電源質(zhì)量問題初探

1、PAGE PAGE 51電源質(zhì)量問題初初探A Powerr Quallity PPrimerr前 言辦公室和工廠中中計算機和敏敏感設(shè)備的激激增,促使人們更更關(guān)注樓宇電電力系統(tǒng)設(shè)計計中的電源質(zhì)質(zhì)量問題。由由于這一問題題的出現(xiàn)，已已有大量的書書籍和文章在在探討如何在在已建成的建建筑物中檢測測和解決電源源質(zhì)量問題。本文主要內(nèi)容為為樓宇的新建建和改建的電電氣工程設(shè)計計中有關(guān)布線線、接地的一一些技術(shù)理論論和做法。這這些做法可避避免電源質(zhì)量量問題的出現(xiàn)現(xiàn)或者使這一一問題的影響響減少到最小小。目 錄TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc502463985 前 言 PAGEREF _To

2、c502463985 h 5 HYPERLINK l _Toc502463987 什么是電源質(zhì)量量問題 PAGEREF _Toc502463987 h 8 HYPERLINK l _Toc502463988 什么是電氣接地地 PAGEREF _Toc502463988 h 11 HYPERLINK l _Toc502463989 為什么喜歡采用用接地的配電電系統(tǒng)？ PAGEREF _Toc502463989 h 12 HYPERLINK l _Toc502463990 敏感電氣設(shè)備 PAGEREF _Toc502463990 h 13 HYPERLINK l _Toc502463991 開關(guān)模

3、式電源 PAGEREF _Toc502463991 h 15 HYPERLINK l _Toc502463992 三相系統(tǒng)非線性性負(fù)荷的影響響 PAGEREF _Toc502463992 h 16 HYPERLINK l _Toc502463993 技術(shù)探討 PAGEREF _Toc502463993 h 177 HYPERLINK l _Toc502463994 諧波 PAGEREF _Toc502463994 h 18 HYPERLINK l _Toc502463995 布線要點 PAGEREF _Toc502463995 h 200 HYPERLINK l _Toc502463996 接

4、地的有關(guān)問題題 PAGEREF _Toc502463996 h 24 HYPERLINK l _Toc502463997 雷電 PAGEREF _Toc502463997 h 28 HYPERLINK l _Toc502463998 結(jié)束語 PAGEREF _Toc502463998 h 29什么是電源質(zhì)量量問題“電源質(zhì)量”這這一術(shù)語對不不同的人有不不同的說法。其其中一個說法法是供電設(shè)備備的進線電源源與正常穩(wěn)定定的60HZZ正弦波電源源之間在電壓壓或電流上偏偏差的頻繁和和嚴(yán)重的程度度。這些偏差差會對計算機機這類設(shè)備的的安全穩(wěn)定地地操作產(chǎn)生不不利影響。當(dāng)沒有精確的檢檢測手段時，所所謂“不良電源質(zhì)

5、質(zhì)量”通常意味著著與正常情況況相比，電源源產(chǎn)生相當(dāng)大大的偏差導(dǎo)致致設(shè)備誤操作作或縮短設(shè)備備的使用壽命命。換言之，“良好電源質(zhì)量”則意味著造成這種偏差的可能性很小。不同的設(shè)備對這這種偏差的敏敏感性是不同同的，也許對對這種設(shè)備而而言，是“不良電源質(zhì)質(zhì)量”而對另一種種設(shè)備則不存存在問題?！安涣茧娫促|(zhì)量量”對計算機和和其類似設(shè)備備的工作可靠靠性有影響，而而這類設(shè)備卻卻無處不在。通通常這種影響響比一般物理理影響還要嚴(yán)嚴(yán)重，它能引引發(fā)計算機故故障，錯算和和停機，致使使設(shè)備的生產(chǎn)產(chǎn)率下降。根根據(jù)估計，電電源質(zhì)量問題題每年給美國國商業(yè)造成的的損失大約在在1503300億美元元之間。ESourcce最近的調(diào)調(diào)查

6、發(fā)現(xiàn)大多多數(shù)的客戶并并沒有將他們們的年度損失歸咎咎在電源質(zhì)量量問題上（甚甚至錯誤地認(rèn)認(rèn)為是軟件或或硬件上的問問題），而只只有或約1/3的損失被被認(rèn)為是電源源質(zhì)量問題引引起的，其損損失額估計每每年在1百萬美元以以上。絕大多數(shù)電源質(zhì)質(zhì)量問題來源源于建筑物內(nèi)內(nèi)部，IEEEE(美國電電氣電子工程程師協(xié)會)及不同的政政府機構(gòu)和研研究組織已經(jīng)經(jīng)對這些問題題及其影響進進行了多年的的研究。最終終，他們發(fā)布布了設(shè)計指南南并提出了解解決措施的建建議，而這些些措施既使不不能完全消除除電源質(zhì)量問問題，也可以以大大減少因因電源質(zhì)量引引起的事故和和危害。在許多情況下，對對電氣系統(tǒng)和和接地系統(tǒng)作作些改進和完完善，即可防防止

