū)分，最佳辦法是能夠互相隔離。5毫米以上。2、輸入端與輸出端（包括 DC/DC變換初級與次級）布線距離最少要在 3、控制電路與主功率電路要有較明確的布局區(qū)分。4、盡量避免大電流高電壓布線與測量線、控制線的并行布線。5、在空白的板面盡量敷銅。6、在大電流高電壓的布線連接中，盡量避免用導(dǎo)線在空間中長距離連接，它導(dǎo)致的干擾是很難處理的。EMC的影響。7、如果成本允許的情況下，可采用多層板布線，有專門的輔助電源層與地層，將大大降低 8、工作地是最容易受干擾的，因此盡量采取大面積敷銅的布線辦法。9、屏蔽地的布線不能構(gòu)成明顯的環(huán)路，這樣的話會形成

2、天線效應(yīng)，容易引入干擾。10、大功率的器件最好能比較規(guī)整地布局，便于散熱器的安裝及散熱風(fēng)道的設(shè)計。幾點(diǎn)經(jīng)驗:1. 合理選擇"Y"電容的接地點(diǎn).2. 感性器件在PCB的合理分布，能使干擾電磁場相互削弱，避免干擾信號疊加形成更強(qiáng)的干擾一、地線設(shè)計1.正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地相結(jié)合2.將數(shù)字電路與模擬電路分開3. 盡量加粗接地線4. 將接地線構(gòu)成閉環(huán)路二、電磁兼容性設(shè)計1.選擇合理的導(dǎo)線寬度2.采用正確的布線策略采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，最好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，然后在交叉孔處用

3、金屬化孔相連。為了抑制印制板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計布線時應(yīng)盡量避免長距離的平等走線，盡可能拉開線與線之間的距離，信號線與地線及電源線盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設(shè)置一根接地的印制線，可以有效地抑制串?dāng)_三、去耦電容配置在直流電源回路中，負(fù)載的變化會引起電源噪聲。例如在數(shù)字電路中，當(dāng)電路從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲，是印制電路板的可靠性設(shè)計的一種常規(guī)做法怎樣做好電磁屏蔽轉(zhuǎn)帖電磁屏蔽是解決電磁兼容問題的重要手段之一。大部分電磁兼容問題都可以通過電磁屏蔽來解決。用電磁屏蔽的方法來解決

4、電磁干擾問題的最大好處是不會影響電路的正 常工作，因此不需要對電路做任何修改。1選擇屏蔽材料屏蔽體的有效性用屏蔽效能來度量。屏蔽效能是沒有屏蔽時空間某個位置的場強(qiáng)E1與有屏蔽時該位置的場強(qiáng) E2的比值，它表征了屏蔽體對電磁波的衰減程度。用于電磁兼 容目的的屏蔽體通常能將電磁波的強(qiáng)度衰減到原來的百分之一至百萬分之一，因此通常 用分貝來表述屏蔽效能，這時屏蔽效能的定義公式為:SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB)用這個定義式只能測試屏蔽材料的屏蔽效能，而無法確定應(yīng)該使用什么材料做屏蔽體。要確定使用什么材料制造屏蔽體，需要知道材料的屏蔽效能與材料的什么特性參數(shù) 有關(guān)。工程中實用的表征材

5、料屏蔽效能的公式為:(dB)SE = A + R式中的A稱為屏蔽材料的吸收損耗，是電磁波在屏蔽材料中傳播時發(fā)生的，計算公式為:A=3.34t( f 卩 r 6 r) (dB)t =材料的厚度，卩=材料的磁導(dǎo)率，6=材料的電導(dǎo)率，對于特定的材料，這些都是已知的。f =被屏蔽電磁波的頻率。式中的R稱為屏蔽材料的反射損耗，是當(dāng)電磁波入射到不同媒質(zhì)的分界面時發(fā)生的，計算公式為:R=20lg ( ZW/ZS)(dB)精彩文檔式中，Zw=電磁波的波阻抗，Zs=屏蔽材料的特性阻抗。電磁波的波阻抗定義為電場分量與磁場分量的比值:ZwE / H。在距離輻射源較近（ 入/2 n,稱為近場區(qū)）寸，波阻抗的值取決于輻

6、射源的性質(zhì)、觀測點(diǎn)到源的距離、介質(zhì)特性等。若輻射源為大電流、低電壓（輻射源電路的阻抗較低），則產(chǎn)生的電磁波的波阻抗小于377，稱為低阻抗波，或磁場波。若輻射源為高電壓，小電流（輻射源電路的阻抗較高），則波阻抗大于377，稱為高阻抗波或電場波。關(guān)于近場區(qū)內(nèi)波阻抗的具體計算公式本文不予論述，以免沖淡主題，感興趣的讀者可以參考有關(guān)電磁場方面的參考書。當(dāng)距離輻射源較遠(yuǎn)（ 入/2 n,稱為遠(yuǎn)場區(qū)）寸，波波阻抗僅與電場波傳播介質(zhì)有關(guān),n，其數(shù)值等于介質(zhì)的特性阻抗，空氣為37 7 Qo屏蔽材料的阻抗計算方法為:I ZS I =3.68 X 10(f 卩 r/ 6 Q)f=入射電磁波的頻率（Hz ），卩r=相

