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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
: L# B0 ]( w3 g 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
" Q8 | w" U9 O" c$ R; Q 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
1 N6 i A2 f; H L0 T0 B3 U0 F$ ] 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
- w3 q. u2 G! Z" X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
6 c z+ i( N6 ?0 f6 ~5 I. D/ 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,
/ s% H. n: [8 ?8 e) U5 d- T# v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
* P3 I; y6 ~5 ?' U% I7 R* Y2 B师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
# C/ {8 L3 R; |' q( `
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
8 e1 j9 Z3 r5 j$ A) V$ [( E5 W 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。
+ c/ `6 U e) 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
8 L2 F: {- a0 Q5 n, [9 b 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
* [5 H: B" J! n* g( r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
: m2 G) b7 j0 @' b, H$ ], ^' y往往更难。
9 N% R) p& X! Y; S b3 f
" z) |( Q" R/ b, g) d" l* J1、接地要求
+ r6 b8 @4 |8 h7 N6 N
要求接地的理由很多,下面列出几种:
n; E. Y, }9 n# ], h7 C& F
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
# K2 A3 T) j. p$ { 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。
# t- I0 u# }8 }3 A2 o: f) N0 a
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
* G$ ^" k: U# z2 _ 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
8 m4 X3 W& w2 D0 M0 [, V- d 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。
" h- C# @8 G! }9 F2 ]8 F+ p) H7 P! k
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
; P* y+ n H6 K, h3 P% }8 p2 }
* 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
4 Q/ h6 a$ K X7 [& o: n; Z6 J 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
) e3 s3 Q) M4 r- l2 K6 _% P* B 属必须接地。
/ u3 a, {+ W. t/ d8 u8 K
* 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,
4 \( R7 O0 j( s/ m) L) O3 w当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。
( B- L. \) e9 O' A1 T# `/ ]$ D: [
* 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
) S& C9 g7 }" A9 g5 M许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
3 `9 }1 U C# r7 ?
* 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,
2 B% v6 y" Y9 C$ m) K 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。
6 x& Y* M9 w' N( W6 Z- Q
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
% x" _3 h& v' l) R' s 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
# N* |1 H0 [6 E& {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
$ b' o ?0 v" r' F 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
* C9 K- V/ ?: [4 l8 ?1 C1 l了。
, w1 H, D* A6 M9 h- s* y
1 V) m+ Z0 c4 A, |6 ~7 M- l* e2、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
7 S9 j6 H6 @, |. 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
5 b7 O8 X7 K" e1 _+ F9 p$ ]4 ? 的经验,这些方法包括:
% y4 ]- s0 [4 B# J$ N5 [2 q
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,
5 o- @0 h& V+ y6 c; F 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
% a/ j3 `: Y; p3 I0 s- h" }) q 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
& @7 U& f K) t 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
! C P% g0 J* `+ u7 D# Y, P. @扰问题。
9 b' B7 F2 |4 B0 a) t
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
1 J; ^; R' I! g9 w# o/ 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
1 x2 X! }2 { G- |, 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
8 W) B; P) R1 C7 m7 B" j$ S( k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。
/ c( o8 r& @1 \
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
. T9 e ?8 @4 K! ~* C 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
8 F2 @3 s& w- F t8 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
" ?2 Y% Q$ a5 ~# d 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。

# k+ S2 G/ H: s
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