关于动力接地同计算机接地相连两种不同观点的剖析
日期：2008-10-22 23:30:02 来源：中国自动化网
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一、概述 许多电气设计人员及电气施工人员在工程接地系统中存在着截然不同的两种倾向，一种是电气动力接地同计算机电子设备接地网要严格分离开来，同时计算机接地网要做到很好的屏蔽；另一种倾向是两种接地连接在一起。因国际上广泛采用等电位联结的方式，IEC的有关标准也规定建筑物电气装置内必须实施等电位联结，这不仅是防人身电击的需要，也是防爆、防火、防雷、防设备过电压，以至保护电子信息设备正常工作的需要。国际上已出现一种趋势，即在没有特殊接地要求的情况下，动力接地、计算机接地、电子设备接地统一连成接地网，实现等电位联结。本文拟以工厂配电设计手册的几种接地基本要求为例，主要对计算机及电子设备接地系统做一剖析。
二、 电位联结
我国目前还有些电气人员尚不了解等电位联结的重要作用，因此无法明白在同一故障条件下，无等电位联结的设备电击危险性更大的道理。如图一所示，TN-C-S系统用户的电源线路发生接大地故障，
故障电流Id经故障点的接地电阻RE和变压器中性点的接地电阻RB返回变压器绕组。Id在RB上产生电压降，即故障电压Uf=IdRB。Uf沿PEN线和PE线传导至用户设备外壳上，但由于建筑物内等电位联结的作用，地面和所有金属管道、结构都对地升高至同一电位Uf，故户内不出现电位差，不发生电击事故。
如果电气设备位于户外，因无等电位联结场所，设备外壳带故障电压Uf，而人站立的地面为零电位，电位差Uf可能导致电击事故，这正是户外使用一些绝缘完好无损的手握式或移动式电气设备的人不明不白的被电击致死的原因。解决办法可以将户内的等电位联结场所延伸至户外设备，使设备与大地的电位差为0，或将户外无等电位联结作用区改为局部TT系统，也可消除电击危险。
由于户外场所不具备等电位联结条件，为了消除沿PE线传导来的危险电压引起人身电击事故，不能将TN系统的PE线延伸至户外给户外电气设备接地，而应将户外部分TN系统改为局部TT系统。如图二所示，需为户外电气设备打单独的接地极引出PE线来接地，用以隔离由电源PE线传导来的故障电压Uf。又由于TT系统接地故障回路阻抗大，此部分回路必须装用漏电保护器来切断接地故障，漏电保护器具有很高的动作灵敏度，此接地极的接地电阻即使高达几百欧也能保证其有效动作，保证了人身设备的安全。
三、 算机接地
1、计算机接地种类
a． 逻辑地 电子设备的信号回路中低电位点要有一个统一基准电位，把这个点进行接地称逻辑接地，简称逻辑地，其目的是使计算机电路有一个统一的基准电位，但此基准电位并不一定是大地的零电位，而只要有一个等电位面。
b． 功率地 电子设备中的大电流电路、非灵敏电路、噪声电路，如电子计算机柜上的继电器、风机、指示灯、交直流电源电路都需接地，这种接地称功率接地，简称功率地。交直流电路分开接地时，则分别称为交流功率地和直流功率地。
c． 安全地 为了人身和设备安全，把正常运行时不带电的设备金属外壳如机柜外壳、元件外壳、面板等接地，这种接地称安全接地，简称安全地。
2、计算机几种接地系统的比较 混合接地系统主要适用于小型计算机系统，小型计算机内部的逻辑地、功率地、安全地在柜内已经接到同一接地端子上，在设计施工时只需从端子上引出接地线至接地装置即可。因小型计算机内部的绝缘性能可以做得很高，这种接地方式既保证了统一的基准电位，又实现了等电位联结，很好地保障了人身和设备的安全（如图三所示）。
a．
b． 悬浮接地系统
第一种：一般在电气设计上，不是以“地电位点”作为各电路统一的基准电位，而是各个悬浮电路分别有各自的基准电位，各个悬浮电路之间依靠电感线圈的磁场藕合传递信号，所以应保持严格的隔离，如图四所示，整个设备包括机壳都是与大地绝缘隔离的，在大型计算机中，难以满足足够的绝缘性能要求，因此很难做到真正的悬浮接地。在悬浮接地系统中，由于故障而出现的高电位存在于悬浮部分和临近的其它接地点之间，这时对机器产生干扰，如出现在机柜上，此时的高电位有可能对人身安全十分不利。
第二种：计算机各机柜内的逻辑地和直流功率地以及安全地都直接接到地板下与大地相绝缘的铜排网上，机柜上的荧光灯、风机、插座及中频电源等接交流零线，并与机柜绝缘，这种悬浮接地形式是将机柜固定在木地板上，当空气干燥时，积聚在机柜上的静电对某些低电位点放电而对机器产生干扰。这时通过机柜框架接在交流地上与直流地、逻辑地分开，如图五所示，机柜上带静电即可导入地下，同时机柜同其它电气设备构成等电位联结，保证了安全。