7、對磁導(dǎo)率，6r=相對電導(dǎo)率從上面幾個公式，就可以計算出各種屏蔽材料的屏蔽效能了，為了方便設(shè)計，下面 給出一些定性的結(jié)論。在近場區(qū)設(shè)計屏蔽時，要分別考慮電場波和磁場波的情況;屏蔽電場波時，使用導(dǎo)電性好的材料，屏蔽磁場波時，使用導(dǎo)磁性好的材料;同一種屏蔽材料，對于不同的電磁波，屏蔽效能使不同的，對電場波的屏蔽效能 最高，對磁場波的屏蔽效能最低，也就是說，電場波最容易屏蔽，磁場波最難屏蔽; 一般情況下，材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高;屏蔽電場波時，屏蔽體盡量靠近輻射源， 屏蔽磁場源時，屏蔽體盡量遠(yuǎn)離磁場源;有一種情況需要特別注意，這就是1kHz以下的磁場波。這種磁場波一般由大電流80%左右的

8、坡莫合金。輻射源產(chǎn)生，例如，傳輸大電流的電力線，大功率的變壓器等。對于這種頻率很低的磁 場，只能采用高導(dǎo)磁率的材料進(jìn)行屏蔽，常用的材料是含鎳2孔洞和縫隙的電磁泄漏與對策一般除了低頻磁場外，大部分金屬材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。但在實際中，常見的情況是金屬做成的屏蔽體，并沒有這么高的屏蔽效能，甚至幾乎沒有屏蔽效 能。這是因為許多設(shè)計人員沒有了解電磁屏蔽的關(guān)鍵。首先，需要了解的是電磁屏蔽與屏蔽體接地與否并沒有關(guān)系。這與靜電場的屏蔽不 同，在靜電中，只要將屏蔽體接地，就能夠有效地屏蔽靜電場。而電磁屏蔽卻與屏蔽體 接地與否無關(guān)，這是必須明確的。電磁屏蔽的關(guān)鍵點(diǎn)有兩個，一個是保證屏蔽體的導(dǎo)電連

9、續(xù)性，即整個屏蔽體必須是 一個完整的、連續(xù)的導(dǎo)電體。另一點(diǎn)是不能有穿過機(jī)箱的導(dǎo)體。對于一個實際的機(jī)箱, 這兩點(diǎn)實現(xiàn)起來都非常困難。首先，一個實用的機(jī)箱上會有很多孔洞和孔縫：通風(fēng)口、顯示口、安裝各種調(diào)節(jié)桿 的開口、不同部分結(jié)合的縫隙等。屏蔽設(shè)計的主要內(nèi)容就是如何妥善處理這些孔縫，同 時不會影響機(jī)箱的其他性能（美觀、可維性、可靠性）。其次，機(jī)箱上總是會有電纜穿出（入），至少會有一條電源電纜。這些電纜會極大 地危害屏蔽體，使屏蔽體的屏蔽效能降低數(shù)十分貝。妥善處理這些電纜是屏蔽設(shè)計中的 重要內(nèi)容之一（穿過屏蔽體的導(dǎo)體的危害有時比孔縫的危害更大）。1），當(dāng)孔洞的長度當(dāng)電磁波入射到一個孔洞時，其作用相當(dāng)于

10、一個偶極天線（圖 達(dá)到入/2時，其輻射效率最高（與孔洞的寬度無關(guān)），也就是說，它可以將激勵孔洞的 全部能量輻射出去。對于一個厚度為0材料上的孔洞，在遠(yuǎn)場區(qū)中，最壞情況下（造成最大泄漏的極化方向）的屏蔽效能（實際情況下屏蔽效能可能會更大一些）計算公式為:SE=10020lgL - 20lg f + 20lg 1 + 2.3lg(L/H)(dB)式中各量:的頻率（MHz ）/2S，= 0(dB)L =縫隙的長度（mm ），H =縫隙的寬度（mm ），f =入射電磁波在近場區(qū)，孔洞的泄漏還與輻射源的特性有關(guān)。當(dāng)輻射源是電場源時，孔洞的泄漏比遠(yuǎn)場時?。ㄆ帘涡芨撸?，而當(dāng)輻射源是磁場源時，孔洞的泄漏比遠(yuǎn)

11、場時要大（屏蔽效能低）。近場區(qū)，孔洞的電磁屏蔽計算公式為:若 ZC > ( 7.9/D- f ):SE = 48 + 20lg ZC - 20lgL - f+0lg 1 + 2.3lg (L/H)若 Zcv ( 7.9/D- f ):SE =20lg (D/L) + 20lg(1 + 2.3lg (L/H)式中:Zc=輻射源電路的阻抗(Q)，孔洞到輻射源的距離（m )，L、H =孔洞長、寬（mm ），f =電磁波的頻率（MHz ）說明:在第二個公式中，屏蔽效能與電磁波的頻率沒有關(guān)系。大多數(shù)情況下，電路滿足第一個公式的條件，這時的屏蔽效能大于第二中條件下 的屏蔽效能。第二個條件中，假設(shè)輻射

