视频监控系统接地设计（精选9篇）
视频监控系统接地设计 篇1
1 接地设计中常出现的问题
1) 原来的装置不能满足现在接地短路电流热稳定性的要求。以前对接地装置的要求, 基本上是以其总体接地电阻的大小为标准, 不考虑热稳定性, 而随着电力系统容量的不断增大, 接地短路电流也逐渐增加, 再回上接地网没有改造, 以至于当事故发生时, 有可能引起接地引下线及连接线烧毁, 甚至有可能会导致高压窜入二次回路引发扩大事故;2) 接地材料的匹配不合理。在过去, 因接地的短路电流的接地网干线及设备引下线截面的配合不合理, 经常导致接地引下线流过的短路电流比接地网主干线大, 而散热条件差, 温度极易升高, 有可能造成引下线烧断, 甚至事故进一步扩大, 因此这个问题是接地系统中的比较薄弱的环节;3) 接地系统的电位差考虑不周全。在接地系统设计中, 大多是以人员人身安全考虑均压措施, 只注重控制接触电势和跨步电势, 而忽视了接地网内远离点的电位均衡问题;4) 接地网腐蚀问题。接地装置直接与土壤接触, 这就容易导致接地装置受金属氧化作用, 发生腐蚀, 使得有效截面慢慢减小, 这就减小了接地网的寿命。
2 接地网设计
2.1 接地安全运行问题
1) 要确认材料的热稳定性能好。对变电站大接地网, 截面选择应该按照最大单相短路电流值来进行热稳定校验, 而在变电站内小接地短路电流接地网的接地线截面选择按最大的两相短路电流进行相似的校验;
2) 为了防止因接地网主干线及导体截面不匹配而引起的接地引下线烧断或腐蚀, 所以需要合理地选择接地线及导体截面。接地引线应该大于主网干线截面, 通过接地引下线的电流, 在主网干线两侧分流, 因此, 从热稳定性考虑, 引下线应该至少两倍于主网干线截面。这里还要注意接地引线的导电性能;
3) 均衡接地网的电位差。一般来讲当接地短路电流通过接装置到地下时, 接地网的电位差不超过2 000V, 而由公式R=2000/I, 当I>4000A时, R≤0.5Ω, 这样才能防止因电位差太大对二次设备造成损害;
4) 接地网的防腐。一般可以采用对接地网热镀锌、热镀锡这样的防腐措施, 如果还不能满足规定的要求, 可以采用接地网体外包炭素粉加热后形成的炭素复钢体来解决问题。还应该对接地网经常性的检查, 来记录腐蚀的程度来确定接地网的寿命, 这样能使得接地网安全运行。
2.2 基于爆破接地技术的接地网的设计
爆破接地技术的主要内容:
对于接地系统而言, 接地电阻越小, 对越对接地装置有利, 下面讲述一种在实践很有作用的爆破接地技术。爆破接地技术主要是可以大范围的降低土壤的电阻率, 其原理如下:利用地下的电阻率较低的土壤层、地下水层以及金属矿物质层来改善散流;降阻剂可以与接地极及很多类型的土壤形成良好的接触, 以达到降低电阻的效果;大范围降低土壤电阻率;通过爆破形成的裂隙, 可以用压力灌降阻剂形成一个低电压通道, 可以使低电阻率区域有可能与较远的土壤相连。
3 接地装置设计
1) 确定接地电阻。这是基本设计原则问题。其主要通过估算公式, S为接地网的面积, ρ表示土壤电阻率;2) 接地引下线截面的计算。主要根据热稳定性条件, 接地线的最小截面应符合这个公式, 其中Sg表示接地线的最小截面;Te表示流过接地线的短路电流值;C表示短路等效持续时间;表示接地线材料的热稳定系数。在此220kV的变电站中, 一般钢材的C=70, 而当短路电流为1 000A时, Sg=12mm2;3) 接地网的连接。根据接地电阻值和接地引下线的截面标准, 沿变电站墙内设闭合环行接地带, 再设置一定数量的垂直接地极。然后在各级区间里接地, 但需保持两根干线是均压。还要以安全性考虑接地带的接触电压和跨步电压;4) 二次设备的接地。二次设备的接地主要解决二次回路电位不均造成设备破损的。比如集成电路型、微机型保护的电流、电压、和信号接点引入线的屏蔽电缆, 屏蔽层应在开关场与控制室同时接地, 这样就可以保持其两方面的电位均衡;5) 防雷接地。防雷接地其方法主要向大地泄放雷电流。一般应尽量使防雷接地与装置相距较远点。而户内变电站需要将避雷防雷装置放置在房顶。
4 变电站接地系统施工及其要注意的问题
1) 主网对140m×150m面积采用网格敷设, 对所需的钢热镀锌, 如此可以对腐蚀有一定的抵抗作用。此外还应该考虑接地网的寿命, 综合前面的材料选择和注意的问题以尽量在保证其安全运行的情况下延长寿命;2) 垂直接地体采用140m×150m×100m的TT-MK-A接地模块, 注意为了防止屏蔽效应, 其间距要大于5m;3) 一般来讲采用了深井爆破接地技术, 井深要达到接地网面积的等效半径, 其井之间的距离不应小于进深的两倍, 否则会影响降阻效果。而钻井期间还应注意地下层地质结构以及土壤率的变化, 用这方法主要是因为接地电阻值不会受到气候、季节的变化而影响;4) 在爆破后加压灌注的降阻剂应该尽量对接地设备无腐蚀作用, 能较长时间保持降阻效果, 且无毒不会污染环境。使用这个化学物品应尽量从其长远的安全性和长效性来考虑, 以防引发一些化学污染危害;5) 爆破接地技术是新的科研成果。主要是采用较小直径且能在120m的深处钻孔, 再用隔距离安放炸药, 爆炸后以达到其设想的效果, 但这此项善不无整的操作系统, 需要具体问题具体分析;6) 按规定铺设接地网后, 就要对电位隔离采取措施。这主要是防止电位转移。在这主要是对一些设备进行隔离, 对一些有安全隐患的尽量采用严格的绝缘措施。如用电缆时, 最好选择全塑电缆。这方面应该是非常重要的, 关系到人员人身安全和设备安全;7) 在具体的施工工程中, 要严格做到按标准施工, 而且要在施工实施中要全过程监理。对材料验收环节就找专业人员按严格的程序进行现场监督。而尤其是一些安全隐患大的工程, 应该集思广益, 寻找最佳方法, 以确保工程质量。
对接地装置的设计中, 主要是满足接地电阻和防雷接地电阻的要求时, 综合电力系统发展和运行时接地网的受腐蚀影响, 还要正确地计算出接地线的截面积。布置接地装置时要加大接地网的面积, 降低接地电阻为主要的措施, 谨慎地对待二次设备接地, 以保证人员的安全和设备的安全。
参考文献
[1]涂汝汉.关于电站的接地设计分析[J].电力建设, 2008, 4.
[2]陈卫东.关于变电站接地系统设计的探讨[J].电气工程与自动化, 2010, 6.
[3]韩春雷.220kV变电站接地设计[J].内蒙古电力技术, 2009 (4) .
视频监控系统接地设计 篇2
随着我国逐年加大对医疗体制改革以及新农村建设的投入，医疗行业发展迅猛，安防系统在其中的应用也广受关注。
伴随着医疗信息化应用而生的医疗安全防范体系在国内医院的建设与应用已经有十几年的历史了，一直以来，医疗安防的设计与应用重点是门诊大厅、病患人员聚集处、贵重医疗设备存放处、药品库、停车场等部位。随着医疗技术的发展与近几年医患关系的恶化，当前的医疗安防体系从设计到应用上，已经越来越不能满足医疗现代化对其的要求，新医疗安防体系建设的呼声也随之提到了一些重大医院的安全议事日程。
在医疗行业中，视频监控的主要应用涉及领域包括防火、防盗以及防止人员纠纷以及暴力事件，其目的是保护医护人员、病人及家属的生命财产安全。按照医院管理需求，医院的安防监控重点防护部位主要以人员流动性大的区域为主。
不同的监控区域部位，其防范的目的也有所差异。比如，候诊大厅监控主要用来防范医患纠纷及盗窃，挂号收费处监控主要防范服务及钱款纠纷，外围监控主要防范外部人员非法入侵。各楼层监控主要防范盗窃及医患纠纷，等等。
特别是大型医院以及专业型医院的特点是医疗设备贵重、流动人员杂、科室分工细、协同性工作多，设备、人员、药品和资料信息的管理繁琐重杂，一但管理不善出现疏漏，会造成不可估量的损失和后果。高清网络数字监控系统，为保障医院的安全提供了有效途径，同时也可大大提高医务管理水平。
网络高清摄像机目前在医院的应用规模较多,主要是因为成像清晰度要比传统的模拟摄像机高出数倍。采用网络化视频监控解决方案可以基于医院局域网，快速构建一个便于集中管理、可以随时随地访问、部署成本低廉的数字化医院安防系统，实现对上述所有防范区域以及防范部位的全景式实时监控与管理。
1.建设目标
在医院范围内建立一个稳定可靠、高清流畅的视频监控系统，实现业务的监督与查看。通过在指定位置安装一定数量的网络摄像机进行监视，可清楚、准确地记录这些场所的情况；突发事件发生后，能方便有效地了解事件的实际情况。系统采用先进的计算机全数字化压缩技术，充分考虑用户的具体要求和使用的情况，具有与传统模拟摄像机无法比拟的优点。具有高度的可靠性和工作的连续性，大大减少用户的维护工作量；可扩展性、伸缩性亦较强，使用方便。
2.建设方案
