[原创] 工程中接地方法介绍

xqkj8881

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
- j' d) Q& j3 N2 ^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
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
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
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
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，
6 S, {! V+ }% t2 r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
# A& z$ X1 N! M4 Z" e8 s师的直觉，也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
7 z2 o; B7 ^/ V- m! }
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
! {4 B1 _2 @' [( A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。
" L2 Z9 | r4 ~! k# M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
) a$ V4 \" }* U7 M; F4 O- ^: k$ J* ~3 _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
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
往往更难。
; u; g* ~( t* u: d) t, E3 ~
1、接地要求
/ l# r: c& E! u9 ?" z: f& V' c* r- q/ n
要求接地的理由很多，下面列出几种：
* c/ r+ V5 @3 ?8 i7 x% l- f9 D
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
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。
/ ^0 a9 j3 _* g2 L- K* A+ ^3 C1 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
2 A' {9 X" X. z; F3 W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
+ b z0 |! d+ q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。

3) 电磁兼容接地：出于电磁兼容设计而要求的接地，包括：

* 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
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
属必须接地。
1 I" Z+ ?( S4 o5 K3 M8 f% N4 o6 R9 L( C
* 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，
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。

* 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
许多点与地相连，从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。

* 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，
1 Y2 f; Q, `6 h' 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。

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
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
4 `) i, f% D- v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
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
了。

* ~8 l5 W+ }0 @8 ], ^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
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
的经验，这些方法包括：

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，
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
; g$ C( U2 ^- \/ A. k. I5 i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
* l, U4 ?( ^; Q: U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
6 j G, r: z g, Z6 |3 t9 c扰问题。
# X5 {* `4 o6 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- K; w9 J/ L+ _% g% t' g3 t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
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
; d8 \) ^" Z5 n0 T2 J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。

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
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
! [/ x9 u6 W) C( F# s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 t( w1 X% @+ S7 J X7 N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。