“吐血整理”--電磁兼容接地設計集錦
發布時間:2015-02-17 責任編輯:wenwei
【導讀】電子、電氣產品電磁兼容性設計的目的,是使產品在預期的電磁環境中能正常工作、無wu性xing能neng降jiang低di或huo故gu障zhang,並bing具ju有you對dui電dian磁ci環huan境jing中zhong的de任ren何he事shi物wu不bu構gou成cheng電dian磁ci騷sao擾rao的de能neng力li。接jie地di設she計ji是shi實shi現xian電dian磁ci兼jian容rong的de一yi個ge重zhong要yao方fang法fa。往wang往wang也ye是shi難nan度du最zui大da的de一yi項xiang設she計ji。本文介紹了接地設計的目的,方法,以及接地係統的結構和應該注意的幾個問題。
1 引言
電子、電氣產品電磁兼容性設計的目的,是使產品在預期的電磁環境中能正常工作、無(wu)性(xing)能(neng)降(jiang)低(di)或(huo)故(gu)障(zhang),並(bing)具(ju)有(you)對(dui)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)任(ren)何(he)事(shi)物(wu)不(bu)構(gou)成(cheng)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)能(neng)力(li)。電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)設(she)計(ji)的(de)基(ji)本(ben)方(fang)法(fa)是(shi)指(zhi)標(biao)分(fen)配(pei)和(he)功(gong)能(neng)分(fen)塊(kuai)設(she)計(ji)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),首(shou)先(xian)要(yao)根(gen)據(ju)有(you)關(guan)標(biao)準(zhun)和(he)規(gui)範(fan),把(ba)整(zheng)個(ge)產(chan)品(pin)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu),細(xi)分(fen)成(cheng)產(chan)品(pin)級(ji)的(de)、模塊級的、電路級的、元器件級的指標要求;ranhou,anzhaogejiyaoshixiandegongnengyaoqiuhediancijianrongxingzhibiaoyaoqiu,zhujijinxingsheji,caiquyidingdefanghucuoshideng。jingyanzhengming,ruguozaichanpinkaifajieduanjiejuejianrongxingwentisuoxufeiyongwei1,那麼,等到定型後再想辦法解決,費用將增加10倍;若到批量生產後再解決,費用將增加100倍;若到用戶發現問題後才解決,費用可能到達1000倍。這就是說如果在產品的開發階段,同時進行電磁兼容性設計,就可以把80%—90%的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)問(wen)題(ti)解(jie)決(jue)在(zai)產(chan)品(pin)定(ding)型(xing)之(zhi)前(qian)。那(na)種(zhong)不(bu)顧(gu)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing),隻(zhi)按(an)常(chang)規(gui)進(jin)行(xing)產(chan)品(pin)設(she)計(ji),然(ran)後(hou)對(dui)樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)技(ji)術(shu)測(ce)試(shi),發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)再(zai)進(jin)行(xing)補(bu)救(jiu)的(de)做(zuo)法(fa),非(fei)但(dan)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)會(hui)造(zao)成(cheng)很(hen)大(da)問(wen)題(ti),而(er)且(qie)還(hai)會(hui)造(zao)成(cheng)人(ren)力(li)、財力的極大浪費,這是—種非常冒險的做法。
suoyi,duiyurenheyizhongchanpin,jinzaojinxingdiancijianrongxingshejidoushifeichangbiyaode。jinxingdiancijianrongshejishi。yaoyouxiaodiyizhidiancisaorao,bixuzongheshiyongjiedi、屏蔽、lvbodengcuoshi。jingdianpingbidebiyaotiaojianshipingbitijiedi。weiletongshipingbicichanghegaopindianchang,dangran,yeyingjiangpingbitijiedi。erdiancipingbizeshiyongpingbitizuzhidiancibozaikongjianchuanbodeyizhongcuoshi,weilebimianyindianciganyingyinqipingbixiaonengxiajiang,pingbitiyeyingjiedi。