监控中心位于西侧值班室，配备网络监控管理平台、存储和电视墙。监控点位于医院内外各防范区域，配备高清网络摄像机以及相关外围设备。各监控点图像信号经监控专属网络集中上传至监控中心，由管理平台统一管理、分发和存储。
根据设计图纸并结合现场实际勘察，共设计监控点位32处，详情如下 一层：
1号机位于一楼西北角，照射方向由西向东，照射范围为北侧正门及东侧外围。
2号机位于一楼东北角，照射方向由东向西，照射范围为北侧正门及西侧外围。
3号机位于一楼东北角，照射方向由北向南，照射范围为一楼东侧外围。4号机位于一楼东南角，照射方向由南向北，照射范围为一楼东侧外围。5号机位于一楼东南角，照射方向由东向西，照射范围为一楼南侧外围。6号机位于一楼西南角，照射方向由南向北，照射范围为一楼西侧外围及后门。
7号机位于一楼后门上方，照射方向由东向西，照射范围为一楼北侧外围。8号机位于一楼药局附近，照射方向由东向西，照射范围为一楼药局接待窗口及周边。
9号机位于一楼导诊服务台附近，照射方向由西向东，照射范围为一楼导诊服务台周边及向东走廊。
10号机位于一楼挂号收费窗口附近，照射方向由南向北，照射范围为一楼挂号收费窗口及周边。
11号机位于一楼导诊服务台，照射方向由南向北，照射范围为一楼北侧正门及大厅周边。
12号机位于一楼南北走廊北侧，照射方向由北向南，照射范围为一楼南北走廊。
13号机位于一楼东西走廊东侧，照射方向由东向西，照射范围为一楼东西走廊及周边。
14号机位于一楼南北走廊南侧，照射方向由南向北，照射范围为一楼南北走廊。
二层：
15号机位于二楼东西走廊西侧，照射方向由西向东，照射范围为二楼东西走廊。
16号机位于二楼南北走廊北侧，照射方向由北向南，照射范围为二楼南北走廊。
17号机位于二楼东西走廊东侧，照射方向由东向本，照射范围为二楼东西走廊。
18号机位于二楼南北走廊南侧，照射方向由南向北，照射范围为二楼南北走廊。
三层：
19号机位于三楼南北走廊北侧，照射方向由北向南，照射范围为三楼南北走廊。
20号机位于三楼南北走廊南侧，照射方向由南向北，照射范围为三楼南北走廊。
四层：
21号机位于四楼东西走廊西侧，照射方向由西向东，照射范围为四楼东西走廊。
22号机位于四楼南北走廊北侧，照射方向由北向南，照射范围为四楼南北走廊。
23号机位于四楼东西走廊东侧，照射方向由东向本，照射范围为四楼东西走廊。
24号机位于四楼南北走廊南侧，照射方向由南向北，照射范围为四楼南北走廊。
五层：
25号机位于五楼东西走廊西侧，照射方向由西向东，照射范围为五楼东西走廊。
26号机位于五楼南北走廊北侧，照射方向由北向南，照射范围为五楼南北走廊。
27号机位于五楼东西走廊东侧，照射方向由东向本，照射范围为五楼东西走廊。
28号机位于五楼南北走廊南侧，照射方向由南向北，照射范围为五楼南北走廊。
六层：
29号机位于六楼东西走廊西侧，照射方向由西向东，照射范围为六楼东西走廊。
30号机位于六楼南北走廊北侧，照射方向由北向南，照射范围为六楼南北走廊。
31号机位于六楼东西走廊东侧，照射方向由东向本，照射范围为六楼东西走廊。
32号机位于六楼南北走廊南侧，照射方向由南向北，照射范围为六楼南北走廊。
系统采用分布式架构设计，结合多种视频业务接入处理，采用MPEG4/H.264压缩编码和相关的网络处理技术，各楼层设置楼层接入交换机，并通过网络传输至中心交换。确保在千兆网络环境下为用户提供实时、全动态图像，满足用户的多种业务需求。
3.系统总体结构
由于贵医院规模较大，为了能流畅处理多个视频信号及降低成本投入，整个系统设计为二级架构，即1个控制中心单元和若干个楼层接入单元，各级间通过千兆网络互联，这样既减少布线，又能集成为一个统一的管理系统。结构如下图：
4.系统主要功能简介
支持实时预览、录像回放、云台控制等功能操作，视频监看支持多种轮巡方式和多种窗口布局方案。支持多种多样的录像检索方式及播放控制方式，播放控制支持多轨同步播放，支持对实时视频及录像的标签编目以及检索。
多种级别权限设置，该高清数字监控系统对用户有着严格的、完善的权限管理机制，保证了系统的安全性及可靠性。
权限管理分多级权限管理，控制，细化到定义用户的不同功能，包括可以观看的摄像头的点位也可以严格的控制，高权限用户相对低权限用户拥有高的优先级。
5.总结
变电所接地系统设计浅析 篇3
1 接地系统设计要点
接地设计首先根据项目要求确定接地设计原则:根据地网的类型、目的、接地要求进行设计。
如主要用于防雷接地的地网, 其接地线长度应满足undefined;主要用于短路电流泄流保护的地网可以不受上述限制, 在高土壤电阻率地区甚至可以在2km范围内补充外引接地体;接地网布置类型多样:水平、垂直布置, 长孔、方孔接地网其计算工频接地电阻的方法也不同。不同建设项目的目的不同, 接地网寿命要求不同, 因此其接地材质的选择也不同。
设计前要充分收集有关资料数据, 尽可能进行现场勘察。应掌握现场地形、地貌、水文、气象、地质结构、矿藏、电磁场、实测土壤电阻率。可供利用的自然接地体的状况及接地电阻值。这些对接地工程设计计算和施工布置都是很重要的。在具体工程中变电所不同地点和不同深度的土壤电阻率是不相同的。在计算接地电阻时如何选取一个等值的土壤电阻率进行计算是每个工程中都要解决的问题。
在设计时需考虑以下几点:
(1) 设施的作用;
(2) 设施的设计寿命;
(3) 土壤电阻率;
(4) 土壤的自然腐蚀性;
(5) 地网面积和形状;
(6) 周边的建筑物和他们的接地系统;
(7) 季节因素和温度因素。
变电所接地系统主要用于短路电流泄流保护, 一般为水平接地为主, 外加少量垂直接地体且边缘闭合的复合式接地网。通常变电所接地网作为一种大电流接地短路电流系统, 其对接地电阻的要求通常极其严格, 因此在设计时要对其接地电阻值进行重点研究。
根据《交流电气装置的接地 DL/T 621—1997》中规定, 其接地电阻计算公式如下:
Rn=α1Re (1)
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式中:Rn——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻, Ω;
Re——等值 (即等面积、等水平接地极总长度) 方形接地网的接地电阻, Ω;
S——接地网的总面积, m2;
d——水平接地极的直径或等效直径, m;
h——水平接地极的埋设深度, m;
L0——接地网的外缘边线总长度, m;
L——水平接地极的总长度, m;
ρ——土壤电阻率, Ω·m, 这里所指的土壤电阻率均是指考虑季节影响系数的值。
2 选取接地网材料
地网接地材料的选择, 应在满足工程建设标准的前提下, 尽可能的选择最经济合理的材料。目前变电所主要有以下几种接地材料:
纯铜:适用于要求较高的永久性地网, 导电性能高, 防腐蚀性能特别强, 但造价高、垂直接地极安装较麻烦。
铜包钢:适用于要求较高的半永久性地网, 导电性能高, 防腐蚀性能特别强, 但造价高、垂直接地极安装较容易。
镀锌扁钢:适用于要求造价低廉、对时间要求较短的地网, 造价较低, 施工方便, 但地网寿命较短。
离子接地极:对高土壤电阻率地区能有效的降低接地电阻, 但造价高。
目前电力系统变电所一般均采用纯铜材料搭建地网, 一些建设标准要求相对较低的工程则采用铜包钢作为接地主网材料。而对于某些处于高土壤电阻率地区的变电所, 离子接地极则作为一种降阻材料与主地网搭配使用。
3 变电所接地电阻要求
在电力系统相关规范中有明确要求变电所接地电阻的允许值, 应符合下式要求:
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当I≥4000A时, 可采用
R≤0.5 (6)
式中:R——接地装置的最大接地电阻 (Ω) ;
I ——流经接地装置的入地短路电流 (A) 。
通过公式 (5) (6) 不难看出接地电阻的允许值R始终是不大于0.5的, 因此一般变电所接地设计均按R≤0.5考虑。
而在高土壤电阻率 (ρ>500Ω·m) 地区, 接地装置要做到规定的接地电阻值可能会在技术经济上极不合理。因此, 其接地电阻允许值可相应放宽。小接地短路电流系统中, 变电所的接地电阻≤15Ω;大接地短路电流系统中, 变电所的接地电阻≤5Ω。且在设计地网时, 应验算接触电势和跨步电势, 施工后应进行实地测量, 并绘制电位分布曲线。
接地电阻的大小跟很多因素有关, 土壤电阻率、接地网形状、埋设深度、接地体材质、尺寸、长度等等, 其中影响最大的就是土壤电阻率和接地网的形状。根据复合人工接地网的工频接地电阻简易计算式:
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以长100m, 宽100m的变电所为例, 土壤电阻率100Ω·m以下时, 接地电阻R≤0.5, 变电所接地电阻即能满足要求。
