??? 4.綜合浪涌保護(hù)系統(tǒng)組合 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　4.1.三級保護(hù)
??? 　　 對于自動化控制系統(tǒng)的所需的浪涌保護(hù)應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計中進(jìn)行綜合考慮，針對自動化控制裝置的特性，應(yīng)用于該系統(tǒng)的浪涌保護(hù)器基本上可以分為三級，對于自動化控制系統(tǒng)的供電設(shè)備來說，需要雷擊電流放電器、過壓放電器以及終端設(shè)備保護(hù)器。數(shù)據(jù)通信和測控技術(shù)的接口電路，比各終端的供電系統(tǒng)電路顯然要靈敏得多，所以必須對數(shù)據(jù)接口電路進(jìn)行細(xì)保護(hù)。
??? 　　 自動化裝置的供電設(shè)備的第一級保護(hù)采用的是雷擊電流放電器，它們不是安裝在建筑物的進(jìn)口處，就是在總配電箱里。為保證后續(xù)設(shè)備不承受的剩余殘壓太高，所以必須根據(jù)對保護(hù)范圍的性質(zhì)，安裝第二級保護(hù)。在下級配電設(shè)施中安裝過電壓放電器，作為二級保護(hù)措施，作為第三級保護(hù)是為了保護(hù)儀器設(shè)備，采取的方法是，把過電壓放電器直接安裝在儀器的前端。自動化控制系統(tǒng)三級保護(hù)布置如圖1所示；在不同等級的放電器之間，必須遵守導(dǎo)線的最小長度規(guī)定。供電系統(tǒng)中雷擊電流放電器與過壓放電器之間的距離不得小于10米，過壓放電器同儀器設(shè)備保護(hù)裝置之間的導(dǎo)線距離則不應(yīng)低于5米。　　　
??? 　 　4.2.三級保護(hù)器件
??? 　　 4.2.1.充有惰性氣體的過電壓放電器，是自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用較廣泛的一級浪涌保護(hù)器件。充有惰性氣體過電壓放電器，一般構(gòu)造的這類放電器可以排放20千安（8/20）微秒或者2.5千安（10/350）微秒以內(nèi)的瞬變電流。氣體放電器的響應(yīng)時間處于毫微秒范圍，其被廣泛的應(yīng)用于遠(yuǎn)程通信范疇。該器件的一個缺點(diǎn)是它的觸發(fā)特性與時間相關(guān)，其上升時間的瞬變量同觸發(fā)特性曲線在幾乎與時間軸平行的范圍里相交。因此保護(hù)電平將同氣體放電器額定電壓相近。而特別快的瞬變量將同觸發(fā)曲線在十倍于氣體放電器額定電壓的工作點(diǎn)相交，也就是說，如果某個氣體放電器的最小額定電壓90伏，那么線路中剩余的殘壓可高達(dá)900伏。它的另一個缺點(diǎn)是可能會產(chǎn)生后續(xù)電流。在氣體放電器被觸發(fā)的情況下，尤其是在阻抗低、電壓超過24伏的電路中會出現(xiàn)下列情況：即原來希望維持幾個毫秒的短路狀態(tài)，會因為該氣體放電器繼續(xù)保持下去，由此引起的后果可能是該放電器在幾分之一秒的時間內(nèi)爆碎。所以在應(yīng)用氣體放電器的過電壓保護(hù)電路中應(yīng)該串聯(lián)一個熔斷器，使得這種電路中的電流很快地被中斷。
??? 　　 4.2.2.壓敏電阻，壓敏電阻被廣泛作為系統(tǒng)中的二級保護(hù)器件，因壓敏電阻在毫微秒時間范圍內(nèi)具有更快的響應(yīng)時間，不會產(chǎn)生后續(xù)電流的問題。在測控設(shè)備的保護(hù)電路中，壓敏電阻可以用于放電電流為2.5KA-5KA（8/20）微秒的中級保護(hù)裝置。壓敏電阻的缺點(diǎn)是老化和較高的電容問題，老化是指壓敏電阻中二極管的P-N部分，在通常過載情況下，P-N結(jié)會造成短路，其漏電流將因此而增大，其值的大小取決于承載的頻繁程度。其應(yīng)用于靈敏的測量電路中將造成測量失真，并且器件易發(fā)熱。壓敏電阻大電容問題使它在許多場合不能應(yīng)用于高頻信息傳輸線路，這些電容將同導(dǎo)線的電感一起形成低通環(huán)節(jié)，從而對信號產(chǎn)生嚴(yán)重的阻尼作用。不過，在30千赫茲以下的頻率范圍內(nèi)，這一阻尼作用是可以忽略。
??? 　　4.2.3.抑制二極管，抑制二極管一般用于高靈敏的電子回路，其響應(yīng)時間可達(dá)微微秒級，而器件的限壓值可達(dá)額定電壓的1.8倍。其主要缺點(diǎn)是電流負(fù)荷能力很弱、電容相對較高，器件自身的電容隨著器件額定電壓變化，即器件額定電壓越低，電容則越大，這個電容也會同相連的導(dǎo)線中的電感構(gòu)成低通環(huán)節(jié)，而對數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生阻尼作用，阻尼程度與電路中的信號頻率相關(guān)。