7、或消除這這類問題。本本文中介紹了了很多這類簡簡單的技術(shù)，在在建筑物新建建或改修時采采用這些技術(shù)術(shù)并不需要多多少投資。何何況某個建筑筑物或建筑物物內(nèi)的某個區(qū)區(qū)域的用途會會隨時間推移移會有很大變變化，而我們們所推薦的這這些永久性的的技術(shù)改進對對建筑物始終終保持有效，不不論建筑物中中的租戶、用用途和設(shè)備在在將來會發(fā)生生多大的變化化。十年或更多年以以前，幾乎沒沒有哪個建筑筑師和電氣工工程師能夠想想象到我們今今天的建筑物物內(nèi)能達到如如此高的計算算機化水平，又又有誰能預(yù)見見到在每個辦辦公桌上都放放置有PC機？過去去商用計算機機是放在一間間專門的“計算機房”內(nèi)的大機器器，而照明燈燈具的諧波輸輸出也很低，電電

8、話是靠電線線連接在一起起的，電機也也只能以其設(shè)設(shè)計的轉(zhuǎn)速運運轉(zhuǎn)，在家里里辦公幾乎是是不可能的，激激光打印機的的使用還不普普遍?；貞涍^過去，誰又能能預(yù)見到將來來電子技術(shù)又又會給我們帶帶來什么樣的的變化呢?一般地說，通過過用電負(fù)荷的的計算公式可可以計算出每每一個送電地地區(qū)的電力負(fù)負(fù)荷，過去幾幾十年里設(shè)計計師就是利用用它合理地計計算出電氣負(fù)負(fù)荷能力，來來滿足建筑物物以及住戶現(xiàn)現(xiàn)時和今后的的用電要求，很很少考慮到諧諧波和瞬態(tài)過過電壓問題。但但隨著時間的的推移，技術(shù)術(shù)進步和計算算機時代的到到來，現(xiàn)在已已不得不考慮慮電源質(zhì)量的的問題了。電源質(zhì)量問題經(jīng)經(jīng)常發(fā)生嗎？根據(jù)美國NNecedaa國家電力公公司對11

9、22個不同地點點不同類型的的建筑物用電電情況的研究究，平均每個個建筑物每月月有106次事故故，最差的地地點超過40000次事故故。大多數(shù)事事故是隨機的的，很難重現(xiàn)現(xiàn)，例如PCC機死機，程程控交換機掉掉線或電機過過早報廢。電力研究院指出出，大約800%的電源質(zhì)質(zhì)量問題與不不當(dāng)?shù)牟季€或或接地有關(guān)，這這方面的問題題將在本文中中進一步解釋釋，特別是在在布線和接地地方面。什么是電氣接地地術(shù)語 “地（ggroundd）”是指大地（地地球）或指代代替大地的某某一大物體，而而術(shù)語“被接地（grroundeed）”是指一個系系統(tǒng)中的某一一個部分元件件被特意地接接到“地”上。在英國國是用“earthh”和“ear

10、thhing”這個詞來代代替“grounnd”和“grounnding”的，這顯得得更恰當(dāng)，但但是由于許多多資料和美國國標(biāo)準(zhǔn)都采用用“grounnd”和“grounnding”，本文也采采用這種用法法。不是所有系統(tǒng)都都需要接地，而而實際上也不不是所有電氣氣系統(tǒng)均被接接地，但是當(dāng)當(dāng)我們談到電電氣系統(tǒng)提起起電壓值時，就就很自然地聯(lián)聯(lián)系到對地電電位而言的電電壓。因此“地（grouund）”實際上表達達了一個對電電壓參考電位位點，或者叫叫“0”電位點。當(dāng)當(dāng)計算機同其其他設(shè)備聯(lián)通通時，零電位對它們正正常運作是非非常重要的。由于大地就在我我們身邊，因因此大多數(shù)情情況下，它是是零電位點的的最佳選擇。當(dāng)當(dāng)一個

