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[原创] 工程中接地方法介绍

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发表于 2007-5-16 22:44:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
工程中接地方法介绍
注:正确的接地方法和技术会保障监控系统良好可靠运行,否则系统安全性
; Y7 A. U# A4 L: b和视频质量无法得到保障。
接地从字面来看上十分简单事情,但是对于经历过电磁干扰挫折的人来说
) e F" |# ]6 B! H+ [# u: n 可能是一个最难掌握的技术。实际上电磁兼容设计中,接地是最难的技术。面
) O+ I& p7 I; S6 o9 ~( r 对一个系统,没有一个人能提出一个绝对正确的接地方案,多少会遗留一些问
. Y" Q# n) u0 f+ x; ^& r; } 题。造成这种情况的原因是接地没有一个系统的理论或模型,人们在考虑接地
0 ^" w- j4 x9 y7 s% \9 Q. S8 u8 y时只能依靠过去的经验或从书上看到的经验。但接地是一个十分复杂的问题,
- r2 [2 a% ~- A9 x在其它场合很好的方案在这里不一定最好。关于接地设计很大程度上依赖设计
" Y$ @+ h$ l6 [% I/ d- | 师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
' E& G: {3 z; D0 ~
当许多相互连接的设备体积很大(设备物理尺寸和连接电缆与任何存在的
6 R* H8 K0 s6 @ 干扰信号波长相比很大)时,就存在通过机壳和电缆作用产生干扰的可能性。
7 F2 M( P/ Y) n* }: d 当发生这种情况时,干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。考虑接地问
+ ?* `( D3 a+ _( C+ D6 k 题时,要考虑两个方面的问题:一个是系统自兼容问题,另一个是外部干扰耦
" G$ ^4 s* v/ b6 }8 X合进地回路,导致系统错误工作。由于外部干扰常常是随机的,因此解决起来
3 X, o) \/ \' ?" r往往更难。
6 e" E. T$ E% G/ R4 z6 h+ m
B$ s- z. x9 u 1、接地要求
5 @0 W! d1 P8 T% H* m8 @. `+ _
要求接地的理由很多,下面列出几种:
) `$ ~/ H# L u5 C
1) 安全接地:使用交流电设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设
l: T6 C4 n ^& D4 m( c1 v 备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会导致电击伤害。
% N" w- ^/ S& U9 s J
2) 雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立系统,由避雷针、下导体
. n+ E2 L6 ]! `$ e8 Y# f$ m 和接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全
, K' {+ I# E2 Q; Z x# V地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。
; \& a( u4 f% j5 l; |
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
1 [8 z1 y/ ?+ _5 e7 S' P" p
* 屏蔽接地:为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路
9 `. P9 u; g, {8 p1 N$ p辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离屏蔽,这些隔离和屏蔽的金
4 Q$ O0 s% T$ H5 L1 P 属必须接地。
. }5 k, ?8 K+ S: H# H" [/ a
* 滤波器接地:滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,
* E9 g/ Z# Q; a. E( ?& f 当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。
# z) E5 _" d8 i9 ~' a" @1 N
* 噪声和干扰抑制:对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的
3 n$ s) m n7 n0 Q* Q许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
s C: V3 Y4 Q0 \
* 电路参考:电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点,
/ H6 c. |! ^2 Q# \: m 这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。
# R0 a4 {6 ^/ T% `) E
以上所有理由形成了接地的综合要求。但是一般在设计要求时仅明确安全
+ r. S% C: k# j8 b. |3 v: B& Y 和雷电防护接地的要求,其它均隐含在用户对系统设备的电磁兼容要求中。我
7 d+ Z. i% j0 g/ @们要建立这样的概念:接地并不是每个部分或每个系统都需要的,比如单块线
7 M, f, V9 V( w% e: W n/ k: b路板并不非要接地才能正常工作。当设备之间要传输数据时,接地就十分必要
( _5 G8 i7 C9 ^了。
- Y m# U7 Y' e* H# K5 ~
. ?! ^& N9 Y [$ r 2、接地的方法
接地方法很多,使用那一种方法取决于系统的结构和功能。“接地”的概
1 h( m7 }/ i2 L: A* Y) {4 U- F念首次应用在电话的设计开发中。现在存在的许多接地方法都来源于过去成功
% P- \- t( s5 [1 N* W' Y的经验,这些方法包括:
& C4 z1 [$ s- @
1) 单点接地:此方法是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法,
. o1 m+ g9 n, z 这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点,会出现错误信号
: _* L1 I8 t" W/ S传输。单点接地要求每个电路只接地一次并且接在同一点。该点常常一地球为
; ?& l R1 c1 `+ R参考。由于只存在一个参考点,因此可以相信没有地回路存在,因而也没有干
8 c5 ] F5 {0 I) `% U 扰问题。
: S x _# j0 R9 Q. C8 b# I
2) 多点接地:设备内电路都以机壳为参考点,而各个设备机壳又都以地
! g1 I! Z: t5 I为参考点。这种接地结构能提供较低的接地阻抗,这是因为多点接地时,每条
L$ L( }: r. M0 r, A: ^( H9 ~地线可以很短;并且多根导线并联能降低接地导体的总电感。在高频电路中必
- g4 R0 U t7 z6 I7 |. b9 F 须使用多点接地,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。
) p8 R6 E# i; N9 e* T. c9 Y) O( P
3) 混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性,又包含了多点接地特
3 m5 p l* j' w5 ` 性。例如,系统内的电源需要单点接地而射频信号又要求多点接地,这时就可
9 M% m- i- c' @9 g以采用混合接地,即地线通过单点接地,多点接地的线路加装电容。对于直流
2 R% j% \4 ^& S5 t+ y/ F# z/ t电容是开路的,电路是单点接地,对于射频,电容是导通的,电路是多点接地。

" Q/ i) D6 v( M- i
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