tongshi,weilebimiandidianyazaipingbitineizaochengganrao,haiyingdangdandianjiedi。pingbi電纜是shi在zai絕jue緣yuan導dao線xian外wai麵mian再zai包bao一yi層ceng金jin屬shu薄bo膜mo,即ji屏ping蔽bi層ceng。屏ping蔽bi層ceng的de屏ping蔽bi效xiao能neng主zhu要yao不bu是shi因yin反fan射she和he吸xi收shou所suo得de到dao的de,而er是shi由you屏ping蔽bi層ceng接jie地di所suo產chan生sheng的de。也ye就jiu是shi說shuo,屏ping蔽bi電dian纜lan的de屏ping蔽bi層ceng隻zhi有you在zai接jie地di以yi後hou才cai能neng起qi到dao屏ping蔽bi作zuo用yong。例li如ru,騷sao擾rao源yuan電dian路lu的de導dao線xian對dui敏min感gan電dian路lu的de單dan芯xin屏ping蔽bi線xian的de騷sao擾rao,是shi通tong過guo騷sao擾rao源yuan導dao線xian與yu單dan芯xin屏ping蔽bi線xian屏ping蔽bi層ceng間jian的de耦ou合he電dian容rong,以yi及ji屏ping蔽bi層ceng與yu芯xin線xian間jian的de耦ou合he電dian容rong實shi現xian的de。如ru果guo把ba屏ping蔽bi層ceng接jie地di,則ze騷sao擾rao被bei短duan路lu至zhi地di,不bu能neng再zai耦ou合he到dao芯xin線xian上shang,屏ping蔽bi層ceng起qi到dao了le屏ping蔽bi作zuo用yong。但dan電dian纜lan用yong於yu磁ci場chang屏ping蔽bi時shi則ze要yao求qiu屏ping蔽bi層ceng兩liang端duan接jie地di。
對於低頻電路,可單端接地,例如,不接地的信號源通過電纜與公共端接地的放大器相連,則電纜屏蔽層應接在該公共端;當信號源公共端接地,放大器不接地時,屏蔽層應接信號源公共端。對於高頻電路,應雙端接地,而且當電纜長於1/20波長時,應每隔1/10波長距離接一次地。屏蔽層接地的方法是使屏蔽層與連接器屏蔽外殼呈360度良好焊接,避免“辮接”;電纜芯線和連接器插針或插孔焊接;同時,將連線器屏蔽外殼與屏蔽機殼嚴密相連,使屏蔽電纜成為屏蔽機箱的延伸,才能取得良好的屏蔽效果。
由此可見,屏蔽與接地是有密切關係的。我們知道,電磁騷擾入侵屏蔽體的主要途徑是I/O接口和電源線輸入口。實際上,屏蔽體內部的電磁騷擾可以耦合到連接I/O接口的導線或電纜以及電源線上,並產生騷擾電流,傳導到屏蔽體外,造成傳導騷擾和輻射騷擾;同樣,外界電磁騷擾也可以通過連接到I/O接(jie)口(kou)的(de)導(dao)線(xian)或(huo)電(dian)纜(lan)以(yi)及(ji)電(dian)源(yuan)線(xian)傳(chuan)導(dao)進(jin)入(ru)屏(ping)蔽(bi)體(ti),或(huo)通(tong)過(guo)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)產(chan)生(sheng)騷(sao)擾(rao)電(dian)流(liu)進(jin)入(ru)屏(ping)蔽(bi)體(ti),同(tong)時(shi)又(you)對(dui)屏(ping)蔽(bi)體(ti)內(nei)造(zao)成(cheng)輻(fu)射(she)騷(sao)擾(rao)。為(wei)了(le)抑(yi)製(zhi)騷(sao)擾(rao)電(dian)流(liu)流(liu)入(ru)或(huo)流(liu)出(chu),位(wei)屏(ping)蔽(bi)體(ti)保(bao)持(chi)較(jiao)高(gao)的(de)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)能(neng),可(ke)以(yi)在(zai)I/O接口和電源線輸入口分別采用濾波器連接器或饋通濾波器。
此ci外wai,屏ping蔽bi體ti上shang安an裝zhuang的de蜂feng窩wo狀zhuang通tong風feng板ban是shi由you截jie止zhi波bo導dao管guan組zu成cheng的de高gao通tong濾lv波bo器qi,當dang麵mian板ban上shang需xu要yao穿chuan過guo可ke調tiao器qi件jian的de非fei金jin屬shu軸zhou杆gan時shi,也ye可ke以yi將jiang軸zhou杆gan穿chuan過guo截jie止zhi波bo導dao管guan。用yong導dao電dian玻bo璃li製zhi成cheng的de屏ping蔽bi視shi窗chuang,實shi質zhi上shang也ye是shi高gao通tong濾lv波bo器qi。由you此ci可ke見jian,為wei了le保bao證zheng屏ping蔽bi效xiao能neng,屏ping蔽bi與yu濾lv波bo是shi密mi切qie相xiang關guan的de。除chu了le特te別bie說shuo明ming允yun許xu不bu接jie地di的de濾lv波bo器qi外wai,各ge類lei濾lv波bo器qi都dou必bi須xu接jie地di。因yin為wei濾lv波bo器qi中zhong的de共gong模mo旁pang路lu電dian容rong隻zhi在zai接jie地di時shi才cai能neng有you作zuo用yong。特te別bie是shiлxinglvboqi,dangjiedibuliangshi,dengyujiangdianronghedianganbinglian,wanquanshiqulelvbozuoyong。