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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
6 I7 _/ j& E, l7 E4 l- y1 [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
6 A7 E4 [/ s* j2 ]0 p 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
6 t; A. H& E% Q' }; V& f- S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
1 |6 V# k0 f: o 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
4 s( Y& n% h+ z9 s6 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,
$ i9 M! V0 g( |; I5 S1 V4 g6 q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
% J5 @' d" x5 _- g* X: P. O师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
- m1 e9 X+ T+ ?& F2 x3 a
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
; M8 G/ z# i2 s5 U6 D( u9 v 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。
2 Z. ?2 S. B- B( F5 a& S& @# h* w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 {: R0 w7 i$ t, g, N; q D9 `1 o/ U+ I( c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
2 K: S$ h) d0 e, `; O 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
! h0 D! U& n& e5 f! z 往往更难。
1 Z6 }" F$ f n/ w+ L; G/ v" J& N2 z
4 ? _, m7 H3 k! h l 1、接地要求
1 d5 C7 A, Q6 `+ ^/ A: E
要求接地的理由很多,下面列出几种:
8 |# R, ]& f$ L- \ `* \) R
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
& z* c/ n* X, r- a$ I 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。
+ t8 r4 ~* _7 W2 Z N8 Q# j/ C3 @
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
: h* F. [' k B* ^/ d$ L9 [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 |" c( c F" U9 ?$ x 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 B$ D) p5 D0 D
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
8 v( b/ g, s) E$ [& I6 |7 a
* 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 J$ V$ f1 l9 G% w 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
# e$ i U! d+ i 属必须接地。
( R6 _ ]& A1 M
* 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,
3 j7 h$ Y+ v5 |0 Z& J 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。
1 \1 j4 b3 M, F5 |. o" z2 z: s6 ?) m, t
* 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
) M& s" t% A$ L许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
+ _% x9 W" M+ N t
* 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,
+ f, @$ ~$ I: g% y; 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。
D3 Y7 A# \% I
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 I4 \* L7 V% t4 X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
+ p$ j# a' _) F 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
. }3 P4 h: u( T8 z) y7 B# I& k" ^ 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
9 P* u' k2 Z' N5 B/ m* R: _* D了。
0 o$ q8 {3 F+ v j4 M0 y8 e9 |6 ~& F
0 Z7 _4 o4 A6 E& f a" @( j" p 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
0 u$ S1 j3 O: b ^: X* w6 [0 d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
0 U M3 J4 G# {# ]$ Y% ~的经验,这些方法包括:
! a k( r% [6 Q3 Z( f* b9 D2 s
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,
/ _ {6 s, w* l9 m( S6 |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
0 k* S+ O5 ?+ J- 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
5 a+ m2 Q3 H$ n( k; N/ V i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
# {% T6 s( G$ \/ ? 扰问题。
6 h( A; U" p0 `, e! u3 n
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
. c/ `3 s1 j! G" u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
# }# {: K3 F4 v: H7 `8 m5 y' @+ m7 w 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
/ p) o: e7 g9 ]" t% I6 Y 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。
4 }; U; p1 {+ f" o
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
D" O; o. v8 G# k! P 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
* d i% f3 S8 X' A# U% F 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
+ ?' Q9 Z! h: h. t- C7 N# U 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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