6 电击保护和雷电保护
如果采用上述密集的连接网络及其与大地的连接,实际上可以避免或减小相邻的金属元件之间的高电压。然而,为了确保安全,在配电电路中(特别是交流配电系统)还需采取一些附加的接地措施。
公共连接网络CBN一般可以屏蔽非直击雷在电信电缆和电源电缆上产生的浪涌,加之在电信线路和电源线路两端接口安装SPD,可以说是比较安全的。但在直击雷的情况下,CBN不可能提供足够的屏蔽,因此,应考虑直击雷的保护措施。
7 交流配电系统的接地
7.1 基本要求
众所周知,低压交流配电系统有TN系统、TT系统和IT系统三种,其中TN系统又分为TN-S、TN-C-S和TN-C系统,其中TN-S适用于通信、数据处理和精密电子设备的应用场合。TN-S系统的优越性是,当有三相不对称负载和非线性负载时,中性线N中有电流通过,但保护地线PE中在正常时没有电流通过,因此保护地线PE上没有电压,对于设备机壳接保护地线PE的各个负载设备不会产生电磁干扰;当保护地线PE断开时,在正常情况下不会使负载设备机壳接保护地线PE的设备机壳带电,比较安全。
需要说明的是,TN系统包括TN-S、TN-C 和TN-C-S三个分系统,而电信和数据中心内部一般只采用TN-S系统。TN-C系统的PEN线有PE 线和N线的作用,可节省一根导线。但是,TN-C系统在有三相不对称负载和非线性负载时,其PEN线中有电流通过,因此对机壳接PEN线的各个负载设备会产生电磁干扰。TN-C系统还存在以下问题:
(1)对于单相负载设备,如果PEN线断开,则设备外壳将带220V故障电压;
(2)不能直接装设GFP(或RCD)保护器。
TN-C-S系统在前面一段配电系统具有TN-C系统的特性,在后面一段配电系统具有TN-S 的特性。
过去通信局(站)曾广泛采用TN-C,由于存在上述缺陷,现在已不允许采用!TN-C-S系统仅在特殊情况下采用, 但应特别注意,禁止在TN-S后面再采用TN-C系统。
为了改善电信设备的EMC性能,IEC和YD/T5040-2005《通信电源设备安装工程设计规范》明确规定,电信大楼室内低压交流电源设备应采用TN-S系统。这要求在大楼室内供电系统中必须为三相五线电源系统(L1,L2,L3,N,PE),配电系统中不应有PEN线。
根据电信大楼供电的室外市电配电网络的不同类型,应采用如下接地方法。
7.2 交流配电和保护线的连接
(1)室外配电系统为TN-S
如果室外市电配电网络为TN-S系统,接入通信局(站)时应将保护地线接到主接地端子,则输送到室内市电电源设备的配电网络也是TN-S系统,如图6所示。
(2)室外配电系统为TN-C
如果室外市电配电网络为TN-C系统,接入通信局(站)时PEN线应连接到主接地端子,并将PEN线分成N线和PE线,在建筑物内从主接地端子到负载设备及负载设备内部,中性线N被视为带电导线,PE线是专用的保护地线,如图7所示。
图6 室外和室内配电系统均为TN-S系统的接地
(3)室外配电系统为TT或IT
如果室外市电配电网络为TT或IT系统,为了获得要求的室内TN-S系统,可以采用专用的变压器构成TN-S系统,在此情况下,室内市电配电设备与图6相同。
图7 室外TN-C系统转换为室内TN-S系统的接地
(御风)