11、人站在在地上時，他他身體的電位位與大地的電電位是非常接接近的。如果果建筑物是金金屬結(jié)構(gòu)的，那那么建筑物結(jié)結(jié)構(gòu)的金屬構(gòu)構(gòu)件或水管（如如果也是金屬屬的話）的電電位也與大地地非常接近。在過去幾十年里里多數(shù)建筑物物的電源系統(tǒng)統(tǒng)均被“接地”。但也有不不少例外。建筑物的電源系系統(tǒng)是否需要要接地即與與“大地”作低阻抗的的連接，由美美國國家電電氣規(guī)程（NEC）的規(guī)定和給建筑物供電的電力公司來決定。為什么喜歡采用用接地的配電電系統(tǒng)？電氣系統(tǒng)接地的的主要目的是是在系統(tǒng)發(fā)生生故障（接地地短路）時，保保護人員和財財產(chǎn)的安全。舉舉一個簡單的的例子，如果果一個三相不不接地系統(tǒng)中中的一相有意意或無意的接接地了，對電電氣系統(tǒng)

12、本身身沒有影響。不不會有開關(guān)動動作，也不會會導(dǎo)致設(shè)備停停轉(zhuǎn)。在200世紀(jì)前50年里，工工廠里普遍采采用不接地電電氣系統(tǒng)，在在那時候幾乎乎都是這樣的的，不會因一一個對地短路路而停車。接地系統(tǒng)的第二二個作用是提提供給雷電電電流一個可控控制的低阻抗抗的通路，使使之安全地流流入大地而不不造成危害。在這篇文章中是是假設(shè)電源是是接地的，并并且是按照美美國國家電電氣規(guī)程NNEC的要求求來安裝的。有有些情況下并并不要求這樣樣做，NECC中已規(guī)定了了這些例外的的情況，在這這里就不再闡闡述了。敏感電氣設(shè)備前面已經(jīng)提到了了辦公室和家家庭里個人計計算機的激增增，這里也包包括了商業(yè)和和制造業(yè)微處處理器控制設(shè)設(shè)備的激增。

13、今今天，大多數(shù)數(shù)工廠的生產(chǎn)產(chǎn)都是由計算算機來控制的的。在這些敏感設(shè)備備激增的同時時，這些設(shè)備備也越來越變變得對不合格格電源敏感了了。運算速度度的加快達到到無線電波頻頻率范圍內(nèi)，使使其電路更易易受電磁波的的干擾，它本本身也產(chǎn)生電電磁干擾，電電路變得越來來越纖小，電電路板上相鄰鄰線路也越來來越擠，過電電壓的擊穿危危險增大了，相相鄰信號通道道的干擾也增增加了，微處處理芯片變得得更小更密，這這妨礙了熱量量的逸散，使使得它們不夠夠堅固耐用。工工作電壓的不不斷下降也為為它們的小型型化創(chuàng)造了條條件。數(shù)字量量的“1”位已經(jīng)被降降低到3.555.0伏伏，甚至更低低，而“0”位則提高到到01.55伏。因此某某些很

14、小的瞬瞬間過電壓就就可能導(dǎo)致運運算錯誤。顯而易見避免瞬瞬態(tài)過電壓和和高頻干擾對對微電子線路路是非常重要要的。隨著微型化的不不斷發(fā)展，一一種新型電源源應(yīng)運而生。它它的重量和元元件數(shù)量大幅幅減少，這是是使計算機變變得更小、更更輕便、更便便宜的先決條條件。這種電電源就是開關(guān)關(guān)模式電源，下下文將作詳細細討論。下面這些設(shè)備既既易產(chǎn)生電源源質(zhì)量問題又又易受到不良良電源質(zhì)量的的干擾： 不間斷電源源 變頻傳動裝裝置 充電器 啟動中的大大電機 電子調(diào)光設(shè)設(shè)備 燈具鎮(zhèn)流器器（特別是電電子式） 弧焊機和其其它產(chǎn)生電弧弧的設(shè)備 醫(yī)療設(shè)備（例例如MRI和X光機）上表列出的設(shè)備備可將平滑的的正弦波形變變成階梯型波波形，以

15、改變變輸出的電壓壓和頻率，從從而控制后面面的設(shè)備。能產(chǎn)生電弧的設(shè)設(shè)備，如帶電電刷的電機、電電焊機甚至氣氣體放電燈（熒熒光燈和高強強度氣體放電電燈）都可以以成為很強的的電磁干擾源源（電弧對任任何頻率都具具有很強的干干擾能力）。這這種干擾可因因某種不適當(dāng)當(dāng)?shù)钠帘位蚪咏拥鼐€方式而而傳導(dǎo)到敏感感設(shè)備上。傅立葉分析告訴訴我們?nèi)魏涡涡螤畹牟ㄐ味级伎梢杂筛鞣N種頻率和振幅幅的正弦波組組成。數(shù)學(xué)也也告訴我們一一個非常簡單單的道理，開開關(guān)模式電源源和變頻器輸輸出的方波或或準(zhǔn)方波也是是由若干正弦弦波構(gòu)成的。60Hz正弦波是基波,而方波則還包含更高頻率的波，它們是60Hz基波的諧波，其尖刺部分會產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓。這些諧