而随着电气设备的集成化发展, 变电所场坪面积越来越小型化发展, 一方面节省了变电所用地, 另一方面也造成了接地网面积越来越小;并且由于我国部分地区的地质条件比较恶劣, 即使在放宽允许值的前提下, 按照常规的接地设计已经无法满足变电所对接地电阻的要求, 必须采用适当的降阻措施, 以确保整个变电所接地系统的安全可靠。
由公式 (5) 可得知减小土壤电阻率以及增大接地网面积, 是降低接地电阻的主要方法。
4 各种降阻措施
4.1 换填土
换填土是常用的一种减小土壤电阻率的措施。方法就是用电阻率低的土壤置换变电所场坪一定范围内的土壤, 如用陶土、黏土、黑土、田园土、泥浆等等, 这些土壤的电阻率多在200Ω·m以下, 可以有效改善整个接地网周围的土壤环境。
换填土是一种比较方便、便宜且有效的方法, 适用于附近有这些电阻率较低的土壤的变电所, 如果距离太原, 运费太高的, 则有必要进行技术经济比较。
4.2 外引接地网
换填土实际上是为了减小土壤电阻率, 而外引接地网则是最简单的通过增大接地网面积以降低接地电阻的方法:在已建成地网的附近, 找一处电阻率较低的地方, 再建设一个新地网, 然后把两地网连接。但是外引接地网的距离不能太远, 一般为2km范围内, 而且接地体要深埋, 要作好安全保护措施, 防止因跨步电位差引起人员和牲畜的触电事故发生, 必须保证引外接地的安全性。
外引接地网的接地电阻简易计算方法:
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式中, R1、ρ1、S1分别表示原地网的接地电阻、土壤电阻率及面积, R2、ρ2、S2分别表示新地网的接地电阻、土壤电阻率及面积, S、R则表示两地网面积的和及总的接地电阻, k为屏蔽系数, 取1.1～1.3。
在土壤电阻率为1000Ω·m以下的变电所, 有条件的情况下, 应优先采用换填土、外引接地等投资较小的措施。
4.3 敷设降阻剂
降阻剂是普遍使用的一种接地材料, 接地电阻降低效果比较显著。因降阻剂中, 主要合成高分子材料占5%～8%, 电解质物质占8%～9%, 水成分占80%左右, 所以它的粘度较低, 凝固前渗透性极强, 在灌到接地体坑内, 几分钟就可以通过沙石缝向土壤深层渗透。凝固后, 它紧紧包裹在接地体周围, 并与土壤紧密连接, 形成一个较大的导电体, 且导电体在大地中出现树枝状的延伸体, 产生树枝效应, 这样就可以大大降低接地电极与土壤表面的接触电阻, 起到降阻的功效。
结合接地降阻多年来应用的实际经验, 分别提出如下公式供参考。
4.3.1 垂直接地体按下式计算
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式中:RC——单根垂直接地体接地电阻 (Ω) ;
ρ——现场实测的土壤电阻率 (Ω·m) ;
L——单根接地体长度 (m) ;
d——灌降阻剂后等效垂直接地体直径 (m) , 一般为0.1～0.2m内选用;
K——降阻系数。
4.3.2 水平接地体按下式计算
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式中:RP——水平接地体接地总接地电阻 (Ω) ;
ρ——现场实测的土壤电阻率 (Ω·m) ;
L——水平接地总长度 (m) ;
D——灌降阻剂后等效水平接地体横截面直径 (m) , 一般为0.1～0.2m内选用;
K——降阻系数。
4.3.3 一般变电所复合式接地网接地电阻可按下式计算undefined (8)
式中:R——水平接地体接地总接地电阻 (Ω) ;
ρ——现场实测的土壤电阻率 (Ω·m) ;
S——地网面积 (m2) ;
K——降阻系数。
4.4 采用低电阻接地模块
低电阻接地模块是一种以导电非金属材料为主的接地体, 它由导电性、稳定性好的非金属材料、电解质、吸湿剂和防腐金属电极组成。当接地模块埋入大地后, 与大地构成一个接触良好的整体, 由于接地模块具有很强的保湿、吸湿性和稳定的导电性, 金属接地体通过外围的非金属的电阻模块与大地的接触电阻将大大减小, 达到良好的降阻作用。接地模块既可以作为水平接地体使用, 也可以作为垂直接地极使用。从降阻原理上来说, 接地模块与降阻剂类似, 但相对降阻剂来说, 接地模块施工更加方便、稳定性好, 特别适用于缺水的高土壤电阻率地区。
对于采用接地模块的接地电阻计算, 可以参照通常的计算公式, 只将等效半径代入就行了。
当变电所附近没有合适的换填土壤, 且附近地区电阻率均较高的情况下, 换填土、外引接地网就受到了限制, 此时可敷设降阻剂或接地模块以达到降阻目的。
4.5 采用离子接地体
离子接地单元由铜合金接地极、内离子填充剂及外离子填充剂组成。其中的外离子填充剂能有效地降低接地极周围的土壤电阻率, 并隔绝金属接地极与周围土壤、空气的接触, 避免了金属接地极在恶劣环境中的腐蚀, 同时它还能吸收并保存土壤中的水分, 使自身的有效成分持续向周围土壤渗透。离子接地极一般是由铜及其他稀有金属材料用特殊工艺制成并做抗氧化钝化处理, 自身导电性能优异, 在空气中的腐蚀氧化速度极慢, 内部离子填充与外层填充剂有效成分相同的高浓度填充物, 在吸收水分潮解后通过底部的小孔向外缓慢渗透, 不断补充外层填充剂随土壤中水分流失的有效降阻成分。由于其优异的抗氧化性及离子补充设计, 使单套接地单元的使用寿命可长达30年以上, 且接地电阻值常年保持稳定, 变化幅度极小, 非常适合于各种系统的接地装置中作为垂直或水平接地体应用。在变电所接地工程中常作为垂直接地极使用。
离子接地极的接地降阻效果明显, 占地面积少, 施工工程量小, 节约材料, 便于检查, 主要是造价较高, 适用于高土壤电阻率地区和建筑物密集的城市。
单根防腐离子接地体的接地电阻经验计算公式:
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其中, d0为离子接地极的等效直径, 通常取0.2～0.3m;20%为离子接地体对土壤的调节系数, 工程经验值。
4.6 深井接地
在详细获得变电所及周围范围内深层地质情况, 如深层地质状况、冻土深度、深层土壤的电阻率、地下水位的高度等后, 在采用其他降阻方法效果不理想时, 适宜的采用深井接地技术对降低接地电阻还是很有效果的。
根据单根垂直接地极的接地电阻计算公式,
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深井接地降低接地电阻的因素有:
(1) 增加了接地极长度;
(2) 利用电阻率较低的深层土壤, 降低了土壤的平均视在电阻率;
(3) 在接地极周围形成低电阻率材料填充区, 相当于增大了接地极的等效直径d。
常用的深井接地有3种方式, 即常规深井接地、深井爆破接地、深水井接地3种, 它们分别用于不同的地质、土壤环境。
常规的深井接地极适用于上层土壤的电阻率很大、土层厚度小于接地极长度、下层土壤的电阻率很小的地区。
深井爆破接地适用于在裂隙较多、土壤干燥或岩石地区。
深水井接地极适合常年有地表水补充或在接地极到达的深度以内最低限度有少量地下水的地区, 如我国南方地区、人口密集地区、周围有河流或水塘的地区。
深井接地还可与离子接地极结合, 形成深井离子接地极, 是一种新型的接地装置, 从实际应用看降阻效果很好, 但投资较大。
在高土壤电阻率的地区, 对于大中型地网, 换填土及敷设降阻剂等措施对降阻的作用则相当有限了, 因此在进行技术经济比较后, 可采用离子接地极和深井接地等高效降阻措施。
5 结论
在进行变电所的接地设计时, 应明确工程项目建设标准、设施作用、设施设计寿命;应充分收集有关资料数据, 尽可能进行现场勘察, 掌握现场实际情况。根据工程实际情况选择最经济合理的地网设置方案。施工完毕后现场进行校验。包括接地电阻值、跨步电势、接触电压、材质的热稳定校验等。
在设计时应根据具体工程要求选择最经济合理的接地材料;在计算地网接地电阻的时, 应首先使用国际标准或国标中推出的公式, 在计算中由于特殊环境或特殊技术措施而找不到相应规范时可参考一般技术部门或企业提供的计算方法, 但应仔细审查其可靠程度, 并留足够的设计余量。在常规设计达不到接地电阻要求时, 因地制宜, 针对工程实际情况, 选择最经济合理的降阻措施。
参考文献
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[3]戈东方.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社, 1987.
