接地及其布线工艺的改进优化(doc 21)

接地及其布线工艺的改进优化摘要：防雷工程的一个重要的方面是接地以及引下线路的布线工程，整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此，所以应该认真的系统的研究。

关键词：接地布线工艺防雷工程

一概述防雷工程的一个重要的方面是接地以及引下线路的布线工程，整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此，所以应该认真的系统的研究。电力、电子设备的接地，是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施。可以认为，凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此可以我们知道，接地工程的广泛性和重要性。一方面，随着时代的进步，强功能高价值设备的广泛使用，要求提供更加可靠的接地保护；另一方面，微电子技术的推广，使得现代设备要求更低的接地电阻，还往往需要抗干扰。实践要求有更加系统的接地理论来对工程实际进行指导。根据近年来的设计施工经验，认为：a、接地连接方式和接地参数并重；b、以减小或消除同系统中不同性质的接地（如防雷地、工作地、外壳接地、静电地、信号地等）之间的电位差为目的，选用适当的布线方式；c、根据地网所在地的接地电阻、土层分布等地质情况，尽量进行准确设计；以下，本文对接地及其布线进行讨论。二、目的和要求（一）接地的分类和目的接地的作用总的步说可以分为有两个：保护人员和设备不受损害叫保护接地；保障设备的正常运行的叫工作接地。这里的分类是指接地工程设计施工中考虑的各种要求，并不表示每种“地”都需要独立开来。相反，除了有地电信号抗干扰、设备本身专门要求等特殊原因之外，我们提倡尽量采用联合接地的方案。1、保护接地防雷接地是受到雷电袭击（直击、感应或线路引入）时，为防止造成损害的接地系统。常有信号（弱电）防雷地和电源（强电）防雷地之分，区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上，和电源防雷地分开建设。机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分（机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。原因是系统的供电是强电供电（380、220或11OV），通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生（如主机电源故障或其它故障）造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。2、工作接地工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地。机器逻辑地，也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等电源的输出地。信号回路接地，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。屏蔽接地（模人信号的屏蔽层的接地）。本安接地，是本安仪表或安全栅的接地。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。本安接地会因为采用的设备的本实措施不同而不同，下面以齐纳式安全栅为例，说明其接地内容。安全栅的作用是保护危险现场端永远处于安全电源和安全电压范围之内。如果现场端短路，则由于负载电阻和安全栅电阻R的限流作用，会将导线上的电流限制在安全范围内，使现场端不至于产生很高的温度，引起燃烧。第二种情况，如果计算机一端产生故障，则高压电信号加入了信号回路，则由于齐纳二级的嵌位作用，也使电压位于安全范围。值得提醒的是，由于齐纳安全栅的引入，使得信号回路上的电阻增大了许多，因此，在设计输出回路的负载能力时，除了要考虑真正的负载要求以外，还要充分考虑安全栅的电阻，留有余地。除了上述几种接地外，在很多场合下容易引起混乱的还有一个供电系统地，也叫交流电源工作地，它是电力系统中为了运行需要设的接地(如中性点接地）。（l）接地要求和方法：上面介绍了六种接地：供电系统地、保护地、逻辑地、屏蔽地安全栅地、信号回路地。对这六种接地，各家有各家的要求，虽然大都强调一点接地，接地电阻必须小于1欧姆等，但具体内容上差别很大，下面给出几个例子介绍常遇到的接地要求和方法。①供电系统地：在很多企业，特别是电厂、冶炼厂等，其厂区内有一个很大的地线网，而通常供电系统的地是与地线网连在一起的。有的厂家强调计算机系统的所有接地必须和供电系统地以及其它（如避雷地）严格分开，而且之间至少应保持15m以上的距离。为了彻底防止供电系统地的影响，建议供电线线路用隔离变压器隔开。