电气、电子产品的接地问题

  产品的电磁骚扰抑制办法主要有三种，即人们熟知的接地、屏蔽和滤波。虽然每种方法在电路和系统的设计中都有它的独特作用，但又是相互之间又是关联的。例如，良好的接地可以降低设备对屏蔽和滤波的要求，而良好的屏蔽也可以使滤波的要求低一些。而滤波的本身又具有双方向作用（既可以用于抑制设备经由电缆引出的传导骚扰；又可以用于克服从外界经电缆引入设备的传导干扰）。
1、      接地问题概述
接地是提高电子电气设备电磁兼容性有效的重要手段之一。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响，又能防止电子电气设备向外部发射电磁波；而错误的接地常常会引入非常严重的干扰，甚至会使电子电气设备无法正常工作。尤其是成套控制设备和自动化控制系统，因为有多种控制装置分散布置在许多地方，所以它们各自的接地往往会形成十分复杂的接地网络，不仅需要在系统设计时周密考虑，而且在安装调试时也要仔细检查和做适当的调整
2、      电子电气设备接地的分类一般说，电子电气设备有许多需要接地的部位，由于电路的性质和接地的目的不同，必须严格区分，分成若干独立的子系统，然后连接在一起进行总接地。从接地的性质看，接地大体分成三类：
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2.1 保护接地
设备的安全接地是设备需要接保护地（接大地）的最重要理由。这个理由起源于强电技术，由于强电电压高、容量大，当设备不接地时，电源线与机箱之间的绝缘层一旦发生破损就会危及人身的安全。因此，从人身的安全角度出发，将电气设备的金属外壳、底盘、机座都与大地良好地连接成等电位，使机箱的对地电压变为 0V，这时即使电源线与机箱间的绝缘遭到破坏，也只有大电流流到大地，引起进线保险丝的烧断，对设备的操作人员不造成任何伤害，从而在故障状态下保证了人身的安全。
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2.2屏蔽接地
电磁干扰和辐射是电子电气设备在应用中的一个经常关注的话题，电磁辐射的强弱与发送信号的电压和频率有关。采用屏蔽是为了在有电磁干扰的环境下能保证设备通信、测量和控制通道的传输功能正常：既能减少电缆本身向外辐射的能量；同时又能提高电缆抵抗外来电磁干扰的能力。
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2.3 系统接地
应该说，设备接大地不一定是必须的，因为许多不接大地的设备（例如我们平时所用的电子手表；还有像飞机上的电子设备和人造地球卫星等）照样可以很好地工作。因此设备的接大地，就像我们在前面所分析的那样，更多是与设备的安全和人员的安全联系在一起
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3、      系统接地（接参考地）与在设备中的实际连接方法
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3.1浮地
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3.2单点接地
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3.3多点接地
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3.4混合接地
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3.5系统地接地的处理原则
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3.6参考接地线的处理（搭接）
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3.8 浮地处理例
已经讲过，采用浮地可以将设备或电路与公共地或可能引起环流的公共导体隔离开来，避免了电路间电流在公共部位上产生的电磁干扰（接地回路上的电气噪声干扰）。因此，浮地接地方式的最大优点是抗干扰性能好。通常浮地是借助光电耦合器、电磁继电器和变压器来实现的。
实例1：光电耦合器隔离
Ⅰ 光电耦合器隔离的实质光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、无触点等优点被光泛应用于各种电子设备上。光电耦合器把发光器件和光敏器件组装在一起，通过电－光和光－电的转换进行信号传输。所以光电耦合器切断电信号的直接连接，最终利用光实现信号的传输。
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实例3：变压器隔离
变压器由绕在铁芯上的两个或多个绕组组成，当主绕组加上交变电压时，通过电磁感应，在其他绕组上感应出交变电压。因此在变压器的绕组之间是通过电磁关系联系起来的，实现了设备间的连接，而在电路上则是相互隔离的。值得注意的是，在变压器绕组之间存在有分布电容（不采取任何措施的变压器在初次级之间的电容量可以达到几百甚至1000多pF），它仍然为高频共模干扰提供了通路。因此，普通的变压器隔离对低频隔离比较有效，对频率很高
的干扰则基本无效。
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4 设备接地（接大地）和电力系统供电方式
已经讲过，设备的接地是当前低压电网中的一种行之有效的安全保护措施，而且在实际使用中有两种不同的接法（尽管平时都统称为“接地”），一种是真正意义上的接地（接大地），另一种是接零（接电力系统中的零线，三相四线制供电系统中的中线即为保护接零线）。将设备的外壳或支架与建筑物里的接地装置用导体作良好的电气连接，这就是通常所说的接地。而将电气设备和用电装置的金属外壳与电力系统里零线相接，就称之为接零。不管是哪一种接地方法都与所在地的供电方式有关，下面就来讨论这个问题。