16、波還能使電路和中性線發(fā)熱，并使數(shù)字邏輯運算產(chǎn)生錯誤。此外，方形波的前沿或電壓尖刺則象高頻正弦波（無線電波）那樣導(dǎo)致上述的運算錯誤。開關(guān)模式電源過去用直流操作作的設(shè)備（包包括所有電子子電路）都有有又大又重的的電源，一般般都用降壓變變壓器降壓，再再將低壓送到到一個半波（單單二極管）或或全波（橋式式）整流器上上，這種電源源既笨重且效效率很低。近十年來，由于于需要重量輕輕、效率高的的電源，開發(fā)發(fā)研制出“開關(guān)方式電電源”，“開關(guān)模式電電源”是將全波橋橋式整流器（圖圖中BR1）直接接接到1200V交流電源源上。開關(guān)模式電源的的方塊圖在脈沖直流送到到變壓器（圖圖中TR）前將儲儲存在電容器器C1中的能量量以短

17、脈沖（這這是準(zhǔn)方波）的的形式送出來來，這樣變壓壓器在高頻脈脈沖直流上運運行，而以前前是在60HHz交流上運運行。這種運運行方式使變變壓器可以做做得比原來同同樣容量的用用60Hz，120V電源源的變壓器更更小更輕。因因此，總電源源效率大大提提高了，由傳傳統(tǒng)電源的約約50%提高到到開關(guān)模式電電源的約800%。設(shè)備現(xiàn)在可以做做得更小更輕輕，功耗減小小，并且便攜攜式電池也能能使用更長的的時間。這種種趨勢現(xiàn)在還還在繼續(xù)發(fā)展展。由于這種種電源輸出的的高頻脈沖可可產(chǎn)生高次諧諧波，這些諧諧波可以流回回到配電系統(tǒng)統(tǒng)，影響其他他設(shè)備甚至配配電系統(tǒng)本身身。三相系統(tǒng)非線性性負(fù)荷的影響響諧波和瞬態(tài)過電電壓導(dǎo)致的不不良后

18、果是造造成敏感電子子設(shè)備的誤操操作和相線特特別是中性線線的過熱，這這是怎么造成成的？在三相平衡負(fù)荷荷回路（每相相均為相同的的線性負(fù)荷），作作用在每相上上的都是平滑滑的60Hzz正弦波電壓壓，中性線上上通過的是各各相電流的相相量和，其值值為零。但是是如果一相或或一相以上的的導(dǎo)線上通過過諧波頻率（高高于60Hzz基波）的電電流，它們在在中性線上不不能由相量相相加來消除，而而是在中性線線上疊加。一一般的儀表可可能測不到這這些。如果諧波電流是是正弦波，我我們可用數(shù)學(xué)學(xué)公式推算出出偶次諧波在在中性線上是是可以被抵消消的。但是奇奇次諧波因相相位相同，會會疊加而出現(xiàn)現(xiàn)在中性線上上，使中性線線過熱。中性性線上

19、的電流流比在任一相相線上的電流流都大（已經(jīng)經(jīng)有因諧波引引發(fā)火災(zāi)的報報道）。如果果基波或諧波波是非正弦波波，例如是由由脈沖電源產(chǎn)產(chǎn)生的方波。數(shù)數(shù)學(xué)分析就變變得非常困難難。相線本身可通過過正弦波形和和非正弦波形形60Hz基波波，以及非正正弦波形的高高頻脈沖電流流。它會使相相線過熱。根根據(jù)歐姆定律律，這些畸變變電流會產(chǎn)生生畸變電壓，使使設(shè)備發(fā)生故故障。因此我我們應(yīng)該建立立一個概念，即即某些設(shè)備產(chǎn)產(chǎn)生的麻煩會會危及到同一一建筑物內(nèi)的的其他設(shè)備。技術(shù)探討有許多新技術(shù)能能幫助我們預(yù)預(yù)防或減輕不不良電源質(zhì)量量的影響，最最簡單的方法法就是設(shè)計更更好的電氣系系統(tǒng)和增加回回路。特別是是對新建的建建筑物來說，應(yīng)應(yīng)用