这对那些电力负荷很重，而且负荷经常启停的单位是应注意的。从抑制干扰的角度来看，将电力系统地和计算机系统的所有地分开是很有好处的，因为一般电力系统的地线是不太干净的。但从工程角度来看，在有些场合下单设计算机系统地并保证其与供电系统地隔开一定距离是很困难的，这时可以考虑能否将计算机系统的地和供电地共用一个，这要考虑几个因素：·供电系统地上是否干扰很大，如大电流设备启停是否频繁，对地产生的干扰是否大；·供电系统地的接地电阻是否足够小，而且整个地网各个部分的电位差是否很小，即地网的各部分之间是否阻值很小（＜1W）·弱电子系统的抗干扰能力以及所用到的传输信号的抗干扰能力，例如有无小信号(电偶，热电阻）的直接传输等。②所有计算机接线涉及到的接地采用一点接地方式，在这一点上，也有很多争议。有的厂家系统提出几个地：逻辑地、屏蔽地（又叫模拟地）、信号地、保护地分别自己接地在地上打接地装置，而大部分系统则指出各种地在机柜内部自己分别接地，汇于一点，然后用较粗的导体（铜）将各汇地点朕起来，接到一个公共的接地体上。这里有几点需要注意：控制系统本身是由多台设备组成的，除了控制站以外，还包括很多外设，而且数据也往往不止一台，这就涉及到了多台设备，多种接地的问题。此外，一般的系统的供电是各站（控制站，操作站等)用专门一条线单独供电，即彼此之间不相互供电。图1是一种的GCS接地图代表性的示意。图1DCG接地图保护接地：系统的所有设备均有一个保护地，该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好，有的系统中已将该保护地在内部同电源进线的保护地（三芯插头的中间头)连在一起，有的不允许将保护地同该线相连，用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书，不管哪种方式，CG必须将一台设备（控制站、操作员站等）上所有的外设或系统的CG连在一起，然后用较粗的绝缘铜导线将各站的CG连在一起，最后从一点上与大地接地系统相连。还有一点值得提醒的是，同一体统的所有外设必须从一条供电线上供电，而且一台设备（如操作员站位所连接的所有外设和主机系统（计算机、打印机、拷贝机主机系统）的电源必须从设备的供电分配器上取电，而不允许从其它地方取电，否则可能会烧坏接口甚至设备，对于不得不用长线连接的场合，或用较粗导线提供供电，或采取通信隔离措施。各站的CG在连接时可以采用幅射连接法，也可以采用串行接法。电源逻辑地（P）如图1所示。首先，各站内的逻辑地必须位于一点PG，然后，粗绝缘导线以辐射状接到一点上，然后接到大地接地线上。在有些系统中，所有的输入，输出均是隔离的，这样其内部逻辑地就是一个独立的单元，与其它部分没有电器连接，这种系统中往往不需要PG接地，而是保持内部浮空。所以，用户在设计和施工接地系统时，一定要仔细阅读产品的技术要求和接地要求。·模拟地（AG），模拟地（又叫屏蔽地）是所有的接地中要求最高的一种。几乎所有的系统都提出AG一点接地，而且接地电阻小于1Ω。DCS设计和制造中，在机柜内部都安置了AG汇流排或其它设施。用户在接线时将屏蔽线分别接到AG汇流排上，在机柜底部，用绝缘的铜辫连到一点，然后将各机柜的汇流点再用绝缘的铜辫或铜条以辐射状连到接地点。大多数的DCS要求，不仅各机柜AG对地电阻＜IΩ，而且各机柜之间的电阻也要＜1Ω。·信号地的处理：原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地，而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合，现场端必须接地，这时，必须注意原信号的输入端子（上双端）绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接，而计算机在处理这类信号时，必须在前端采用有效的隔离措施。·安全栅的接地：我们来看图2所示的安全栅线路图。

图2安全栅接地原理图从图中可以看出有三个接地点：B，E，D，通常B和E两点都在计算机这一侧。可以连在一起，形成一点接地。而D点是变送器外壳在现场的接地，若现场和控制室两接地点间有电位差存在，那么，D点和E点的电位就不同了。假设我们以E作为参考点，假定是D点出现10V的电势，此时，A点和E点的电位仍为24V，那么A和D间就可能有34V的电位差了，己超过安全极限电位差，但齐纳管不会被击穿，因为A和E间的电位差没变，因而起不到保护作用。这时如果不小心现场的信号线碰到外壳上，就可能引起火花，可能会点燃周围的可燃性气体，这样的系统也就不具备本安性能了。所以，在涉及到安全栅的接地系统设计与实施时，一定要保证D点和B（E）点的电位近似相等。在具体实践中可以用以下方法解决此问题：用一根较粗的导线将D点与B点连接起来，来保证D点与B点的电位比较接近。另一种就是利用统一的接地网，将它们分别接到接地网上，这样，如果接地网的本身电阻很少，再用较好的连接，也能保证D点和B点的电位近似相等。