12、源是純磁場源，因此可以認(rèn)為是一種在最壞條件下，對 屏蔽效能的保守計算。對于磁場源，屏蔽效能與孔洞到輻射源的距離有關(guān)，距離越近，則泄漏越大。這 點(diǎn)在設(shè)計時一定要注意，磁場輻射源一定要盡量遠(yuǎn)離孔洞。多個孔洞的情況入12 ）時，造成的屏當(dāng)N個尺寸相同的孔洞排列在一起，并且相距很近（距離小于 蔽效能下降為20lgN1/2 。在不同面上的孔洞不會增加泄漏，因為其輻射方向不同，這 個特點(diǎn)可以在設(shè)計中用來避免某一個面的輻射過強(qiáng)。除了使孔洞的尺寸遠(yuǎn)小于電磁波的波長，用輻射源盡量遠(yuǎn)離孔洞等方法減小孔洞泄 漏以外，增加孔洞的深度也可以減小孔洞的泄漏，這就是截止波導(dǎo)的原理。一般情況下，屏蔽機(jī)箱上不同部分的結(jié)合處不可

13、能完全接觸，只能在某些點(diǎn)接觸上, 這構(gòu)成了一個孔洞陣列?？p隙是造成屏蔽機(jī)箱屏蔽效能降級的主要原因之一。減小縫隙 泄漏的方法有:增加導(dǎo)電接觸點(diǎn)、減小縫隙的寬度，例如使用機(jī)械加工的手段（如用銃床加工接 觸表面）來增加接觸面的平整度，增加緊固件（螺釘、鉚釘）的密度;加大兩塊金屬板之間的重疊面積;使用電磁密封襯墊，電磁密封襯墊是一種彈性的導(dǎo)電材料。如果在縫隙處安裝上 連續(xù)的電磁密封襯墊，那么，對于電磁波而言，就如同在液體容器的蓋子上使用了橡膠 密封襯墊后不會發(fā)生液體泄漏一樣，不會發(fā)生電磁波的泄漏。3穿過屏蔽體的導(dǎo)體的處理造成屏蔽體失效的另一個主要原因是穿過屏蔽體的導(dǎo)體。在實際中，很多結(jié)構(gòu)上很 嚴(yán)密的屏

14、蔽機(jī)箱（機(jī)柜）就是由于有導(dǎo)體直接穿過屏蔽箱而導(dǎo)致電磁兼容試驗失敗，這 是缺乏電磁兼容經(jīng)驗的設(shè)計師感到困惑的典型問題之一。判斷這種問題的方法是將設(shè)備上在試驗中沒有必要連接的電纜拔下，如果電磁兼容 問題消失，說明電纜是導(dǎo)致問題的因素。解決這個問題有兩個方法:對于傳輸頻率較低的信號的電纜，在電纜的端口處使用低通濾波器，濾除電纜上 不必要的高頻頻率成分，減小電纜產(chǎn)生的電磁輻射（因為高頻電流最容易輻射）。這同 樣也能防止電纜上感應(yīng)到的環(huán)境噪聲傳進(jìn)設(shè)備內(nèi)的電路。對于傳輸頻率較高的信號的電纜，低通濾波器可能會導(dǎo)致信號失真，這時只能采用屏蔽的方法。但要注意屏蔽電纜的屏蔽層要360 °搭接，這往往是很

15、難的。在電纜端口安裝低通濾波器有兩個方法安裝在線路板上，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是高頻濾波效果欠佳。顯然，這個缺點(diǎn)對于這種用途的濾波器是十分致命的，因為，我們使用濾波器的目的就是濾除容 易導(dǎo)致輻射的高頻信號，或者空間的高頻電磁波在電纜上感應(yīng)的電流。安裝在面板上，這種濾波器直接安裝在屏蔽機(jī)箱的金屬面板上，如饋通濾波器、 濾波陣列板、濾波連接器等。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入、輸出之間完 全隔離，接地良好，導(dǎo)線上的干擾在機(jī)箱端口上被濾除，因此濾波效果十分理想。缺點(diǎn) 是安裝需要一定的結(jié)構(gòu)配合，這必須在設(shè)計初期進(jìn)行考慮。由于現(xiàn)代電子設(shè)備的工作頻率越來越高，對付的電磁干擾頻率也越來越高，因此

16、在 面板上安裝干擾濾波器成為一種趨勢。一種使用十分方便、性能十分優(yōu)越的器件就是濾 波連接器。濾波連接器的外形與普通連接器的外形完全相同，可以直接替換。它的每根 插針或孔上有一個低通濾波器。低通濾波器可以是簡單的單電容電路，也可以是較復(fù)雜 的電路。解決電纜上干擾的一個十分簡單的方法是在電纜上套一個鐵氧體磁環(huán)，這個方法雖 然往往有效，但是有一些條件。許多人對鐵氧體寄予了過高期望，只要一遇到電纜輻射 的問題，就在電纜上套鐵氧體，往往會失望。鐵氧體磁環(huán)的效果預(yù)測公式為:共模輻射改善=20lg （加磁環(huán)后的共模環(huán)路阻抗/加磁環(huán)前的共模環(huán)路阻抗）例如，如果沒加鐵氧體時的共模環(huán)路阻抗為100 Q，加了鐵氧體