20、這些技術(shù)術(shù)是很便宜的的。對改造的的項目同樣也也很經(jīng)濟。不良電源質(zhì)量產(chǎn)產(chǎn)生的最嚴(yán)重重的后果往往往是丟失數(shù)據(jù)據(jù)，降低生產(chǎn)產(chǎn)率和損失巨巨大的停產(chǎn)，而而不是硬件的的損壞。象大大多數(shù)疾病一一樣，對它們們的預(yù)防比診診斷和治療更更簡單也更便便宜。下述的大多數(shù)技技術(shù)是現(xiàn)在的的IEEE推薦薦的，并已收收入IEEEE標(biāo)準(zhǔn)110-1992和和142-11991中。它它們并不是任任何法范。由由于其中某些些內(nèi)容涉及到到安全問題，這這些內(nèi)容應(yīng)屬屬法規(guī)范疇。諧波兩倍截面的中性性線和每相各各自的中性線線我們已經(jīng)討論了了建筑物線路路中產(chǎn)生諧波波的根源。諧諧波產(chǎn)生的麻麻煩遠不止是是引起不方便便或使設(shè)備發(fā)發(fā)生故障。它它們還可能是是

21、一個嚴(yán)重的的影響安全的的問題。幸運運的是這可以以采用兩倍截截面的中性線線的方法來解解決問題，這這正是（CBBEMA）計計算機與商用用設(shè)備制造商商協(xié)會（即信信息工業(yè)協(xié)會會的前身）所所推薦的，也也可為每相電電路設(shè)置單獨獨的中性線來來解決。已有電纜制造商商在生產(chǎn)ACC型或MC型電纜，這這種電纜內(nèi)有有加大截面的的中性零線或或增加了中性性線的數(shù)量。這這種增加中性性線截面的辦辦法所費無幾幾，卻能有效效地保證安全全。MC型電纜的三三種結(jié)構(gòu)型式式圖上：三根相線線各有一根單單獨的中性線線圖中：三根相線線(12號線)共用一根兩兩倍截面的中中性線(8號線，白白色)圖下：三根相線線，一根兩倍倍截面的中性性線和一根隔隔

22、離接地線(綠色帶黃線線條)注意，這三種類類型的電纜內(nèi)內(nèi)都有一根綠綠色的設(shè)備接接地線。諧波濾波器裝有濾波器對于于已建好的建建筑物來講是是最經(jīng)濟的，因因為重新布線線會很困難而而且費用也高高。濾波器是是用來限制或或減少有害的的電流，減少少導(dǎo)線上的諧諧波負(fù)載的電電器。但是濾濾波器的設(shè)計計是由它要被被安裝上的設(shè)設(shè)備決定的，如如果設(shè)備上的的關(guān)鍵元件發(fā)發(fā)生變化，濾濾波器就可能能失效。為某某一特定裝置置安裝濾波器器時，需請專專業(yè)人員進行行有針對性的的設(shè)計。其每每kVA的價格格是的確很昂昂貴。隔離變壓器隔離變壓器是一一種電源或負(fù)負(fù)載減少諧波波的濾波設(shè)備備。對于存在在電源質(zhì)量問問題的地方，加加裝這種設(shè)備備也是一種

23、技技術(shù)改造的方方法。但是其其單位kVAA的價格也很很昂貴。K額定值變壓壓器K額定值變壓器器內(nèi)的導(dǎo)線有有所加粗，并并加強冷卻以以便承載諧波波負(fù)載。而普普通變壓器則則需要靠降低低額容量來減減少因諧波多多產(chǎn)生的熱量量。根據(jù)實際際運行情況，普普通變壓器負(fù)負(fù)載最低需降降到銘牌額定定值的50%，這種方法法未嘗不可以以解決諧波問問題，但是變變壓器的效率率降低了。在在確定處理方方案之前，應(yīng)應(yīng)仔細比較采采用K額定值變壓壓器與采用普普通變壓器降降容兩種方法法，哪一種方方法更為經(jīng)濟濟。按諧波量標(biāo)定定的斷路器和和配電屏諧波產(chǎn)生的過熱熱現(xiàn)象是危險險的，選用提提高參數(shù)的器器件可對整個個設(shè)備起到保保護作用。中中性線的額定定

24、電流應(yīng)是相相線額定電流流的兩倍。布線要點將敏感設(shè)備與與其它設(shè)備分分開在每個辦公室里里置計算機專專用電路，至至少在末端配配電箱上設(shè)置置單獨的回路路是一個好的的辦法。在某某些場合，更更好的做法是是給敏感設(shè)備備從單獨配電電盤上引單獨獨回路來供電電。中性線和接地線線也應(yīng)分開。專專用回路內(nèi)包包括單獨的相相線、單獨的的中性線和單單獨的接地線線，每一回路路應(yīng)套單獨的的金屬管（有有關(guān)套管的要要求見后）。應(yīng)應(yīng)盡量避免使使敏感設(shè)備和和電動機使用用同一電路，同同一配電盤。而而象激光打印印機、復(fù)印機機和傳真機等等設(shè)備也應(yīng)與與計算機分開開回路供電。臺下安裝的插座座。其中一個個是隔離接地地的插座，它它有明顯的橘橘紅色“計