但注意，此接地一定不要与上面几种接地发生冲突。以上讨论了几种接地的方法和注意事项。在不同的系统中，对这几种接地的组态要求不同，但大多数系统对AG的接地电阻一般要求I欧姆以下，而安全栅的接地电阻应＜4欧姆，最好<1欧姆，PG和CG的接地电阻应小于4欧姆。三、接地网的建设：接地网是在接地系统的基础，由接地环（网）、接地极（体）和引下线组成，以往常有种误解，把接地环作为接地的主体，很少使用接地体，在接地要求不高或地质条件相当优越的情况下，接地环也能够起到接地的作用，但是通常的情况下，这是不可行的，接地环可以起到辅助接地地作用，主导作用是用接地体来完成的。决定接地电阻大小的因素很多，下面先来分析一下计算传统地网接地电阻的公式（仅以接地环接地时）。式中：р（Ω.m）-----土壤电阻率；d(m)------------钢材等效直径；S（m2）---------地网面积；H(m)------------埋设深度；L(m)------------接地极长度(m)；A---------------形状系数。式（1）表明，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。式（2）、（3）表明，在上述的接地网中，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。单使用接地环要达到某个接地电阻值，接地环包围的面积Ｓ和土壤电阻率有关。我们以一个城市常见的土壤电阻率200Ω.m来分析，要做接地电阻1Ω的地网站地应为10000平方。即使，对于大型建筑物而言，本身站地很大，也最多可以建设一个这样的地网，但是对于这样大型的建筑即使是以联合接地的办法，考虑到要求独立地的设备，一个地网是远远不够的。在建筑林立的城市和地形复杂的山地要求大面积可供施工的的土质空地是不太可能的，及时在地理条件许可的地方，由于开挖量大、耗材多，费工费料工程费用高，是不可取的。所以，需要运用更好的接地材料和施工设计方法。要达到设计接地电阻要求，克服环境条件的制约，有把握的达到良好稳定的接地效果，应从三方面入手进行施工设计。（一）、因地制宜的设计方案通常的防雷接地的接地电阻是10Ω，实际上有弱电设备的感应防雷都要求4Ω或1Ω的接地电阻。这里常常有个误区，认为作到10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻就满足了设计要求，而没有考虑季节因数。因为，土壤电阻率是随季节变化的，规范所要求的接地电阻实际上是接地电阻的最大许可值，为了满足这个要求，地网的接地电阻要达到：R=Rmax/ω式中Rmax----接地电阻最大值，就是我们说的10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻ω-----是季节因数，根据地区和工程性质取值，常用值为1.45所以，我们所说的接地电阻实际是：R=6.9Ω--------Rmax=10ΩR=2．75Ω------Rmax=4ΩR=0.65Ω-------Rmax=1Ω这样，地网才是合乎规范要求的---在土壤电阻率最高的时候（常为冬季）也满足设计要求。接地工程本身的特点就决定了周围环境对工程效果的决定性的影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不可行的。设计的优劣取决于对当地土壤环境的诸多因数的综合考虑。土壤电阻率、土层结构、含水情况、季节因数、气候以及可施工面积等等因数决定了接地网形状、大小、工艺材料的选择。广泛使用的接地工程材料有各种金属材料（最常用的如扁钢）、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大多接地工程都选用的；接地体有金属接地体（角钢、铜棒和铜板）这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁（有的地区每年都需要改造），维护费用比较高，但是从传统金属接地极（体）中派生出类特殊结构的接地体（带电解质材料），使用效果比较好，一般称为离子9或中空）接地系统；另外就是非金属接地体，使用比较方便，几乎没有寿命的约束，各方面比较认可。降阻剂分为化学将阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。在以下的讨论中以非金属接地块、物理降阻剂和离子接地系统为代表进行探讨。下面将设计中考虑的主要因素进行简要的说明。1、地网形式地网的形状直接影响接地达到的效果和达到设计要求所需要的地网站地积。首先应建立接地环（或接地面），提倡使用水平接地极（常用的是外部接地环）和水平垂直接地体配合使用。在很容易达到接地目的，要求低的接地中可以选用平面的接地方法（接地环接地）；一般应用接地体和接地环配合使用，形成三维的结构。三维的接地有三种不同类型：等长接地、非等长接地和法拉第笼式接地。