视频监控系统接地设计 篇4
摘要：我国10kV电力系统配电设备的接地网设计直接关系到电力系统的安全性与稳定性，对保障供配电系统的持续稳定运行至关重要。尤其是随着电力系统设备的逐渐复杂化，对接地网设计的要求越来越高，许多新的设计理念与技术措施陆续涌现。在这种情况下，探讨如何做好10kV电力系统配电设备的接地网设计，具有积极的实际意义，本文将对10kV电力系统配电设备接地网设计的相关内容展开论述，以期为有关工作提供参考和借鉴。关键词：10kV；电力系统；配电设备；接地网设计
随着社会经济的发展，人们生产生活对于电能源的依赖性在逐渐的增强，而10KV电力系统配电设备作为与用电终端相连的设备，它的稳定性和安全性成为了供电保证最为重要的条件，配电设备的接地网设计对用电质量的影响很大，并且直接关系到用电系统的安全运行。1接地网设计概述
接地网作为维护电力系统持续稳定运行，确保配电设备与运行人员安全的重要措施，需要我们在电力系统设计施工中予以重视。接地网连接配电设备接地、电缆屏蔽接地、监控系统设备接地以及维护检修临时接地等各个部分，一旦接地网设计不合理，将可能导致接地网电位分布不均的情况，甚至造成设备与电缆绝缘损坏。
接地网作为一种隐性工程往往得不到足够的重视，在实际工作中通常仅关注接地电阻测量结果，而非整个接地网设计的科学性与合理性。近年来由于电力系统的发展促使经地网流散电流不断增大，接地网设计的缺陷所引起的事故时有发生，不仅严重威胁到相关人员与设备的安全，而且给企业带来恶劣的社会影响和经济损失。因此，我们需要从强化接地网安全性设计入手，重视接地网设计的各个环节，以妥善解决和避免出现接地系统故障问题。2接地网设计内容及原则
2.1 接地网设计相关内容
首先，需要确定接地网入地电流。一方面，在计算接地网入地电流时需要充分考虑电力系统未来的发展，另一方面，故障电流经过会在接地电阻产生压降使电位升高，由于地电位升高受二次电缆与二次设备交流绝缘耐压值影响，因此要考虑二次电缆芯线上产生的感应电位。
其次，需要调研接地网处的土壤地质情况，了解接地网区域的土壤电阻率。一般是通过
钻孔来掌握土壤均匀情况和测量土壤电阻率，使用物探法勘探地质结构可得到电阻率分布图，还需要现场测试钢等金属在当前土壤环境下的腐蚀速率，以便于为接地网导体的材料选择和设计提供准确的依据。
第三，需要合理确定接地网面积，增加接地网面积可有效降低接地电阻，其效果好于增加接地网导体。因此在确定接地网面积时，需要先考虑系统所处的位置情况，将电力系统的相关设施均包括在内，将接地网设计为矩形或方形形状。
第四，接地电阻的确定。《电力设备接地设计技术规程》对电力系统接地网的接地电阻有明确具体的要求，通常≤0.5Ω，如果所处区域土壤电阻率较高，接地电阻要满足规定要求的技术经济性不合理，可允许接地电阻≤5Ω，但需要采取电位隔离、均压等措施来确保接触电位差等满足要求，并测绘电位分布曲线。
第五，合理确定接地导体尺寸。要根据故障电流大小来确定接地导体的具体尺寸，例如主要配电设备的接地导体尺寸应稍大，接地导体长度也应符合一定要求，以确保接触电压在安全容许值内。由于跨步电压一般小于接触电压，因此通常接地导体的长度计算以接触电压为依据，而且转移电势的限制难度较大，故多不以转移电流来进行计算。确定接地导体长度和间距后，便可对接地网进行整体的布置，由于可以认为电流经管道等设施入地，通常接地网导体的长度计算还要考虑深埋管道或是金属材质的基础桩等设施，确保总体的导体长度和尺寸合理。
2.2 接地网设计原则
首先，为尽量降低接地网的接地电阻，可将地基钢筋等金属接地体纳入接地网系统内，保证通流容量在容许值内，接地网导体的分流效果满足设计要求。
其次，为了避免电流过于集中，可基于自然接地物再以人工接地体作辅助补充，形成连续接地导体回环，从而控制接地网区域的高电位。并在回环内沿着设备布置方向设置平行接地导体，缩短设备的接地连接。
第三，埋深通常在0.5m-1.0m，而间距保持在10.0m-15.0m，接地导体一般选择圆镀锌钢材质，需确保水平接地导体搭接可靠，而垂直接地极可设置在主要配电设备处或避雷器附近，尤其是在高电阻率土壤条件下设置长垂直接地极效果很好。接地方式的选择与设计
在接地网的接地方式中，主要包括中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式、中性点经低电阻接地方式和中性点直接接地方式等。其中中性点不接地方式的优势在于发生单相接地故障时线电压不变，因此三项设备可维持正常运行，缺点在于可能产生异常过电压，而且在10kV配电网中需要每相对地电容值≤0.04μF方可确保人身直接触及网络不致伤亡，但实际上这一数值是难以实现的，漏电接地保护仅能防护间接接触而无法防护直接接触的安全。中性点经消弧线圈接地方式的运行可靠性在所有接地方式中最高，发生瞬间故障时可自动熄弧，故障点对地电位低，单相接地异常过电压小于2.8倍相电压，且残流过零后故障相电压的幅值和恢复时间得到限制，有效的避免了接地电弧重燃，可在欠补偿、全补偿和过补偿状态下良好运行，不发生串联谐振过电压，并且运行管理简单，是最适合10kV电力系统配电设备接地网选择的一种接地方式。中性点经低电阻接地方式的继电保护简单，系统运行维护也十分简单，而且单相接地异常过电压不大于2.5倍相电压，但综合投资较高，供电可靠性较低，还可能严重干扰通信设备，且故障点对地电位高，容易导致安全事故。中性点直接接地方式投资省，单相接地故障情况下其他相电压升幅最低，但对通信设备的干扰严重，单相接地电流大。
因此，在10kV中压配网中消弧线圈接地形式的使用最为广泛，当单相接地电容电流超过了允许值10A时，所有的中性点接地都可以使用这种方法来解决。但是如果电流超过150A时，电流中的谐波电流分量和有功电流分量可能大于10A，这就使消弧线圈接地不能对那部分电流进行补偿，可使用经低电阻接地运行方式。我们在进行设计的过程中要将消弧线圈的补偿作用充分发挥，将节点电流的数值降到最小，这样就算有残余电流通过，接地电弧也可以自动熄灭.我们通过调节电感参数可以使消弧线圈完成以下运行；在全补偿状态下，电流和系统的电容电流处于对等的关系，这时消弧线圈在接地过程中故障线路的电流等于故障残余电流和电容电流之差，同时电流值不断缩小，使接地保护的灵敏性不断降低，这样就会形成铁磁谐振，需要加装消谐装置。当配电网在运行过程中发生改变，需要及时对消弧线圈进行调整，并且合理补偿将补偿时间缩到最短。
结束语
本文分析论述了10kV电力系统配电设备的接地网设计内容和基本原则，并对接地方式的选择与设计进行详细分析，介绍了不同接地方式的优缺点，认为经消弧线圈接地方式最适用于10kV配电网，且当设备的单项电流小于10A的情况下可采取中性点不接地的方式，电流超过150A时建议使用经低电阻接地运行方式。这些情况说明进行接地网设计时要全面考虑众多因素，对不同接地方式进行选择，以获取最为合理的设计方案。未来我们在接地网设计中，还需要努力向资源节约型、环境友好型的方向努力，建设绿色接地网，以更好的保障安全性、经济性、环保性，满足社会经济发展对电力事业发展的要求。
参考文献
[1]董秀清,杨炳元,金海望,刘洵宇,高科.10kV配电网中性点经消弧线圈接地系统的故障选线方法[A].内蒙古电力技术.2012年04期
[2]贺鹏飞,张嘉星,郭秀娥.包钢电网10kV系统中性点接地方式的思考[J].包钢科技.2009年S2期
医疗电子设备接地系统设计探讨 篇5
济南市历下区人民医院综合楼地上10层, 地下2层, 总建筑面积31484.95m2, 建筑高度43m。功能分区为:地下二层为车库、变配电室、中心供应室;地下一层为车库、餐厅、病房药库;一至四层为门诊、办公区, 急诊、放射科设在一层, 手术部设在三层;五至十层为标准病房, 屋面设电梯机房、水箱间等;消防控制中心 (兼监控中心) 设于地下一层, 通信网络、综合医疗管理、医疗信息管理系统及医院专用系统机房设于三层。
工程从立项到设计、施工直至竣工验收 (2008年5月正式启用) 仅一年多的时间, 时间紧, 任务重、要求高。以下仅就该工程医疗电子设备接地系统做介绍。
二、医院综合楼医疗电子设备接地系统
济南市历下区人民医院综合楼功能较多, 应用了很多大规模集成电路和计算机技术的医疗电子设备, 如MRI (核磁共振成像) 、CT (计算机断层扫描) 、ECT (同等素断层扫描) 、DSA (数字减影血管造影) 等, 这些医疗电子设备接地系统的设计在整个工程设计当中占有很重要的份量。
(一) 共用接地
《电子计算机房设计规范》 (GB50174-93) 规定:交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地四种接地宜共用一组接地装置。医疗电子设备应同时具有信号电路接地 (信号地) 、电源接地和保护接地等三种接地系统。
医院综合楼采用共用接地形式, 医疗电子设备与防雷共用接地网。施工设计采用共用接地网的原因是如果两个接地系统在电气上要真正分开, 在地下必须满足一定的距离, 否则两个接地系统形式上是分开了, 而实际 (指电气上) 仍未分开。且由于两个电气系统, 通过接地网的相互联系而产生强烈的干扰, 严重时甚至造成两个接地系统都不能正常工作。这在实际中的例子是相当普遍的。
试验证明, 在单根接地极情况下, 距接地极20m远才可看成零电位。而医院院区内外建筑密度很高, 要将两电气系统接地, 在电气上真正分开, 在地下要满足20m的距离是做不到的。而采用共用接地形式不但经济合算, 而且在技术上也是合理的, 因为采用共用接地后, 各系统的参考电平将是相对稳定的。即使有外来干扰, 其参考电平也会跟着浮动。许多工程实际情况已证明采用共用接地形式是解决多系统接地的最佳方案。
(二) 等电位联结
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 (GB50343-2004) 规定:需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。
