浅谈通信建筑接地系统设计

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷第9期   作者:张海波
[导读] 近年来,邮电通信事业蓬勃发展,通信手段越来越丰富,楼内通信设备种类也越来越繁多
        摘要:近年来,邮电通信事业蓬勃发展,通信手段越来越丰富,楼内通信设备种类也越来越繁多。而这些通信设备的正常运行都需要一个完整、有效、可靠的接地系统来保证。本文分析了通信建筑接地系统设计。
        关键词:通信建筑;接地系统;设计
        随着经济和科学技术的发展,高科技设备已在通信网上大量使用,这些设备均采用大规模集成电路,工作电压仅有几伏,设备的抗干扰能力不如模拟设备,因此,设计一个可靠的接地系统是十分重要的。
        一、设施接地的目的
        接地系统对于通信设施的良好运行具有重要的作用:
        1.保护电信建筑维护人员和设备。使用人员的安全,以免受到危险电压的危害。
        2.限制通信设备。电路中的串话电流、噪声电流和电磁干扰电流、使其低于某一数值、保证通信设备的正常运行。
        3.防止整流器等设备产生的高频电流和交流工频电流影响通信设备。
        二、接地的种类
        直流电源接地为了取得一定的公共电位,以减小电路间的藕合,降低干扰影响,减少电气元件的电腐蚀,减少因线路对地绝缘不良而产生的串音等。屏蔽接地减少电磁场的干扰影响,减少电路间的祸合。保安避雷接地保护人身及通信机械设备避免遭受雷电等的危害。测试接地为了测试回线的对地绝缘不良或接地障碍,减少外界电磁干扰,增加测试的准确性。工作接地利用大地代替一根导线,而作为电气工作回路的一部分,以节省导线。保护接地用来保护人身及机械、线路,避免受危险电压的危害。
        三、通信建筑接地系统设计
        1.防雷接地系统设计。通信大楼防雷接地系统设计应遵循国家规范<建筑物防雷设计规范)GB50057-94及原邮电部颁行业标准《电信专用房屋设计规范)YDS003—94。国际电信枢纽楼、高度接近100m及100m以上的通信楼,按第一类防雷建筑物设防;其余的通信建筑按第二类防雷建筑物设防。建筑物的防雷接地系统通常由接地体、引下线、接闪器及均压网组成。(1)接地体。综合通信楼接地系统应按联合接地系统设计,即通信建筑内的防雷接地、保护接地、工作接地共用同一接地体。所以在接地系统设计中接地体的设计占有十分重要的地位,一个接地良好、工作稳定的接地体是整个接地系统设计的关键。保护接地体一般利用大楼本身基础作为自然接地体。当大楼基础为桩基时,将外圈桩基钢筋用一40x4镀锌扁钢或m12镀锌钢筋闭环联成一体,并使之形成网格状的均压带。当大楼基础为其他基础时,将外圈基础钢筋用-40x4镀锌扁钢或中12镀锌钢筋闭环联成网状,作为接地体。(2)均压网。YD5003—94之8.5.7.1规定,通信建筑中各层均应设均压网。高度在30m以下的楼层,可利用结构圈粱内的主筋焊成环状并与楼板主筋、柱内引下线焊成一体形成防雷均压网。高度在30m以上的楼层,应专门敷设一条40x4镀锌扁钢或中12镀锌钢筋作为均压网。设在30m以上的金属门窗及玻璃幕墙构件均就近与均压网焊接。(3)引下线。引下线应优先利用钢筋混凝土柱中主筋作为引下线。被用来作引下线的柱内对角主筋作为引下线的钢筋直径应不小于12mm,引下线应采用焊接方式。引下线间距应不大于18m,一般以建筑物的自然跨距为准。引下线上端与接闪器焊接,下端与接她体焊接并与所经过的均压网焊接。(4)接闪器。为了比较有效的保护大楼的每个部件,宜采用针带组合接闪器。利用-25x4镀锌扁钢或D10镀锌园钢沿屋角、屋脊、屋檐、女儿墙等易受雷击的部位敷设组成10mx 10m网格避雷带覆盖在屋顶上,并与柱内引下线焊接。屋面上所有外露的金属管道及金属构件均就近与避雷带焊接。选择合适的针形接闪器,将大楼置于其保护范围之内。接闪器应与避雷带焊为一体。为了防止外部雷电引入以及防雷电感应将所有进出建筑的金属管道就近与接地装置连接。
        2.保护接地系统。保护接地的作用主要是人身当配电系统发生接地故障时人身和设备免遭雷击和避免发生火灾。保护接地的设计主要是对建筑物配电系统,引入等电位连接,使之形成一个完整的保护接地系统。(1)TN-C系统。
        