等长接地用相同的接地体，这种方式接地体的埋设深度基本一致，施工方便同时可以取得较好的效果。非等长接地是更科学的接地方式，采用不同的接地体相互配合，由于接地体长度和埋设深度不同，大大的加大了等势面积，突破地网面积局限。要求设计人员对多种接地工艺有一定认识，本身施工并不困难，使用得当可以完成相当难度的接地工程。这种方法夜叫“半法拉第笼”接地工艺。法拉第笼式接地是多层水平接地网，用垂直接地体相互连接形成笼式结构。由于施工量大，并不常用。在设计中还应考虑地网肌肤效应、跨步电压等因数。2、岩土条件（1）岩土类型岩土直接关系接地的难度，设计中最重要的参数之一就是的是岩土的土壤电阻率，但仅仅考虑土壤这个参数是不够的，还要考虑开挖（钻进）难度、破碎还是整体岩石、持水能力等因数。有的岩土电阻率高，但是在整体岩石之间常有较好的土壤间隙层，在这样的环境中，避开整体岩石，在间隙中开挖灌降阻剂效果很好。阿坝卡吉岭通讯机站，土壤电阻率4500Ω.m，原联合地网接地电阻率68Ω，上述施工后接地电阻降为9.4Ω。（2）地形制约施工环境常常是受到各种情况的制约，按照理想的模式考虑大面积的地网是不现实的。有专家认为，接地面积一定后，如果接地极长度不超过地网1/20，要想突破局限是不可能的，即使做成整块铜板也没有用的。实践中也应证了这一理论。所以，当地形局限时，我们可以考虑地网的纵深方向，使用离子接地系统或深井施工工艺。西昌某航天观测站，土壤电阻率1100Ω.m，设备需要4Ω信号-屏蔽独立地，考虑季节因数，应作到2.75Ω，而可供施工的面积只有8平方的狭长位置，采用加长（20m）离子接地系统3套安装后，达到2.5Ω的接地电阻。（3）含水情况一般来说，湿润的土壤导电性较好，但是，实际工程中我们发现，当含水量超过饱以后，接地效果反而不好。当地底下有潮湿，接地体深入到这一层时，降阻效果会好得多。例如，云尾移动通讯站，土壤电阻率测量值1200欧，使用接地块240块，接地电阻达到1欧以下；同样的，湖南柯壶口变电所也是1200欧的从土壤电阻率，地表破碎沙石层，但是开挖150mm发现潮湿土层，埋设接地块80只，原预计达到4欧的地网，结果达到了1.2欧。（二）、施工工艺真确的施工工艺才能达到良好的设计的实施效果，看起来不重要的实施细节常常导致严重的后果。因为接地工程是隐蔽工程，当施工完成后，错误不一定马上可以检测到，即使发现问题补救也是很麻烦的，尤其是防腐细节。使用接地快时，埋设应尽量选择适合的土层进行，预先开挖80-100cm的土坑（平埋），底部尽量平整，使埋设的接地块受力均匀。接地块水平设置，用连接线使连接头与接地网连接，用螺栓连接后热焊接或热融接，焊接完成以后应去处焊渣等，再用防腐沥青或防锈漆进行焊接表面的防锈处理，回填需要分层夯实，保证土壤的密实和接地块与土壤的接触紧密，底部回填40-50cm后，应适量加水，保证土壤的湿润，令接地块充分吸湿。使用降阻剂时，为了防腐，包裹厚度应在30mm以上。接地用的钢材一般有50mm×50mm×4mm或50mm×50mm×5mm角钢；40mm×4mm或40mm×5mm的扁钢；ф50mm、h>3mm的钢管。角钢对角线长的约为70mm，短的约为56.6mm。若包裹厚度为30mm，地网开挖直径尺寸应在130mm。对水平扁钢来说，由于地面开挖高低不平，扁钢本身弯曲不直，在施工中许多部位刚刚被降阻剂盖住。这样，钢材实际上处在两个介质的交界处，大大地加快了腐蚀程度，因此地网开挖尺寸也应该加大。我们认为垂直极灌降阻剂直径以130—200mm为好，水平沟以150mm×100mm为好（扁钢竖放）。这样做的开挖工程量和降阻剂用量都会增加，但从整体降阻、防腐效果看是合理的。离子接地系统埋深一般为3000-4000mm，当加长时相应加深，有条件的用钻机施工。孔径保证100-250mm（根据接地系统的形式选择）。施工中应保证导电为辅料包裹密实，消除空管和气泡。（二）、接地材料的选型接地材料是接地的工作主体，材料的选择很重要。下面对常用的接地材料的属性做个简单的介绍。广泛使用的接地工程材料有各种金属材料（最常用的如扁钢）、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大多接地工程都选用的；接地体有金属接地体（角钢、铜棒和铜板）这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁（有的地区每年都需要改造），维护费用比较高，但是从传统金属接地极（体）中派生出类特殊结构的接地体（带电解质材料），使用效果比较好，一般称为离子或中空）接地系统；另外就是非金属接地体，使用比较方便，几乎没有寿命的约束，各方面比较认可。在以下的讨论中以降阻剂、非金属接地块和离子接地系统为代表进行探讨。降阻剂分为化学将阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：牺牲阳极保护（电化学防护），致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的外加剂成分等方法。