17、以后為1000 Q，則共模輻射改善為20dB。說明：有時套上鐵氧體后，電磁輻射并沒有明顯的改善，這并不一定是鐵氧體沒有 起作用，而可能是除了這根電纜以外，還有其他輻射源。在電纜上使用鐵氧體磁環(huán)時，要注意下列一些問題:磁環(huán)的內(nèi)徑盡量小磁環(huán)的壁盡量厚磁環(huán)盡量長磁環(huán)盡量安裝在電纜的端頭處來自：今日電子智能樓宇的電氣保護(hù)與接地 轉(zhuǎn)【摘要】本文通過對幾種供電接地系統(tǒng)的概括介紹，篩選出適合作為智能樓宇的供電接地系統(tǒng)，并對其所應(yīng)采取的各類接地措施作了較為詳盡的說明與分析，對智能樓宇應(yīng)采取的電氣保護(hù)與接地方法提出了適當(dāng)?shù)慕ㄗh?！娟P(guān)鍵詞】 負(fù)荷平衡電位基準(zhǔn)點(diǎn)TN - S單點(diǎn)接地防靜電接地統(tǒng)一接地體在建筑物供配電

18、設(shè)計中，接地系統(tǒng)設(shè)計占有重要的地位，因為它關(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性，安全性。不管哪類建筑物，在供電設(shè)計中總包含有接地系統(tǒng)設(shè)計。而且，隨著建筑物的要求不同，各類設(shè)備的功能不同，接地系統(tǒng)也相應(yīng)不同。尤其進(jìn)入90年代后,大量的智能化樓宇的出現(xiàn)對接地系統(tǒng)設(shè)計提出了許多新的內(nèi)容。在常用的幾種接地方式中，哪一種能夠適合智能化樓宇呢？我們不妨分析一下下面幾種接地系統(tǒng)。1.TN - C系統(tǒng)TN - C系統(tǒng)被稱之為三相四線系統(tǒng)，該系統(tǒng)中性線N與保護(hù)接地PE合二為一，通稱PEN線。這種接地系統(tǒng)雖對接地故障靈敏度高，線路經(jīng)濟(jì)簡單，但它只適合用于三相負(fù)荷較平衡的場所。智能化大樓內(nèi)，單相負(fù)荷所占比重較大，難以實現(xiàn)三相負(fù)荷

19、平衡,EN線的不平衡電流加上線路中存在著的由于熒光燈、晶閘管（可控硅）等設(shè)備引起的高次諧波電流，在非故障情況下，會在中性線N上疊加，使中性線N電壓波動，且電流時大時小極不穩(wěn)定，造成中性點(diǎn)接地電位不穩(wěn)定漂移。不但會使設(shè)備外殼（與PEN線連接）帶電，對人身造成不安全，而且也無法取到一個合適的電位基準(zhǔn)點(diǎn)，精密電子設(shè)備無法準(zhǔn)確可靠運(yùn)行。因此 TN-C接地系統(tǒng)不能作為智能化建筑的接地系統(tǒng)。2.TN - C - S 系統(tǒng)TN - C-S系統(tǒng)由兩個接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN - C系統(tǒng)，第二部分是 TN -S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來的場所，進(jìn)戶之前采用

20、 TN - C系統(tǒng)，進(jìn)戶處做重復(fù)接地，進(jìn)戶后變成TN - S系統(tǒng)。TN - C系統(tǒng)前面已做分析。TN - S系統(tǒng)的特點(diǎn)是：中性線 N與保護(hù)接地線PE在進(jìn)戶時共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統(tǒng)中，中性線N常會帶電，保護(hù)接地線 PE沒有電的來源。PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運(yùn)行時，始終不會帶電.因此TN S接地系統(tǒng)明顯提高了人及物的安全性.同時只要我們采取接地引線，各自都從接地體，那么一點(diǎn)引出，及選擇正確的接地電阻值使電子設(shè)備共同獲得一個等電位基準(zhǔn)點(diǎn)等措施TN C S系統(tǒng)可以作為智能型建筑物的一種接地系統(tǒng)。3. TN S系統(tǒng)TN S是一個三相四線加 PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)

21、設(shè)有獨(dú)立變配電所時進(jìn)線采用該系統(tǒng)。TN S系統(tǒng)的特點(diǎn)是，中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電位。只要象TN C S接地系統(tǒng)，采取同樣的技術(shù)措施，TN S系統(tǒng)可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計算機(jī)等電子設(shè)備沒有特殊的要 求時，一般都采用這種接地系統(tǒng)。4. TT系統(tǒng)通常稱TT系統(tǒng)為三相四線接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)常用于建筑物供電來自公共電網(wǎng)的地N帶電情方。TT系統(tǒng)的特點(diǎn)是中性線 N與保護(hù)接地線PE無一點(diǎn)電氣連接，即中性點(diǎn)接地與PE線接地是分開的。該系統(tǒng)在正常運(yùn)行時，不管三相負(fù)荷平衡不平衡，在中