??? 5.過程通道抗干擾設(shè)計
??? 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　由自動化裝置構(gòu)成控制系統(tǒng)中必須妥善解決好接口信號的隔離，抑制傳輸過程中產(chǎn)生的各種干擾，才能使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。接口與過程通道是自動化裝置和外部設(shè)備、被控對象進(jìn)行信息交換的渠道，對于接口和過程通道侵入的干擾主要是因公共地線所引起，其次，在信號微弱和傳輸線路較長時還會受到靜電和電磁波的干擾。目前在自動化控制系統(tǒng)中，對于數(shù)字輸入信號，大部分都利用光電隔離器，也有一些使用脈沖變壓器隔離和運(yùn)算放大器隔離；對于數(shù)字輸出信號也是主要采用光電隔離器。對于模擬量輸入信號，則許多場合下采用調(diào)制-解調(diào)式隔離放大器、運(yùn)算放大器等，模擬量輸出信號隔離則可采用直流電壓隔離法及變換隔離法等。
??? 　　 5.1光電耦合技術(shù)
??? 　　 光電偶合器件是利用光傳遞信息的，它是由輸入端的發(fā)光元件和輸出端的受光元件組成，輸入與輸出在電氣上是完全隔離的。其體積小、使用簡便，可視現(xiàn)場干擾情況的不同，可以組成各種不同的線路對共模和長模干擾進(jìn)行抑制。
??? 　　 5.1.1應(yīng)用于輸入輸出的隔離。光電耦合器用在輸入、輸出間隔離情況下，線路是很簡單的，由于避免形成地環(huán)路，而輸入與輸出的接地點(diǎn)也可以任意選擇。這種隔離的作用不僅可以用在數(shù)字電路中，也可以用在線性（模擬）電路中。
??? 　　 5.1.2用于消除與抑制噪聲 光電耦合器用于消除噪聲是從兩個方面體現(xiàn)的：一方面是使輸入端的噪聲不傳遞給輸出端，只是把有用信號傳送到輸出端。另一方面，由于輸入端到輸出端的信號傳遞是利用光來實現(xiàn)的，極間電容很小，絕緣電阻很大，因而輸出端的信號與噪聲也不會反饋到輸入端。使用光電耦合器時，應(yīng)注意這種光電耦合器本身有10-30pF的分布電容，所以頻率不能太高；另外在接點(diǎn)輸入時，應(yīng)注意加RC濾波環(huán)節(jié)，抑制接點(diǎn)的抖動。另外，用于低電壓時，其傳輸距離以100米以內(nèi)為限、傳輸速率在10Kbps以下為宜。
??? 　 5.2脈沖變壓器隔離
??? 　　 脈沖變壓器原付邊繞組匝數(shù)很少，分別繞制在鐵氧體磁芯的兩側(cè)，分布電容僅幾微微法，可作為脈沖信號的隔離器件。對于模擬量輸入信號，由于每點(diǎn)的采樣周期很短，實際上的采樣波形也為一脈沖波形，也可實現(xiàn)隔離作用。這種脈沖變壓器隔離方式，線路中也應(yīng)加濾波環(huán)節(jié)抑制動態(tài)常模干擾和靜態(tài)常模干擾，這種脈沖變壓器隔離方式已被用于幾兆赫的信號電路中。
??? 　5.3模/數(shù)變換隔離
??? 　　 模/數(shù)變換隔離電路，在自動化控制系統(tǒng)中常在現(xiàn)場就地進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將易受干擾的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，在接收端在采用光電隔離，以增強(qiáng)其在信號傳輸過程中的抗干擾能力。而模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的安裝位置，怎樣才能有效地抑制干擾，是實際應(yīng)用中很具體的問題。對于在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用的環(huán)境中，一是可以考慮將模/數(shù)轉(zhuǎn)換器遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場，放置主控室，二是將模/數(shù)轉(zhuǎn)換器放在生產(chǎn)現(xiàn)場，遠(yuǎn)離主控室，兩者各有利弊。
