电子设备接地系统.pptVIP

1-1 接地的目的?(低阻抗接地的目的) 1）? 防止雷电放电对设备和人身造成的危害，并作为雷电和瞬态噪音的入地途径； 2）? 为电源电流（中性线）和故障电流提供返回途径； 3）? 防止因机壳内部偶然碰地时引起的电击； 4）? 防止设备静电荷的积累； 5）? 为射频电流提供均匀和稳定的导体，降低和消除机架和机壳上的射频电位； 6）? 使继电保护设备动作，排除接地故障； 7）? 稳定电路的对地电位； 8）? 为数据电路提供逻辑参考点（逻辑地）。 1-2 地的概念 所谓“地”，是指“大地的导电团，其电位在任何一点都等于零”。我国国家标准《信息系统雷电防护术语》的定义为“(1) 导电性的土壤，具有等电位，且任意点的电位可以看成零电位。(2)导电体，如土壤或钢船的外壳，作为电路的返回通道，或作为零电位参考点。(3) 电路中相对于地具有零电位的位置或部分。” 大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此适合作为电气系统中的参考电位体。 接地:一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。 [注：接地的目的是：(a) 使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；(b) 引导入地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）]。 自然接地体:具有兼作接地功能的但不是为此目的而专门设置的各种金属构件、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设备等统称.(最典型的是混凝土基础中的钢筋，它兼有消散电流的作用) 人工接地体: 人为特意在土壤中埋设的有接地功能，可以泄放电流入地的物体（金属导体或石墨等固态物质）。 人工接地体按结构分有单个接地体、多个接地体、网状接地体和板状接地体等； 按埋设方式分有垂直接地体和水平敷设接地体（单一水平接地体、辐射状水平接地体）。 平时，大地被看成是一个电位为0的等电位体（即可用它作为0电位参考点），接地体没有电流流过时，大地和接地体间没有电位差，也即接地体与大地等电位，并等于0。 通俗的讲，接地就是使地面上的金属物体或电气电子设备通过接地体与大地保持等电位的关系（电位最好等于0）。实际上，土壤不是良导体，由于土壤电阻的关系，土壤中有电流时，土壤内会产生电流流动，因此土壤两点间会有电位差，这时地面不再是等电位体。 当流入地中的电流I通过接地体向大地作半球形散开，在距接地体越近的地方电流密度越大，在距接地体越远的地方电流密度越小。这时接地体的电位U和注入电流之比 Rg＝U/I 被定义为接地体的接地电阻。 若注入的电流为直流，便是直流接地电阻，若注入的电流为交流工频电流，便是工频接地电阻，若注入的电流为冲击电流，便是冲击接地电阻。一般用接地电阻测试仪测试的是工频接地电阻。 距半球圆心任意一点的电阻为： R＝р/（2πr） r是距半球圆心任意一点的距离，单位m；R是该点的接地电阻，单位Ω； р是土壤电阻率，它的定义是，每个边长为1m的正方体的土壤，两相对两面间测的电阻，单位是Ω·m。 电气地的位置 散流的半球形球面，在距接地体越近的地方越小，越远的地方越大，半球形散开面积的半径与土壤电阻率有关 ，与接地体流过的电流的大小有关 。所以在距接地体越近的地方电阻越大，而在距接地提越远的地方电阻越小。 一般认为，土壤电阻率为100Ω·m ，雷电流为60kA时，在距单根接地体处 20m 以外的地方，呈半球形的球面已经很大，实际已没有什么电阻存在，不再有什么电压降，电位等于零。电位等于0的地方叫电气地。 若接地体不是单根而为多根组成时，屏蔽系数增大，上述 20m 的距离可能会增大。 图 1中的散流区是指电流通过接地体向大地散流时产生明显电位梯度的土壤范围。“0”地电位是指散流区以外的土壤区域。 在管网密集、电缆纵横的地区或接地极分布很密的地方，很难找到电位等于零的“电气地”。 为了降低接地电阻，往往用多根接地体并联连接而组成多个接地体或接地体组。图3是多个垂直接地体在土壤中的散流情况。由于各处单一接地体埋设的距离往往等于单一接地体长度而远小于20m的两倍，此时，电流流入各单一接地极时，将受到相互的限制，而妨碍电流的流散。换句话说，即等于增加各单一接地体的电阻。这种影响电流散流的现象，称为屏蔽作用。 由于屏蔽作用，接地极组的流散电阻，并不等于各单一接地极流散电阻的并联值。此时，接地极组的流散电阻 Rd = Rd1／(n·η)　　　（1） 式中： Rd1──单一接地极的流散电阻　　　n ──单一接地极的根数　　 η ─