摘要：對(duì)常用4種接地技術(shù)的原理、要求及功效進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用接地技術(shù)對(duì)地震臺(tái)站觀測(cè)系統(tǒng)的2起故障進(jìn)行案例式分析，認(rèn)為接地技術(shù)對(duì)地震觀測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，觀測(cè)數(shù)據(jù)可靠產(chǎn)出，具有重要的意義和價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：地震臺(tái)站接地技術(shù)應(yīng)用故障分析

　　相關(guān)論文投稿刊物：《山西地震》(季刊)1973年創(chuàng)刊，以刊登地震監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、科研、工程地震、地震社會(huì)學(xué)等方面的成果以及防震減災(zāi)知識(shí)為主，亦刊登國(guó)內(nèi)外地震科技情報(bào)資料等。讀者對(duì)象：從事防震減災(zāi)的專(zhuān)群工作者，大專(zhuān)院校師生及業(yè)余愛(ài)好者。

　　隨著地震監(jiān)測(cè)水平的不斷提高，用于地震監(jiān)測(cè)的設(shè)備日趨先進(jìn)，模擬信號(hào)系統(tǒng)逐漸被數(shù)字化設(shè)備所淘汰。目前，地震臺(tái)站運(yùn)行著大量的辦公設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及各種觀測(cè)設(shè)備，組成了地震臺(tái)站綜合觀測(cè)技術(shù)系統(tǒng)。地震臺(tái)站綜合觀測(cè)技術(shù)保障系統(tǒng)為保障數(shù)字化設(shè)備正常工作提供保障功能(供電系統(tǒng)、通信鏈路、避雷系統(tǒng))。

　　2017年山西省地震局在中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)司的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，在中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所的統(tǒng)一安排部署下，立項(xiàng)從“交流配電、通信及信號(hào)線(xiàn)路、接地與等電位、綜合布線(xiàn)”等環(huán)節(jié)入手，重點(diǎn)解決困擾地震臺(tái)站觀測(cè)系統(tǒng)配電、通信的布線(xiàn)及防雷等問(wèn)題，以提高臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行率，從而為地震科學(xué)研究和地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)提供穩(wěn)定、連續(xù)、可靠的數(shù)據(jù)資料。近年來(lái)，許多學(xué)者在防雷系統(tǒng)中對(duì)接地技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述(13)，但沒(méi)有提出一個(gè)絕對(duì)正確接地方案，只能依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決，多少會(huì)遺留一些問(wèn)題，造成這種情況的原因是接地沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的理論或模型。接地技術(shù)作為最典型的技術(shù)內(nèi)容，將其應(yīng)用到地震臺(tái)站綜合觀測(cè)技術(shù)保障系統(tǒng)當(dāng)中，解決配電系統(tǒng)不完善和線(xiàn)路布設(shè)不規(guī)范等一系列地震臺(tái)觀測(cè)公共環(huán)境方面存在的問(wèn)題，排除故障隱患。在保證設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，防止觀測(cè)數(shù)據(jù)受到干擾，這對(duì)于不斷提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量具有重要意義,本文以此為切入點(diǎn)展開(kāi)分析和探討。

　　1電路系統(tǒng)接地技術(shù)的相關(guān)概述

　　接地技術(shù)是為了電流返回其源所提供的一條阻抗值相對(duì)較低的通道，當(dāng)線(xiàn)路或電氣設(shè)備出現(xiàn)接地故障時(shí)，為故障電流流回電源提供一條低阻抗的路徑。在實(shí)施的過(guò)程中主要目的是對(duì)電流進(jìn)行傳導(dǎo)，使其能夠與大地或者金屬導(dǎo)體之間返回，在接線(xiàn)方式上有永久性接地和臨時(shí)接地兩種。地震臺(tái)站綜合觀測(cè)技術(shù)保障系統(tǒng)中的接地主要是通過(guò)各類(lèi)觀測(cè)儀器、通訊設(shè)備的金屬部分經(jīng)由接地線(xiàn)與接地電極相連。通過(guò)這樣的方式能夠減少與人體觸電的情況，還能夠保證地震臺(tái)站觀測(cè)儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。

　　2地震臺(tái)站綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)接地技術(shù)應(yīng)用類(lèi)型

　　2.1工作接地技術(shù)

