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常见的接地技术详解

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  • 发布时间:2016/1/21 16:23:40
  • 作者:银河电气

  《GB/T 2900.1-2008电工术语 基本术语》定义,接地是指在系统、装置或设备的给定点与局部地之间进行电连接。接地技术包括工作接地、保护接地、功能接地等,接地方式不同,作用也不一样。

  在应用时,接地就是把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线,利用大地作电流回路接地线,其作用除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地之外,最大功用是保护使用者不被电击。

常见接地分类

  信号地:是输入端信号元件(通常为传感器)的地。

  交流地:交流供电电源的N线,通常它是产生噪声的主要地方。

  屏蔽地:一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网,通过专门的铜导线将其与地壳连接。

  保护地:一般将机器设备外壳或设各内独立器件的外壳接地,用以保护人身安全和防护设各漏电。

  数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位,可能是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等,逻辑地可与大地接触,也可不接触。

  模拟地:是各种模拟量信号的零电位。

常见接地方式

01保护接地

  保护接地就是为了保护设备、装置、电路及人身的安全。因此,在设备、装置、电路的底盘及机壳端一定要采取保护接地。因保护接地和人身安全相关,保护接地的方式在配电的标准规范中以及安全规范都有严格规定。

  保护地主要用以保护故障电压对人身造成的危害,其保护原理是:通过把带故障电压的设备外壳短路到大地或地线端,保护过程中产生的短路电流使熔丝或空气开关断开。保护地的电阻要求较小,同时要求保护地的可靠性很高。

02工作接地

  工作地线是单板、母板或系统之间信号的等电位参考点或参考平面,它给信号回流提供了低的阻抗通道。信号质量很大程度上依赖于工作接地质量的好坏。由于受接地材料特性和其他技术因素的影响,接地导体的连接或搭接无论做的如何好,总有一定的阻抗,信号的回流会在工作地线上产生电压降,形成地纹波,对信号质量产生影响;信号越弱,信号频率越高,这种影响就越严重。尽管如此,在设计和施工中最大限度地降低工作接地导体的阻抗仍然是非常重要的。

03屏蔽接地

  屏蔽接地是和结构息息相关的措施。电磁屏蔽时并不要求与大地连接,屏蔽结构接到大地上更多的是安全等方面的需要。

  为了防止电磁辐射和干扰,系统设计中常采用结构屏蔽的方法。为了使结构有较好的屏蔽效能,要求对结构箱体的开孔尺寸有一定限制,特别是通风孔。但是电缆出线往往会破坏了这种屏蔽效能,因此要求电缆在出屏蔽体时与机柜连接。

04防雷接地

  把可能受到雷击的物体和大地相接,以提供泄放大电流的通路称之为防雷地。这种接地的目的很明确,就是防止人及物体遭到雷击,这些物体可以是天线、大楼、电子或电气设备等。

  由于雷电放电电流一般是脉冲性的大电流(可高达上百千安),其上升沿可达到微秒量级(1-10 微秒,持续时间100 微秒以下),因此要求防雷接地的接地阻抗要小。为了避免雷击电流引发机房设备之间的高电位差,要求设备之间特别是有电气联系或距离较近的设备进行低电感和电阻搭接。

05防静电接地

  静电的危害是众所周知的,当人手触摸电子装备时,由人体附带的数以千伏的静电电压,会对设备中的电子器件发生放电,虽然静电的能量不高,但产生的瞬时电流足够大,有可能造成电子器件的损坏。

  人体产生的高电压静电通过没有接好大地的单板上安装的金属拉手条,会产生放电现象,如果单板上的电子器件绝缘处理的不好,瞬态“大电流”足以破坏绝缘造成单板上器件的永久性损坏。如果在机箱上装了防静电手腕,在人体触摸设备之前,通过防静电手腕把静电泄放到大地,以使人体和设备之间的电位相等从而达到保护的目的。

  由于防静电接地大多针对人和设备,因此在人体和设备之间增加保护电阻(如防静电手腕中的电阻)防止机柜带电对人身造成的可能伤害,当然也可限制人体对地产生的静电泄放电流,从而起到保护设备的作用。