25、算機”文字標(biāo)記。另另外的是普通通的插座，上上有棕色的“電源”文字標(biāo)記。此此兩種插座由由兩回分開的的回路自兩個個配電箱供電電，插座內(nèi)還還裝有瞬態(tài)涌涌壓防護器。限制每個回路插插座數(shù)量對每回20安培培回路推薦只只裝用3至6個插座，而而不是規(guī)范中中的13個插座。這這將減少分支支配電回路中中敏感設(shè)備的的數(shù)量，有助助于減少電壓壓降（稍后討討論），減少少相互影響，并并為將來的發(fā)發(fā)展和裝用設(shè)設(shè)備的變更留留有余地。金屬套管接地良好的金屬屬導(dǎo)管為穿過過它的導(dǎo)線起起到了對射頻頻干擾的屏蔽蔽作用。但無無論如何不能能因為穿了金金屬套管，就就把回路的接接地線（綠色色絕緣銅線）取取消，接地線線本用于人身身安全，但同同時也提

26、供了了一個連續(xù)的的低阻抗的接接地通路。接接地線應(yīng)穿入入金屬套管內(nèi)內(nèi)，而不是在在套管的下面面。所有連接處都應(yīng)應(yīng)該緊密連接接，以避免因因不良連接而而可能出現(xiàn)的的射頻感應(yīng)，對對腐蝕和連接接松動等弊病病，都需要做做定期的檢查查維修，以保保證所有套管管接頭的低阻阻抗導(dǎo)電的連連續(xù)性。按照IEEE標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)142（綠本本）若沒有單單獨的銅接地地線，則用硬硬鋼管做接地地線比鋁管好好。如果考慮慮到不論哪種種金屬管都可可能腐蝕和松松動，最佳的的方法是任何何情況下都選選用一根單獨獨的有足夠截截面的銅質(zhì)接接地線。電壓降盡管NEC標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)允許分支回回路電壓降不不超過3%，但對敏敏感設(shè)備的供供電回路在滿滿負(fù)載時，電電壓降的設(shè)計

27、計仍建議不超超過1%，饋電回回路的電壓降降不應(yīng)超過22%。這意味著導(dǎo)線的的截面應(yīng)比法法規(guī)規(guī)定的最最小值為大。但但是另一方面面大容量的導(dǎo)導(dǎo)線因其有更更小的電阻，減減少了導(dǎo)線上上的能耗，使使初期投資的的回收期縮短短。另一個計算電壓壓降所需考慮慮的因素是波波峰因數(shù)（一一給定波形的的峰值與平均均值的比率），正正弦波的峰值值因數(shù)是1.414()，大多數(shù)表表格計算公式式和法規(guī)都是是基于這種通通常的波形。而而非正弦波形形包括諧波和和不規(guī)則波形形的波峰因數(shù)數(shù)是3、4或更高。因此，波峰電流流引起的電壓壓降可能是通通常正弦波情情況下的幾倍倍。在計算電電壓降時就出出現(xiàn)了需要使使用哪一電流流值的問題，以以及在高頻諧諧

28、波下使用那那一回路阻抗抗值的問題。有有些工程師建建議用設(shè)備銘銘牌負(fù)荷的三三到四倍，來來考慮峰值因因數(shù)增大、肌肌膚效應(yīng)補償償以及可能出出現(xiàn)的高頻電電流分量引起起高感抗等因因素。這種保保守的估算在在大多數(shù)情況況下并不需要要。但為慎重重起見，相線線不應(yīng)承載至至規(guī)定載流量量的限值。選用比負(fù)荷需要要更大的截面面，又規(guī)定導(dǎo)導(dǎo)線電壓降限限制在1%以內(nèi)，這這就防止了在在大多數(shù)情況況下分支回路路電壓降過大大的問題。應(yīng)應(yīng)指出的是增增大導(dǎo)線截面面增加的材料料費用占基建建時電氣裝置置總費用的份份額很小。導(dǎo)線材料導(dǎo)線的連接不良良輕則引起電電壓波動，重重則引起災(zāi)難難性事故。采采用銅質(zhì)導(dǎo)線線可減少這類類電氣危險。銅銅是用以

