国家重点节能低碳技术：低电压隔离式分组接地技术-北极星输配电网

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低电压隔离式分组接地技术

一、技术名称：低电压隔离式分组接地技术

二、技术类别：减碳技术

三、所属领域及适用范围：通信与建筑行业，适用于电力、通信、自动化、水利、石油等领域用电设备和网络的接地与保护

四、该技术应用现状及产业化情况

所有的建筑物的机电设备和金属设施都必须接地。传统接地技术需要采用大量金属材料在地下建设一个大面积的接地网，同时需要使用重金属超标的降阻剂，不仅占地面积大，还会对土地造成严重污染。

据统计，我国每年接地网建设约需消耗300万t钢材和500万t降阻剂，占地30万亩，污染土地60万亩。低电压隔离式分组接地技术采用电子设备替代接地网建设，不需要使用钢材和降阻剂，不占用土地，显著减少了环境污染。目前该技术已在建筑、电力、水利等行业大量应用，其中在19个省市、94个地级市的通信领域应用站点超过25000个，也有大量应用。

五、技术内容

1.技术原理

该技术采用电子设备替代传统的接地技术。与传统接地技术相比，该技术不需要消耗大量钢材，不占地，且不使用降阻剂，可显著减少对土壤的污染及施工用电，从而实现二氧化碳减排。隔离式分组接地设备原理图如图1。

图1隔离式分组接地设备原理图

当发生雷电时，“高频抑制器”呈高阻抗，抑制和阻断雷电流通过“工作接地、保护接地”进入被保护系统，雷电流只能通过“防雷接地”或者“避雷针、避雷带”进入大地，而不同于传统接地技术依靠小的接地电阻来实现通过防雷接地旁路雷电流，从而实现减少接地网建设。

2.关键技术

（1）接地技术

通过接地模型和接地电子设备的配合使用，实现更好的保护效果，为人和设备提供更好的工作环境；通过功能分组方式，将防雷、保护、工作精确分组并隔离，防止雷电流通过接地线进入保护和工作系统。

（2）选频滤波技术

对雷电的频率进行分类滤波隔离。选频：确定雷电流的功率频谱范围，并和电力、通信等的频谱进行区分；同时根据地域雷电的特殊性进行频谱调整；滤波：采用电子设备（滤波器）实现该雷电流频谱的串联阻抗大于要求值，以达到隔离的功能，阻断雷电流在电源或者信号线传播，且强制其通过并联支路进入大地。

（3）绝缘技术

提高电子设备的绝缘水平，更好的隔离雷电等干扰源，采用不同的制作工艺提高耐压值，如在通信系统的接地耐压值为大于25KV。

3.工艺流程

通信基站或信息化机房的接地保护示意图见图2。

图2通信基站或信息化机房的接地保护示意图

在电源线、接地线安装隔离设备（隔离式接地和防护设备），利用机房建筑物基础钢结构作为接地网，不必建设专用接地网。

六、主要技术指标

1．雷电的频率

90%功率范围频率：100kHz；峰值频率：10kHz。

2．被保护系统频段电力系统：50/60Hz；通信系统：450MHz～2500MHz；其他信息系统：2.5GHz～5.0GHz。

3．用电设备电压等级

交流电力系统：400/230V（AC）、10kV（AC）、35kV（AC）；直流电力系统：50V（DC）、220V(DC)、500V(DC)。

4．被保护设备的用电容量

50W～500kW，或0.2A～630A(AC/DC)。

5．隔离的绝缘等级

小于400/230V系统：25kV；500V(DC)系统：40kV；10kV系统：100kV；35kV系统：500kV。

七、技术鉴定情况

该技术已获得国家授权专利20余项，其中发明专利4项，其核心专利获得第17届中国国家发明优秀奖，并于2009年通过工信部科技委组织的专家评审，并获得中国电子学会电子信息科学奖。该技术相关内容已纳入工信部行业标准《YD/T3007-2015小型无线系统的防雷与接地技术要求》和住建部国标设计图集《GJBT-1352(15D501)《建筑物防雷设施安装（设计手册）》。

八、典型用户及投资效益

典型用户：南方电网公司贵州省公司、新疆额尔齐斯河流域建设管理局、中国移动集团公司福建省公司、中国联通集团公司湖北省公司、中国电信集团公司湖南省公司等

典型案例1

案例名称：中国移动湖南省公司通信基站建设工程

建设规模：在湖南省移动公司14个地市的3G、4G网络3120个基站建设中应用。建设条件：土壤电阻率高于1000Ω•m；基站用电功率不大于30kW；基站内部有设备安装位置（设备尺寸450mm×300mm×110mm）。主要建设内容：在基站机房内部电源配电箱前端串联安装阻断型交流保护箱，在总接地排处安装通信局站接地分配箱，再将基站内部所有接地线接至该箱体内部的相应的接地排上。主要设备为阻断型交流保护箱和通信局站接地分配箱。项目总投资4368万元，建设期为12个月。年碳减排量约2577tCO2，总经济效益1.2亿元，投资回收期约5个月，碳减排成本约-800～-600元/tCO2。

典型案例2

案例名称：中国联通集团青海省玉树州公司综合大楼

建设规模：总建筑面积为6000m2的集通信设施、办公、营业为一体的通信综合大楼。建设条件：土壤电阻率高于3000Ω•m；采用钢材和降阻剂等方式不能达到小于1欧姆接地电阻；综合大楼用电功率不大于300kW。主要建设内容：在通信大楼的总配电室安装“防雷接地综合保护柜”。主要设备为防雷接地综合保护柜。项目总投资12万元，建设期1个月。年碳减排量约14tCO2，总经济效益600万元，投资回收期约1个月，碳减排成本为-1400～-1000元/tCO2。

九、推广前景和减排潜力

预计未来5年，该技术在通信、建筑、电力等行业的推广比例可达30%，总投资约82亿元，可形成的年碳减排潜力达48万tCO2。

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国家重点节能低碳技术：低电压隔离式分组接地技术

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