22、性線 況下，PE線不會帶電。只有單相接地故障時，由于保護(hù)接地靈敏度低，故障不能及時切 斷，設(shè)備外殼才可能帶電。正常運(yùn)行時的 TT系統(tǒng)類似于TN S系統(tǒng)，也能獲得人與物的安全性和取得合格的基準(zhǔn)接地電位。隨著大容量的漏電保護(hù)器的出現(xiàn)，該系統(tǒng)也會越來越作為智能型建筑物的接地系統(tǒng)。從目前的情況來看，由于公共電網(wǎng)的電源質(zhì)量不高,難以滿足智能化設(shè)備的要求，所以TT系統(tǒng)很少被智能化大樓采用。5.IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)是三相三線式接地系統(tǒng),該系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地，無中性線N，只有線電壓（380V ），無相壓壓（220V ），保護(hù)接地線PE各自獨(dú)立接地。該系統(tǒng) 的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)一相接地時，不會使外殼帶有較大的

23、故障電流，系統(tǒng)可以照常運(yùn)行。缺點(diǎn)是 不能配出中性線N。因此它是不適用于擁有大量單相設(shè)備的智能化大樓的。TN C 系在智能化樓宇內(nèi)，要求保護(hù)接地的設(shè)備非常多，有強(qiáng)電設(shè)備，弱電設(shè)備，以及一些 正常情況下不帶電的導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件，均必須采用有效的保護(hù)接地。如果采用 統(tǒng)，將TN C系統(tǒng)中的N線同時用做接地線；或者在 TN S系統(tǒng)中將N線與PE線接在一起，再連接到底板上去；再或不設(shè)置電子設(shè)備的直流接地引線，而將直流接地直接 接到PE線上；有的干脆把 N線、PE線、直流接地線混接在一起。以上這些做法都是不符合接地要求的，且是錯誤的。前面已經(jīng)分析過，在智能化大樓內(nèi)，單相用電設(shè)備較多, 單相負(fù)荷比重較大，三相負(fù)

24、荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機(jī)電流。另外,由于大量采用熒光燈照明，其所產(chǎn)生的三次諧波疊加在N線上，加大了 N線上的電流量，如果將N線接到設(shè)備外殼上，會造成電擊或火災(zāi)事故；如果在TN S系統(tǒng)中將N線與PE線上的設(shè)備，外殼均帶PE線連在一起再接到設(shè)備外殼上，那么危險更大，凡是接到電；會擴(kuò)大電擊事故的范圍；如果將 N線、PE線、直流接地線均接在一起除會發(fā)生上述的危險外，電子設(shè)備將會受到干擾而無法工作。因此智能建筑應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流 接地，交流工作接地，安全保護(hù)接地，及普通建筑也應(yīng)具備的防雷保護(hù)接地。此外，由于智能建筑內(nèi)多設(shè)有具有防靜電要求的程控交換機(jī)房，計算機(jī)房，消防及火災(zāi)報警監(jiān)控 室

25、，以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設(shè)備，所以在智能化樓宇的設(shè)計和施工中, 還應(yīng)考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。下面，我們接著分析一下智能化樓宇應(yīng)采取的各種接地措施。1 .防雷接地：為把雷電流迅速導(dǎo)入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。智能化樓宇內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，如通信自動化系統(tǒng)，火災(zāi)報警及消防 聯(lián)動控制系統(tǒng)，樓宇自動化系統(tǒng)，保安監(jiān)控系統(tǒng)，辦公自動化系統(tǒng)，閉路電視系統(tǒng)等, 以及他們相應(yīng)的布線系統(tǒng)。從已建成的大樓看，大樓的各層頂板，底板，側(cè)墻，吊頂內(nèi)幾乎被各種布線布滿。這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高, 最怕受到雷擊的部分。不管是直擊，串擊，反擊都會使

26、電子設(shè)備受到不同程度的損壞或 嚴(yán)重干擾。因此對智能化樓宇的防雷接地設(shè)計必須嚴(yán)密，可靠。智能化樓宇的所有功能 接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并建立嚴(yán)密，完整的防雷結(jié)構(gòu)。智能建筑多屬于一級負(fù)荷，應(yīng)按一級防雷建筑物的保護(hù)措施設(shè)計，接閃器采用針帶iom）i的網(wǎng)格，該組合接閃器，避雷帶采用 25 X 4 mm ）鍍鋅扁鋼在屋頂組成W 網(wǎng)格與屋面金屬構(gòu)件作電氣連接，與大樓柱頭鋼筋作電氣連接，引下線利用柱頭中鋼筋, 圈梁鋼筋，樓層鋼筋與防雷系統(tǒng)連接，外墻面所有金屬構(gòu)件也應(yīng)與防雷系統(tǒng)連接，柱頭 鋼筋與接地體連接，組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。這樣不僅可以有效防止雷擊損 壞樓內(nèi)設(shè)備，而且還能防止外來的電磁干

27、擾。各類防雷接地裝置的工頻接地電阻，一般應(yīng)根據(jù)落雷時的反擊條件來確定。防雷裝 置如與電氣設(shè)備的工作接地合用一個總的接地網(wǎng)時，接地電阻應(yīng)符合其最小值要求。2. 交流工作接地：將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)，直接或經(jīng)特殊設(shè)備（如阻抗，電阻等）與大地作金屬連接，稱為工作接地。工作接地主要指的是變壓器中性點(diǎn)或中性線（N線）接地。N線必須用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子一般均在箱柜內(nèi)。必須注意，該接 線端子不能外露；不能與其它接地系統(tǒng)，如直流接地，屏蔽接地，防靜電接地等混接;也不能與PE線連接。在高壓系統(tǒng)里，采用中性點(diǎn)接地方式可使接地繼電保護(hù)準(zhǔn)確動作并消除單相電弧接 地過電壓。中性點(diǎn)接