29、衡量量其他導(dǎo)電金金屬材料性能能的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電電金屬材料。在在相同的截面面下它的電阻阻較低，這意意味著對同一一負(fù)載條件下下，銅導(dǎo)線的的截面和其套套管的截面都都較小。氧化化銅仍是良導(dǎo)導(dǎo)體，而氧化化鋁卻是絕緣緣體。敷設(shè)銅銅導(dǎo)線沒有特特殊的要求，使使用銅導(dǎo)線時時維護工作量量也少，它不不需要使用防防腐劑。由于于銅導(dǎo)線良好好的連接性能能，其引起電電源質(zhì)量問題題導(dǎo)致電氣事事故的危險很很小。接地的有關(guān)問題題金屬外護物包饒導(dǎo)線的金屬屬物體或在發(fā)發(fā)生接地短路路或靜電放電電時有可能帶帶電的金屬物物體，都應(yīng)接接地以保證人人身安全。而而交流供電系系統(tǒng)最好采用用直接接地。所有金屬外護物物、管槽及設(shè)設(shè)備接地線與與接地極之間間，

30、應(yīng)由一個個連續(xù)的電氣氣連接系統(tǒng)以以牢固的方式式連接在一起起。建筑物的的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)與與一個銅母排排相連接在一一起，并在電電源入口處與與電源回路的的接地線連接接在一起，也也和建筑物的的設(shè)備的接地地線以及金屬屬水管等相聯(lián)聯(lián)結(jié)。接地應(yīng)應(yīng)按NEC中250節(jié)執(zhí)行行。隔離地（IGG）隔離地（IG）是是一種沒有嚴(yán)嚴(yán)格定義的技技術(shù)，它的作作用就是減少少由設(shè)備接地地系統(tǒng)將“噪音”帶入敏感設(shè)設(shè)備的可能。每每種隔離地（IG）都可能有不同的接線方式，但沒有定型的方式。一個敏感負(fù)載配配電盤。注意意隔離接地線線(綠色帶黃線線)安裝在隔離離盤右側(cè)靠下下，標(biāo)準(zhǔn)固態(tài)態(tài)接地線(綠色)接到直接接接在金屬盤體體上的母線上上，左側(cè)靠下下這

31、個盤的另另一個特點是是用200%額定值中性性母線，和雙雙倍尺寸中性性線，所有線線均為銅端子子聯(lián)接。在通常的分支回回路中，設(shè)備備接地線是經(jīng)經(jīng)與墻上金屬屬接地盒的接接地螺栓連接接而于接線盒盒和分支回路路接地線相連連通的。再經(jīng)經(jīng)分支回路接接地線連接到到配電箱的金金屬外殼上，從從而實現(xiàn)了設(shè)設(shè)備的接地。這這種做法使設(shè)設(shè)備接地線揀揀拾了自同一一配電箱供電電的其它回路路的噪音。通常情況下用橘橘黃色三角形形來標(biāo)注IGG插座，因其其接地插孔與與插座框架間間沒有電氣連連接，因此它它也與金屬接接線盒外殼并并不相連通。因因此它與接地地線是隔離的的。但另有一一根單獨的綠綠色帶黃線條條的導(dǎo)線從絕絕緣的接地插插孔引出，與與

32、其它導(dǎo)線（相相線和中性線線）一起接到到配電箱，但但是隔離接地地線通常不接接到配電箱的的金屬外殼上上。某些情況況下到此就不不再隔離了。另另一種情況下下則是一直隔隔離到電源進進線箱的接地地母排或另一一電源的接地地連接端子為為止。很多設(shè)計人員都都認(rèn)為，IGG接線方式有有時對解決電電源質(zhì)量很有有幫助，而有有時卻更糟糕糕。因此，如如果認(rèn)為需要要，可以采用用隔離接地系系統(tǒng)，但如果果實踐證明直直接（不與其其它接地線隔隔離）接地方方式更好，也也可采用直接接接地系統(tǒng)。接地環(huán)采用埋于建筑物物外部的接地地環(huán), 接地可以以將建筑物接接地系統(tǒng)與大大地間的接地地電阻進一步步降低，它也也可將建筑物物內(nèi)各種接地地聯(lián)接在一起起