医院综合楼等电位联结主要由总等电位联结、楼层等电位联结、局部等电位联结、辅助等电位联结等组成。在地下一层做总等电位联结, MEB箱设于变配电室内, 将高低压配电设置的PE母线、基础接地极的引线、公用设施的金属管道、建筑物金属结构体、电梯轨道等可导电部分相互连通;在弱电竖井内采用20×4的铜排设接地干线 (引自MEB箱) 且每层在距地平水平0.3m处敷设一圈20×4的铜排做楼层等电位联结, 与本层墙面、地面钢筋网可靠焊接。施工设计在弱电竖井内没有利用建筑的柱内钢筋作为接地干线, 其目的是使导体阻抗远远小于建筑物结构钢筋阻抗, 为楼层、局部等电位接地端子板上可能出现的雷电流提供了一个快速泄放通道, 这也符合《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 (GB50343-2004) 的规定。
综合楼在放射科各机房、手术室、ICU、抢救室、治疗室及病房等1类和2类场所内设局部等电位联结箱LEB, 上属各场所内的所有医疗电子设备的可导电金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、防静电接地、保护接地、浪涌保护器 (SPD) 接地端及建筑物金属结构等均与之做可靠联结, LEB箱采用φ25多股铜芯线穿半硬质塑料管引自弱电竖井内接地干线。
综合楼对于病房、治疗室等数量比较多的医疗场所的局部等电位联结结构形式, 从经济性考虑, 采用单点也就是S型。从病房、治疗室配电箱PE母排放射引出的PE线兼作设备的信号接地线。这种接地方式适用于抗干扰能力较强且数量较少的医疗电子设备。这种能同时实现保护接地和信号接地的方式是最为简单易行的。
而对于放射科各机房、手术室、ICU、抢救室等医疗场所的局部等电位联结结构形式, 从重要性考虑, 采用多点也就是M型或SM型, 这种结构形式适用于拥有复杂的医疗电子设备的医疗场所。在这类场所内, 除用PE线作保护接地外, 还将设备外壳尽量短直地联结到设备下方的局部水平等电位铜质网格上, 网格的作用是为医疗电子设备抑制高频干扰提供一个低阻抗的参考平面, 从而降低干扰水平。网格和房间内局部等电位联结LEB箱相联结, 采用宽为60mm～80mm, 厚约0.6mm的铜带, 在地面上组成600mm×600mm的网格或者在现浇混凝土楼板施工时, 将楼板钢筋焊接成网格, 并为每台医疗电子设备至少预留两个与网格连接的端子。
为了防止从设备引至网格的导线产生谐振 (当隔离绝缘导线的长度为干扰频率波长的1/4或其奇数倍时将产生谐振, 这时导线的电抗将为无穷大, 即成为一根天线, 能接收磁场的干扰或发射出干扰磁场。) , 每台医疗电子设备从基准平面引两根导线接于其底的对角处, 两根导体一长一短, 相差约20%, 如一根为1.0m, 则另一根为0.8m。这样, 即便其中一根发生谐振, 即阻抗无穷大时, 另一根肯定不会。采用SM型局部等电位联结结构形式, 还消除了在高频条件下导体因存在电容耦合而将高频干扰信号进行传播的现象。
三、设备供应商提出单独接地的要求及理由
在医院综合楼安装阶段, 很多医疗电子设备供应商提出其设备应单独接地, 且接地电阻要小于1Ω的要求, 这个要求与我们采用共用接地方式的思路是不相符的。通过与设备供应商的沟通, 他们认为要求单独接地的原因主要有两个:
第一, 如果采用联合而非单独接地, 局部出现故障后通过PE (PEN) 线造成故障电压互窜, 导致医疗电子设备外壳带电, 造成人员触电事故;
第二, 单独接地可以使医疗电子设备的电子线路避免受到干扰, 且接地电阻值要求小于1Ω。
四、问题分析
从接地分类来讲, 很明显以上两个理由分别属于医疗电子设备的保护性接地和功能性接地 (信号地) 。由于导体的阻抗 (电阻+感抗) 在不同的频率下是不同的, 在直流或交流50HZ工频条件下, 接地线的阻抗主要是电阻, 其值很小, 可忽略不计, 而在300KHZ以上的高频条件下, 接地线的阻抗主要是感抗, 其值很大, 将直接影响接地效果。保护性接地主要涉及配电系统问题, 因此主要是在工频条件下进行讨论, 而电子设备的工作频率和易受干扰的频率一般是在几十到几百MHZ范围内, 因此医疗电子设备的功能性接地主要是在高频条件下进行讨论。
对于单台医疗电子设备, 要求其单独接地是很合理的, 一来保证了工作人员的生命安全, 二来保证了医疗电子设备的正常工作。但认真分析后会发现, 对于医疗电子设备所处的建筑来讲, 或者是对整个接地系统来讲, “单独接地”存在很多不能解决的问题, 如不采取其他措施, 很难完全保证人员的生命安全和医疗电子设备的正常工作, 下面就要求“单独接地”的两个原因分别进行分析。
(一) 对第一个原因的分析
第一个原因是从人员生命安全的角度去考虑问题, 采用单独接地是为了防止其他设备的故障电压影响到医疗电子设备, 仔细分析起来, 实际上和配电系统有关。对于TN-C配电系统, 采用设备单独接地是有一定道理的。TN-C配电系统的护线与中性线是合二为一的, 那就是“零线”或PEN线, 用电设备的金属外壳是接在“零线”上的, 称为接“零”保护。系统正常运行时, “零线”上是有电流和电压的, 所以用电设备的外壳上也存在电压, 这时如果将医疗电子设备的工作接地和保护接地接在“零线”上, 将对设备产生干扰, 造成设备不能正常工作。电压超过50V, 还容易造成人员的触电危险。
但对于TN-S配电系统, 采用单独接地就不合适了。TN-S配电系统的保护线 (PE) 与中性线 (N) 自变压器之后是严格分开的, 用电设备的金属外壳接在PE线上, 系统正常运行时PE线上是没有电流的, 且建筑物内所有金属管道、金属桥架、金属构架、配电设备的金属外壳、电梯轨道均与PE线做等电位联结, 整栋大楼形成一个法拉第笼、等电位体, 不存在电位差, 因此设备和人都是安全的, 但如果建筑物内的医疗电子设备单独接地, 则相当于将TN-S系统改为了TT系统。系统正常运行时设备的外露导电部分为地电位, 电源侧和其他设备出现的接地故障电压不互窜, 似乎达到了设备供应商要求的医疗电子设备单独接地的目的, 但当实施了单独接地的医疗电子设备自身发生接地故障时或建筑物遭受雷击时, 设备和人员安全保障上就会出现问题。
当采用单独接地或者说是采用TT配电系统运行的设备自身发生接地故障时, 故障回路的阻抗比TN系统的阻抗要大的多, 故障电流很小, 作为保护用的电气装置不能及时动作切断电源, 此时如有人员接触设备外壳, 将造成触电事故。
解决上述问题的方法有两个, 一是在电源回路中加装额定电流为30m A的剩余电流保护器RCD;二是大幅度降低接地电阻值, 使R≤1Ω。这两种方法从理论上来讲都是可行的, 但实际操作起来不太现实。在第一种方法中, 由于医疗电子设备的电子线路一般装有滤波装置用于抑制干扰, 而滤波装置中的电容器是跨接在相线和PE线之间的, 设备工作时存在正常的泄漏电流, 此泄漏电流值有可能大于RCD的动作电流值 (或一路配电线路带几台设备, 其泄漏电流的和大于RCD的动作电流值) , 造成RCD动作切断电源, 导致设备断电而无法工作。在第二种方法中, 要实现单独接地, 且接地电阻R≤1Ω在实际工程设计和施工中是很难达到的, 更何况为了防止反击, 单独接地的接地极要求远离建筑基础20m以外 (建筑基础一般作为联合接地系统的接地极) , 现场一般是没有这个条件的。
如果医疗电子设备采用单独接地, 那么其接地与整个建筑物的接地系统是绝对公开的, 在建筑物遭受雷击时, 由于雷电泄放电流高达数十到数百千安, 导致建筑物的整体电位瞬间抬高, 而医疗电子设备由于是单独接地, 其接地系统与建筑物的“地”是分开的, 因而此时医疗电子设备仍保持低电位, 在建筑物与医疗电子设备之间形成了一个很大的电位差, 极易造成医疗电子设备被击穿放电, 操作人员触电伤亡。根据国际电工委员会IEC的标准规定:每一建筑物 (每一装置) 的所有接地体都应等电位直接连接在一起。这种方法就是我们通常所说的“水涨船高”, 医疗电子设备与建筑的电位永远保持一致, 没有了电位差, 设备与人员的安全就得到了保证。
(二) 对第二个原因的分析
第二个原因是从避免医疗电子设备受干扰去考虑问题。我们知道医疗电子设备的核心是包括计算机在内的电子线路, 计算机是靠“0”和“1”工作的, 而“0”和“1”是相对于某一个基准电位而言的。在电子设备或电子系统中, 各种电路均有其基准点, 如果将这些基准点连接到一个导体平面上, 则该平面就称为基准平面, 所有信号都是以该平面作为零电位参考点。电子设备常以金属底座、外壳等作为基准平面, 将这个基准平面接地, 即构成设备的“信号地”。这个“地”是相对而言的, 可以是大地, 也可以是接地母线、总接地端子等。
总之, 只要是一个等电位点或面即可 (当然等电位点或面也可以不接地, 形成悬浮地, 即便是接地, 也仅是为干扰信号提供一个泄放的通道) 。信号地的作用就是为电子线路的工作提供一个统一的公共参考电位, 不会因基准电位的经常漂移而造成信号值的误差, 从而使电子设备稳定可靠地工作。在IEC标准中提出了接地基准点 (ERP) 的概念, 即将建筑物本层的地板钢筋或敷设的金属网看成为基准点或面, 设备的保护接地和功能接地直接接在基准点或面上, 而不是采用每台设备单独接地的方式, 其主要目的不仅为设备的操作人员提供安全保障, 而且提高了设备的工作稳定性。
另外, 导体的阻抗特性有一个特点:导体的阻抗不是一成不变的, 它在不同的频率下会呈现出不同的阻抗值。我们通常所说的导体电阻, 是在直流条件下测量的, 而当导体处在交流条件下时, 其阻抗将随频率的增加而加大。表中是截面积25mm2的铜导体和95mm2的铜导体在两种不同频率下的电阻和感抗 (2πf L) 值, 从表中可以看出, 在不同的高频频率下, 感抗值都远远大于电阻值, 因此, 导体在高频环境下, 其阻抗基本上等于感抗, 电阻可忽略不计。将导体的截面从25mm2加大到95mm2, 截面积虽加大约三倍, 但感抗减小的比例却很小, 例如, 长度为30.5m的导体, 在100MHz下, 感抗仅减小10%。
工作频率在几十到几百MHz范围内的医疗电子设备信号地的作用无非有两个:一是为电子线路提供一个基准电位, 二是为高频干扰信号提供一个泄放通路。在高频环境下, 影响接地效果的主要因素是接地电感, 而不是电阻, 因此要求接地电阻值小于1Ω的意义不大, 浪费了人力和财力。
通过以上分析, 单独接地实际上是将抗干扰放在了第一位, 人身安全和设备安全放在了第二位, 这是不合理的, 电子线路的工作需要的是一个相对稳定的基准平面;在高频环境下, 接地电阻值已不是影响接地效果的主要因素。
