6.3 屏蔽、接地和等电位连接的要求
6.3.1 一钢筋混凝土建筑物等电位连接的例子见图16。对一办公建筑物设计防雷区、屏蔽、等电位连接和接地的例子见图17。
屏蔽是减少电磁干扰的基本措施。
屏蔽层仅一端做等电位连接和另一端悬浮时,它只能防静电感应,防不了磁场强度变化所感应的电压。为减小屏蔽芯线的感应电压,在屏蔽层仅一端做等电位连接的情况下,应采用有绝缘隔开的双层屏蔽,外层屏蔽应至少在两端做等电位连接。在这种情况下,外屏蔽层与其他同样做了等电位连接的导体构成环路,感应出一电流,因此产生减低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉无外屏蔽层时所感应的电压。
1——电力设备;2——钢支柱;3——立面的金属盖板;4——等电位连接点;5——电气设备;6——等电位连接带;7——混凝土内的钢筋;8——基础接地体;9——各种管线的共用入口
6.3.2 本条是根据IEC 62305-4:2010的附录A编写并引入负极性首次雷击电流的参数。形状系数为其计量单位。
6.3.3 保留原规范第6.3.3条的规定。
6.3.4 本条是根据IEC 62305-4:2010第20~31页和IEEE Std 1100-2005:IEEE Recommended practice for powering and grounding electronic equipment的有关规定编写的。图6.3.4是根据IEC 62305-4:2010第27页的图9编入的。
6 款中的“当电子系统为300kHz以下的模拟线路时,可采用S型等电位连接,且所有设施管线和电缆宜从ERP处附近进入该电子系统”和7款中的“当电子系统为兆赫兹级数字线路时,应采用M型等电位连接”是根据IEEE Std 1100-2005第298页上的以下规定编写的:
“The determination to use the single-point grounding or multipoint grounding typically depends on the frequency range of interest。 Analog circuits with signal frequencies up to 300kHz may be candidates for single-point grounding。 Digital circuits with frequencies in the MHz range should utilize multipoint grounding”。
7 款中的“·····Mm型连接方式。每台设备的等电位连接线的长度不宜大于0.5m,并宜设两根等电位连接线安装于设备的对角处,其长度相差宜为20%”是根据IEEE Std 1100-2005第295页、第296页上的图8-19、图8-20和图8-21编写的。例如,一根长0.5m,另一根长0.4m。因为现代数字电路频率越来越高,容易产生谐振,其中有一根达到谐振,阻抗无穷大,另一根还是接地的。
当功能性接地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,接地线的阻抗成为无穷大,它成为一根天线,能接收远磁场的干扰或发射出干扰磁场,见下式和图18。图18中的λ为干扰波的波长。
lresonance=cn/4fresonance (24)
式中:lresonance——导体产生谐振的长度(m);
n——任一奇数值(1,3,5……);
c——自由空间的光速(3×108m/s);
fresonance——使导体产生谐振的频率(Hz)。
实际上,设计者必须考虑一接地(等电位连接)导体在n=1时将产生谐振的最高干扰频率。所以通常最好是按远离加于导体的电气干扰频率的1/4波长来选择接地(等电位连接)导体的物理长度,从图18可以看出,最好是≤λ/20。但是,现在数字化电子系统的工作频率越来越高,如普通计算机的时钟频率是100MHz,在此频率下要做到≤λ/20=300/(100×20)=0.15(m)是很难的。所以推荐每台设备从基准平面引两根接地(等电位连接)导体接于设备底的对角处,两根导体一长一短,相差约20%,如一根为 0.5m,另一根为0.4m。这样,其中一根产生谐振,即阻抗无穷大,另一根是不会的。