電子電氣設(shè)備中的實(shí)用接地技術(shù)
| 摘 要：對(duì)電子電氣設(shè)備中的接地方法進(jìn)行了分析討論；為抑制干擾，保證設(shè)備的正常工作，提出了“接地”的多種實(shí)用技術(shù)。 關(guān)鍵詞：電子電氣設(shè)備；保護(hù)接地；系統(tǒng)接地 1接地的種類和目的 一種接地是安全保護(hù)接地。主要包括：為防止電力設(shè)施或電子電氣設(shè)備絕緣損壞，危及人身安全而設(shè)置的保護(hù)接地；為消除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的靜電積累，引起觸電或爆炸而設(shè)的靜電接地；為防止電磁感應(yīng)而對(duì)設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩或屏蔽線外皮所進(jìn)行的屏蔽接地。其中保護(hù)接地應(yīng)用最為廣泛，它將機(jī)(外)殼接地。當(dāng)機(jī)殼帶電時(shí)，促使電源的保護(hù)電器動(dòng)作而切斷電源，以保護(hù)操作人員的安全和儀器設(shè)備的安全運(yùn)行。此種接地的目的是為了安全。 另一種接地是(工作)系統(tǒng)接地。這種接地給電路系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)電位(參考電位)，同時(shí)也可將干擾引走。此種接地的目的是為了抑制外部的干擾。 2接地的方式 2.1安全(保護(hù))接地 2.1.1保護(hù)接零 三相四線制供電系統(tǒng)中的中性線，即為保護(hù)接零線，它是電路環(huán)路的重要組成部分。在中性點(diǎn)直接接地的三相四線制電網(wǎng)中，電子電氣設(shè)備應(yīng)保護(hù)接零。將電子電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬外殼與電網(wǎng)的零線連接起來(lái)。當(dāng)一相發(fā)生漏電或碰殼時(shí)，由于金屬外殼與零線相連，形成單相短路，電流很大，使電路保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷電源，這時(shí)外殼不帶電，保護(hù)了人身安全和電網(wǎng)其他部分的正常運(yùn)行。 在采用接零保護(hù)時(shí)，電源中線不允許斷開(kāi)。如果中線斷開(kāi)，將會(huì)失去保護(hù)作用。通常系統(tǒng)中采用零線重復(fù)接地的方法實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。 2.1.2保護(hù)接地 為防止觸電事故而裝設(shè)的接地，稱之為保護(hù)接地。 保護(hù)接地僅適用于中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)。凡接在這個(gè)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備的金屬外殼、支架及相連的金屬部分均應(yīng)接地。一般情況下，保護(hù)接地線是沒(méi)有電流流動(dòng)的，即使有電流，也是非常小的漏電流。所以，保護(hù)接地線上沒(méi)有壓降，與之相連的電子電氣儀器設(shè)備的金屬外殼呈現(xiàn)地電位，保護(hù)了人身和設(shè)備的安全。而中性點(diǎn)接地的電路系統(tǒng)不宜采用保護(hù)接地。 2.2系統(tǒng)接地 在電子儀器設(shè)備控制系統(tǒng)中遇到的和經(jīng)常需要解決的接地問(wèn)題是系統(tǒng)接地。 系統(tǒng)接地線既是各電路中的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)電流通道，又是各級(jí)電路通過(guò)共同的接地阻抗而相互耦合的途徑，從而形成電路間相互干擾的薄弱環(huán)節(jié)。所以，電子電氣儀器設(shè)備中的一切抗干擾技術(shù)，都和接地有關(guān)。正確的接地是抑制噪聲和防止干擾的主要途徑，它不僅能保證電子電氣設(shè)備正常、穩(wěn)定和可靠的工作，而且能提高電路的工作精度。 由于工作性質(zhì)和用途的不同，系統(tǒng)接地可分為：“信號(hào)地”、“模擬地”、“數(shù)字地”和“儀器地”。 