物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，经过不断的实践和改进，现在无论是性能还是使用施工工艺都已经是相当成熟的产品了。非金属接地体有是在通讯、广电等部门广泛使用的工程材料。基本成分是导电能力优越的非金属材料材料复合加工成型的，加工方法有浇注成型和机械压模成型的，一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而且质量不稳定，一些小型厂家少量生产使用这样的办法；机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。选型时，尽量采用后者，特别是接地体有抗大电流或大冲击电流的要求（如电力工作地、防雷接地）时，不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体的特点是稳定性优越，其气候、季节、寿命都是现有接地材料中最好的，是不受腐蚀的接地体，所以，不需要地网维护，也不需要定期改造，但是，非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多，但是在不同地质条件下也需要的保证足够接地面积才可以达到良好的效果。离子（中空）接地系统是传统的金属接地改进而来，从工作原理到材料选用都脱胎换骨的变化，形成各种形状的结构。这些接地系统的共同点是结构部分采用防腐性更好的金属，内填充电解物质及其载体组分的内填料，外包裹导点性能良好的不定性导电复合材料，一般称为外填料。接地系统的金属材料已经出现的有不锈钢、铜包钢和纯铜材的。不锈钢的防腐较钢材好，但是在埋地环境中依然会多多少少的锈蚀，以不锈钢为主体的接地系统不宜在腐蚀性严重的环境中使用。表面处理过的铜是很好的抗锈蚀材料，铜包钢是铜-钢复合材料，钢材表面覆盖铜，可以节约大量的贵金属—铜材。套管法或电镀法生产，表面铜层的厚度从0.01mm到0.50mm，厚度越厚防腐效果越好。纯铜材料防腐性能最好，但是要耗用大量的贵金属，在性能要求较高的工程中使用。由于接地系统大多向垂直方向伸展，所以接地面积大多要求很小，可以满足地形严重局限的工程需要。特别是，补偿类型的接地系统有加长的设计，笔者曾使用过加长至24米的接地系统，辅以深井法施工，可以达到非常好的效果。介绍的接地材料各有优势，但是都有自身的局限。我们提倡各取所长，选择适当的材料满足不同的工况。序号

降阻剂非金属接地体中空接地棒传统接地1类型地网与接地极接地极接地极地网与接地极2新建地网施工简单简单较简单简单3改造地网施工复杂简单较简单复杂4适用环境普通地网通用恶劣地质条件腐蚀环境较高要求地网地网面积小的城市或复杂山岩环境通用5价格比较低较高较高地好要求低便宜，地坏要求高较贵或很贵6抗腐蚀有防腐作用不被腐蚀较好抗腐能力低7气候稳定性普通优异较好不好8使用寿命较长最长长最长短，常需要改造四、接地布线提倡单点法的联合接地与独立地相结合。接地布线的原则是提供良好的接地通路，并且尽量降低各系统的电位差，使其等电位化，并且防止接地信号干扰。室内系统通过接地引下线与地网联系，建筑内的线路排布直接关系到接地系统是否真正有效的工作。如果处理不好线路的排布，常常造成设备的损害。为了更清楚的阐述布线的原则，我们模拟一个建筑来考察他在受到雷击时候的情况。1、雷击避雷针、避雷带、电源线、信号线产生感应过电压（过电流）的现象是经常发生的。图3中的电子设备Ａ和Ｂ是两台互相传输数据的设备，假设电源线上传输进来５kA雷电电流波（10/350nS），按图4所示的等效电路，设备是否会被损坏？图3独立接地系统的设备电位差图假设：电源避雷器Ｐ性能优良，其响应时间和导通后的残压不会损坏电子设备Ａ，雷电流IP=5kA全部流经避雷器P进入接地点Ｇ1入地；接地电阻R1＝1Ω、R2＝1Ω、R3＝1Ω，且互为独立接地。雷电流IP流过接地电阻Ｒ1时，接地点Ｇ1的地电位将抬升为ＵG1＝Ip·R1＝5kV。图4用避雷器防雷的等电位接地图该电位ＵG1此时会加到电源的输入端ａ1，而设备Ａ的接地点Ｇ2为零电位，则电源输入端与入地点Ｇ2之间的电位差Ｖa1G2＝5kV。电子设备开关电源能耐受的最高电压为800～1500V（10/350?S波）,若5kV的电压波加到ａ1─G2两端，则设备Ａ的电源端将被过电压损坏。为了避免设备Ａ的电源端免受雷击损坏，应将接地点G1与G2相连接（如图4所示）。可以知道，Ｇ2电位变为5kV，此时，信号传输线另一端设备Ｂ的接地点Ｇ3为零电位，而信号接口ａ2与接地点Ｇ2之间的电位差VG2a2变成了5kV，从而使信号接口ａ2损坏。要保护信号接口ａ2，应在信号接口ａ2和接地点Ｇ2之间安装残压小的信号避雷器ＰA，且接地点必须与Ｇ2相连。同时可以看出，设备信号接口被雷击损坏，该雷电不一定是由信号传输线产生的感应过电压所致。也可以发现，虽然设备Ａ的信号接口ａ2并未损坏，但5kV的电压已加到ａ2与G3端，那么信号接口ｂ2会损坏吗？理论计算与实验结果表明：ａ2至ｂ2的信号传输线，如果线径≤1mm，长度大于100m，则线阻加上导线的分布电感所形成的电抗分压，使得加到ｂ2与Ｇ3的电压Ｖb2G3小于100V，但如果传输线小于100m，则有可能使Ｖb2G3＞100V而使设备B受到雷击损坏。