五、结束语
济南市历下区人民医院综合楼开业一年多来, 医疗电子设备运行良好。业内周知, 接地问题在工程界已争论多年, 这是一个看似容易, 实际很难处理的问题。我结合济南市历下区人民医院综合楼医疗电子设备接地系统设计的介绍对该类设备是采用单独接地系统, 还是采用共用接地系统, 接地电阻值是否要求很低等问题进行了分析, 实际上接地问题还涉及很多其他问题, 值得进一步探讨, 例如, 对于一定要单独接地的设备, 要处理好设备自身发生接地故障以及雷电“反击”等问题。
摘要：医疗电子设备接地系统的设计问题, 一直备受关注。文章结合济南市历下区人民医院综合楼医疗电子设备接地系统的设计, 阐述了医疗电子设备接地、等电位联结形式的选择及做法, 并对在设备安装和使用过程中容易出现的问题进行了分析。
关键词：医疗电子设备,共用接地,单独接地,等电位联结,接地电阻
参考文献
[1]王德言, 等.建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2004
工业配电系统的防雷接地设计 篇6
1 配电变压器的防雷设计
1.1 配电变压器防雷接地
多个用于不同目的的接地系统, 分开接地方式不同电位带来了不安全因素;不同目的的接地体之间的耦合现象亦难以避免, 容易引发相互干扰。最常见的配电变防雷接线是将配电变压器的工作、防雷和保护接地点接到一处。
1.2 接地电阻的数值
三点共地就是将防雷、保护和工作接地一同接至一个接地装置, 该接地装置的接地电阻, 应小于各要求值中的最低界限。比如, 防雷接地的阻值一般规定小于10Ω, 同时要具备垂直接地体, 以方便分散电流, 低压工作接地的阻值则应小于4Ω;所以其接地电阻等同于于高压侧对地击穿瞬间的保护接地电阻。根据以往经验, 当保护接地的接地电阻R≤50/I时, 低压侧工作接地才可与高压侧防雷及保护接地共用相同的接地装置。也就是说, 如果要设计成三点共地系统, 必有R≤50/I。I为高压系统的单相接地故障电流。对于不接地系统, I为系统电容电流 (IC) ;对于消弧线圈接地系统, I为故障点处残流。
装有消弧线圈的某些低压配电系统, 会经常因某些情况而退出运行, 通常10 k V系统IC多数约为40 A, 在类似等级的高压系统中R应取值1Ω。在R≤50/I中, 50为高压侧对外壳单相接地时, 接地电流流经接地体的压降不得超过的安全值。
在具体工程中, 10 k V配电系统的电容电流各有不同, 数值离散, 从不足10 A, 到几百安不等。故配电变三点共地系统确定接地装置的接地电阻要考虑所在10 k V系统的具体情况, 不能一概而论, 认为不是4Ω就是10Ω。某些情况下, 100 k VA以下的配电变压器的低压侧工作接地电阻, 可放宽到10Ω, 条件是低压工作接地单独另设。原因在于变压器容量不大, 绕组阻抗相对提升, 限制入地电流, 钳制地电位的提升。
1.3 共同接地
施工中还有其他接地装置的连接方式, 亦为共同接地, 仅配置次序不同。保护变压器高压线圈与外壳之间的绝缘通常要在高压侧安装避雷器实现, 接线, 高压侧线圈、外壳之间承受的电压是由避雷器残压和接地引下线的电阻压降组成, 雷电流到来时, 冲击电压是不容忽视的, 其保护效果大打折扣。
2 配电线的防雷接地设计
2.1 接地的分类
根据接地的不同作用, 分类如下。
(1) 功能接地:用于保证配电网正常运行要求而设置, 如变压器中性点接地, 通讯电源接地、电子设备信号地等。 (2) 保护接地:为了保证配电网故障时人身和设备的安全而设置。如保护接地、阴极保护、杆塔防雷接地等。
2.2 配电线路的防雷保护
目前10 k V配电线路的运行状况相关数据表明:雷害事故主要是由感应雷电过电压引起。故线路的耐雷水平是由配电线路的绝缘水平决定的。架空绝缘导线因绝缘点累积击穿而断线的现象也亟待解决。配电线路的防雷可采用避雷线、避雷器。
2.2.1 10 k V裸导线线路
通常设计避雷线对10 k V裸导线防雷保护, 缺点在于施工不便成本高, 渐渐淡出;设计院现今普遍在雷电频繁的区域导线上装设避雷器, 在施工中检查杆塔的接地状况, 取得了良好的防雷效果。同样的思路可以应用在配电线路中防雷中, 避雷器虽可保护架空线路免受雷击。但其易老化的特点降低了其稳定性。解决方法是选用免维护的氧化锌避雷器, 安装配电线路中的易击段。
2.2.2 10 k V绝缘线线路
近几年城市配网改造, 城市线路基本都换成交联聚乙烯架空绝缘线, 但其防雷措施与原来的裸导线线路的防雷措施并没有变化, 发生了多起雷击绝缘线断线事故。对架空绝缘线可采取以下措施: (1) 装设避雷线, 安装难度大, 造价成本高, 但是效果好。 (2) 提升线路耐压水平, 将普通绝缘子替换成防雷专用绝缘子。 (3) 在雷暴区按低档距装设避雷器。 (4) 在导线与绝缘子间隙处增加绝缘厚度, 这样放电仅能从加强绝缘区的边沿处穿过, 可大幅提高线路的击冲放电电压耐受水平;也可采用长闪烁路径避雷器等。 (5) 定点区域剥离导线的绝缘层, 在局部裸露导体, 使电弧在裸导体上滑动, 避免了固定在某一点侵蚀绝缘层。
2.2.3 低压配电线路
在变压器进线端装设避雷器即可。
3 配电系统的浪涌保护
3.1 配电系统浪涌的影响
浪涌释放出数百兆焦耳的能量及数百千伏的高压, 引起电子设备的误动;或使电子设备老化加速。浪涌来自雷电和电气设备内部断路器启停与故障。雷击包括直接雷击:雷电放电直接命中物体, 导入脉冲电流;和间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地, 在线路中感应出雷电流和入侵电压。
配电系统内部由于电动机的启停、断路器的投切和变频设备的启动, 带来内部浪涌。间接雷击、内部浪涌属于多发事件, 对这部分浪涌能量的吸收成为提防浪涌的关键。
经验表明, 电源进线处即使装设了氧化锌避雷器, 仍有一些设备遭受雷击。避雷器导通材料通常采用导通性一般的铜铁合金, 反应速度仅为300μs, 而闪电过境的脉冲的峰速度为几十μs。也即闪电电磁脉冲的动作时间早于避雷器被击穿, 于是避雷器在被击穿后将一次雷的电流导通入地后, 无法继续应付二次雷、三次雷, 这些电流将直接泄漏至设备。浪涌的产生一般仅25%来自雷击等外部环境, 氧化锌避雷器对于大部分浪涌无法应付。因此通常设计方使用浪涌保护器来进行浪涌抑制保护。
3.2 浪涌保护器
浪涌保护器 (SPD) 是通过限制浪涌电压、泄放雷电流来保护用电设备, 是内部抑制浪涌的主要措施。
通常将SPD与设备并联, 作为旁路泄放浪涌来保护设备。在被保护系统运行时, 浪涌未出现之前, 表现为高电阻;浪涌到来, SPD迅速转变为低电阻, 旁路浪涌;至浪涌过后又迅速恢复为高电阻。
SPD反应速度快, 远超氧化锌避雷器, , 有效防止二次雷和三次雷。由于是双向作用, 可有效防止感应雷。所以IEEE及NEC规定, 在安装避雷器的同时应该加装SPD, 以形成防雷双保险。
3.3 配电系统浪涌的保护措施
3.3.1 分级保护概念简述
对建筑物和房间根据不同防雷区 (LPZ) 的电磁环境要求在其外部设置屏蔽;以适合的路径敷设线路及线路屏蔽措施;前文提及的共用及联合接地系统;建筑物及内部等电位联结及接地措施;装设SPD以限制过电压。上述措施宜联合使用。
针对浪涌引起的瞬态过电压保护, 通常采用分级装设不同性质的SPD完成。从配电系统进线处通过两到三步吸收浪涌, 分阶段抑制瞬态过压。
第一级保护是连接在入口进线各相和大地之间的相对大一些容量的SPD。普通工业厂房要求该级SPD具备50 k A/相以上的最大冲击电流, 对于系统标称电压为400 V的配电系统, 限制电压应小于2 000 V。应选用符合I级分类试验的产品。其保护敏感度存在不足, 仅靠该级SPD尚无法完全保护区域中的敏感电子设备。第二级保护是安装在向重要或敏感用电设备回路处的延续浪涌区域的SPD。对通过了用户供电入口SPD的剩余浪涌进行更完善的吸收。选用符合II级分类试验的产品。电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为40~45 k A/相, 限制电压小于1 200 V。第三级保护是于用电设备电源接线盒上使用内置SPD, 可消除微小扰动的瞬时过压。SPD要求的最大冲击容量为7 k A/相, 限制电压应小于1 000 V。
3.3.2 SPD选取原则简述
首先需要划分建筑物内的雷电保护区, 此后经雷击风险分级与雷击电流分流校验来进行SPD的选择。SPD分为如下3种。
(1) 电压开关型SPD:适用于雷电浪涌保护, 可最大限度地消除电网后续电流, 疏导10/350μs的雷电冲击电流。 (2) 限压型SPD:用于操作过电压和雷击过电压的保护。通常将其安装在建筑物内, 疏导8/20μs的雷电冲击电流。 (3) 混合型SPD:其同时兼有电压开关型和限压型两种特性, 但没有电压开关型元件和限压型元件的单独特性好, 且价格较贵, 仅在特殊情况下才考虑用混合型SPD。
4 结语
工业与民用配电系统的防雷与接地要在设计初始阶段就完成对于防雷区域建筑物的了解, 能够做到通盘考虑, 细节为上。根据工程的实际情况, 依据规程规范, 严格把关选取设备的型号与质量并制定周到可行的防雷方案。
摘要：配电系统的防雷是配电领域用电设备的重要保护措施, 若系统发生雷击事故, 将造成局部停电, 危及社会生产。该文参照国内外相关领域规程规范的做法, 从防雷、接地两个方面阐述了工业配电系统的防雷措施, 给出了配电系统防雷接地配置的具体方案。
关键词：防雷,接地,配电系统,SPD
参考文献
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[2]GB/T 50065-2011, 交流电气装置的接地设计规范[S].2011.
[3]DL/T 620-1997, 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].1997.
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[5]范耀升, 梁喜标.10 k V配电线路防雷措施分析[J].科技创新与应用, 2012 (11) :126.