28、地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對于低壓系 統(tǒng)很有意義，可以方便使用單相電源。PE線連接起來,3. 安全保護(hù)接地：安全保護(hù)接地就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內(nèi)的用電設(shè)備以及設(shè)備附近的一些金屬構(gòu)件，用 但嚴(yán)禁將PE線與N線連接。在智能化樓宇內(nèi)，要求安全保護(hù)接地的設(shè)備非常多，有強(qiáng)電設(shè)備，弱電設(shè)備，以及 一些非帶電導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件，均必須采取安全保護(hù)接地措施。當(dāng)沒有做安全保護(hù)接地的 電氣設(shè)備的絕緣損壞時，其外殼有可能帶電。如果人體觸及此電氣設(shè)備的外殼就可能被電擊傷或造成生命危險。如圖6所示。在中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，接地短路電流經(jīng)人身，大地流回

29、中性點(diǎn)；在中性點(diǎn)非直接接地的電力系統(tǒng)中，接地電流經(jīng)人體流入大 地，并經(jīng)線路對地電容構(gòu)成通路，這兩種情況都能造成人身觸電。如果裝有接地裝置的電氣設(shè)備的絕緣損壞使外殼帶電時，接地短路電流將同時沿著 接地體和人體兩條通路流過，ld=ld /十IR,我們知道：在一個并聯(lián)電路中，通過每條支 路的電流值與電阻的大小成反比，即,式中：Id 接地回路中的電流總值Id /沿接地體流過的電流IR 流經(jīng)人體的電流rR 人體的電阻rd 接地裝置的接地電阻由上式可以看出，接地電阻越小，流經(jīng)人體的電流越小，通常人體電阻要比接地電 阻大數(shù)百倍經(jīng)過人體的電流也比流過接地體的電流小數(shù)百倍。當(dāng)接地電阻極小時，流過人體的電流幾乎等

30、于零。即Id - Id /。實際上，由于接地電阻很小，接地短路電流流過 時所產(chǎn)生的壓降很小，所以設(shè)備外殼對大地的電壓是不高的。人站在大地上去碰觸設(shè)備 的外殼時，人體所承受的電壓很低，不會有危險。加裝保護(hù)接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是保障智能建筑電氣系統(tǒng)安全，有 效運(yùn)行的有效措施，也是保障非智能建筑內(nèi)設(shè)備及人身安全的必要手段。4. 直流接地：在一幢智能化樓宇內(nèi)，包含有大量的計算機(jī)，通訊設(shè)備和帶有電腦的大樓自動化設(shè)備。在這些電子設(shè)備在進(jìn)行輸入信息，傳輸信息，轉(zhuǎn)換能量，放大信號，邏輯 動作，輸出信息等一系列過程中都是通過微電位或微電流快速進(jìn)行，且設(shè)備之間常要通 過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。因此為了使其

31、準(zhǔn)確性高，穩(wěn)定性好，除了需有一個穩(wěn)定的供電電PE線連接，嚴(yán)禁與源外，還必須具備一個穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位?？刹捎幂^大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端 直接與基準(zhǔn)電位連接，另一端供電子設(shè)備直流接地。該引線不宜與 線連接。5. 屏蔽接地與防靜電接地：在智能化樓宇內(nèi)，電磁兼容設(shè)計是非常重要的，為了避免所用設(shè)備的機(jī)能障礙，避免甚至?xí)霈F(xiàn)的設(shè)備損壞，構(gòu)成布線系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠防止內(nèi) 部自身傳導(dǎo)和外來干擾。這些干擾的產(chǎn)生或者是因為導(dǎo)線之間的耦合現(xiàn)象，或者是因為 電容效應(yīng)或電感效應(yīng)。其主要來源是超高電壓，大功率幅射電磁場，自然雷擊和靜電放 電。這些現(xiàn)象會對設(shè)計用來發(fā)送或接收很高傳輸頻率的設(shè)備產(chǎn)生很大的干擾。因此對這

32、些設(shè)備及其布線必須采取保護(hù)措施，免受來自各種方面的干擾。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護(hù)方法。可將設(shè)備外殼與PE線連接；導(dǎo)線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內(nèi)屏蔽也應(yīng)多點(diǎn)與PE線可靠連接。防靜電干擾也很重要。在潔凈、干燥的房間內(nèi)，人的走步、移動設(shè)備，各自磨擦均會產(chǎn)生大量靜電。例如在相 對濕度1020 %的環(huán)境中人的走步可以積聚 3.5萬伏的靜電電壓、如果沒有良好的接地，不僅僅會產(chǎn)生對電子設(shè)備的干擾，甚至?xí)⒃O(shè)備芯片擊壞。將帶靜電物體或有可能 產(chǎn)生靜電的物體（非絕緣體）通過導(dǎo)靜電體與大地構(gòu)成電氣回路的接地叫防靜電接地。PE防靜電接地要求在潔靜干燥環(huán)境中，所有設(shè)備外殼及室內(nèi)（

