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              地線的種類和作用

              地技術在現代電子領域方面得到了廣泛而深入的應用。電子設備的“地”通常有兩種含義:一種是“大地”(安全地),另一種是“系統基準地”(信號地)。接地就是指在系統與某個電位基準面之間建立低阻的導電通路!敖哟蟮亍笔且缘厍虻碾娢粸榛鶞,并以大地作為零電位,把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相連。由于大地的電容非常大,一般認為大地的電勢為零。開始的時候,接地技術主要應用在電力系統中,后來,接地技術延伸應用到弱電系統中。在弱電系統中的接地一般不是指真實意義上與地球相連的接地。對于電力電子設備將接地線直接連在大地上或者接在一個作為參考電位的導體上,當有電流通過該參考電位時,接地點是電路中的共用參考點,這一點的電壓為0V,電路中其他各點的電壓高低都是以這一參考點為基準的,一般在電路圖中所標出的各點電壓數據都是相對接地端的大小,這樣可以大大方便修理中的電壓測量。相同接地點之間的連線稱為地線。把接地平面與大地連接,往往是出于以下考慮:提高設備電路系統工作的穩定性,靜電泄放,為工作人員提供安全保障。接地的目的:安全考慮,即保護接地。為信號電壓提供一個穩定的零電位參考點(信號地或系統地)屏蔽保護作用。
              一、接地的類型和作用不同的電路有不相同的接地方式,電子電力設備中常見的接地方式有以下幾種:
              1、安全接地
              安全接地即將高壓設備的外殼與大地連接。一是防止機殼上積累電荷,產生靜電放電而危及設備和人身安全,例如電腦機箱的接地,油罐車那根拖在地上的尾巴,都是為了使積聚在一起的電荷釋放,防止出現事故;二是當設備的絕緣損壞而使機殼帶電時,促使電源的保護動作而切斷電源,以便保護工作人員的安全,例如電冰箱、電飯煲的外殼。三是可以屏蔽設備巨大的電場,起到保護作用,例如民用變壓器的防護欄。

              2、防雷接地
              當電力電子設備遇雷擊時,不論是直接雷擊還是感應雷擊,如果缺乏相應的保護,電力電子設備都將受到很大損害甚至報廢。為防止雷擊,我們一般在高處(例如屋頂、煙囪頂部)設置避雷針與大地相連,以防雷擊時危及設備和人員安全。安全接地與防雷接地都是為了給電子電力設備或者人員提供安全的防護措施,用來保護設備及人員的安全。

              3、工作接地
              工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準電位。這個基準電位一般設定為零。該基準電位可以設為電路系統中的某一點、某一段或某一塊等。當該基準電位不與大地連接時,視為相對的零電位。但這種相對的零電位是不穩定的,它會隨著外界電磁場的變化而變化,使系統的參數發生變化,從而導致電路系統工作不穩定。當該基準電位與大地連接時,基準電位視為大地的零電位,而不會隨著外界電磁場的變化而變化。但是不合理的工作接地反而會增加電路的干擾。比如接地點不正確引起的干擾,電子設備的共同端沒有正確連接而產生的干擾。為了有效控制電路在工作中產生各種干擾,使之能符合電磁兼容原則。我們在設計電路時,根據電路的性質,可以將工作接地分以下為不同的種類,比如直流地、交流地、數字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。不同的接地應當分別設置。不要在一個電路里面將它們混合設在一起,例如數字地和模擬地就不能共一根地線,否則兩種電路將產生非常強大的干擾,使電路陷入癱瘓!

              4、信號
              信號地是各種物理量信號源零電位的公共基準地線。由于信號一般都較弱,易受干擾,不合理得接地會使電路產生干擾,因此對信號地的要求較高。

              5、模擬地
              模擬地是模擬電路零電位的公共基準地線。模擬電路中有小信號放大電路,多級放大,整流電路,穩壓電路等等,不適當的接地會引起干擾,影響電路的正常工作。模擬電路中的接地對整個電路來說有很大的意義,它是整電路正常工作的基礎之一。所以模擬電路中合理的接地對整個電路的作用不可忽視。

              6、數字地
              數字地是數字電路零電位的公共基準地線。由于數字電路工作在脈沖狀態,特別是脈沖的前后沿較陡或頻率較高時,會產生大量的電磁波干擾電路。如果接地不合理,會使干擾加劇,所以對數字地的接地點選擇和接地線的敷設也要充分考慮。

              7、電源地
              電源地是電源零電位的公共基準地線。由于電源往往同時供電給系統中的各個單元,而各個單元要求的供電性質和參數可能有很大差別,因此既要保證電源穩定可靠的工作,又要保證其它單元穩定可靠的工作。電源地一般是電源的負極。

              8、功率地
              功率地是負載電路或功率驅動電路的零電位的公共基準地線。由于負載電路或功率驅動電路的電流較強、電壓較高,如果接地的地線電阻較大,會產生顯著的電壓降而產生較大的干擾,所以功率地線上的干擾較大。因此功率地必須與其它弱電地分別設置,以保證整個系統穩定可靠的工作! 
                  屏蔽與接地應當配合使用,才能起到良好的屏蔽效果。主要是為了考慮電磁兼容,典型的兩種屏蔽是靜電屏蔽與交變電場屏蔽,下面分別介紹:
              靜電屏蔽:當用完整的金屬屏蔽體將帶電導體包圍起來,在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量異種的電荷,外側出現與帶電導體等量的同種電荷,因此外側仍有電場存在。如果將金屬屏蔽體接地,外側的電荷將流入大地,金屬殼外側將不會存在電場,相當于殼內帶電體的電場被屏蔽起來了。

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