1.安全接地
安全接地是指将高压设备的外壳与大地连接起来。第一,防止机箱上积聚电荷,产生静电放电,危及设备和人员的安全。比如电脑机箱的接地,拖在地上的油罐车尾部,都是为了释放积累的电荷,防止事故发生;二是当设备绝缘损坏,外壳带电时,促使电源的保护动作切断电源,以保护工作人员的安全,如冰箱、电饭煲的外壳。第三,可以屏蔽设备的巨大电场,起到保护作用,比如民用变压器的防护栏。
2.防雷接地
当电力电子设备遭受雷击时,无论是直击雷还是感应雷,如果没有相应的保护,电力电子设备都会受到很大的损坏,甚至报废。为了防止雷击,我们通常在高处(如屋顶、烟囱顶部)设置避雷针与大地连接,以防止雷击时危及设备和人员的安全。安全接地和防雷接地都是用来为电子电力设备或人员提供安全保护措施,保护设备和人员的安全。
3.工作接地
工作接地是电路正常工作的参考电位。该参考电势通常被设置为零。参考电位可以设置在电路系统中的某一点、某一段或某一块。参考电位不接地时,视为相对零电位。但这种相对零电势是不稳定的,它会随着外界电磁场的变化而变化,从而改变系统的参数,导致电路系统的不稳定。当参考电位与大地相连时,参考电位被视为大地的零电位,不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不合理的工作接地会增加电路的干扰。比如接地点不正确造成的干扰,电子设备公共端子连接不正确造成的干扰。为了有效地控制电路在工作中产生的各种干扰,可以符合电磁兼容的原则。在设计电路时,根据电路的性质,我们可以将工作接地分为不同的类型,如DC接地、交流接地、数字接地、模拟接地、信号接地、电源接地、电源接地等。不同的接地应分开设置。不要把它们混在一个电路里,比如数字地和模拟地不能共用一个地,否则两个电路会产生非常强的干扰,使电路瘫痪!
4.信号
地是各种物理量信号源零电位的公共参考地。因为信号一般比较弱,容易受到干扰,不合理的接地会对电路造成干扰,所以对信号接地的要求比较高。
5.模拟地面
模拟地是模拟电路零电位的公共参考地。有小信号放大电路、多级放大电路、整流电路、稳压电路等。在模拟电路中。接地不当会造成干扰,影响电路的正常工作。模拟电路中的接地对整个电路具有重要意义,是整个电路正常工作的基础之一。因此,模拟电路中的合理接地对整个电路来说是不可忽视的。
6.数字地
数字地是零电位数字电路的公共参考地。因为数字电路工作在脉冲状态,特别是脉冲的前后沿比较陡或者频率比较高的时候,大量的电磁波会对电路产生干扰。如果接地不合理,会加重干扰,所以数字地接地点的选择和接地线的敷设也要充分考虑。
7.电源接地
地是电源零电位的公共参考地。由于电源经常同时向系统中的所有单元供电,而每个单元所需的电源属性和参数可能有很大差异,因此需要保证电源和其他单元的稳定可靠运行。地一般是电源的负极。
8.电源接地电源接地是负载电路或电源驱动电路的零电位公共参考接地。因为负载电路或功率驱动电路的电流强,电压高,如果接地地线的电阻大,就会有明显的压降,干扰大,所以对功率地线的干扰大。因此,电源接地必须与其他弱电接地分开设置,以保证整个系统稳定可靠的工作屏蔽和接地,达到良好的屏蔽效果。主要是考虑电磁兼容性,比较典型的两种屏蔽是静电屏蔽和交变电场屏蔽,下面分别介绍:
静电屏蔽:当带电导体被完整的金属屏蔽包围时,屏蔽的内侧会感应出与带电导体等量的不同电荷,外侧会出现与带电导体同种的电荷,所以外侧仍有电场。如果金属屏蔽层接地,外部电荷就会流入大地,金属外壳外部就没有电场,相当于屏蔽了外壳内部带电体的电场。
有两种类型的接地设施,
一种是工作接地,即把电器的带电部分与大地连接起来的接地,如三相电力变压器低压点的中性线接地;
一种是保护接地,即防止电器的绝缘层受损,使外壳的带电金属部分或其他不带电的金属部分受伤的接地。接地线必须打入地下1.2 ~ 1.5米左右,才算合格接地。
三相电的三个头叫相线,三相电的三个尾连在一起叫零线,也叫“零线”。之所以叫零线,是因为三相平衡时刻中性线中没有电流流过,然后直接或间接与大地相连,其与大地的电压接近于零。
接地线是将设备或电器的外壳可靠地与大地连接起来的线路,是防止触电事故的良策。
一般情况下,三相电路的火线用红、黄、蓝三色表示三根火线,零线用黑色。在单相照明电路中,黄色一般表示火线,蓝色表示零线,黄绿色表示地线。有些地方红色表示火线,黑色表示零线,黄绿色表示地线。
所有的电器都有零线和火线,这样就形成了通路,这样电器才能有电流通过,发挥作用。当开关断开时,零线不带电。
地线无论开关是否关闭都是不带电的,它的主要作用就是你说的接地。为了避免漏电事故的发生或强电位对人可能造成的伤害,大功率电器都有一根接地线,可以将产生的过剩电流或强电位引向大地。
如果地线没有接好,就不能正常运行。这是为了用户的安全而存在的设置。
零线是交流电通过电器返回发电机的路径,接地线是电器直接或间接连接到真实大地的导线(一般接地端子要深入地面1m以上)。
一般认为大地是最低电位(0V),所以连接大地的接地线可以保证电器电压两端的最低电位与大地相同,从而使仪器设备工作更安全。
接地不良会造成零线电压不稳定(不是0V),甚至对地漏电,使仪器无法工作。
零线和地线的区别:
它是零线电路的一部分。电器工作时,零线中有电流流过。
接地线不构成电路,而是电器漏电保护装置的一部分。正常情况下,没有电流流过。
接地线的主要作用:
当电器发生故障时,电源可能会击穿(或毁坏)某些元件,从而使电器的外壳带电。将电器的外壳接地可以使漏电保护装置1。发信号“接地”;
信号“地”,也称为参考“地”,是零电位的参考点,也是电路信号回路的公共段,图
符号“⊥".