                                 图1TIN-C接地系统
        TN-C系统,也称三相四线制系统。该系统的中性线N与保护线PE合用一根线,称为PEN线。这种接地系统对接地故障灵敏度高,配电线路经济简单。但当三相负载不平衡时PEN线内有不平衡电流,随负载不平衡电流大小的变化。造成配电系统中性点接地电位漂移。不但使设备外壳带电而且无法使设备准确运行。因此,TN-C系统不适用于三相负载不平衡的场所。通信建筑内,存在大量单相设备不能保证三相负载平衡,所以TN-C系统不适用于通信建筑。(2) TN—S系统。TN-S系统,也称三相五线制系统。该系统的中性线N与保护线PE仅在电源变压器中性点外一点共同接地,而后两线分开无任何电气接触。无论系统三相负载是否平衡、N线带电与否PE线都不带电,从而保证了系统的安全。在通信大楼内或大楼附属房内带有变配电室时,这种接地方式较为适合。(3)TN-C-S系统。该系统有两部分组成,前部分为TN-C系统,后部分为TN-S系统。两系统分界点是在PE线与N线分开连接处。TN-C-S系统适用有小区变电所引入电源的场所,系统在人楼前为TN-C系统。进户后经重复接地引出N线及PE线,变为TN-S系统。在通信大楼中无独立变电所,或有独立变电所但距通信楼较远,这种接地方式较为适合。(4)TT系统。TT系统,也称三相四线制系统。其特点是中性线N与保护线PE的接地系统是分开的,两者间无金属性连接。在N线带电的情况下,PE线不带电。正常情况下也能获得安全、可靠的基准接地电位。但当接地系统发生单相接地故障时,保护接地灵敏度较低。TT系统适用于电源来自公共电网的场所。由于通信系统供电的可靠性要求较高,不可能有电源引自公共电网,故TT系统不适合于通信大楼。
        3.TN—S保护接地系统设计。通信大楼中的TN-S系统主要由变电所内的接地
总汇集线(PE母排)、PE干线、层PE端子排以及保护接地线与被保护设备外露可导电构件组成。(1)接地总汇集线的设计。通信大楼接地总汇集线一般设在通信大楼的地下室内。可为环状,也可为排状,一般采用铜排。接地总汇集线是整个大楼接地设计的基础,楼内所有保护接地线、等电位连接线、工作接地线都汇接到接地总汇集线上,然后与公用接地体连接。接地总汇集线的设置可分为两种方式。第一种情况,对大型通信建筑,地下室内一般设置进线室及变配电室,这时接地汇集线设置在变配电室内,接地总汇集线亦为PE母排。第二种情况,当变配电室在大楼裙房内时,大楼地下室为电缆进线室等。这时,接地总汇集线设置在电缆进线室内,变配电室内亦设置PE母排,但二者需分别与公用接地体连接。
(2) PE干线的设计。对于高层通信建筑都设有配电管井,为节约投资,方便各层PE线分支连接,各路配电干线宜采用四芯电缆供电,而在竖并内设置一条PE干线,PE干线下端与接地总汇集线连接,在竖井内明敷设部位宜采用绝缘子支撑铜排并尽可能远离防雷接地系统,以防雷击时造成高电位反击。对于小型通信大楼,无配电管井,供电系统应采用五芯电缆供电,其中一芯为PE线。(3)层PE端子排的设计。各层的PE端子排亦称局部等电位铜排,在每层竖井内的墙壁上设置,并采用铜线或铜排与PE干线连接。(4)等电位连接的设计。等电位连接是保护接地系统中重要的一部分。设计时应将进出大楼的金属管道与接地总汇集线做等电位连接,竖井内的金属管道、金属构件与PE端子排做等电位连接。
        综上所述,我们认为各大电信运营商要想在竞争中立于不败之地,充分的利用现有生产系统的数据,构建企业级的数据仓库,建立完善的经营分析系统是一个关键。
        参考文献:
        [1]刘佩.浅谈通信建筑接地系统设计[J].2018,30(1):42-47.
        [2]庞文群.通信楼接地系统的设计[J].2018,30(4):312-315

       
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