電梯接地系統的設置原則及其實施方法

ID:107593 · 發表于 2016-3-10 19:02

現代電梯引用計算機系統控制以后，電梯接地是一項復雜的工程。它涉及多種接地系統——直流“地”、安全保護“地”、交流要作“地”及防雷保護“地”。諸“地”的設置原則以及它們之間的關系，是電梯電氣設計人員與從事電梯安裝改造工程技術人員所共同關注的問題。筆者就電梯安裝工程的實際做法粗淺地談一點體會。
1 直流“地”
直流“地”是針對電梯計算機控制系統而言。我國當今投放市場的電梯產品其控制系統廣泛采用可編程序控制器PLC或微機型計算機（有單片機、多微機、智能群組）。無論采用哪種控制方式，其控制中心CPU均以相當高的速度在運行著。其運行頻率高達1~7MHz。在這如此高的頻率之后，計算機設備之間的連接電纜，就像天線一樣，即可以接收外部的射頻干擾信號，也能向外輻射射頻干擾信號，引起計算機場地內電磁干擾。另外，由于電梯控制系統計算機運行電壓底，通常為5-24V，故要求計算機場地內數據處理裝置各單元之間電壓差變化極小。為此需設置一個能在計算機運行頻率之下達到高質量、低阻抗性、穩定電位的接地系統——直流“地”系統。
直流“地”系統是一個穩定計算機各處理裝置信號電位，專供信號返回的獨立接線系統。它可以與大地相連，但不允許有正常工作電流流過。如與大地無導體連接，而以懸浮的地作系統的參考單位，此稱浮地系統。直流“地”的構成原理是基于電路性去耦以達到等電位，從而消除或抑制各單元信號回路流過共用回路產生的公共阻抗耦合性干擾，避免各接線形成磁場敏感環。常用直流“地”接線系統結構有兩種：星形狀與網絡狀。星形狀系統要求各接地線根據信號流向一點（基準點），網絡狀系統是星形狀系統的延伸，是從一個基準點變成一個等電位的基準面。電梯設備根據自身特殊的結構層次性質其計算機直流“地”系統常設置成星形狀。星形狀系統在建筑電氣領域也稱單點接地，此系統在10kHz-3MHz中應用較好，這已能滿足一般電梯微型計算機控制系統的需要。
電梯計算機系統直流“地”實際上為計算機各處理裝置工作而建立的標準等電位點或面，這種接地型式通常也稱信號接地或邏輯接地，它們實際上是高頻接地，即考慮通過高頻信號的接地。直流“地”并不一定完全要求是零電位點或面，在不考慮強電故障、雷電壓影響及靜電荷泄放的問題上，采用浮置“地”接線結構變是允許的，但此時直流“地”系統對大地電阻應大于1MΩ以上。
2 安全保護“地”
我國電梯制造安裝規范特別強調安全保護接地的重要性。安全保護接地的實質就是將設備各部件的所有可導金屬外殼通過電氣接線的方式將其強制性接地，從而避免對設備金屬可導電外殼可能出現的危險電壓為設備及人身安全所構成的威脅。GB10063-93《電梯安裝驗收規范》規定：接地線的顏色為黃綠雙色絕緣電線。除36V以下安全電壓外的電氣設備金屬罩殼應設有易于識別的接地端，且應有良好的接地，接地線應分別直接接至接線柱上，不得互相串接后再接地。規范中突出強調接地線接至主接線柱的直接性，而不得串接，即意在降低總的接地電阻值，以保證電梯各電氣用電設備發生接地故障時，設備金屬外殼不致產生過高的接觸電壓，并且能在整定的電小時間內產生足夠大的故障電流使保護裝置可靠動作（如熔斷相線上的熔斷器等）。
對電梯設備來說，保護接地線同工作零線是分開的，所以電梯的低壓配電系統屬TN-S系統，對一般垂直曳引式電梯，若電梯機房至樓房底層低壓配電室這段距離未給出專用接地線，只給出三相四線制，即接地線同電源中性線分用，稱PEN線，而入機房又各自分開，則電梯的低壓配電系統屬TN-C-S系統，采用TN-C-S系統時，自低壓配電室至機房的工作零線必須滿足一定的線徑要求，對單臺電梯須≥6平方毫米，以免工作零線斷線，設備外殼呈現相電壓而引起危險。為做到安全保護接地的可靠性，電梯施工技術人員應對各部件作重復接地（設備外殼同時與接地干線和樓宇結構鋼筋相連接），并應時一步貫徹國際電氣標準中的等電位聯結思想，使得安全保護接地的可靠性進一步提高。
3 交流工作“地”
交流工作“地”即供電系統中的工作接地。電梯配電系統中的電源中性線在整個樓宇的代壓配電室處是直接接同大地作了良好的接地處理措施的。電源中性點的直接接地，能在運行中維持三相電網系統中相線對地電壓不變，三相四線配電系統既能供給三相動力負載，又能供給單相照明負載，這是非常適合于電梯設備負荷性質的。交流工作“地”要求及處理方法按常規處理。
4 防雷保護“地”
防雷保護工作本屬于建筑電氣設計與安裝方面的內容。建筑物防雷保護“地”系統作用在于引泄雷電能量。從而保護建筑物有設備安全。隨著建筑科技的進一步發展，防雷思想與防雷體系的進一步防雷學派以多個系統層次角度出發，將建筑物的整個防雷措施或多或少與電梯占據建筑物的特殊位置聯系起來。如國際電工委員會標準IEC1024-1：1990在1.1.18條就明確提到電梯導軌可以構成雷電流通路的金屬裝置。電梯設備的安全保護接地采用等電位聯接措施之后，對建筑物防雷及耐雷擊的能力均會有不則程度的提高。對裸露在建筑物外側的觀光電梯必須具備相應的防雷措施，以使和諧統一于建筑物保護范圍之內。
直流工作“地”、安全保護“地”、交流工作“地”、防雷保護“地”是電梯接地系統的各個功能層次的劃分類別，電梯工程技術人員在安裝配接線過程中需認真對待，諸“地”之間的關系及處理措施應接有關電磁理論及建筑電氣規范。一般從各電梯廠家出廠的電梯控制屏下端的專用接地母線排上，從接線的先后次序、顏色、線徑大小即可區別出諸“地”的名稱。以一臺市占有率較高的奧的期TOEC40電梯來說，在控制屏右方方設置的HL接線排上，最上端即為計算機直流“地”，下為安全保護“地”，最下端可定義為防雷“地”。需注意是交流工作“地”不能接到此接線柱上，而應接入控制屏電源進線X0端，原因是避免電源錯相X0端呈現火線而發生短路故障。電梯設備諸“地”之間的關系，功能劃分與實施方法，對電梯系統的搞干擾問題、人身及設備的安全、建筑物防雷保護、防電磁脈沖侵襲均具有重要的作用，應予以重視。

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電梯接地系統的設置原則及其實施方法