附录资料：不需要的可以自行删除中式肉制品的加工方法技术和工艺（一）腌腊肉制品腌腊制品是用盐和香料在较低的温度下经自然风干腌制而形成的风味独特的肉制品。具代表性的有金华火腿、南京板鸭、广式腊肠等。1．金华火腿金华火腿是我国著名的肉制品。它风味独特，营养丰富，曾多次在我国和世界获奖。工艺流程：原料选择→鲜腿修整→腌腿→洗腿→整形→晒腿→上架发酵→落架堆叠→成品（1）原料选择选择经兽医卫生检验合格的金华猪，屠宰后前腿沿第二颈椎将前颈肉切除，在第三肋骨处将后端切下，将胸骨连同肋骨末端的软骨切下，形状为方形；后腿是先在最后一节腰椎骨节处切开，然后沿大腿内斜向下切。（2）鲜腿修整除去前、后腿上的残毛和脚蹄间的细毛，挤出血管内残留的淤血，削平耻骨，斩去脊骨，割去浮油和油膜，将腿修成"琵琶"形。（3）腌腿腌制时应根据季节、气温等条件确定用盐量。在金华地区，每年的11月至次年的2月间，气温为3～8℃，是比较适宜的腌制温度，在此条件下用盐量为鲜腿重的9％～10％，分7次上盐，早冬和春节还要加硝石。气温升高时，用盐量增加，但腌制期缩短。第一次上盐，撤盐应均匀，但不能过多，撒盐后平叠堆放12～14层；经24小时后上第二次盐，这次用盐约占总盐量的一半，重点在腰荐骨、耻骨关节、大腿上部三个部位多撤盐；第二次上盐后4～5天上第三次盐，同时将堆码的上下层倒换；再经5～6天上第四次盐，用盐量为总盐量的5％左右，此时可以检查腌制的效果，用手按压肉面，有充实坚硬的感觉，说明已经腌透；第五、六次上盐分别间隔7天左右，火腿的颜色变为红色；经六次上盐后，重量小的可以进入洗腿工序，较大的腿可进行第七次上盐。腌制的总时间为30～35天。（4）洗腿腌制结束后将腿放在清水池中浸泡，然后用清水洗去火腿表面的血水和油污。洗后晾晒至表面无水后，打印商标。（5）整形将腿骨校直，脚爪校成弯曲状，皮面压平，腿头与脚对直，使其外形美观。（6）晒腿将整形好的腿吊挂，暴晒4～5天，使腿皮呈黄色、油亮，并产生香味。（7）上架发酵发酵的目的是使肉中的蛋白质及脂肪发生变化，使火腿产生独特的风味。发酵时间为4～5个月，发酵期应注意调节温度、湿度，保证通风。在发酵过程中，用刀将突出的骨头削平，将火腿表面修割整齐，保证其外形美观。（8）落架堆叠将发酵好的火腿从架上取下，进行堆叠。一般为15层，堆时肉面向上，皮面朝下，要根据气温不同，定期倒堆一次。（9）成品规格根据金华火腿的颜色、气味、咸度、肌肉丰满度、重量、外形等进行分级，一般分为四级，其中香味是很重要的指标。评定时用竹签插入火腿不同部位，嗅竹签带出的香味进行分级。2．广式腊肠腊肠俗称香肠，是指以肉类为原料，经切、绞成丁，配以辅料，灌入动物肠衣经发酵、成熟干制而成的肉制品，是我国肉类制品中品种最多的一大类产品。广东腊肠是其代表。广东腊肠是以猪肉为原料，经切碎或绞碎成丁，用食盐、硝酸盐、白糖、曲酒、酱油等辅料腌制后，充填入天然肠衣中，经晾晒、风干或烘烤等工艺而制成的一类生干肠制品。食用前需要进行熟制。工艺流程：原料肉修整→切丁→拌馅、腌制→灌装→晾晒→烘烤→成品（1）原料肉的选择和修整香肠的原料是健康无病的新鲜猪肉，瘦肉以腿肉和臀肉最好，肥膘以背部硬膘为好，腿膘次之。加工其他肉制品切割下来的碎肉也可作为原料。原料肉经过修整，去掉筋、腱、骨和皮。（2）切丁瘦肉用绞肉机切成4～10毫米的肉粒，肥肉用切丁机或手工切成6～10毫米的丁。肥肉切好后要用温水清洗一次，以除去浮油和杂质，捞入筛内，沥干水分待用，肥瘦肉应分开存放。（3）配料广式腊肠配料标准：瘦肉70千克，肥肉30千克，精盐2．2千克，砂糖7．6千克，白酒2．5千克，白酱油5（4）拌馅、腌制配料称好后倒入盆中，加入20％左右的清水，使其充分溶解。然后将绞好的肉粒倒入水中，把肉粒和配料混合均匀，放在清洁室内腌制1～2小时即可进行灌制。（5）充填天然肠衣先用清水浸泡柔软，洗去盐分后备用。每100千克肉馅约需猪小肠衣50米（6）排气用排气针扎刺湿肠，排除内部空气。（7）捆线结扎每隔10～20厘米用细线结扎1次，不同规格长度不同。（8）漂洗将湿肠用清水漂洗一下，除去表面污物，然后依次分别挂在竹竿上。（9）晾晒和烘烤将悬好的香肠放在日光下暴晒2～3天，在日晒过程中有胀气处应针刺排气。晚间送入烘房内烘烤，温度保持在42～49℃。温度过高脂肪易熔化，同时瘦肉也会烤熟，这不仅降低成品率，而且色泽变暗；温度过低又难以干燥，易引起发酵变质。因此，必须注意控制温度。一般通过3昼夜的烘晒即可，然后再晾挂到通风良好的场所风干10～15天即为成品。（10）贮藏香肠在10℃以下可保存1个月以上，也可悬挂在通风干燥的地方保存。3．南京盐水鸭南京盐水鸭是南京的著名特产，鸭皮洁白光亮、鸭肉清淡可口，肉质鲜嫩。