c．
交直流分开接地系统此种系统是逻辑地与直流功率地合在一起接在接地网上，接地电阻不大于4欧，机柜和交流功率地共同接地与动力接地相连，同样逻辑地与直流功率地也可通过电容器与交流功率地接在一起，这种做法可避免磁场干扰（如图六所示）。
d．
一点接地系统此系统是在机柜中将逻辑地、功率地与安全地分开，各自成为独立系统，在机柜内引出三个相互绝缘的接地端子或铜排，然后从铜排网和机柜其它接地端子各引出一根引线在同一点与接地体相连，接地电阻不大于4欧，如图七所示，此种接地系统的优点是逻辑地有一个统一的基准电位，减少了互相干扰，保证了安全，而且也泄放了静电荷。
四、 结束语
通过以上几种计算机接地方式的比较，可以看出电子计算机接地并不是必须和动力接地严格分离开来，纯粹的悬浮接地对于大型计算机系统来说，内部绝缘性能很难满足，对于交直流分开接地方式，将交流功率地同动力接地相连，而一点式接地方式直接同动力接地相连，这样既保证了计算机要求的基准电位，又在整个系统构成等电位联结，保障了人身及设备的安全。对于有特殊接地要求的设备接地，就要按具体情况进行设计和施工。总的来说，各种设备的接地要求复杂多样，不能一概而论，许多接地方式的选择设计还有待进一步讨论。
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二、 电位联结
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我国目前还有些电气人员尚不了解等电位联结的重要作用，因此无法明白在同一故障条件下，无等电位联结的设备电击危险性更大的道理。如图一所示，TN-C-S系统用户的电源线路发生接大地故障，
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故障电流Id经故障点的接地电阻RE和变压器中性点的接地电阻RB返回变压器绕组。Id在RB上产生电压降，即故障电压Uf=IdRB。Uf沿PEN线和PE线传导至用户设备外壳上，但由于建筑物内等电位联结的作用，地面和所有金属管道、结构都对地升高至同一电位Uf，故户内不出现电位差，不发生电击事故。
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如果电气设备位于户外，因无等电位联结场所，设备外壳带故障电压Uf，而人站立的地面为零电位，电位差Uf可能导致电击事故，这正是户外使用一些绝缘完好无损的手握式或移动式电气设备的人不明不白的被电击致死的原因。解决办法可以将户内的等电位联结场所延伸至户外设备，使设备与大地的电位差为0，或将户外无等电位联结作用区改为局部TT系统，也可消除电击危险。
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由于户外场所不具备等电位联结条件，为了消除沿PE线传导来的危险电压引起人身电击事故，不能将TN系统的PE线延伸至户外给户外电气设备接地，而应将户外部分TN系统改为局部TT系统。如图二所示，需为户外电气设备打单独的接地极引出PE线来接地，用以隔离由电源PE线传导来的故障电压Uf。又由于TT系统接地故障回路阻抗大，此部分回路必须装用漏电保护器来切断接地故障，漏电保护器具有很高的动作灵敏度，此接地极的接地电阻即使高达几百欧也能保证其有效动作，保证了人身设备的安全。
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三、 算机接地
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1、计算机接地种类
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a． 逻辑地 电子设备的信号回路中低电位点要有一个统一基准电位，把这个点进行接地称逻辑接地，简称逻辑地，其目的是使计算机电路有一个统一的基准电位，但此基准电位并不一定是大地的零电位，而只要有一个等电位面。