33、。一種推薦薦的方式是，將將一根裸銅線線（允許的最最小截面是#2AWG，但但是4/0和2501kkcmil也也經(jīng)常使用，而而500kccmil也有有時使用）埋埋在凍土線以以下（在美國國大約是366 42）。截截面增大意味味著增大了表表面積，從而而降低了接地地電阻。接地地環(huán)埋于離建建筑物邊緣的的幾英尺的壕壕溝內(nèi)，并圍圍繞建筑物基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一周周。還可用增增大土地電導(dǎo)導(dǎo)的回填材料料（膨潤土，天天然粘土材料料或其它適當(dāng)當(dāng)材料）來提提高土地的導(dǎo)導(dǎo)電性。這種埋地環(huán)形接接地環(huán)需接到到建筑物鋼結(jié)結(jié)構(gòu)、防雷保保護引下線、接接地極系統(tǒng)、跨跨越它的金屬屬管道系統(tǒng)和和其它現(xiàn)有接接地極。有時候接地環(huán)上上還需增加垂垂直接地

34、棒。例例如在一個大大學(xué)的研究所所在建筑物的的每個屋角處處打入三根接接地棒，有時時在屋邊中點點再打三根接接地棒，接地地棒之間用5500kcmmil的裸銅銅線，在366 40深深處相互連通通并環(huán)繞整個個新建筑物一一周（只要施施工現(xiàn)場在繼繼續(xù)施工，土土溝已經(jīng)開挖挖，施工人員員仍在現(xiàn)場，就就沒有必要吝吝嗇這一點接接地線）。這這所大學(xué)建筑筑物今后將長長期使用，它它的用途在幾幾十年使用期期內(nèi)是要變化化的，沒必要要節(jié)省這12的電氣基基建費用（用用于加大中性性線，增加配配電回路數(shù)，完完善接地系統(tǒng)統(tǒng)和實現(xiàn)本文文所提出的一一些技術(shù)措施施）。花了這這筆錢就可以以保證建筑物物電氣系統(tǒng)長長期正常工作作而不需再動動工挖土

35、或作作電氣系統(tǒng)改改建，因為這這些改建可能能花大筆費用用，在校園的的環(huán)境條件下下是無法實現(xiàn)現(xiàn)的。接地電阻接地系統(tǒng)在安裝裝后應(yīng)用接地地電阻表檢查查接地電阻，而而且根據(jù)實際際情況定期的的進行檢查，如如每半年或一一年一次。若若檢測的結(jié)果果與原值有較較大出入，需需查明原因并并給予修正。盡管NEC規(guī)定定接地電阻需需要小于或等等于25歐姆，這這個規(guī)定是基基于在故障條條件下使過電電流保護器(斷路器)動作的接地地電阻。對于于敏感電子設(shè)設(shè)備是不能按按上述規(guī)定做做的，換句話話說，如果不不能達到255歐姆，按規(guī)規(guī)程允許安裝裝第二個接地地極，而且不不用再進行檢檢查就可以了了。很多電話和通信信公司要求接接地電阻為55歐姆

36、或更小小。沒有一個個接地電阻值值可以保證設(shè)設(shè)備不出故障障，但通常是是越低越好，10歐姆或更小的阻值是大多數(shù)土壤都能達到的。施工中，只要已經(jīng)動工，施工人員還在現(xiàn)場，應(yīng)盡可能地安裝最好的接地極系統(tǒng)，這樣做不是浪費而是更為經(jīng)濟。接地埋設(shè)深度度如在不大的建筑筑物場地或在在罕見的高土土壤電阻值地地區(qū)施工時，需需要深埋接地地線。銅管型型接地極有時時可達數(shù)十至至數(shù)百英尺長長，穿入鉆孔孔中，這種情情況極少但不不是沒有。例例如在山頂?shù)氐貐^(qū)，為了達達到要求的接接地電阻，這這種深鉆孔的的辦法可能比比在巖石表面面或陡坡上做做分散布置的的接地系統(tǒng)更更為經(jīng)濟。按一般說法，深深接地棒比分分散布置接地地棒更有效，20英尺長的接地棒的效果肯定比10英尺長的好。如圖5所示，由于深處的溫度穩(wěn)定和濕度增大，接地電阻隨接地棒的增長而迅速下降。接地棒的間距也也是重要的，經(jīng)經(jīng)驗作法是當(dāng)當(dāng)有多個接地地棒時接地棒棒之間的間距距應(yīng)該是接地地棒長度的兩兩倍。也就是是每根10英尺長的接地地棒安裝間距距不應(yīng)小于220英尺。雷電雷電防護系統(tǒng)統(tǒng)簡言之，如果雷雷電認(rèn)為對地地最小的電阻阻通路是通過過你的線路和和設(shè)備的這條條通路，那它它就要借道你你的線路和設(shè)設(shè)備入地。雷雷電能在很短短的時間里能能產(chǎn)生很大的的電流，足以以導(dǎo)致火災(zāi)或或損壞幾英里里外的微電子子線路。我們們所知的避雷雷針或接閃器器是源于本杰杰明富蘭克林的的發(fā)明。這種種方法為