电磁兼容课件第九讲.pptVIP

龚建强 西安电子科技大学 2012年4月6号;9.1 接地及其分类;接地的概念 所谓“地”(Ground)，一般定义为电路或系统的零电位参考点，直流电压的零电位点或者零电位面，它不一定为实际的大地(建筑地面)，可以是设备的外壳或其它金属板或金属线。 接地原意指与真正的大地(Earth)连接以提供雷击放电的通路(例如，避雷针一端埋入大地)，后来成为为用电设备提供漏电保护(提供放电通路)的技术措施。 现在接地的含义已经延伸，“接地”(Grounding)一般指为了使电路、设备或系统与“地”之间建立低阻抗通路，而将电路、设备或系统连接到一个作为参考电位点或参考电位面的良导体的技术行为，其中一点通常是系统的一个电气或电子元(组)件，而另一点则是称之为“地”的参考点。例如，当所说的系统组件是设备中的一个电路时，则参考点就是设备的外壳或接地平面。 ;接地的要求 (1)理想的接地应使流经地线的各个电路、设备的电流互不影响，即不使其形成地电流环路,避免使电路、设备受磁场和地电位差的影响。 (2)理想的接地导体(导线或导电平面)应是零阻抗的实体，流过接地导体的任何电流都不应该产生电压降，即各接地点之间没有电位差，或者说各接地点间的电压与电路中任何功能部分的电位比较均可忽略不计。(3)接地平面应是零电位，它作为系统中各电路任何位置所有电信号的公共电位参考点。 (4)良好的接地平面与布线间将有大的分布电容，而接地平面本身的引线电感将很小。理论上，它必须能吸收所有信号，使设备稳定地工作。接地平面应采用低阻抗材料制成，并且有足够的长度、宽度和厚度，以保证在所有频率上它的两边之间均呈现低阻抗。用于安装固定式设备的接地平面,应由整块铜板或者铜网组成。 ;接地的分类 通常，电路、用电设备按其作用可分类为安全接地(Safety Grounds)和信号接地(Signal Grounds)。其中安全接地又有设备安全接地、接零保护接地和防雷接地，信号接地又分类为单点接地、多点接地、混合接地和悬浮接地，见表1。 ;9.2 安全接地;设备安全接地 当机壳与地绝缘(Z2→∞)，即Z2Z1时，则U2＝U1。如果U2足够大(例如超过36 V)时，人体触及机壳就可能发生危险。为了人身安全，机壳应该接地，使Z2→0，从而使U2＝0。 ;设备安全接地 如果人体触及机壳，相当于机壳与大地之间连接了一个人体电阻Zb。人体电阻变化范围很大，一般地，人体的皮肤处于干燥洁净和无破损情况时，人体电阻可高达40~100 kΩ；人体处于出汗、潮湿状态时，人体电阻降至1000Ω左右。但是，流经人体的安全电流值，对于交流电流为15~20 mA，对于直流电流为50 mA。当流经人体的电流高达100 mA时，就可能导致死亡发生。因此，我们国家规定的人体安全电压为36 V和12 V。一般家用电器的安全电压为36 V，以保证触电时流经人体的电流值小于40mA。为了保证人体安全，应该将机壳接地。这样，当人体触及带电机壳时，人体电阻与接地导线的阻抗并联，人体电阻远大于接地导线的阻抗，大部分漏电电流经接地导线旁路流入大地。通常规定接地电阻值为5~10Ω，所以，流经人体的电流值将减小为原先的1/200 ~1/100。 ;接零保护接地 用电设备通常采用220V(单相三线制)或者380 V(二相四线制)电源提供电力，如图2所示。设备的金属外壳除了正常接地之外，还应与电网零线相连接，称之为接零保护。 ;接零保护接地 当用电设备外壳接地后，人体与机壳接触时，人体与接地电阻并联，因接地电阻远小于人体电阻，使漏电电流绝大部分从接地线中流过。但接地电阻与电网中性点接地的接触电阻相比，在数量上相当，故接地线上的电压降几乎为相电压220V的一半，这一电压超过了人体能够承受的安全电压，使接触设备金属外壳的人体上流过的电流超过安全限度，从而导致触电危险。 接零保护：室内交流配线采用如图2(a)接法。图中“火线”上接有保险丝，负载电流经“火线”至负载再经“零线”返回，还有一根线是安全“地线”。该地线与设备机壳相连并与“零线”连接于一点。因而，地线上平时没有电流，所以没有电压降，与之相连的机壳都是地电位。只有发生故障，即绝缘被击穿时，安全地线上才会有电流。但该电流是瞬时的，因为保险丝或电流断路器在发生故障时会立即将电路切断。 ;防雷接地 防雷接地是将建筑物等设施和用电设备的外壳与大地连接，将雷电电流引入大地，从而保护设施、设备和人身的安全，使之避免雷击，同时消除雷击电流窜入信号接地系统，以避免影响用电设备的正常工作。 安全接地的有效性 安全接地的质量好坏，关系到人身安全和设施安全，因此，必须检验安全接地的有效性。接地的目的是为了使设备与大地有一条低阻抗的电流通路，因此，接地电阻的阻值越小越好。接地电阻与接地装