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电子电气设备接地的方式
来源:本站整理  作者:佚名  2011-12-12 14:26:07



  在EMC设计中进行的地线设计是解决EMC问题的最有效、最廉价的方法。下面对三大类接地方式分别进行详尽讨论。

  1.保护接地
  
  接地作为一种措施,起源于强电技术,由于强电电压高、容量大,容易危及人身和设备的安全。因此,从安全的角度考虑,电气设备的金属外壳、底盘、机座都应与大地良好地连接成等电位,从而在故障状态下保证人身和设备的安全。电气设备的保护接地有两种方式:

  (1)保护接零。三相四线制供电系统中的中性线即为保护接零线,它是电路环路的重要组成部分。

  (2)保护接地。除零线以外,另外配备一根保护接地线,它与电子电气设备的金属外壳、底盘、机座等金属部件相连。一般情况下,保护接地线是没有电流流动的,即使有电流流动也是非常小的漏电流,所以说,在一般情况下,保护接地线上是没有电压降的,与之相连的电子电气设备的金属外壳都呈现地电位,保证了人身和设备的安全。

  我国的三相四线制配电系统,设备的金属外壳有一根保护接地线,该线与底盘等金属部件相连。当发生故障时,例如负载的绝缘被击穿损坏,保护接地线上瞬间将有大电流流过,电路中的熔丝或断路器由于大电流流过将很快把电路切断,从而保证了人身和设备的安全。如图1(三相四线制)所示。

  2、系统接地
  
  除了上面介绍的从安全角度出发而考虑的保护接地外,还必须处理好设备内部系统中各个电路工作的参考电位,这类基准参考电位的连接线称为“系统接地”。系统接地线既是各电路中的静态动态电流通道,又是各级电路通过共同的接地阻抗而相互耦合的途径,从而形成电路间相互干扰的薄弱环节。

  因此,正确的接地是抑制噪声和防止干扰的主要途径,它不仅能保证电子电气设备正常、稳定和可靠地工作,而且能提高电路的工作精度。

  电子电气设备的系统接地方式有三种:

  (1)浮空地。“浮空”就是不接大地,任其悬浮的一种方式,它的实质是使电路的某一部分与“大地线”完全隔离,从而抑制来自接地线的干扰。由于没有电气上的联系,因而也就不可能形成地环路电流而产生地阻抗的耦合干扰。图2及图3是两种浮空地。浮空地方式具有这一主要优点,但也有其不足之处。一个较大的电子电气控制设备,由于存在较大的对地分布电容,它的基准电位将会受电磁场的干扰(通过分布电容),使得电路产生位移电流,而难以正常工作。在电子电气控制设备的工作速度提高,感应增大、输入输出增多或加长的情况下,其对他分布电容就会增大,继而加大位移干扰电流。另外,由于分布电容的存在,容易产生静电积累和静电放电,在雷电情况下,还会在机箱和单元之间产生飞弧,甚至使操作人员遭到电击。所以对于比较复杂的电磁环境,“浮地方式”是不太适宜的。图4所示电路中的分布电容C,在外界干扰的作用下会产生干扰电势e。

  (2)系统地直接接大地。这种接地方式的优缺点恰好与“浮空地”方式相反,当电子电气控制设备的分布电容较大时,宜采用直接接大地方式,但要注意选择接地点的位置及其接地点的多少,只要合理选择,便能把干扰降低到最低程度。

  (3)电容接地方式。经电容把系统地与大地连接起来,接地电容多为高频电容,它提供对“系统地”至“大地”高频干扰分量的通路,相当于一个高通滤波器,从而抑制了由对地分布电容所造成的影响。这种接地方式只适合于低频系统,所用电容应具有良好的高频特性和足够的耐压值,电容量一般为2μF~lOμF。

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