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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
. ]" C: y, v7 l$ y$ R6 \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
( y) y) E4 y% N4 I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
' ~& G7 A3 |0 X) }7 ^. m9 z0 H. m 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
' j, D$ c; m$ A 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
A& W8 v" w4 w5 L u( W9 G$ o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,
; ?. J4 p; m9 I K/ [9 O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
/ |- d* y+ d. f0 L: T' O 师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
6 X, ~/ a3 i9 j( L( |1 \
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
+ Y" G @6 k. G Q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。
: u6 P& ?$ 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
! x( E" T |& u @# G. v+ P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
" l( k g f- Q) Y& A4 l 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
! b a" j2 p* k7 Y 往往更难。
3 I9 E* c: \ p" `. @
. R6 ]1 g2 d0 K; ]1、接地要求
7 ^# a! S- A* Z+ t
要求接地的理由很多,下面列出几种:
6 |, M* {# g& x5 ], J+ 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
4 S/ v! j* w# 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。
9 ^; Q1 o' n% G/ x, K1 ]2 a, o9 B
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
( U; b3 ]/ H* P 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
) o' C" @+ {+ e5 v1 z* r2 s 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。
6 Z1 [0 B/ M( @! o; M+ {" e6 g
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
M2 B: U$ \4 p# ?" M1 \8 V6 W
* 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
) T2 {" p6 _# u6 U$ z4 K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 X7 f" \) X: b4 H4 b" s; L属必须接地。
; T* d/ X" i. |- M1 Z( I
* 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,
& E0 m( s4 e8 i- 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。
8 @) I) H( t* X
* 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
+ [& U$ G2 h& t! _' `3 b8 z 许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
; ?# v8 |; Q2 x& J# m( m
* 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,
z) [) G9 _+ O; A8 }1 Y 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。
, Z/ p8 m) h% p, d2 @ D
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
' b+ A6 k4 N, g# ]% 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
; i7 M5 h$ }# E5 M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
1 T3 }5 A! r& @( J) [ 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
; b5 e; {, P8 v! Y了。
9 h* j8 p; O4 r( O
: w% u! j3 [+ U/ w E7 r8 t7 h( z2、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
3 }) \: T. c6 S8 M: q- v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
# c' n5 B. `0 ]# v0 E& m1 b 的经验,这些方法包括:
2 `& G# p d; @! w, O
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,
* c6 e4 u7 y' y6 a; I5 S) ` 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
7 }, G7 z% X7 b( O 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
9 ~2 H/ `) z+ u6 R' N3 A7 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
! P3 Q4 z6 W5 e. G& d7 R 扰问题。
# U3 c- N6 b& z9 m1 z
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
& x |5 w& x, Q' D; I9 W 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
8 ]: s! M7 r- F* y 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
, t4 v; C- O4 P 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。
+ M* D/ n. R8 q! z3 P4 D3 d1 b$ {
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
- ~# E D1 A2 c2 k# u 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
$ C- N- @" e! ` 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
0 Z3 J: @0 _6 n( Z* |# m l 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。

2 y/ o d( I4 l- ^# ~ ~" }
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