其工艺流程如下：宰杀→干腌→抠卤→复卤→煮制→成品（1）宰杀选用当年生肥鸭，宰杀放血拔毛后，切去两节翅膀和脚爪，在右翅下开口取出内脏，用清水把鸭体洗净，沥干水分后腌制。（2）干腌将食盐与茴香按100：6的比例在锅中炒制，将炒制好的盐按6％～6．5％盐量腌制，其中的3／4从右翅开口处灌入腹腔，并使盐均匀布满整个腔体，1/4用于鸭体表腌制，重点擦抹在大腿、胸部、颈部开口处，气温高低决定干腌的时间，一般为2小时左右。（3）抠卤干腌后的鸭子，鸭体中有血水渗出，此时提起鸭子，用手指插入鸭子的肛门，使血卤水排出。（4）复卤先制成食盐的饱和溶液，加入姜片0．1％，大茴香粉0．05％，香葱0．1％～0．15％，这种卤称为新卤。新卤经过20～30次烧卤，成为老卤。老卤使用过程中，应始终保持饱和状态。复卤时将盐卤从右翅开口处灌入腹腔，并将鸭子浸入卤缸中，经过2小时左右，即可出缸起挂。复卤的鸭胚，用沸水浇淋，使鸭子肌肉收缩，外皮绷紧，外形饱满，然后用直径2厘米、长10厘米（5）煮制清水中加入姜片、葱、大茴香煮沸，停止烧火，将鸭子放入锅中，盖上盖，焖20分钟后加热，水温达到90℃停火，再焖10～15分钟，水温始终维持在85℃（6）成品煮熟后的鸭子须冷却后食用。（二）酱卤肉制品酱卤肉制品是我国的传统肉制品，包括白煮肉类、酱卤肉类和糟肉类。著名的有苏州酱汁肉、北京月盛斋酱牛肉、德州扒鸡等。1．苏州酱汁肉是苏州陆稿荐熟肉店所制，已有上百年的历史。成品为小方块，色泽鲜艳呈桃红色，肉质酥润，酱香浓郁。工艺流程：选料→配料→煮制→酱制→制卤（1）选料选用能出净肉35～40千克的太湖猪的整块肋条肉为原料。切成4厘米的方块，每千克切成20块。肉块切好后，把五花肉、硬膘分开。（2）配料（香料装入纱布袋）以50千克猪肋条肉计：白糖2．5千克，精盐1．5～1．75千克，桂皮100克，绍酒2．0～2．5千克，八角100克，红曲米0．6克，姜（3）煮制将原料肉先在清水中白煮。五花肉煮10分钟，硬膘煮15分钟。捞起后用清水洗净。然后在锅底放上骨头，上面依次放上猪头肉、香料袋、五花肉、硬膘，最后倒入肉汤，用大火煮制1小时。（4）酱制当锅内白汤沸腾时加入红曲米、绍酒和总量4／5的白糖，再用中火焖煮40分钟。当肉呈深樱桃红色。汤将干、肉已酥烂时即可出锅放于搪瓷盘内，不能堆叠。（5）制卤酱汁肉的质量关键是制卤，食用时还要在肉上浇汁。好的卤汁应黏稠、细腻，可使肉色鲜艳，又可使产品以甜为主、甜中带咸。卤汁的制法是将留在锅内的酱汁再加入剩余的1/5白糖，用小火煎熬，并不断搅拌。制好的酱汁应放在带盖的容器中，出售时应在肉上浇上酱汁。2．北京月盛斋酱牛肉月盛斋酱牛肉也称五香酱牛肉。产品特点是外表深棕色，食之嫩而爽口，咸淡适宜，香浓味纯。工艺流程：选料→配料→调酱→煮制→酱制（1）选料选用膘肥的牛肉，用冷水浸泡，清除淤血，切成1千克左右的肉块。（2）配料以50千克肉计：食盐1．5千克，面酱5千克，花椒、小茴香、肉桂各50克，丁香、砂仁各10克，葱、大蒜、鲜姜各（3）调酱用一定量的水和黄酱拌合，把酱渣捞出，煮沸1小时，备用。（4）煮制将选好的原料肉按不同的部位、嫩度放入锅内大火煮1小时，除去腥味，然后加入调好的汤液和调料进行煮制，要求水与肉块平齐，水温在95℃左右煮2小时；然后减火再在85℃左右煮制2小时。煮制时每隔1小时倒锅1（5）成品规格出品率在60％左右，成品酱黄色，内外色泽一致，五香味浓，味道鲜美。（三）烧烤、熏烤肉制品1．道口烧鸡道口烧鸡原产于河南省滑县道口镇，已有300多年的历史，以其色泽鲜艳、香味浓郁而闻名，是我国著名的地方特产之一。工艺流程：原料处理→整形→上色和油炸→煮制（1）原料处理原料用生长半年以上、2年以内，重量在1～1．5千克的嫩雏鸡和肥母鸡。（2）配料以100千克鸡计，加入各种调味料如下；砂仁15克，豆蔻15克，丁香3克，草果30克，桂皮90克，姜90克，陈皮30克，白芷90克，大茴香25（3）整形将宰杀洗净后的白条鸡，放在木案上，腹部向上，左手拿住鸡体，右手持刀将鸡的胸骨中间切断，并用手按折，然后根据鸡的大小，选取高粱秆一段，插入腹内，将鸡撑开，再在鸡的下腹部开一小圆洞，把两只腿交叉放入洞内，两翅交叉插入口腔，造型成两头尖圆型，再用水洗净，晾去水分，待油炸。（4）上色和油炸又称烧鸡。将晾去水分整形后的白条鸡，均匀地涂上稀释的蜂蜜水溶液（水：蜂蜜＝6：4），然后把鸡放在160～180℃的油中炸半分钟左右，呈橘黄色时即可捞出。炸鸡用的油最好为鸡油、麻油或花生油。（5）煮制把炸好的鸡，按顺序平摆在锅内，大鸡在下在里圈，小鸡在上在外圈。用竹筚子压住，把盐融化加入。放入陈年使用的老汤，使汤埋住最上一层鸡，大火烧开5分钟，加入用火熔化了的硝，使之在汤沸处溶化。5分钟后改用文火焖煮3小时左右。煮烂出锅时应撇去汤面的浮油，拿下竹筚子，先出小鸡，后出大鸡，注意保持造型的美观、完整。捞出后晾鸡。老汤清汤，除去浮油和杂质，以便下次再用。2．沟帮子熏鸡辽宁沟帮子熏鸡已有百年历史，产品特点为鸡身完整，色泽鲜艳油亮，风味独特，芳香可口。