正确理解和测试信息技术设备的接地
实际得到的是“总接地端子”上的所有等电位联结导体(图2中标记“7”处)并联电阻与建筑物的钢结构(图2中标记“2”处)所形成的回路(图8中的“回路1”)电阻,而并非“接大地电阻”。
3.1.2等电位联结的导体回路电阻
正如前文反复强调的,对电气(子)设备电磁兼容性(EMC)起作用的是“等电位联结”。关于等电位联结导体(保护导体),在以下标准条款中有所规定:
GB 16895.3(3)543.2 注1:“在中国、意大利、英国和美国,按其地区或国家规程或标准,允许将电缆托盘和电缆梯架用作保护导体。”
GB 16895.17(5)548.3.1:“信息技术设备的功能接地可利用供电回路的保护导体。”
GB 16895.17(5)548.7:“电信电缆或电信设备的可导电屏蔽层、护套或铠装是等电位联结的组成部分。”
如本文3.1.1所述,相对“接大地电阻”而言,“等电位联结导体回路电阻”测试更容易,只要将仪表接入所需测试的设备地线导体(图8中的标注的“回路1、2、3”),即可得到相应阻值。
3.2 接地电阻的测试方法
严格意义的接地电阻,应将仪表(欧姆表)串联至被测回路中进行测试,但在实际工程现场,大多少情况不允许或不可能将接地系统断开后接入测试仪表。因此,工程中一般使用“辅助接地极法”和“电磁感应法”测试。
3.2.1 辅助电极测试法
图3所示测试方法,多用于测试“接大地电阻”,即:在独立于建筑物基础接地体(极)之外,根据客观条件设置1或2个辅助接地极(分别称为“两电极法”或 “三电极法”),辅助电极与基础接地体之间除通过大地(土壤中的电解质)构成回路外,不经过其它导体。这样测得的数据,可认为是真实“接大地电阻”。
“两电极法”操作更简单,但误差较大;“三电极法”测试精确较高,但需要测试场地满足要求。图4是采用此类测试方法的一款典型数字式地阻测试仪。
图3 三电极/两电极法测试接地电阻
图4 数字式辅助电极地阻测试仪(IDEAL 61-796型)
3.2.2 电磁感应测试法
此测试方法又称为“电压注入,电流检出法”,其原理是:通过电磁感应方式,将交流电压信号注入到闭合导体回路中,同时探测回路中的电流信号(如图5所示),并利用欧姆定律计算回路电阻。为简化操作,实际测试仪表是将电压和电流感应线圈集成制作在同一个钳形适配器内(如图6所示),仪表根据实测数据自动计算并显示电阻值,所以此类仪表又被成为“钳形地阻仪”。
图5 电磁感应式地阻仪工作原理
图6钳形地阻仪(IDEAL 61-920型)
钳形地阻仪的工作原理决定了:它只能测试闭合回路的电阻。当测试“接大地”电阻时,要求至少存在2个基础接地极才可能得到电阻值。如图7所示,在有多个接地极的输电系统中,每个电线杆(塔)接地极对大地的接地电阻分别为:R1、R2、R3…Rn,其中被测阻值为:Rx,它们之间都是并联关系,其等效电路可最终简化为:被测电阻Rx与其他电阻并联后的等效电阻——Rs构成的闭合回路。
图7 多接地极(输电)系统及其等效电路的简化、接地极数量越多,并联后形成的Rs阻值就越小,当Rs
图8 钳形地阻仪测试等电位联结导体回路电阻
4 综合布线工程中涉及接地的规定与测试
4.1 综合布线工程中的接地规定
综合布线系统中,无论使用铜缆介质还是光纤介质;无论采用屏蔽电缆还是非屏蔽电缆,系统中的网络设备、机柜、线缆桥架、金属管路、供电系统等都要求可靠接地;当采用屏蔽系统时,线缆屏蔽层和终端设备也必须可靠接地(如图9所示)。
图9 综合布线系统的组成部分与接地环节
GB 50311-2007(6)7.0.4规定:“综合布线系统应采用共用接地的接地系统,如单独设置接地体时,接地电阻不应大于4Ω。如布线系统的接地系统中存在两个不同的接地体时,其接地电位差不应大于1Vr.m.s”
上述要求都是为了提高系统的电磁兼容性而非防雷,显然其中“接地”应被理解为:将系统保护导体(如:屏蔽层)纳入等电位联结,而非“接大地”。“接地电位差不大于1Vr.m.s”的规定,实际指明了:实际工程中的“等电位”并不一定要求电位差必须为0,在综合布线系统中,小于1Vr.m.s就可认为是“等电位”了,当然此值越小越好。
4.2 综合布线工程中的接地与等电位联结测试
由于综合布线系统的接地属于等电位联结范畴,因此钳形地阻仪是最适合的接地电阻测试
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