起)
TN-C-S配电系统:在这种系统的某一部分中,其中性线N和保护接地线PE合并在一起连在一条单独的导线上,形成局部的三相五线制配电系统,如图5.1.3(2)所示。
图5.1.3(2) TN-C-S配电系统(在系统的某一部分中,N和PE合并在一起)
TT配电系统:(又称接地保护系统):它是具有一个直接接地点的配电系统,电气装置的外露导电零部件与接地电极连接,该接地电极与配电系统的接地电阻无电气连接。如图5.1.3(4)所示。
如图所示,N线和PE线的接地装置是分开的。若一旦N线有LEMP侵入,N与PE间将出现很高的电位差,易造成地电位反击。
图5.1.3(5)TT配电系统(具有一个直接接地点,N与PE无电气连接)
我们从三种TN配电系统的比较中可以看出:
1)TN-C配电系统,由于N和PE合并在一起(当三相电源的各相负责不平衡时,IN =iL1+iL2+iL3>0L4N), IN将在中性线线路阻抗及中性线接地装置的接地电阻上产生电压降UN,UN正比于IN,所以中性线上的电位将随IN的变化而浮动,形成三相电源各相电位的不稳定,从而导致电子信息系统设备交流输入电压的不稳定;同时,各种低频干扰、噪声等都会随之而入,影响设备供电电源的纯净性,使电源质量劣化,最终造成信息设备难以正常、稳定地工作。
2)TN-C-S配电系统,基本上和TN-C配电系统相仿。但它在系统的某一部分中N线和PE线合并在一起连在一条单独的导线上,形成局部的三相五线制配电系统。若电子信息系统设备电源输入取自该
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部分,电源质量比TN-C配电系统能得到改善,这是由于N和PE已被分开,PE线始终与等电位接地系统连接,共用接地系统又和等电位接地系统连接,而且PE线不像N线那样有交流电流流动,所以PE线上处处的电位可以视为相等。电子信息系统设备机房的屏蔽接地、防静电接地、安全保护接地及SPD的接地端等均连接在局部等电位连接带上,并通过接地干线与共用接地系统相连,各种电磁干扰,经SPD分流的LEMP等等有害成分均可通过PE线直接引入大地;另一方面,由于共用接地系统的作用,消除了地电位反击的可能性。
若电子信息系统设备电源输入不是取自TN-C-S配电系统的局部三相五线制配电系统,而是取自该系统中的另一部分分配系统,那么情况就变得和TN-C配电系统一样,系统中UN将随IN浮动,低频干扰、噪声增大,设备输入电压不稳等现象都会出现。
(3)TN-S配电系统:这是TN配电系统中最完善、最理想、功能最好、最值得推广的一种配电系统,即三相五线制配电系统。虽然这种配电系统在投资用料上比其它型式的配电系统多使用了一根导线,但它达到了使N线和PE线分开的目的,PE线上没有交流电流流过,在整个防雷工程的等电位连接接地系统中,它处处与等电位连接接地系统保持牢固的连接,所以PE线上处处电位相等。电子信息系统设备机房的各种接地,包括屏蔽设施的接地、防静电地板接地、用电设备的安全保护接地、以及各种SPD接地端的接地等等都连接到了局部等电位接地连接带上,局部等电位接地连接带通过接地干线与共用接地系统相连,使各种电磁干扰、经SPD分流的LEMP等等有害成分通过PE线及等电位接地连接带经接地线引汇入大地;由于N线与PE线分开,配电系统中发生故障出现的电气问题,也不可能影响到
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PE线始终保持的地电位的稳定性;另一方面由于防雷接地、设备的安全保护地、屏蔽设施的接地、防静电接地及交流工作地等各种接地都连接在同一个共用接地系统上,从而消除了各种接地当中任意两种接地之间可能产生的反击问题。
综上所述,这就是为什么“采用TN交流配电系统时,必须采用TN-S系统接地方式”的缘故。
3、配电线路设备的耐冲击过电压额定值应符合表5.4.1-1规定。电子信息系统设备配电线路浪涌保护器安装位置及电子信息系统电源设备分类示意图如图5.4.1-1和图5.4.1-2所示。
配电线路设备的耐击过电压额定值如图5.4.1-1及表5.4.1-1所示。从电力变压器低压侧开始至信息系统设备机房用电设备的整个配电线路(包括分支线路)上,总配电箱处的设备、分配电箱处的设备、信息系统机房用电设备配电箱等,它们的绝缘强度或耐冲击过电压强度是逐级降低的,其数值是由配电线路设备的生产厂家根据实际工作的需要设计生产的。各级配电设备的绝缘强度或耐冲击过电压必须分别达到各该级的要求数值,才符合配电线路安全性的要求。这些设备的绝缘强度,在生产厂家出厂前,都是一一通过实际检测检验的,可以勿须担忧。了解耐冲击过电压的类别及额定值,目的是应能正确选择各类配电线路设备处需要安装什么性能、规格的电源SPD,才能取得良好防雷效果。
图5.4.1-2举例说明了各类配电线路设备处具体的电源设备分类:
1)属IV类的电源设备主要有:有载分接开关控制器,如空气断路器、接触器;
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2)属Ⅲ类的电源设备主要有:备用的发电机及其控制器、市电和发电机电源切换装置,经切换装置后的配电箱;
3)属II类的电源设备主要有整流装置或不间断电源(UPS)、或交流稳压器;
4)属I类的电源设备主要有:将整流后传送来的直流电源进行分配的直流配电柜、将UPS或稳压器传送来的交流电源进行分配的交流配电箱等,这些设备的抗电强度都在1.5KV以上。
另外,对于一些特殊需要保护的电子信息设备,其抗电强度更低,仅为0.5KV,所以I类设备当中实际分为两种层次,即抗电强度分别为1.5KV和0.5KV两种。
图5.4.1-2的电源设备分类仅仅作为一种例子来说明,实际上,各种各样的电子信息系统所使用的电源设备不尽相同,其内容系由具体的信息系统工程而定。
4、在直击雷非防护区(LPZOA)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处应安装通过I级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护;第一防护区之后的各分区(含LPZ1区)交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备,视其工作电压要求,宜安装适配的直流电源浪涌保护器。
电源线路安装多级SPD防护,主要目的是达到分级泄流;避免单级防护的SPD随过大的雷击电流出现损坏概率高及产生高残压,不能实现有效保护的目的。通过安装多级SPD,并合理地达到级间的能量配合,使之实现逐级泄能,这样,不仅能达到有效的保护,同时还能保证SPD有较长的使用寿命,并且使设备电源输入端口上受到的残压低于它的耐雷电冲击过电压,确保信息设备的防雷安全。
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