　　在臺(tái)站觀測(cè)工作當(dāng)中，為了保證各種觀測(cè)儀器設(shè)備的運(yùn)行，需要供電設(shè)備系統(tǒng)來(lái)作為后臺(tái)支持。在這些設(shè)備中，既有高壓系統(tǒng)設(shè)備，也有低壓系統(tǒng)設(shè)備，它們各盡職能、互不干擾。但如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，就有可能出現(xiàn)高壓電流進(jìn)入低壓設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備超壓而出現(xiàn)損壞的情況，一旦出現(xiàn)漏電等問(wèn)題,就會(huì)給使用者帶來(lái)無(wú)法估計(jì)的傷害。工作接地可以將變壓器的低壓中性點(diǎn)與大地建立連接，從而避免抵押節(jié)點(diǎn)可能產(chǎn)生的觸電危險(xiǎn)⑷。在實(shí)際工作中，為了保證接地技術(shù)的有效性，工作人員要定期對(duì)接地點(diǎn)予以檢查，以保證其隨時(shí)處于良好狀態(tài)下，發(fā)揮接地技術(shù)的保護(hù)作用。

　　2.2防雷接地技術(shù)

　　防雷接地技術(shù)是地震臺(tái)站綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)當(dāng)中非常關(guān)鍵的接地技術(shù)類(lèi)型，在臺(tái)站各個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)布設(shè)避雷接地網(wǎng)，并與建筑物鋼筋相連，接地體地埋深度為2.0米，避雷接地網(wǎng)接地電阻&4'(5),使儀器接地極、避雷器接地極有良好的接地回路以釋放雷電感應(yīng)電流。進(jìn)入觀測(cè)室的電話(huà)線(xiàn)路、天線(xiàn)、饋線(xiàn)均串接相應(yīng)的避雷器。

　　2.3保護(hù)接地技術(shù)

　　保護(hù)接地技術(shù)也是地震臺(tái)站綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)當(dāng)中最典型的接地技術(shù)，其也是為保護(hù)儀器設(shè)備而進(jìn)行的接地技術(shù)，保護(hù)接地主要針對(duì)金屬支架,電氣設(shè)備金屬外殼，電纜的金屬保護(hù)層以及接地線(xiàn)的金屬管進(jìn)行保護(hù)「6)。可以避免金屬外殼導(dǎo)電而產(chǎn)生的對(duì)地電壓，確保電氣設(shè)備使用者、建筑物以及設(shè)備本身的安全,保護(hù)接地電阻值應(yīng)在452'以下。

　　2.4屏蔽接地技術(shù)

　　屏蔽接地技術(shù)也是地震臺(tái)站綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)接地技術(shù)，但與其它接地技術(shù)不同點(diǎn)在于其它接地技術(shù)以保護(hù)設(shè)備安全為目的，而屏蔽接地技術(shù)是以屏蔽外部干擾。以保證觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量為目的，屏蔽接地技術(shù)的結(jié)構(gòu)形式具體可分為交變電場(chǎng)屏蔽和靜電屏蔽兩種，其中交變電場(chǎng)屏蔽需要借助屏蔽器來(lái)予以完成，通過(guò)將其放在設(shè)備與干擾設(shè)備之間來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的屏蔽;靜電屏蔽則主要通過(guò)給設(shè)備安裝金屬外殼，并實(shí)現(xiàn)外殼接地來(lái)達(dá)到接地目的，以避免其受到電磁干擾而影響信號(hào)質(zhì)量「7)。地震臺(tái)站監(jiān)控室及機(jī)房采用防靜電地板，內(nèi)用銅帶做網(wǎng)格地線(xiàn)，與接地網(wǎng)等電位連接。

　　設(shè)備采用裝箱式，所有設(shè)備的外殼、機(jī)箱、機(jī)架良好接地，使儀器設(shè)備周?chē)�形成良好的屏蔽網(wǎng)。接地母線(xiàn)采用。8mm2多股銅線(xiàn)電纜。在機(jī)房?jī)?nèi)接地時(shí)要注意：信號(hào)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng)不能使用共地回路,靈敏電路的接地要各自隔離或屏蔽，防止地回路和靜電感應(yīng)產(chǎn)生干擾。

　　3地震臺(tái)站綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)接地技術(shù)的故障問(wèn)題分析