ciwai,anzhuanglvboqishi,haiyingjiezhuyupingbi,jiangshuruduanheshuchuduanwanquangeli,cainengfahuilvboqideyizhizuoyong。suoyilvboyujiedi、屏ping蔽bi都dou有you密mi切qie的de關guan係xi。產chan品pin的de電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji從cong表biao麵mian上shang看kan好hao象xiang很hen複fu雜za,不bu知zhi從cong何he下xia手shou。但dan如ru果guo能neng注zhu意yi以yi上shang幾ji個ge問wen題ti,正zheng確que運yun用yong防fang護hu措cuo施shi,任ren何he複fu雜za的de電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji難nan題ti都dou是shi可ke以yi迎ying刃ren而er解jie的de。
地線設計是最重要的設計,往往也是難度最大的一項設計。“地線”可以定義為信號流回源的低阻抗路徑,它可以是專用的回線,也可以是接地平麵,有時也可以采用產品的金屬外殼。理想的“地” 應是零電阻的實體,各接地點之間沒有電位差。但在實際產品內,這種“地”是不存在的,任何“地”或“地線”jiyoudianzuyouyoudianrao,dangyoudianliutongguoshi,biranchanshengyajiang,shidixianshangdedianweirutongdahaizhongdebolangyiyang,ciqibifu,bingfeichushilingdianwei,lianggebutongdejiedidianzhijianjiucunzaididianya。yinci,dangdianluduodianjiedi、並bing且qie電dian路lu間jian有you信xin號hao聯lian係xi時shi,就jiu將jiang構gou成cheng地di環huan路lu幹gan擾rao電dian壓ya,並bing在zai信xin號hao連lian線xian中zhong產chan生sheng共gong模mo電dian流liu,疊die加jia在zai有you用yong信xin號hao上shang一yi起qi加jia到dao負fu載zai端duan,由you於yu電dian路lu的de不bu平ping衡heng性xing,每mei根gen連lian線xian上shang的de電dian流liu不bu同tong,還hai會hui轉zhuan換huan成cheng差cha模mo幹gan擾rao電dian壓ya,對dui電dian路lu造zao成cheng幹gan擾rao。為wei了le減jian小xiao地di環huan路lu幹gan擾rao,一yi般ban可ke采cai用yong切qie斷duan地di環huan路lu的de方fang法fa。例li如ru,將jiang一yi則ze電dian路lu板ban的de信xin號hao地di線xian與yu機ji殼ke地di絕jue緣yuan,形xing成cheng浮fu地di。但dan這zhe樣yang做zuo僅jin在zai低di頻pin時shi有you效xiao,當dang頻pin率lv較jiao高gao時shi,電dian路lu板ban與yu機ji殼ke之zhi間jian的de分fen布bu電dian容rong仍reng有you可ke能neng構gou成cheng地di環huan路lu。
ciwai,keyiyongpinghengdianludaitibupinghengdianlu,shidianlujianxinhaolianxianshangdegongmodianliuxiangdeng,erbuhuizhuanhuanchengchamoganraodianya。yekeyizailianggedianluzhijiancharugelibianyaqi、共gong模mo扼e流liu圈quan或huo光guang電dian耦ou合he器qi等deng,均jun可ke取qu得de一yi定ding效xiao果guo。目mu前qian流liu行xing的de方fang法fa是shi在zai屏ping蔽bi機ji殼ke上shang安an裝zhuang濾lv波bo器qi連lian接jie器qi,由you於yu它ta的de每mei根gen插cha針zhen或huo每mei個ge插cha紮zha上shang都dou裝zhuang有you一yi個ge低di通tong濾lv波bo器qi,可ke以yi有you效xiao地di濾lv除chu因yin地di環huan路lu幹gan擾rao引yin起qi的de高gao頻pin共gong模mo電dian流liu。此ci外wai,在zai兩liang個ge電dian路lu之zhi間jian的de連lian線xian或huo電dian纜lan上shang套tao以yi鐵tie氧yang體ti磁ci環huan,也ye可ke以yi有you效xiao地di濾lv除chu高gao頻pin共gong模mo幹gan擾rao。大da型xing複fu雜za的de產chan品pin中zhong往wang往wang包bao含han多duo種zhong電dian子zi電dian路lu以yi及ji各ge種zhong電dian機ji、電器等騷擾源,這時地線設計需按以下步驟進行:首先,分析產品內各電路單元的工作電平、信號類型等騷擾特性和抗騷擾能力;其次,將地線分類,例如分為信號地線、騷擾源地線、機殼地線等,信號地線還可分為模擬地線和數字地線等;最後,畫出總體布局圖和地線係統圖。