??? 　　 將模/數(shù)轉(zhuǎn)換器放置于主控室，便于把模/數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的數(shù)字信息傳送到控制系統(tǒng)的處理器，而主機(jī)的控制信息傳送給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器也很方便，因而利于轉(zhuǎn)換器的管理。但由于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場，使得模擬量傳輸線路過長，分布參數(shù)以及干擾的影響增加，而且易引起模擬信號衰減，直接影響轉(zhuǎn)換器的工作精度和速度。將轉(zhuǎn)換器放置于生產(chǎn)現(xiàn)場，雖然可解決上述問題，但數(shù)字信息傳輸線路過長，也不便于轉(zhuǎn)換器的管理。
??? 　　 這兩種方案的主要問題還在于，在控制系統(tǒng)與控制對象之間存在公共地線，即使采用同軸電纜作為傳輸媒介，也會有產(chǎn)生現(xiàn)場的干擾進(jìn)入計算機(jī)中，影響整個系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定工作。顯然這兩種方案都不適合于在現(xiàn)場環(huán)境工作。為了有效的解決工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，采用光電隔離是比較行之有效的方案。為保證模/數(shù)轉(zhuǎn)換器能可靠運(yùn)行，并獲得精確的測量結(jié)果，把模/數(shù)轉(zhuǎn)換器放在靠近現(xiàn)場一側(cè)。為了有效抑制干擾，采用雙套光電偶合器，使得模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與主機(jī)之間的信息交換均經(jīng)過兩次電-光-電的轉(zhuǎn)換。如圖2所示；一套光電耦合器放在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器一側(cè)，一套光電耦合器放在主機(jī)一側(cè)。系統(tǒng)中有三個不同的地端，一是主機(jī)與I/O接口公用的“計算機(jī)地”，一個是傳輸長線使用的“浮空地”，另一個是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和被控對象公用的“現(xiàn)場地”。采用這種兩次光電隔離的辦法，把傳輸長線隔浮在主機(jī)與被控對象之間，不僅有效地消除了公共地線，抑制了由其引進(jìn)的干擾，而且也有利于解決長線驅(qū)動與阻抗匹配的問題這樣就保證了整個控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
??? 1.概述
??? 　　 接地在電氣技術(shù)中是指用導(dǎo)體與大地相連。在電子技術(shù)中的接地，可能就與大地毫不相關(guān)，它只是電路中的一個等電位。如電子設(shè)備中的地,它只是線路里的一個電位基準(zhǔn)點(diǎn)。而在弱點(diǎn)設(shè)備的接地不但包含上述兩種接地,還有其它的接地。例如智能建筑中安裝有多個子系統(tǒng)如通信自動化系統(tǒng),火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng),樓宇自動化系統(tǒng),保安監(jiān)控系統(tǒng),辦公自動化系統(tǒng),閉路電視系統(tǒng)等,各個子系統(tǒng)對接地的理解和要求都不太相同。按接地的作用可分為功能性接地和保護(hù)性接地。為保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行或電氣系統(tǒng)低噪聲接地,稱為功能性接地,功能性接地又有工作接地、邏輯接地、信號接地和屏蔽接地等。為了防止人、畜或設(shè)備因電擊而造成傷亡或損壞的接地稱為保護(hù)性接地,保護(hù)性接地有保護(hù)接地、防雷接地和防靜電接地。有弱點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)這幾種接地類型都會遇到。
??? 2.電源工作接地
??? 　　電子設(shè)備供電系統(tǒng)的接地關(guān)系到操作人員的人身安全和電子設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電子設(shè)備的供電系統(tǒng)的接地通常包括工作接地和保護(hù)接地。工作接地是系統(tǒng)電源某一點(diǎn)的接地，這個點(diǎn)通常是電源（變壓器、發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)，工作地的主要作用是使供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。而保護(hù)接地是供電系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)金屬的電氣設(shè)備外殼和敷設(shè)用的金屬套管、線槽等電氣裝置外露不導(dǎo)電部分的接地。如果不做保護(hù)接地，故障電壓可達(dá)系統(tǒng)的相電壓；做了保護(hù)接地后故障電壓僅為PE線和接地電阻（RA）上的電壓降，大大的低于相電壓，接地電阻（RA）還為故障電流Id提供返回電源的通路，使保護(hù)電器及時切斷電源，從而起到防電擊和防電氣火災(zāi)的保護(hù)作用。目前低壓供電系統(tǒng)設(shè)計選用較多的接地系統(tǒng)有TN、TT系統(tǒng)。