　　2017年山西省地震局在中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)司的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，在中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所的統(tǒng)一安排部署下，對(duì)19個(gè)臺(tái)站進(jìn)行綜合觀測(cè)技術(shù)保障系統(tǒng)改造，并進(jìn)行觀測(cè)環(huán)境的工作線(xiàn)路疏理和防雷地網(wǎng)的改造。通過(guò)采取合理接地方式、嚴(yán)格按照接地技術(shù)規(guī)范、科學(xué)布線(xiàn)、排除拉地中的干擾連接、減少地線(xiàn)的阻抗等措施，加上工作人員定期進(jìn)行維護(hù)。地震觀測(cè)設(shè)備經(jīng)受住雷雨季節(jié)考驗(yàn)，雷擊故障率對(duì)比往年同期明顯下降，防雷改造取得初步成效，故障率明顯降低。但是，在實(shí)際工作中由于沒(méi)有采取合理接地方式，隨意改變儀器設(shè)備接地，造成接觸不良，接地電阻變大等原因，導(dǎo)致儀器設(shè)備燒壞時(shí)有發(fā)生，會(huì)在一定程度上影響觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量。以下為故障案例分析。

　　案例1：2019年2月4日夏縣臺(tái)CIC-200離子色譜儀觀測(cè)曲線(xiàn)時(shí)有階變現(xiàn)象,正常情況下基線(xiàn)為一條直線(xiàn)。查看工作面板狀態(tài)(電導(dǎo)率、電流、基線(xiàn)輸出、流量)均正常，檢查電路板工作電壓正常，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，檢查氣路(淋洗液、抑制器、色譜柱)無(wú)法排除故障。經(jīng)與廠家聯(lián)系，認(rèn)為觀測(cè)條件存在干擾。為排除供電電源干擾，更換一臺(tái)交流穩(wěn)壓電源2月6日觀測(cè)曲線(xiàn)出現(xiàn)大幅突跳變化。綜合分析故障原因認(rèn)為：屬于電源干擾，對(duì)供電插座進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)接地線(xiàn)虛接在暖氣片上，重新接地，觀測(cè)曲線(xiàn)基線(xiàn)平穩(wěn)，無(wú)雜峰出現(xiàn)，記錄數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。分析原因主要是電源線(xiàn)的地線(xiàn)沒(méi)有與大地連接，那么儀器就會(huì)產(chǎn)生地位變化，當(dāng)外界的電磁干擾或噪聲作用到該地電位時(shí)，就會(huì)引起設(shè)備的工作不可靠或不穩(wěn)定。

　　案例2：2018年11月25日WYY-1氣象三要素氣壓觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)高頻振蕩現(xiàn)象，數(shù)據(jù)無(wú)法使用(圖2)。27日檢查儀器,數(shù)據(jù)有出現(xiàn)大幅變化，初步判斷為氣壓傳感器故障，購(gòu)買(mǎi)新的傳感器。2018年12月11日更換新的傳感器后，故障仍然存在。對(duì)儀器進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)儀器主機(jī)有帶電現(xiàn)象，斷開(kāi)儀器接地線(xiàn)，儀器底部與機(jī)柜隔離，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。查找原因發(fā)現(xiàn)接地線(xiàn)為串聯(lián)，多臺(tái)儀器設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)，形成電壓差，導(dǎo)致相互干擾。采用并聯(lián)接地后，將儀器設(shè)備的電荷釋放到大地，消除了對(duì)設(shè)備工作的干擾。針對(duì)以上故障案例分析認(rèn)為，目前，地震臺(tái)站觀測(cè)儀器設(shè)備隨著電子器件的發(fā)展，導(dǎo)致了敏感電平閾值越來(lái)越低，這意味著觀測(cè)儀器更容易受到噪聲的損壞，導(dǎo)致儀器無(wú)法正常工作，解決此類(lèi)問(wèn)題的途徑就是切斷耦合途徑，良好接地是抑制電子設(shè)備電磁噪聲的有效手段，所以機(jī)房的防雷接地、安全地、交流工作地以及直流接地所使用的接地裝置必須是同一組。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　地震臺(tái)站多年的運(yùn)行實(shí)踐表明，接地技術(shù)在地震臺(tái)綜合觀測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，可有效確保儀器設(shè)備使用者的人身安全，降低儀器故障率，提高了系統(tǒng)工作的可靠性與穩(wěn)定性。在臺(tái)站實(shí)際工作中，一些外界看似無(wú)關(guān)的干擾也會(huì)導(dǎo)致儀器工作不正常。故障實(shí)例充分說(shuō)明故障分析思路是正常的，采取的措施也是有效的。為了更好地使用接地技術(shù)，就需要工作人員熟練的掌握接地的基本知識(shí)以及相應(yīng)的國(guó)家要求，工還必須要定期進(jìn)行巡護(hù)檢查，保證接地技術(shù)能夠隨時(shí)保持良好工作狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)地震觀測(cè)儀器設(shè)備的有效保護(hù)。

　　參考文獻(xiàn)

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