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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
. J3 L3 E' k- [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
# \2 `+ B. ` Y) h 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
. S, i7 Z3 j3 L/ E+ F4 i. g# E 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
; ]4 r5 S7 Z6 f) G! G4 d7 j 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
' ~1 ] u" f- f3 p2 v$ i 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,
O, W' x; y- k' o( U* w- X5 d1 u7 Q( u 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
- a5 H, o4 M/ u4 T! I& I) P 师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
. F$ B- E* b' l- K# [
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
1 Z/ y+ v9 ~4 H( l* {) J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。
! F- v0 h. J4 F% [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
* ~1 O/ ]8 n& j' H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
( U6 Q* N7 \4 U. ?4 L, z 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
' k8 Y# i1 A, D1 N7 o/ X" \往往更难。
% T6 o: y. Z$ i& b
' _6 \' V7 Z" f& a1、接地要求
& C+ H9 s/ r% k' r
要求接地的理由很多,下面列出几种:
6 g$ R e5 n; e/ u/ N! D$ V3 |
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
# ]: c0 ?; a1 [' u% ~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。
. ^ d; v. l. O4 ~9 l+ h
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
0 ]3 ~7 J, r' M' ~" \6 _' x0 d j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
* R* F' o* e' y a3 K$ @0 J9 o* \+ u 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。
) {, ]* ?. ` @1 [8 l
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
. M/ v2 _& |4 z8 \
* 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
! b4 o- e2 O) x/ m! 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
0 t+ T! }0 r i属必须接地。
1 N! T1 a6 G1 {( f ?
* 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,
+ f7 t- n5 b) ~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。
" Y) I6 B9 F# o, J
* 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
5 \; D1 G$ L: L6 K) {) h. V许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
4 J( N/ Z& {& M, e
* 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,
6 E7 p$ {9 `9 p# r- ?" D# J% H 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。
/ T+ F5 z. W5 A1 H9 i9 R# o
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
3 J1 }/ S2 K! `# o- D" 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
2 p5 f" M+ T% A: y2 N) a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
9 }6 E& d8 A6 v: S4 N$ c1 u 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
+ v' Q! |. F4 p: w 了。
8 ~! g# t; I4 @$ ?, N: r- ]
' Z8 G7 e' A& p9 j) f7 V 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
! E; `+ p1 s y _/ G/ d5 r2 B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
! I0 c, L( C8 f的经验,这些方法包括:
. @% g/ q4 K- B0 B
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,
, O" j& P3 G& m4 q% K6 b$ }9 R 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
! U! z' n9 V/ x' I, c' F: s9 [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
3 b( r; r. q9 X$ C) j: v) a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
, K1 F4 d+ m; F& \8 H扰问题。
0 A! v6 @3 V3 W! }1 H p* ~
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
8 j6 Z% J. w- e4 L- R4 H1 ]. ] 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
7 U0 ~$ l; g" [5 l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
' X% }* W; @7 } 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。
; }2 L9 g* v! U
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
( G- [! U9 X6 i# j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
0 {9 ^6 S! G. T, u8 i' O9 G7 t8 j7 d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
$ J/ k q; m4 F; H* M1 ^. \! O 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。

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