??? 　　 2.1工作接地的目的　　
??? 　　 電力系統(tǒng)由于運(yùn)行和安全的需要,常將中性點(diǎn)(N線)接地,這種接地方式稱為工作接地。工作接地有下列目的:
??? 　　 2.1.1降低觸電電壓；
??? 　　 在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中,當(dāng)一相接地而人體觸此及另外兩相之一時,觸電電壓為相電壓的1.732倍。而在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中,觸電電壓就降低到等于或接近相電壓。
??? 　　 2.1.2迅速切斷故障設(shè)備；如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　 在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中,當(dāng)一相接地時,接地電流很小(因為導(dǎo)線和地面間存在電容和絕緣電阻,也可構(gòu)成電流的通路)不足以使保護(hù)裝置動作而切斷電源,接地故障不易被發(fā)現(xiàn),將長時間持續(xù)下去,對人身不安全。而中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中,一相接地后的接地電流較大(接近單相短路)保護(hù)裝置迅速動作,斷開故障點(diǎn)。
??? 　　 2.1.3降低電氣設(shè)備對地的絕緣水平；
??? 　　 在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中,一相接地時將使另外兩相的對地電壓升高到線電壓。而在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中,則接近于相電壓,故可降低電氣設(shè)備和輸電線的絕緣水平,節(jié)省技資。為此本文分別對TN、TT系統(tǒng)作以分析。
??? 　　 2.2TN系統(tǒng)
??? 　　 TN系統(tǒng)的電源端中性點(diǎn)直接接地，用設(shè)備金屬外殼、保護(hù)零線與該中性點(diǎn)連接，這種方式簡稱保護(hù)接零或接零制。按中性線（工作零線）與保護(hù)線（保護(hù)零線）的組合情況TN系統(tǒng)又分以下三種形式：
??? 　　 2.2.1.TN-C系統(tǒng)；
??? 　　 在TN-C系統(tǒng)中，由于PNE線兼起PE線和N線的作用，節(jié)省了一根導(dǎo)線，但在PEN線上通過三相不平衡電流I，其上有電壓降IZPEN使電氣裝置外露導(dǎo)電部分對地帶電壓。三相不平衡負(fù)荷造成外殼帶電壓甚低。并不會在一般場所造成人身事故，但它可能對地引起火花，不適宜醫(yī)院、計算機(jī)中心場所及爆炸危險場所。TN-C系統(tǒng)不適用于無電工管理的住宅樓，這種系統(tǒng)沒有專用的PE線，而是與中性線（N線）合為一根PEN線，住宅樓內(nèi)如果因維護(hù)管理不當(dāng)使PEN線中斷，電源220V對地電壓將如圖1所示經(jīng)相線和設(shè)備內(nèi)繞組傳導(dǎo)至設(shè)備外殼，使外殼呈現(xiàn)220V對地電壓，電擊危險很大。另外PEN線不允許切斷（切斷后設(shè)備失去了接地線），不能作電氣隔離，電氣檢修時可能因PEN對地帶電壓而引起人身電擊事故。TN-C系統(tǒng)中，不能裝RCD（剩余電流動作保護(hù)器），因為當(dāng)發(fā)生接地故障時，相線和PEN線的故障電流在電流互感器中的磁場互相抵消，RCD將檢測不出故障電流而不動作，因此在住宅樓內(nèi)不應(yīng)采用TN-C系統(tǒng)。
??? 　　 2.2.2.TN-S系統(tǒng)；