广播电视工艺接地系统的设计思路 篇7
一般情况下,解决广播电视工程建设中接地问题,主要是将建筑电气防雷和接地设计以及工艺接地系统设计统一考虑,参考标准主要有建筑物防雷设计规范(GB50057)、工艺接地技术规范(GY/T5084)以及民用建筑电气设计规范(JGJ16)。设计过程中的主要依据是技术规范,同时结合实际情况比如建筑基础条件、工程建筑设计方案等来展开设计。依照类型分类,广播电视工艺接地系统的设计主要分为两大类,台(站)工程工艺接地系统以及综合工程工艺接地系统。
2 综合工程工艺接地系统设计
2.1 系统组成
工艺接地系统的主要组成部分有工艺接地主干线、总工艺接地端子板、工艺接地体、机房工艺接地箱、工艺接地支干线、楼层工艺接地箱和工艺接地支线等。
建设设计要求有:
(1)要保证工艺设备接地端的接地电阻小于1Ω,引出点的接地电阻小于等于0.5Ω;
(2)单独设置工艺接地网的引出装置,并在引出装置中预留一倍空间作为备份用;
(3)设置一组工艺接地体在综合工程建筑基础接地网的下面;
(4)应恰当选择适合的材质作为过渡材料,建筑基础接地体和工艺接地体之间的搭接应该选择热熔焊焊接,并做好防腐工作;
(5)如果在设计过程中遇到有裙楼工艺竖井或多个工艺竖井并且各竖井之间相隔的距离较远时,通常的解决办法是设计多个工艺接地体分别放在每个竖井下方。
2.2 工艺接地网设计
工艺接地网由建筑基础接地体和工艺接地体组成,这两部分分别由土建电气专业和广电工艺来设计。一般在设计工艺接地体时要结合工程的具体实际情况,多数会在工艺竖井最底层的正下方基础内设计一组垂直和水平敷设的铜棒。
建设设计要求有:
(1)工艺垂直接地体采用铜棒,Φ25 mm,各铜棒之间的距离要大于其长度的两倍;
(2)工艺水平接地体采用实心铜质材料,Φ16mm,6m×6m网格状铺设;
(3)建筑物底板垫层适合设置在工艺接地体的上方。
我国幅员辽阔,地质条件千差万别,在设计过程中往往需要根据实际情况对地图进行调整。比如内蒙古阿拉善盟广电中心是以沙石为主的基础土壤,电阻率高,采用深井注入法更为适合;而四川绵阳广电中心多为鹅卵石层的基础层,也采用了深井注入法,但在细节的处理上二者有很大的不同。同时,在含水量高以及水位较高的地区和盐碱腐蚀程度较高的区域在设计接地体时还需要进行防腐处理。
2.3 工艺接地引出点
在选择和设计引出点时需要考虑的内容如下:
(1)避开外墙,并与其他接地引出点保持一定距离,分开设置,以防防雷接地引下线和其他专业接地线的干扰;
(2)最少应该引出两根工艺接地引出线,一根正常使用,另一根作为测试和备份用,每根的横截面积应该大于主干线的横截面积;
(3)接地引出部分有可能经过腐蚀性环境的,要考虑防腐处理的问题。
3 台站工程工艺接地系统设计
3.1 一般原则
(1)采用联合接地的方法,接地电阻小于等于1Ω,当土壤电阻率较高的条件下,接地电阻也可以小于等于4Ω;
(2)当直接利用构筑物、建筑物基础做接地体的时候,若电阻值不符合要求,可以考虑增加接地体的设置;
(3)机房内的接地连线多采用铜带,横截面积大于100 mm×0.3 mm,采取网格状的形式进行敷设。
3.2 高频接地体
有两种方式可供选择:
(1)将紫铜板垂直埋入地下,紫铜板的尺寸大致为2000 mm×1000 mm×2mm,上距地表大于800 mm;也可以水平埋入地下,深度大于2000 mm。为提高接地效果,接地体的周围可以进行土质处理,并和发射机按最短距离来连接;
(2)由多组接地体组成,每组有三根铜管,长度在5 m左右,横截面积Φ50mm×5 mm,垂直敷设,每两根间距离2 m,铜管之间用铜带相连构成等边三角形,铜带尺寸300 mm×1 mm,均匀对称分布。铜管上距地表大于1000mm。为提高接地效果,土质处理接地体周围条件。
4 结语
广播电视工艺接地系统的设计和施工是工艺系统运行的重要环节,对于工艺系统的可靠安全运行有着很大的影响。要想做好相关方面的设计,需要结合实际情况来进行方案设计,处理好接地系统和配电系统、弱电接地、防雷接地、建筑基础接地等其他系统之间关系。
参考文献
[1]郑督.数字设备工艺接地与传统接地问题探讨[J].电视技术,2008,(10).
浅谈某泄水闸接地系统设计 篇8
本泄水闸在旧闸上原址重建。泄水闸的河道两岸均为农田或林地, 周围地势平坦且无较高建筑物, 经常容易受到雷击。旧闸启闭机室的装饰屋面亭角曾被雷击击中。
旧水闸 (启闭形式为卷扬机) 在2003年对泄水闸的自动化控制系统进行升级改造。在闸门两侧加装行程检测及位置控制装置, 更换继电器式控制方式, 采用小型PLC模块控制, 通过双绞线与管理房的控制室计算机联络。但系统升级改造后一直未投入正常使用。出现下列问题:1) 控制信号稳定性差, 时好时坏。由于闸门的行程检测信号不能准确反映真实数据, 导致管理人员不敢远程操作泄水闸闸门的启闭。2) 启闭机室现地控制箱内PLC的电源模块在雷雨天 (尤其是雷闪电鸣过后) 被烧坏, 一年需要更换几次。3) 室外新装的监视摄像机容易被雷击击中。同时视频信号畸变严重, 传回至控制室的图像受干扰较大, 清晰度很差。
2 问题分析
针对上述问题与结合当地自然情况, 分析出现问题原因可能有:
2.1 结构原因
旧闸坝于1966年开始修建, 1970年7月建成投入使用。旧闸共设有36个闸孔。闸顶设有双曲拱工作桥。闸坝建筑采用重力式浆砌石结构, 由于地质条件好, 基础为天然基础。闸室上游设有粘土铺盖, 铺盖面厚砂石垫层。
旧闸的土建结构内部较少钢筋或金属构件, 自身电阻率较高, 无法利用自身的自然接地体组成接地网络。特别是在闸室底板水下部分, 均为纯沙石材料, 电阻率极高。因为建设时期条件受限, 原设计并未考虑在闸室底板铺设人工接地体, 即在旧闸的闸室基础没有接地网。闸门启闭机室采用砖混结构, 基础圈梁架在浆砌石的闸顶上。卷扬启闭机在室内地板安装地角螺栓。在水上部分闸门启闭机室的墙壁四周, 布置有一圈人工接地线 (热镀锌扁钢) , 与底板圈梁连通, 并与电机地角螺栓连接, 构成旧闸的接地网。
启闭机室屋面为中式仿古型式, 布置琉璃瓦、屋脊及挑檐。在屋脊布置接闪带, 利用扁钢作引下线与室内人工接地电气连通。
事实上, 旧闸的防雷接地措施未能起到相应的作用。首先, 接地极是指埋入地中并直接与大地接触的金属导体, 接地网是有垂直和水平接地极组成兼有散流和均压作用的水平网状接地装置。旧闸从严格意义上没有接地网格, 启闭机室底板的自然接地体圈梁与人工接地体组成的网格均在地面以上, 悬空在闸坝顶, 只能作为辅助接地的均压环 (作等电位联结) 。其次, 屋面上防雷装置接闪带 (避雷带) 没有完全覆盖易受雷击的部位, 如挑檐、斜屋脊等。又因接地网欠缺, 引下线不畅通, 接地电阻大, 致使雷电流、雷击电磁脉冲涣散速度慢, 致使闪电雷击很容易击中屋面尖端部位。
旧闸接地网的缺失是导致一系列问题发生的主要原因。
2.2 其它原因
只要不发生接地故障, 电阻大、接地效果差对配电系统的影响没有对控制系统的大。控制核心元件PLC模块、闸门行程检测传感器对感应电磁脉冲、对电压波动非常敏感, 尤其是模拟量信号 (0~5V或4~20m A) 容易失真。
旧闸启闭机室与管理楼有一定距离 (超过90米) , 采用普通双绞线通信, 信号容易衰减。室外竖立的摄像头有金属导体, 容易引雷, 加上接地不畅电阻较大, 常被雷击击坏。
室外的电缆及控制线, 线芯均为金属铜材料, 埋设在浅层地下。当雷电天气时, 雷击电磁波脉冲沿着金属导体进入室内控制或配电单元, 对相关设备进行冲击, 造成设备故障。
3 泄水闸及建筑物的接地设计
3.1 重建泄水闸概况
泄水闸采用开敞式宽顶堰结构, 共设19孔闸门, 总宽276.5m, 两端各2孔为东、西电站进水闸, 每孔净宽为9.5m, 中间的15孔为泄水闸, 单孔净宽12.5m, 单孔净宽12.5m, 总净宽225.5m (泄水闸总净宽187.5m) 。
3.2 接地方法要求
19孔泄水闸及上部廊桥的电气装置属于A类电气装置。接地装置充分利用自然接地体, 包括:常年与水接触的钢筋混凝土水工建筑物的表层钢筋;压力钢管及闸门、拦污栅的金属埋件;留在地下或水中的金属体。接地按用途分为:工作 (系统) 接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地。
本工程的380V配电系统工作接地为变压器低压侧中性点直接接地。保护接地涉及的电气装置和设施的金属部分包括:泄压启闭电机机座及外壳;柴油发电机外壳;配电、控制、保护用的柜 (箱) 等金属框架;铠装电力电缆及控制电缆的外皮等。雷电保护接地须与防雷措施相配合设计。防静电保护主要在监控中控室及控制设备房内实施。
泄水闸供电由东电站站用变压器 (1000k VA, 0.4/10k V) 提供, 变压器中性点直接接地。泄水闸设备配电采用TN-C-S系统, 接地装置的接地电阻不大于4Ω。
3.3 泄水闸接地装置的布置
(1) 泄水闸结构概况
重建泄水闸闸室采用钢筋砼整体坞式结构, 共有19孔。其中两侧东、西电站进水口的边孔尺寸宽×高为9.50×3.01 (m) , 15孔中孔尺寸宽×高为12.50×3.01 (m) 。闸室顶高程不低于12.27m。结合交通桥的板厚布置、两侧通道净空的要求、闸门检修运行的需要, 以及与现状地形的衔接, 拟定闸顶高程为15.0m。
墩长按闸顶布置、闸室抗滑稳定等需要与底板同长为14.5m。结合闸门槽的尺寸, 拟定中墩厚2.5m, 缝墩厚3.0m, 边墩厚1.25m。
闸墩上设置检修门槽, 检修门槽宽0.6m、深0.4m;闸墩墩头和尾部均采用圆型, 以改善出入流条件。