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b． 功率地 电子设备中的大电流电路、非灵敏电路、噪声电路，如电子计算机柜上的继电器、风机、指示灯、交直流电源电路都需接地，这种接地称功率接地，简称功率地。交直流电路分开接地时，则分别称为交流功率地和直流功率地。
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c． 安全地 为了人身和设备安全，把正常运行时不带电的设备金属外壳如机柜外壳、元件外壳、面板等接地，这种接地称安全接地，简称安全地。
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2、计算机几种接地系统的比较 混合接地系统主要适用于小型计算机系统，小型计算机内部的逻辑地、功率地、安全地在柜内已经接到同一接地端子上，在设计施工时只需从端子上引出接地线至接地装置即可。因小型计算机内部的绝缘性能可以做得很高，这种接地方式既保证了统一的基准电位，又实现了等电位联结，很好地保障了人身和设备的安全（如图三所示）。
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a．
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b． 悬浮接地系统
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第一种：一般在电气设计上，不是以“地电位点”作为各电路统一的基准电位，而是各个悬浮电路分别有各自的基准电位，各个悬浮电路之间依靠电感线圈的磁场藕合传递信号，所以应保持严格的隔离，如图四所示，整个设备包括机壳都是与大地绝缘隔离的，在大型计算机中，难以满足足够的绝缘性能要求，因此很难做到真正的悬浮接地。在悬浮接地系统中，由于故障而出现的高电位存在于悬浮部分和临近的其它接地点之间，这时对机器产生干扰，如出现在机柜上，此时的高电位有可能对人身安全十分不利。
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第二种：计算机各机柜内的逻辑地和直流功率地以及安全地都直接接到地板下与大地相绝缘的铜排网上，机柜上的荧光灯、风机、插座及中频电源等接交流零线，并与机柜绝缘，这种悬浮接地形式是将机柜固定在木地板上，当空气干燥时，积聚在机柜上的静电对某些低电位点放电而对机器产生干扰。这时通过机柜框架接在交流地上与直流地、逻辑地分开，如图五所示，机柜上带静电即可导入地下，同时机柜同其它电气设备构成等电位联结，保证了安全。
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交直流分开接地系统此种系统是逻辑地与直流功率地合在一起接在接地网上，接地电阻不大于4欧，机柜和交流功率地共同接地与动力接地相连，同样逻辑地与直流功率地也可通过电容器与交流功率地接在一起，这种做法可避免磁场干扰（如图六所示）。
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一点接地系统此系统是在机柜中将逻辑地、功率地与安全地分开，各自成为独立系统，在机柜内引出三个相互绝缘的接地端子或铜排，然后从铜排网和机柜其它接地端子各引出一根引线在同一点与接地体相连，接地电阻不大于4欧，如图七所示，此种接地系统的优点是逻辑地有一个统一的基准电位，减少了互相干扰，保证了安全，而且也泄放了静电荷。
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四、 结束语
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通过以上几种计算机接地方式的比较，可以看出电子计算机接地并不是必须和动力接地严格分离开来，纯粹的悬浮接地对于大型计算机系统来说，内部绝缘性能很难满足，对于交直流分开接地方式，将交流功率地同动力接地相连，而一点式接地方式直接同动力接地相连，这样既保证了计算机要求的基准电位，又在整个系统构成等电位联结，保障了人身及设备的安全。对于有特殊接地要求的设备接地，就要按具体情况进行设计和施工。总的来说，各种设备的接地要求复杂多样，不能一概而论，许多接地方式的选择设计还有待进一步讨论。
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