33、包括地坪）設(shè)施必須均與 線多點(diǎn)可靠連接。智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好，獨(dú)立的防雷保護(hù)接地電阻應(yīng)W立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)W4Q;獨(dú)立的交流工作接地電阻應(yīng)W4 Q;獨(dú)立的直流工作接地電阻應(yīng)W 4Q;防靜電接地電阻一般要求W100 Qo智能化樓宇的供電接地系統(tǒng)宜采用TN - S系統(tǒng)，按規(guī)范宜采用一個總的共同接地裝置，即統(tǒng)一接地體。統(tǒng)一接地體為接地電位基準(zhǔn)點(diǎn)，由此分別引出各種功能接地引線, 利用總等電位和輔助等電位的方式組成一個完整的統(tǒng)一接地系統(tǒng)。通常情況下，統(tǒng)一接地系統(tǒng)可利用大樓的樁基鋼筋，并用40 X 4 mm ）鍍鋅扁鋼將其連成一體，作為自然接1 Q。若達(dá)不到要求，必地體。根據(jù)規(guī)范，該系

34、統(tǒng)與防雷接地系統(tǒng)共用，其接地電阻應(yīng)W須增加人工接地體或采用化學(xué)降阻法，使接地電阻W1 Q。在變配電所內(nèi)設(shè)置總等電位銅排，該銅排一端通過構(gòu)造柱或底板上的鋼筋與統(tǒng)一接地體連接，另一端通過不同的連接 端子分別與交流工作接地系統(tǒng)中的中性線連接，與需要做安全保護(hù)接地的各設(shè)備連接, 與防雷系統(tǒng)連接，與需做直流接地的電子設(shè)備的絕緣銅芯接地線連接。在智能大廈中, 因為系統(tǒng)采用計算機(jī)參與管理或使用計算機(jī)作為工作工具，所以其接地系統(tǒng)宜采用單點(diǎn) 接地并宜采取等電位措施。單點(diǎn)接地是指保護(hù)接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互 分開，各自成為獨(dú)立系統(tǒng)?？蓮臋C(jī)柜引出三個相互絕緣的接地端子，再由引線引到總等 電位銅排上共同接

35、地。不允許把三種接地聯(lián)結(jié)在一起，再用引線接到總等電位銅排上。實際上這是混合接地，這種接法既不安全又會產(chǎn)生干擾，現(xiàn)在的規(guī)范是不允許的。工廠防雷方案書一、方案總則 伴隨大規(guī)模電子設(shè)備儀器的使用，雷擊過電壓造成的災(zāi)害越來越嚴(yán)重，作為全面的防雷 策略，應(yīng)從防地電位反擊，防感應(yīng)雷電波侵入，防雷電電磁感應(yīng)影響等多方面作整體考 慮，根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能及不同受保護(hù)程度，作分類保護(hù)，從電源進(jìn)線到 數(shù)據(jù)通信線路多級分層保護(hù)。1. 1雷電現(xiàn)象分析雷是一種大氣中的放電現(xiàn)象，當(dāng)一部分帶電云層與另一部分帶異種電荷的云層之間，或 者是一部分帶電的云層對大地之間，進(jìn)行迅猛的放電，產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃光，并伴隨巨大的 聲音

36、時，雷電就發(fā)生了。云層之間的放電主要對飛行器產(chǎn)生危害，而云層對地面的放電, 則對建筑物、人、蓄等產(chǎn)生巨大的危害，這就是雷擊。雷擊有三種主要形式：第一種是帶電的云層對大地上某一點(diǎn)，發(fā)生迅猛的放電，這叫做“直擊雷”。第二種是帶電云層發(fā)生雷擊以后，由于靜電感應(yīng)作用，使地面某一范圍內(nèi) 帶上異種電荷，形成電位差，這種感應(yīng)的高電壓沿著電纜線迅速傳向室內(nèi)的用電設(shè)備, 使其受到干擾或被擊壞，叫做“感應(yīng)雷”或稱“二次雷”。第三種雷叫“球形雷”，所 謂“球形雷”，是指在雷雨天，一些帶顏色的火球在空中、地面水平方向移動或流動, 其直徑由十余厘米至幾十厘米，甚至超過一米，它能通過煙囟、開著的窗戶、門和其它 的縫隙進(jìn)入

37、室內(nèi)，或無聲的消失，或發(fā)出絲絲的聲音，或發(fā)生劇烈的爆炸。在雷電發(fā)生時，受雷擊的目標(biāo)有巨大的電流流過，稱為“雷電流”?！袄纂娏鳌狈逯荡?都為幾十千安，少數(shù)為上百千安以至幾百千安，雷電流峰值與土壤電阻率的大小成反比, 一次雷電通常包括3-4次放電，重復(fù)放電都是沿著第一次放電通路發(fā)生的，雷電之所以 重復(fù)發(fā)生，是由于雷云非常之大，其各部分密度各不相同，導(dǎo)電性能也不一樣，它所包 含的電荷也不能一次放完，第一次放電是由雷云最低層發(fā)生的，隨后放電是從較高云層 或相鄰區(qū)發(fā)生的，一次放電全部時間可達(dá)十分之幾秒。雷電對工廠危害主要表現(xiàn)在以下 幾方面: 電源系統(tǒng) 電源電纜線一般由室外架空或直埋方式進(jìn)入建筑物內(nèi)，容易

