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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
& r" f2 G, V+ R) c( N- q( I 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
/ \# z! ?/ |5 S& ~* M! [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
8 k! h4 O1 W. B3 N* J6 U: c0 U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
5 {* o- N$ G1 ?7 Z4 I 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
! s+ K W" d/ u& ~1 |- J) t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,
' |' Q4 [; e7 V' E7 Y 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
+ c- X4 y" `. S% x 师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
+ s) p! D4 A% ]7 X% K; c, _) R
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 |: w( _3 g: ]% u3 I2 W% R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。
6 A. ^+ Y v* z8 Z9 Y" @ 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
. A2 q! t7 Q3 q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
- J! \# D, c5 @0 E2 P* \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
; {' E3 u- f) D: \往往更难。
/ Y: M+ [$ k( K
- s- Q8 a* ]) ?1 W 1、接地要求
; M5 s+ Z/ V" b/ d0 ?* t
要求接地的理由很多,下面列出几种:
; c& C6 _4 A/ ^' ]2 H: N6 a
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
9 a) h$ o$ V2 ]: |, B* }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。
+ z& h8 [" \+ z& k5 i
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 H+ Q3 o/ h- d# U+ \. q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
2 G2 J3 R$ S. }: T# n- S3 n" a1 s7 J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。
7 f" V4 G" x" r) Y9 S4 M% }
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
2 b9 @ `$ a1 G( l7 {
* 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
3 b, C, s# W' i; r L R T$ f 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
1 o1 b$ E2 J+ ~: f9 ]/ X属必须接地。
4 I+ S, y& ?6 }3 G, W# I8 I* m: j
* 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,
; Z H3 _1 M' `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。
# B6 Y' O6 A: G- H8 P. {8 E
* 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
4 u- O; W1 P5 b- ?许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
) a9 }3 P( B: G% ]4 y: j. 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,
2 x, z& }) q1 T4 T& U$ B. k# O$ j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。
! o+ S( c+ }/ ?8 E% s
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
5 X; G! o4 X, ?* |7 l% o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
9 T/ N. L) ^' _ ^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
- ` X( P$ \' g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
& h( {, l) I! g5 ?' J* v# z了。
9 Y2 p% |! J! e$ a6 Y" k l
7 s! A# X6 i1 d2、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
5 } h& k5 V4 T9 F' z) U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
* a1 C# E; u# w; G 的经验,这些方法包括:
0 e7 O2 H3 Q* ?+ g- b% F- v, D
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,
- R5 b: H, ?& q. ~- k% g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
* F! L, _9 M8 @5 _& J 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
* G+ T; [7 i% v3 Y; C( V6 k 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
. `5 o& } q8 c7 c0 p3 c. @& B# S 扰问题。
0 e+ M. Z; A: B# Q# U( }
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
4 Z. s, V, F! b/ L, \. N2 ] 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
; S. `2 I( p. A: ~, I 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
) U J" l. c% V$ E 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。
' B4 T J0 s W7 H
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
# C, E8 X" I( t) k, q 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
) N0 Y. `2 h8 v: Q0 o: ? 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' Y7 V, t% z 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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