1) DC地:DC电路“地”,零电位参考点。
2)交流接地:交流的零线。应该和地线区分开来。
3)电源地:大电流网络器件和功放器件的零电位参考点。
4)模拟地:放大器、采样保持、A/D转换器和比较器的零电位参考点。
5)数字地:也叫逻辑地,是数字电路的零电位参考点。
6)“热地”:开关电源不需要变压器,其开关电路的地与主电网有关,称为“热地”,带电。图形符号是:
7)“冷地”:因为开关电源的高频变压器隔离了输入输出端;因为它的反馈电路是常用的
光电耦合既能传输反馈信号,又能隔离双方的“地”;因此,输出端的地称为“冷地”,它不带电。图形符号是“⊥".”
2.保护“土地”;
“接地”保护是为保护人员安全而设置的一种接线方法。保护“地线”的一端与电器连接,另一端与大地可靠连接。
3.立体声中的“地面”。
1)屏蔽线接地:为防止干扰,音响系统的金属外壳通过导线与信号“地”相连,称为屏蔽接地。
2)专用音频地:为了防止干扰,专业音频除了屏蔽地之外,还要连接专用音频地。该接地装置应专门埋设,并与隔离变压器和屏蔽稳压电源的相应接地端子连接,然后作为音频控制室内的专用音频接地点。
l不同地线的处理方法。
1.数字地和模拟地要分开;
在高要求电路中,数字地和模拟地必须分开。即使对于A/D和D/A转换器,最好将同一芯片上的两个“地”分开,只在系统的一点连接两个“地”。
2.浮动和接地;
系统的浮地是将系统电路各部分的接地线浮起来,不与大地连接。这种连接具有一定的抗干扰能力。但系统对地的绝缘电阻不应小于50MΩ。一旦绝缘性能下降,就会造成干扰。通常系统是浮地,机箱接地,可以增强抗干扰能力,安全可靠。
3.一点接地;
在低频电路中,布线和元件之间没有太大的影响。通常频率小于1MHz的电路都是一点接地。
4.多点接地。
在高频电路中,寄生电容和电感的影响很大。通常对于频率大于10MHz的电路,采用多点接地。除了正确的接地设计和安装之外,还需要将各种信号正确接地。在控制系统中,大致有以下接地线:
(1)数字地:又称逻辑地,是各种开关(数字)信号的零电位。
(2)模拟地:各种模拟信号的零电位。
(3)信号地:通常是传感器的地。
(4)交流地:交流电源的地,通常是产生噪声的地。
(5) DC地:DC电源的地。
(6)屏蔽接地:也叫套管接地,是为了防止静电感应和磁场感应而设置的。
地上线路处理是系统设计、安装和调试中的一个重要问题。以下是对接地的一些看法:
(1)控制系统应在一点接地。一般高频电路要就近多点接地,低频电路一点接地。在低频电路中,布线和元件之间的电感不是大问题,但是接地形成的回路的干扰影响很大,所以经常用一个点作为接地点。但是一点接地不适合高频,因为在高频时,接地线上有电感,增加了接地线的阻抗,同时接地线之间会发生电感耦合。一般来说,如果频率在1MHz以下,可以一点接地。高于10MHz时,采用多点接地;1 ~ 1 ~ 10 MHz之间可采用一点接地或多点接地。
(2)通信地和信号地不能共用。因为一段电源地的两点之间会有几毫伏甚至几伏的电压,对于低电平信号电路来说是一个非常重要的干扰,必须隔离和防止。
(3)浮动与接地的比较。整机浮动,即系统各部分随地球浮动。这种方法简单,但整个系统对地绝缘电阻不应小于50MΩ。这种方法有一定的抗干扰能力,但是一旦绝缘下降,就会造成干扰。还有一种方式,就是底盘接地,其余悬空。该方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现复杂。(4)模拟地面。模拟地的连接非常重要。为了提高抗共模干扰的能力,模拟信号可以采用屏蔽浮空技术。具体模拟信号的接地处理应严格按照操作手册的要求进行设计。
(5)屏蔽接地。在控制系统中,为了降低容性耦合噪声,准确检测和控制信号,需要对信号进行屏蔽。根据屏蔽目的的不同,屏蔽地的连接方式也不同。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接地;电磁场屏蔽主要是避免雷达、无线电等高频电磁场的辐射干扰。它由低电阻、高导电性的金属材料制成,可以接地。磁场被屏蔽,以防止磁铁、电机、变压器、线圈等的磁感应。屏蔽的方法是用高导磁材料封闭磁路,一般接地比较好。当信号电路一点接地时,低频电缆的屏蔽层也应一点接地。如果电缆的屏蔽层不止一层,就会产生噪声电流,形成噪声干扰源。当一个电路有一个未接地的信号源连接到系统中接地的放大器时,输入端的屏蔽层应连接到放大器的公共端;相反,当系统中接地信号源连接到未接地放大器时,放大器的输入端也应连接到信号源的公共端。
至于电气系统的接地,应根据接地的要求和目的进行分类。不同种类的接地不应简单随意地连在一起,而应分成若干个独立的接地子系统。每个子系统都有其共同的接地点或接地干线,最后连接在一起,实行总接地。