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2 接地設計的理由和目的
要求接地的理由很多,下麵列出幾種:
(1)安全接地:使用交流電的設備必須通過黃綠色安全地線接地,否則當設備內的電源與機殼之間的絕緣電阻變小時,會導致電擊傷害。
(2)雷電接地:設施的雷電保護係統是一個獨立的係統,由避雷針、下(xia)導(dao)體(ti)和(he)與(yu)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)相(xiang)連(lian)的(de)接(jie)頭(tou)組(zu)成(cheng)。該(gai)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)與(yu)用(yong)做(zuo)電(dian)源(yuan)參(can)考(kao)地(di)及(ji)黃(huang)綠(lv)色(se)安(an)全(quan)地(di)線(xian)的(de)接(jie)地(di)是(shi)共(gong)用(yong)的(de)。雷(lei)電(dian)放(fang)電(dian)接(jie)地(di)僅(jin)對(dui)設(she)施(shi)而(er)言(yan),設(she)備(bei)沒(mei)有(you)這(zhe)個(ge)要(yao)求(qiu)。
(3)電磁兼容接地:出於電磁兼容設計而要求的接地,包括:
屏蔽接地:為了防止電路之間由於寄生電容產生相互幹擾、電路輻射電場或對外界電場敏感,必須進行隔離和屏蔽,這些隔離和屏蔽的金屬必須接地。
濾波器接地:濾波器中一般都包含信號線或電源線到地的旁路電容,當濾波器不接地時,這些電容就處於懸浮狀態,起不到旁路的作用。
噪聲和幹擾抑製:對內部噪聲和外部幹擾的控製需要設備或係統上的許多點與地相連,從而為幹擾信號提供“最低阻抗”通道。
電路參考:電路之間信號要正確傳輸,必須有一個公共電位參考點,這個公共電位參考點就是地。因此所有互相連接的電路必須接地。
以yi上shang所suo有you理li由you形xing成cheng了le接jie地di的de綜zong合he要yao求qiu。但dan是shi,一yi般ban在zai設she計ji要yao求qiu時shi僅jin明ming確que安an全quan和he雷lei電dian防fang護hu接jie地di的de要yao求qiu,其qi它ta均jun隱yin含han在zai用yong戶hu對dui係xi統tong或huo設she備bei的de電dian磁ci兼jian容rong要yao求qiu中zhong。
接地是電子設備的一個很重要問題。接地目的有三個:
(1)地使整個電路係統中的所有單元電路都有一個公共的參;零電位,保證電路係統能穩定的工作。
(2)防止外界電磁場的幹擾。機殼接地可以使得由於靜電感丈而積累在機殼上的大量電荷通過大地泄放,否則這些電荷形成的尹 壓可能引起設各內部的火花放電而造成幹擾。另外,對於電路的差 蔽體,若選擇合適的接地,也可獲得良好的屏蔽效果。
(3)保證安全工作。當發生直接雷電的電磁感應時,可避免子設備的毀壞;當工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原仁 直接與機殼相通時,可避免操作人員的觸電事故發生。此外,很多 醫療設備都與病人的人體直接相連,當機殼帶有110V或220Vmuyashi,jiangfashengzhiyimingweixian。yinci,jiedishiyizhizaoshengfangzhiganraodezhuyaofangfa。jiedikeyilijielongyigedengdianweidianhuodengdianweimian,shidianluhuoxitongdejizhundianwei,danbuyidingshidadidianwei。weilefangzhileijikenengzaochengdesunhuaihegongzuorenyuanderenshenanquan 電子設備的機殼和機房的金屬構件等,必須與大地相連接,而且摻 地電阻一般要很小,不能超過規定值。
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3 接地的幾種方法
接地的方法很多,具體使用那一種方法取決於係統的結構和功能。“接地”的概念首次應用在電話的設計開發中。從1881nianchukaishicaiyongdangendianlanweixinhaotongdao,dadiweigonggonghuilu。zhejiushidiyigejiediwenti。danshiyongdadizuoweixinhaohuiluhuidaozhidihuiluzhongdeguoliangzaoshenghedaqiganrao。weilejiejuezhegewenti,zengjialexinhaohuiluxian。xianzaicunzaidexuduojiedifangfadoushilaiyuanyuguoquchenggongdejingyan,dianludejiedifangshijibenshangyousilei,jixuanfudi、單點接地、多點接 地和混合接地。
3.1 單點接地
