廣義地說:“地”可以定義為一個等位點或一個等位面,它為電路、系統提供一個參考電位,其數值可以與大地電位相同,也可以不同。一個良好的接地系統必須達到下列幾個目的:①保證接地系統具有很低的公共阻抗,使系統中各路電流,通過該公共阻抗產生的直接傳導噪聲電壓最小。②在有高頻電流的場合,保證“信號地”對“大地”有較低的共模電壓,使通過“信號地”產生的輻射噪聲最低。③保證地線與信號線構成的電流回路具有最小的面積,使外界干擾磁場穿過該回路產生的差模干擾電壓最小,同時,也避免由地電位差通過地回路引起過大的地電流,造成傳導干擾。④保證人身和設備的安全。
按照接地的主要功能劃分,接地系統主要由下列四種子接地系統組成:安全地、信號地、機殼(架)地和屏蔽地。雖然在絕大多數設備或系統中,上述幾個子接地系統的地線均匯總在一點與大地相途,但是,絕不意味著它們可以隨意接大地。
安全地系統
1.防止設備漏電的安全接地人體的皮膚處于干燥潔凈和無破損情況下,人體電阻可達40~100kΩ。當人體處于出汗、潮濕狀態時,人體電阻可降到1000Ω左右。通常,當人體流過0.2-1mA的電流時,會感到麻電;流過5~20mA電流時,會發生肌肉痙攣,不能自控脫離帶電體;當電流大于幾十毫安時,心肌則會停止收縮和擴張;如果電流與時間的乘積超過50mA·s,便會造成觸電死亡。實用上,通常以電壓表示安全界限,例如,我國規定在沒有高度危險的建筑物中,安全電壓為65V;在高度危險的建筑物中為36V;在特別危險的建筑物中為12V。而一般家用電器的安全電壓為36V,以保證萬一觸電時流經人體的電流也小于40mA。
為了確保人身安全,必須將設備金屬外殼或機架與接大地的接地體相連。
2.防雷安全接地防雷接地的目的是將雷電電流引人大地,保護設備和人身安全。防止雷擊的措施,通常是采用避雷針,若避雷針離地面高度為h,則它的防雷保護面積等于9π*h的平方。
在設計防雷安全接地時,還必須注意防護雷擊接地瞬態電流通過避雷針下引導體所產生的瞬態高壓可能對它周圍的物體、設備或人體造成的間接傷害。
為此,在考慮防雷接地時,離下引導體15cm以內的所有金屬導體都應與下引導體良好搭接以保持同電位。
信號地系統
信號地是指控制信號或功率傳輸電流流通的參考電位基準線或基準面。如果在一個實際的系統中,控制信號或功率的傳輸未經任何形式的電隔離(如變壓器電隔離、光耦合電隔離等),整個系統則只有一個信號地,否則就可能有若干獨立的信號地,而這些獨立的信號地之間又存在著通過寄生電容的耦合,情況則更為復雜。總之,不但對噪聲的直接傳導耦合具有直接的影響,而且它對拾取或感應外界噪聲也舉足輕重。
屏蔽地系統
在設計各種形式屏蔽層接地方式時,必須要注意,既要保證原屏蔽設計的要求,不降低展蔽效能:又要保證原接地系統設計的要求,不會因之構成不合理的地回路。
在一個系統中,屏蔽體通常安排在兩個部分:一是信號輸入電路部分;另一個是輸出部分。
審核編輯 黃昊宇
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