DQZHAN技術訊：國家重點節(jié)能低碳技術：低電壓隔離式分組接地技術
低電壓隔離式分組接地技術
一、技術名稱：低電壓隔離式分組接地技術
二、技術類別：減碳技術
三、所屬領域及適用范圍：通信與建筑行業(yè)，適用于電力、通信、自動化、水利、石油等領域用電設備和網(wǎng)絡的接地與保護
四、該技術應用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況
所有的建筑物的機電設備和金屬設施都必須接地。傳統(tǒng)接地技術需要采用大量金屬材料在地下建設一個大面積的接地網(wǎng)，同時需要使用重金屬超標的降阻劑，不僅占地面積大，還會對土地造成嚴重污染。
據(jù)統(tǒng)計，我國每年接地網(wǎng)建設約需消耗300萬t鋼材和500萬t降阻劑，占地30萬畝，污染土地60萬畝。低電壓隔離式分組接地技術采用電子設備替代接地網(wǎng)建設，不需要使用鋼材和降阻劑，不占用土地，顯著減少了環(huán)境污染。目前該技術已在建筑、電力、水利等行業(yè)大量應用，其中在19個省市、94個地級市的通信領域應用站點超過25000個，也有大量應用。
五、技術內(nèi)容
1.技術原理
該技術采用電子設備替代傳統(tǒng)的接地技術。與傳統(tǒng)接地技術相比，該技術不需要消耗大量鋼材，不占地，且不使用降阻劑，可顯著減少對土壤的污染及施工用電，從而實現(xiàn)二氧化碳減排。隔離式分組接地設備原理圖如圖1。
圖1隔離式分組接地設備原理圖
當發(fā)生雷電時，“高頻抑制器”呈高阻抗，抑制和阻斷雷電流通過“工作接地、保護接地”進入被保護系統(tǒng)，雷電流只能通過“防雷接地”或者“避雷針、避雷帶”進入大地，而不同于傳統(tǒng)接地技術依靠小的接地電阻來實現(xiàn)通過防雷接地旁路雷電流，從而實現(xiàn)減少接地網(wǎng)建設。
2.關鍵技術
（1）接地技術
通過接地模型和接地電子設備的配合使用，實現(xiàn)更好的保護效果，為人和設備提供更好的工作環(huán)境；通過功能分組方式，將防雷、保護、工作**分組并隔離，防止雷電流通過接地線進入保護和工作系統(tǒng)。
（2）選頻濾波技術
對雷電的頻率進行分類濾波隔離。選頻：確定雷電流的功率頻譜范圍，并和電力、通信等的頻譜進行區(qū)分；同時根據(jù)地域雷電的特殊性進行頻譜調(diào)整；濾波：采用電子設備（濾波器）實現(xiàn)該雷電流頻譜的串聯(lián)阻抗大于要求值，以達到隔離的功能，阻斷雷電流在電源或者信號線傳播，且強制其通過并聯(lián)支路進入大地。
（3）絕緣技術
提高電子設備的絕緣水平，更好的隔離雷電等干擾源，采用不同的制作工藝提高耐壓值，如在通信系統(tǒng)的接地耐壓值為大于25KV。
3.工藝流程
通信基站或信息化機房的接地保護示意圖見圖2。
圖2通信基站或信息化機房的接地保護示意圖
在電源線、接地線安裝隔離設備（隔離式接地和防護設備），利用機房建筑物基礎鋼結構作為接地網(wǎng)，不必建設專用接地網(wǎng)。
六、主要技術指標
1．雷電的頻率
90%功率范圍頻率：100kHz；峰值頻率：10kHz。
2．被保護系統(tǒng)頻段電力系統(tǒng)：50/60Hz；通信系統(tǒng)：450MHz～2500MHz；其他信息系統(tǒng)：2.5GHz～5.0GHz。
3．用電設備電壓等級
交流電力系統(tǒng)：400/230V（AC）、10kV（AC）、35kV（AC）；直流電力系統(tǒng)：50V（DC）、220V(DC)、500V(DC)。
4．被保護設備的用電容量
50W～500kW，或0.2A～630A(AC/DC)。
5．隔離的絕緣等級
小于400/230V系統(tǒng)：25kV；500V(DC)系統(tǒng)：40kV；10kV系統(tǒng)：100kV；35kV系統(tǒng)：500kV。
七、技術鑒定情況
該技術已獲得國家授權**20余項，其中發(fā)明**4項，其核心**獲得第17屆中國國家發(fā)明優(yōu)良獎，并于2009年通過工信部科技委組織的專家評審，并獲得中國電子學會電子信息科學獎。該技術相關內(nèi)容已納入工信部行業(yè)標準《YD/T3007-2015小型無線系統(tǒng)的防雷與接地技術要求》和住建部國標設計圖集《GJBT-1352(15D501)《建筑物防雷設施安裝（設計手冊）》。
八、典型用戶及投資效益
典型用戶：南方電網(wǎng)公司貴州省公司、新疆額爾齊斯河流域建設管理局、中國移動集團公司福建省公司、中國聯(lián)通集團公司湖北省公司、中國電信集團公司湖南省公司等
典型案例1
案例名稱：中國移動湖南省公司通信基站建設工程
建設規(guī)模：在湖南省移動公司14個地市的3G、4G網(wǎng)絡3120個基站建設中應用。建設條件：土壤電阻率高于1000Ω?m；基站用電功率不大于30kW；基站內(nèi)部有設備安裝位置（設備尺寸450mm×300mm×110mm）。主要建設內(nèi)容：在基站機房內(nèi)部電源配電箱前端串聯(lián)安裝阻斷型交流保護箱，在總接地排處安裝通信局站接地分配箱，再將基站內(nèi)部所有接地線接至該箱體內(nèi)部的相應的接地排上。主要設備為阻斷型交流保護箱和通信局站接地分配箱。項目總投資4368萬元，建設期為12個月。年碳減排量約2577tCO2，總經(jīng)濟效益1.2億元，投資回收期約5個月，碳減排成本約-800～-600元/tCO2。
典型案例2
案例名稱：中國聯(lián)通集團青海省玉樹州公司綜合大樓
建設規(guī)模：總建筑面積為6000m2的集通信設施、辦公、營業(yè)為一體的通信綜合大樓。建設條件：土壤電阻率高于3000Ω?m；采用鋼材和降阻劑等方式不能達到小于1歐姆接地電阻；綜合大樓用電功率不大于300kW。主要建設內(nèi)容：在通信大樓的總配電室安裝“防雷接地綜合保護柜”。主要設備為防雷接地綜合保護柜。項目總投資12萬元，建設期1個月。年碳減排量約14tCO2，總經(jīng)濟效益600萬元，投資回收期約1個月，碳減排成本為-1400～-1000元/tCO2。
九、推廣前景和減排潛力
預計未來5年，該技術在通信、建筑、電力等行業(yè)的推廣比例可達30%，總投資約82億元，可形成的年碳減排潛力達48萬tCO2。