??? 　　 在TN-S系統(tǒng)中，工作零線N和保護(hù)零線PE從電源端中性點(diǎn)開始完全分開，PE線平時不通過電流，只在發(fā)生接地故障時通過故障電流，故外露導(dǎo)電部分平時對地不帶電壓比較完全，但需要增加一根導(dǎo)線，由于設(shè)備設(shè)備外殼保護(hù)零線PE，正常工作時漏電開關(guān)無剩余電流，所以在相同短路保護(hù)靈敏度不夠時，可裝設(shè)漏電開關(guān)來保護(hù)單相接地。RCD對接地故障電流有很高的靈敏度，即使接觸220V時，也能在數(shù)十毫秒的時間內(nèi)切斷以毫安計的故障電流，使人免于電擊事故，但它只能對其保護(hù)范圍內(nèi)的接地故障起作用，不能防止從別處傳導(dǎo)來的故障電壓引起的電擊事故。
??? 　　 2.2.3.TN-C-S；
??? 　　 TN-C-S是TN-C和TN-S兩種系統(tǒng)的組合，如圖2所示；第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分是TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。該系統(tǒng)一般用在建筑物有區(qū)域變電所供電引來的場所，進(jìn)戶線之前采用TN-C系統(tǒng)，進(jìn)戶處作重復(fù)接地，進(jìn)戶后變成TS-S系統(tǒng)，TN-C-S系統(tǒng)介于以上兩者之間。
??? 　 根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》有關(guān)條文，建筑電氣設(shè)計當(dāng)選用TN系統(tǒng)時應(yīng)作等電位聯(lián)結(jié)，消除自建筑外沿PEN線或PE線竄入的危險故障電壓，同時減少保護(hù)電器動作不可靠帶來的危險及有利于消除外界電磁場引起的干擾，改善裝置的電磁兼容性能。 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　 2.3TT系統(tǒng)
??? 　　 TT系統(tǒng)的電源端中性點(diǎn)直接接地，用電設(shè)備金屬外殼用保護(hù)地線接至與電源接地點(diǎn)無關(guān)的接地極。TT系統(tǒng)正常運(yùn)行時，用電設(shè)備金屬外殼電位為零，當(dāng)電氣設(shè)備一相碰殼時，則短路電流較TN系統(tǒng)小，通常不足以使相間短路保護(hù)裝置動作。當(dāng)人體偶然觸及帶電部分時危險較大，當(dāng)在干線首端及用電設(shè)備處裝有RCD時可保證安全。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)和用電設(shè)備處接地電阻為4歐姆時，單相短路電流為Ld=220/（4+4）=27.5A（線路阻抗不計）。不論干線首端或用電設(shè)備處，當(dāng)熔斷器溶絲電流較大或自動開關(guān)瞬時脫扣器整定電流較大時，均不能可靠動作。所以TT系統(tǒng)內(nèi)往往不能采用熔斷器、低壓短路器作接地故障保護(hù)而需采用漏電保護(hù)器。TT系統(tǒng)還有一個特點(diǎn)是中性線N與保護(hù)地線PE無一點(diǎn)電氣聯(lián)接，即中性點(diǎn)接地與PE線接地是分開的，所以不存在外部危險故障電壓沿著PE進(jìn)入建筑招致電擊事故發(fā)生。在TT系統(tǒng)內(nèi)每棟建筑物各有其專用的接地極和PE線，各棟建筑物的PE線互不導(dǎo)通，故障電壓不致自一建筑物傳導(dǎo)至另一建筑物。但TT系統(tǒng)以大地為故障電流返回電源的通路，故障電流小，必須采用對接地故障反應(yīng)靈敏的漏電保護(hù)器來防人身電擊。這些系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，需按具體情況選用。如果建筑物由供電部門以低壓供電，應(yīng)按供電部門的要求采用接地系統(tǒng)，以與地區(qū)的接地系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致。如果采用TN-C-S系統(tǒng)，應(yīng)注意從建筑物電源進(jìn)線配電箱開始即將PEN線分為PE線和中性線，使建筑物內(nèi)不再出現(xiàn)PEN線，這是因為PEN線因通過負(fù)荷電流而帶有電位，容易產(chǎn)生雜散電流和電位差的緣故。
??? 　　 如果供電部門以10KV電壓給住宅樓供電，且10/0.4KV變電所即在建筑物內(nèi)，則這棟建筑物只能采用TN-S系統(tǒng)。因為采用TN-C-S系統(tǒng)將在建筑物內(nèi)出現(xiàn)PEN線； TT系統(tǒng)則要求設(shè)置分開的工作接地和保護(hù)接地，而在同一個建筑物內(nèi)是很難做到兩個分開的接地，維護(hù)工作也是困難的。無論采用哪種接地系統(tǒng)都必須按規(guī)范要求作前述的等電位聯(lián)結(jié)。