工艺流程：选料→原料处理→煮鸡→熏烤（1）选料一般选用一年生健康鸡。（2）原料处理鸡宰杀放血后，煺掉粗毛和细毛，冲洗干净后用刀在肛门处开口并除去肛门，取出内脏，将胸骨和腿骨折断，腿交叉插入腹内，然后将鸡在清水中浸泡2小时。（3）配料（香辛料装入纱布袋中）按100只鸡计：食盐1．5千克，酱油1．5千克，白糖1．5千克，香油1千克，黄酒1．5千克，味精1．5千克，胡椒粉、辣椒粉各50克，砂仁、肉蔻、丁香各50（4）煮制在锅中放入鸡坯和香料袋，加水（与鸡齐平），焖煮2小时，煮熟即可。（5）熏鸡将锅烧至微红，投入白糖，锅内放筚子，在刚煮好的鸡身上刷上一层香油，随即入锅放筚上熏蒸，经4～5分钟即可出锅。3．德州扒鸡产于山东德州，产品色泽金黄，肉质粉白，皮透微红，鲜嫩如丝，油而不腻，熟烂异常。工艺流程：原料修整→油炸→煮制（1）原料修整选用当年鸡，在颈部宰杀放血后，除去内脏，用清水洗净，将两腿交叉盘至肛门内，将双翅向前颈部刀口处伸进，在喙内交叉盘出，形成卧体含翅状态。（2）配料（香料装入纱布袋）以100只鸡计：食盐1．5千克，白糖1．5千克，酱油1．0千克，黄酒1．5千克，香油1千克，花椒、肉桂、八角各150（3）油炸在造型好的鸡身上刷上糖稀，再放入180℃油锅中油炸1～2分钟，以鸡全身为金黄透红为宜。（4）煮制炸好的鸡按顺序在锅内摆好，放入香料袋，然后加入一半老汤和一半水，汤量应与鸡齐，然后在鸡身上加筚子压实，用旺火煮1～2小时，改用微火焖煮3小时后出锅。出锅时动作要轻，确保鸡身完整。4．北京烤鸭北京烤鸭是北京著名的特产，原料为北京填鸭。产品特点是皮色金黄油亮，肉质白细柔嫩，皮脆肉香。其工艺流程为：原料处理→烫皮桂色→凉胚→烤制→出炉刷油（1）原料处理选用2．5～3千克的健康鸭，采用切断三管法宰杀后，煺毛去内脏，去断鸭脚和翅膀，用清水洗净。（2）烫皮挂色将鸭体用沸水浇烫4次后，再用饴糖水（饴糖：水＝1：6）浇淋。（3）凉胚将烫皮挂色的鸭子挂在阴凉通风处，使鸭子皮肤干燥。（4）烤制用塞子把鸭的肛门塞住，用沸水由颈部刀口处灌入，然后进入烤炉。烤鸭用的木材以枣木为最好，也可用桃木、梨木等果木。炉温升至200℃即可烤鸭了。炉温控制在250～300℃之间，烤制30分钟左右，至腹内水分蒸干即可。（5）出炉刷油鸭子出炉后，马上刷一层香油，增加鸭子皮的光亮度。5．广东叉烧叉烧的产品特点是色泽红亮，鲜香可口。工艺流程为：原料修整→腌制→烧烤→上麦芽糖（1）原料修整猪腿肉去皮去骨，切成长40厘米、宽4厘米、厚1．5厘米、重约350（2）配料以50千克猪瘦肉计：白糖3．5千克，酱油2千克，精盐1千克，白酒1千克，麦芽糖2．5千克（3）腌制将肉条与酱油、白糖、盐等混合均匀腌制1小时，每隔20分钟翻拌1次，然后加入酒和玉米油，再混合均匀。（4）烧烤一般用木材烧烤。将腌好的肉用钢钎穿好放入炉中烤15分钟，不断转动钢钎，烤40分钟后即可出炉。（5）上麦芽糖烤肉出炉后冷却，然后浸在麦芽糖的溶液中，取出后再放入烤炉中烤制3分钟左右即为成品。（四）中式灌肠制品灌制品是以鲜冻畜肉经腌制、切碎、加入辅料灌入肠衣后经煮熟而成的熟肉制品。目前我国的灌制品的品种多达几十种，包括风干肠、香雪肠、红肠、肉肠等。1．猪肉灌肠猪肉灌肠皮为紫红色，有皱纹，肉质软嫩呈粉红色，每根长约40厘米。工艺流程为：原料修整→腌制→搅拌→灌制→烘烤→蒸制→熏烤（1）原料修整选用健康新鲜猪腿精肉，将其切成方块，背膘切成0．8厘米的方丁。（2）配料50千克肉计：背膘5千克，精盐1．5千克，白糖1．25千克，白酒0．25千克，小茴香、五香粉、胡椒粉、味精各100克，豆蔻粉25克，淀粉2．5千克，食用胭脂红0（3）腌制将肉块和食盐混合均匀在1～2℃冷库内腌制24～36小时。（4）搅拌把腌制好的肉块绞成肉粒，加入辅料和一定量的水，再加入膘丁后混合均匀。（5）灌制把拌好的肉馅灌入天然肠衣，在肠衣上扎孔排气，然后挂在烘烤架上。（6）烘烤一般烘烤温度为65～80℃，烘烤45分钟至肠衣表皮干燥呈深红色即可。（7）蒸制烘烤后的灌肠放入蒸煮炉内，在75～80℃下蒸1小时左右。（8）熏烤温度为60～70℃，时间为30分钟左右，当肠皮干燥即可。2.南京香肚南京香肚的外形为苹果状，有弹性，肉质坚实，红白分明。工艺流程为：肚皮的加工→整形→装馅→晾晒→叠缸贮藏（1）肚皮加工一般用猪的膀胱作肚皮。猪膀胱用水洗净后用碱水浸泡24小时，然后再在清水中浸泡7～12天。泡好的猪膀胱充气膨胀后放到外边风吹日晒至全干即为肚皮。（2）整形把肚皮按需要缝成圆形的袋子，上口略小，然后放清水中浸泡。（3）配料以100千克原料计：食盐2．5千克，白糖2．5千克，五香粉100克（4）制馅将猪瘦肉切成条，背膘切成丁，与以上各料混匀后即成肉馅。（5）装馅每只肚皮装馅250克，装好后用竹签扎口。（6）晾晒扎好的香肚放在通风的地方晾晒，时间依温度而定，一般需2～3天。晾好的香肚即可转入库房内挂晾。（7）叠缸贮藏晾挂好的香肚将表面的霉菌去掉，涂一层香油，放入缸中，