38、遭受直擊雷和感應(yīng)雷的襲 擊。當(dāng)雷擊發(fā)生后，輸電線路、電信線路上的感應(yīng)電荷由于局部感應(yīng)高電壓，其值在高 壓架空線路上可達(dá) 300-400KV，在低壓架空線路上，可達(dá) 100KV，在電信線路可達(dá) 40 -60KV。這種感應(yīng)高電壓沿著電纜線迅速傳向室內(nèi)的用電設(shè)備，致使設(shè)備等受到干擾或被擊壞。信號系統(tǒng)DDN通信專線、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、路由器和程控交換機(jī)都是雷擊的主要目標(biāo) 。遭受雷擊后, 雷擊過電壓直接損害網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、調(diào)制調(diào)解器、電話交換機(jī)及其它數(shù)據(jù)處理設(shè)備，造成數(shù) 據(jù)丟失或中斷。針對東莞東勝皮具有限公司 （天面避雷針、接地、電源、信號線等）進(jìn)行防雷現(xiàn)場勘測。本方案建議電源系統(tǒng)采取分級避雷保護(hù)。電腦網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)

39、傳輸線，信號線，分別配備不 同種類的防護(hù)裝置。另外：設(shè)備外殼，金屬門窗，管道等應(yīng)進(jìn)行等電位處理，目的在于減少需要防雷的空間 內(nèi)各金屬部件與各系統(tǒng)之間的電位差。二、設(shè)計依據(jù) 根據(jù)下列國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)現(xiàn)行國頒、部頒防雷設(shè)計規(guī)范、規(guī)程實施勘測、設(shè)計。2.1、設(shè)計總則A.依據(jù)國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)、法國NFC標(biāo)準(zhǔn)、德國VDE標(biāo)準(zhǔn)和中國GB標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的設(shè)計規(guī)范的要求，該建筑物和大樓內(nèi)之計算機(jī)房等設(shè)備都必須有完整完善之防 護(hù)措施，保證該系統(tǒng)能正常運(yùn)作。這包括電源供電系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)，空調(diào)設(shè)備、 電腦網(wǎng)絡(luò)、微波通信設(shè)備等裝置應(yīng)有防護(hù)裝置保護(hù)。B.GB50057-94 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 為使建筑物防

40、雷設(shè)計因地制宜的采用防雷措施，防止或減少雷擊建筑物所發(fā)生的人身傷 亡和文物、財產(chǎn)損失，做到安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。本規(guī)范不適用于天線塔, 共用天線電視接收系統(tǒng)，化工廠戶外裝置的防雷設(shè)計。C.GB50174-93 計算機(jī)房防雷設(shè)計規(guī)范 本規(guī)范適用于陸地上新建、該建和擴(kuò)建的電子計算機(jī)機(jī)房的設(shè)計。為了使電子計算機(jī)機(jī) 房確保電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行和保障機(jī)房安全使用，應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī) 定。D .B2887-89 計算站場地技術(shù)文件 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了計算場地技術(shù)要求與測試方法，并適用于各類地面計算站依據(jù)計算站的性 質(zhì)、任務(wù)、工作量的大小，計算機(jī)類型的不同，計算機(jī)對供電、空調(diào)等的要求。至于測

41、試方式從環(huán)境因素的不同采用合適測試儀表，這包括磁場干擾環(huán)境場強(qiáng)的測試和接地電 阻測試。E. GB9361-88計算站場地安全要求 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了計算站場地的安全要求，并適用于各類地面計算站，不建站的地面計算機(jī) 機(jī)房，按本標(biāo)準(zhǔn)對計算機(jī)機(jī)房的有關(guān)要求執(zhí)行；改建的或非地面計算機(jī)機(jī)房可參照本標(biāo) 準(zhǔn)執(zhí)行。至于計算機(jī)機(jī)房的安全分類為A、B、C三個基本類別，因應(yīng)實際設(shè)備和環(huán)境需求選擇在安全機(jī)房下操作。F. JGJ/T16-92民用建筑電氣執(zhí)行規(guī)范 為在民用建筑電氣設(shè)計中更好地貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)政策，作到安全可靠，技術(shù)先進(jìn)、 經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)方便。本規(guī)范使用于城鎮(zhèn)新建、改建和擴(kuò)建的單體及群體民用建筑的電氣設(shè)計，并應(yīng)選用合適 的定型產(chǎn)品及經(jīng)過檢測的優(yōu)良產(chǎn)品。G. GA173-1998計算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器 計算機(jī)信息系統(tǒng)加裝有效可靠的防雷保安器，是國際上通用的最有效的防護(hù)措施。防雷 保安器是保證計算機(jī)信息系統(tǒng)安全的專用產(chǎn)品，因此它應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求、實驗 方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸及儲存，并能有效防止感應(yīng)雷電破壞