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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
. e$ I0 ^' o/ E6 F 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
* u0 y: A0 i8 F! E3 ?" Q9 j8 l 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
2 j8 A9 g) X6 n 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
9 f& i# ]- D1 T' V* g/ W4 N7 Y 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
i" k& f) u3 T9 c9 k ]4 R' e/ A( p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,
8 k/ t. Q) t t0 L2 D+ | 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
6 P$ a& m% ]( q8 U; G/ G 师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
/ M4 j9 h* y9 V) ~1 L) j* Y
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
! ? A3 }) S5 u( C1 p3 q! L: V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。
9 T+ l) m6 c4 S 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
2 {: G" ?! I2 {# G+ _, u8 [3 P* m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
& H$ e7 Q' s0 L0 g/ e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
* V9 v6 W) `3 P: \" b往往更难。
4 R' W# C4 b/ X0 p7 k$ n
0 z9 ]: C. O( o- ^( A& D 1、接地要求
$ @. H) l8 a4 o. w+ y
要求接地的理由很多,下面列出几种:
5 E. t+ _. p7 @9 P" W6 x3 [* {! q! u
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
* J o, [+ u) Q: m- [9 _! e 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。
) f( k+ C; e/ Y+ E- ~) W1 K" G" v' |
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
6 J7 F; `3 k f- f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
, \$ _( X: T" C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。
! d4 M# s. \; I: w
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
4 H) q2 }5 X' k+ T. R7 ^
* 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
/ x# H: k. |5 ?$ e. z' q3 t' c 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
9 P0 r: f9 U( F' f8 T/ C 属必须接地。
2 F& \+ d1 a4 u7 \" g8 k# e
* 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,
- @2 [! y- h: m) ` l) p" k/ C# l 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。
- H9 Y( a+ F1 g: ?% o4 R
* 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
/ U4 m: X! l) y0 o- }( j6 j5 u许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
t. d0 ~0 g% X
* 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,
3 |: ]; v* v! L' W- V 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。
9 I. U- C$ c7 c5 Q1 k8 I- W+ G
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
: ?" ^) Y* f5 T/ | 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
3 n0 q* f, u8 H: w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
8 |! e3 e2 W2 N' W7 n3 P 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
! v0 G9 s& V3 k7 I了。
$ P/ c. c1 U, p% D
% `5 |* Q, ]0 A3 ]2 D; @/ S 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
6 w; e& n* y1 {! \+ T/ W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
; q2 `1 Y/ [7 T; ~5 G3 @ 的经验,这些方法包括:
3 p7 L. e8 u8 w- y
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,
2 F# \6 ]5 j$ A7 ^9 V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
0 u1 b8 v( F. j, \& \3 | 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
/ ?5 L" N" W+ u/ R) A1 l B0 H 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
* d ^3 H4 W. y+ ?+ i扰问题。
( g6 B W( q- u% Q" }* t6 g0 l: v
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
- w. B' Z v- }" D 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
5 r) { {; t, U; h8 S) |' n$ T/ s 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
5 U+ L/ n0 y7 ^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。
$ n+ b/ |: z- r% k5 T
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
0 ` n$ p4 H& K' v3 l; a% x 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
2 R% r! f8 p/ D$ V 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
3 {0 j% G5 O }) B$ S- P3 g 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。

& Z# H. }2 O' K
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