3系統(tǒng)接地原則 為了收到預(yù)期的效果，接地實(shí)用技術(shù)在實(shí)施中應(yīng)遵循以下原則： ①根據(jù)不同的干擾源采用不同的接地技術(shù)，不能認(rèn)為只要電路系統(tǒng)有一點(diǎn)接地就可以消除一切干擾。 ②接地點(diǎn)的選擇要適當(dāng)，要避免因選擇不當(dāng)而引入新的干擾。 ③選擇接地點(diǎn)時(shí)盡量照顧屏蔽效果的兼容性，也就是通過(guò)接地的屏蔽技術(shù)達(dá)到消除幾種干擾的目的。 電子電氣儀器設(shè)備中的系統(tǒng)接地是否要接大地和如何接大地，與系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性有著極其密切的關(guān)系，通常有三種方式。 3.1浮地方式 浮地就是不接大地，是一種懸浮的方式，如圖1所示。其目的是將電路或設(shè)備與公共地或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開(kāi)來(lái)，從而抑制來(lái)自接地線的干擾。這種接地方式的缺點(diǎn)是設(shè)備不與大地直接相連，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，這樣積累起來(lái)的電荷達(dá)到一定程度后，在設(shè)備和大地之間會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)大放電電流的靜電擊穿現(xiàn)象，這是一種破壞性很強(qiáng)的干擾源。為此，在采用浮地方式時(shí)，應(yīng)在設(shè)備與大地之間接一個(gè)電阻值很大的瀉放電阻，以消除靜電積累的影響。 3.2單點(diǎn)接地方式 由于兩點(diǎn)接地易形成接地環(huán)路，所以一點(diǎn)接地的功能是消除和防止形成接地環(huán)路。單點(diǎn)接地有串聯(lián)方式和并聯(lián)方式兩種，如圖2所示。 (a)串聯(lián)接地方式 (b)并聯(lián)接地方式 單點(diǎn)接地是為許多接在一起的電路系統(tǒng)提供共同參考點(diǎn)。電流流過(guò)接地導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線中或多或少有阻抗。圖2(a)串聯(lián)方式，電路電流I1、I2……IN都經(jīng)過(guò)阻抗Z1，Z1是電路1、2……N的共同阻抗，因此，電路1、2……N的電位受I1、I2……IN共同影響，它們之間互相牽制。而并聯(lián)接地方式?jīng)]有公共阻抗，電路1、2……N互不干擾，所以并聯(lián)接地最為簡(jiǎn)單實(shí)用。一點(diǎn)接地方式適合工作頻率低于1MHz以下的低頻電路。 3.3多點(diǎn)接地方式 對(duì)于工作頻率較高的高頻電路(信號(hào)頻率為10MHz以上)，由于各元器件的引線和電路本身布局的電感都將增加接地線的阻抗，一點(diǎn)接地方式已不再適用。為了降低接地線阻抗及減少地線間的雜散電感和分布電容所造成的電路間的相互耦合，應(yīng)采用就近接地原則，即“多點(diǎn)接地”的原則。因此，需設(shè)置一個(gè)低阻接地面，以最短距離把各元器件接地端子接在此地面上。多點(diǎn)接地方式如圖3所示。 3.4混合接地原則 電路系統(tǒng)既有低頻電路，又有高頻電路或數(shù)字電路時(shí)，在系統(tǒng)中應(yīng)采用混合接地方式。電路系統(tǒng)中的低頻部分采用單點(diǎn)接地，而高頻部分則需多點(diǎn)接地，這樣的接地方式既包含了單點(diǎn)接地的特性，又包含了多點(diǎn)接地的特性，從而達(dá)到******抑制干擾的目的。 4小結(jié) 接地是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程。良好的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅可以有效地抑制外來(lái)電磁干擾的侵襲，使電子電氣儀器安全、穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行，而且保證較少的向外界大自然施放噪聲和電磁污染。所以，應(yīng)充分重視，解決此問(wèn)題，確保電路系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。 |