采用混凝土防渗墙作为垂直防渗设计。
底板一期混凝土采用C30, 二期混凝土采用C50。底板厚1.5m, 底层钢筋网为纵向Φ22@140, 横向Φ28@140, 面层钢筋网为纵向Φ22@140, 横向Φ28@140。15孔泄水闸的中墩外层钢筋网为纵向Φ25@150, 横向Φ25@150, 4孔电站进水口工作闸门边墩外层钢筋网为纵向Φ25@150, 横向Φ25@150。
(2) 泄水闸底板接地网格
根据泄水闸水工建筑结构, 在19孔的闸室底板面层钢筋网, 按照一孔一圈将底板底层的Φ25横纵钢筋连接成接地网孔, 约15×15 (m) 。Φ25钢筋交叉之处须电焊连接。共19孔。水平接地网络的总尺寸为278×14.5 (m) 。其中, 水工结构设置的泄水闸闸底板为30.5×14.5 (m) 为一块, 共9块, 闸底板厚度为1.1m。
泄水闸接地网利用建筑物基础结构钢筋等自然接地体, 使用结构柱内钢筋做防雷引下线, 将屋面防雷接闪器与接地网良好连通。水闸接地网利用闸室底板底层钢筋, 焊接成若干接地网格, 利用闸墩钢筋作地网上引线, 在边墩适当位置设置连接卡。利用5×50热镀锌扁钢将廊道、闸墩内闸门各钢埋件、设备金属外壳等及室内金属管、构件与其附近接地网相连, 作等电位联结。
3.4 理论计算接地电阻
泄水闸区域散流介质分布较单一, 电导特性近一致, 用常规接地计算方法的地网的接地参数。泄水闸水下部分的接地装置使用闸底板面层钢筋网等自然接地体, 近似看成一水平接地体为主边缘闭合的复合接地极 (接地网) 。
3.4.1 工频接地电阻
泄水闸底板接地网属于自然接地装置, 接地极型式为钢筋混凝土基础。其工频接地电阻的计算有下列几种计算式。
(1) 简易估算式:
V为基础所包含的体积, 且V的值在1000m3左右时, 该公式才有实际意义。因此按照泄水闸两块底板作为计算的单元, 即:30.5×14.5×1.1×2=973 (m3) ≈1000 (m3) 。按此划分按照4块单元计算接地电阻, 1.001÷4=0.25Ω。
(2) 单个基础接地极的接地电阻计算。按照一块闸底板30.5×14.5 (m) 矩形条状基础作为计算单元。
形状系统K2查表得, K2约为0.53, L1为钢筋体长边 (m) 。
(3) 钢筋体互相连通在一起时, 总接地电阻按照:
其中, K1、K2的值由特征值C决定。第n个基础的平面积为An, 整个建筑的基底平面积为A, 特征值为:
通过上述几种简易计算接地电阻值的结果, 得到本工程泄水闸利用自身结构钢筋网络等自然接地体做接地网, 接地电阻满足设计要求。
3.4.2 冲击接地电阻
计算防雷接地装置所采用的电阻率, 应取雷季中最大可能的数值, 泄水闸的底板属于水下的混凝土, 不受气候季节变化, 取值为50 (Ω.m) 。
本工程的泄水闸接地网络属于大型水平接地网, 其冲击接地电阻按下列公式计算。
4 结束语
接地设置看似简单, 却容易因细节而出现问题, 影响电气供电、控制等方面的质量。一般在利用建筑物自身结构钢筋的情况下, 接地好坏关键在于引雷通路连接是否通畅。其次, 等电位的联结好坏, 降低电位差, 使设备、人员避免受到感应雷的侵害。再次, 弱电信号的感扰解决重点在于屏蔽, 尽快让干扰源经接地网涣散。
摘要：本文针对某拦河坝泄水闸的工作特点及出现的问题, 分析原因, 并论述防雷接地的重要性及难点。结合泄水闸的布置及水工建筑结构情况, 根据国家相关工程规范的要求, 确定接地电阻值 (限值) , 设计泄水闸接地网并计算接地电阻的数值。
关键词：接地,接地电阻,自然接地体,人工接地体
参考文献
[1]工业与民用配电设计手册/中国航空工业规划设计研究院等编.北京:中国电力出版社, 2005 ISBN 7-5083-3034-X.
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[3]建筑物电气装置500问/王厚余编著.北京:中国电力出版社, 2008.
数字视频监控系统设计 篇9
1 设计原则
1.1 先进性与适用性
数字视频监控系统的设计思想符合视频监控的发展潮流, 该系统的技术性能和指标达到国际水平;以先进的视频监控技术进行组网, 支持视频数据的实时传输及多路监控。另外数字视频监控系统容易安装、使用方便, 适合于各种层次的管理层使用, 学校保安室的工作人员不用经过专门的培训就可以直接使用, 符合学校的特点。
1.2 经济性与实用性
充分考虑学校的治安情况, 在该数字视频监控系统的功能和性能满足学校安防的实际需要前提下, 充分利用学校现有的网络、设备资源来组建该系统, 实现最佳的性价比, 大大节约了建设该数字视频监控系统的成本。
1.3 可靠性与安全性
数字视频监控系统支持管理员和用户的二级权限管理, 管理员利用管理服务器对数字视频监控系统中的所有成员进行集中式管理;每一个成员加入或退出监控系统必须通过组管理服务器进行认证或登记。该系统的可靠性较高, 在系统发生故障造成中断时, 视频图像数据能够准确、完整的保存下来, 并且在较短的时间内迅速恢复它的监控功能。
1.4 灵活性
学校的校园面积和师生人数在不断的变化, 需要组建更加灵活的数字视频监控系统来满足它的安防需要。该数字视频监控系统在设计中充分考虑到以后的技术发展和使用的需要, 具有扩充和升级的功能, 它的前端连接网络摄像机, 无论将来增加多少个摄像机都不影响系统的正常运行, 只要将摄像机连接到网络就可以形成系统, 当系统变大时, 只需要升级服务器软件和增加网络储存硬盘就可以实现。
2 系统设计
2.1 总体架构
该数字视频监控系统以学校的保卫室为监控中心, 系统采用全数字化监控结构。以视频监控专用网络为资源, 作为监控信息的传送和管理平台。前端网络摄像机直接接入专用交换机, 后端采用视频管理器进行录像存储及视频网络流媒体转发, 交换机之间采用光纤直联。将分散在学校中的各个监控点网络联接起来, 并且利用多媒体服务器、管理服务器、交换机等设备对监控单元所提供的视频进行管理, 对校园监控环境进行跟踪监视。系统联网架构如下图1。
系统的建设必须是IP网络、视频处理、图像存储及业务软件等一系列技术及产品的有机整合。它的具体组成应具备如下几部分:
2.1.1 视频处理部分
网络摄像机是指以公开方式安装在现场的摄像系统, 完成视频信号的获取及输入功能, 包括各种固定摄像机、半球摄像机、高速智能球机等前端摄像器材设备, 全部采用高清 (HD) 网络型设备。它是整个系统的眼睛, 网络摄像机把监视的内容转化为图像信号, 并传送到控制中心的显示器上。它的好坏以及产生的图像信号将影响整个系统的质量, 因此, 网络摄像机的指标应高于整个系统的指标, 该部分的选择是决定整个系统图像清晰稳定的关键。
2.1.2 监控管理及控制部分
视频监控中心是整个安全防范的神经中枢和心脏, 承担着整个系统的动态图像及监督、显示、记录、调度等任务。这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制, 包括了视频管理器、数据管理器等组件。其中视频管理器是系统的管理中心和控制中心, 视频管理器的授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成对全网的设备管理、资源调度、云台控制和解码输出控制, 所有的控制指令由视频管理器集中处理和发送。通过视频管理器, 可以很容易地实现对系统所有视频的集中管理。
2.1.3 网络承载、交换、及传输部分
完成视频流的传送及交换功能。构建的网络可同时具备传输和交换的功能, 可实现视频流的无阻塞交换, 确保图像的清晰度和实时性, 并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。
2.1.4 软件系统
由于数字视频监控系统对远端设备的稳定性和实时性要求很高, 这就决定了普通的操作系统没有办法满足它的工作要求, 选择一款合适的操作系统能缩短开发周期, 系统也更加稳定, 还会大大降低系统的开发成本。本系统选择的嵌入式操作系统软件Clinux, Clinux是专门为无MMU微处理器使用的嵌入式Clinux操作系统, 由linux2.0内核发展而来。由于大多数内核的二进制代码和源代码都被重写, 进一步缩减了Clinux内核的代码, Clinux内核比Linux2.0原内核小得多, 支持多任务, 并保留了linux的主要优点:稳定性、优异的网络能力以及优秀的文件系统支持。
2.2 硬件设备
数字化视频监控系统硬件主要设备: (1) 解码器; (2) 流媒体服务器; (3) 管理服务器; (4) 网络存储; (5) 路由器; (6) 液晶显示器。系统的控制中心, 通过视频编码器、PCI总线等接口完成监控数据的采集与存储、报警和网络分控功能。
3 结语
把先进的计算机网络技术、流媒体技术等应用于视频监控系统中, 实现了视频监控的数字化、网络化, 改变了传统的工作模式, 给监控系统带来了改革。本系统所设计和实现的核心模块具有较高的视频处理速度, 控制管理模块使系统具有多会话的功能。数字视频监控系统的实施将为学校的安全防范工作做到人防、技防、物防的全面化管理, 使学校的财产和人身安全得到了足够的保障, 为学校的管理带来了便利, 为新世纪的校园安防管理提供了良好的保障。
参考文献
[1]张宗平, 张咏.网络数字视频监控系统设计与实现[J].甘肃科技, 2007, 23 (9) :24-26
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