如圖1所(suo)示(shi),單(dan)點(dian)接(jie)地(di)是(shi)為(wei)許(xu)多(duo)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)公(gong)共(gong)電(dian)位(wei)參(can)考(kao)點(dian)的(de)方(fang)法(fa),這(zhe)樣(yang)信(xin)號(hao)就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)傳(chuan)輸(shu)。若(ruo)沒(mei)有(you)公(gong)共(gong)參(can)考(kao)點(dian),就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)錯(cuo)誤(wu)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)。單(dan)點(dian)接(jie)地(di)要(yao)求(qiu)每(mei)個(ge)電(dian)路(lu)隻(zhi)接(jie)地(di)一(yi)次(ci),並(bing)且(qie)接(jie)在(zai)同(tong)一(yi)點(dian)。該(gai)點(dian)常(chang)常(chang)以(yi)地(di)球(qiu)為(wei)參(can)考(kao)。隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)參(can)考(kao)點(dian),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)相(xiang)信(xin)沒(mei)有(you)地(di)回(hui)路(lu)存(cun)在(zai),因(yin)而(er)也(ye)就(jiu)沒(mei)有(you)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)。但(dan)地(di)線(xian)太(tai)長(chang),地(di)線(xian)會(hui)成(cheng)為(wei)天(tian)線(xian)向(xiang)外(wai)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao),頻(pin)率(lv)升(sheng)高(gao)也(ye)會(hui)加(jia)大(da)導(dao)線(xian)間(jian)的(de)幹(gan)擾(rao),因(yin)此(ci)隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)低(di)頻(pin)電(dian)路(lu),地(di)線(xian)的(de)長(chang)度(du)不(bu)應(ying)該(gai)超(chao)過(guo)地(di)線(xian)中(zhong)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)波(bo)長(chang)的(de)1/20。

圖1 單點和星形接地
3.2 多點接地
如圖2suoshi,congtuzhongkeyikanchu,shebeineidianludouyijikeweicankaodian,ergegeshebeidejikeyoudouyidiweicankaodian。zhezhongjiedijiegounenggoutigongjiaodidejiedizukang,zheshiyinweiduodianjiedishi,meitiaodixiankeyihenduanbingqieduogendaoxianbingliannenggoujiangdijiedidaotidezongdiangan。zaishuzidianluhegaopindaxinhaodianluzhongbixushiyongduodianjiedi。bingqieyaoqiumeigenjiedixiandechangduxiaoyuxinhaobochangde1/20。

圖2 多點接地
3.3 混合接地
hunhejiedibaohanledandianjiediheduodianjiedidetexing。duiyuzhiliu,dianrongshikailude,dianlushidandianjiedi,duiyushepin,dianrongshidaotongde,dianlushiduodianjiedi。dianzishebeidehunhejiedi,tongchangbadixianfenweiliangdalei:電(dian)源(yuan)地(di)和(he)信(xin)號(hao)地(di)。設(she)備(bei)中(zhong)各(ge)部(bu)分(fen)的(de)電(dian)源(yuan)地(di)線(xian)都(dou)接(jie)到(dao)電(dian)源(yuan)總(zong)地(di)線(xian)上(shang),所(suo)有(you)信(xin)號(hao)地(di)都(dou)接(jie)到(dao)信(xin)號(hao)總(zong)地(di)線(xian)上(shang)。兩(liang)根(gen)總(zong)地(di)線(xian)最(zui)後(hou)彙(hui)總(zong)到(dao)公(gong)共(gong)的(de)參(can)考(kao)地(di)接(jie)地(di)。例(li)如(ru),係(xi)統(tong)內(nei)的(de)電(dian)源(yuan)需(xu)要(yao)單(dan)點(dian)接(jie)地(di),而(er)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)又(you)要(yao)求(qiu)多(duo)點(dian)接(jie)地(di),這(zhe)時(shi)就(jiu)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)圖(tu)3所示的混合接地。

圖3 混合接地
3.4 懸浮地
懸(xuan)浮(fu)地(di)是(shi)指(zhi)設(she)備(bei)的(de)地(di)線(xian)在(zai)電(dian)氣(qi)上(shang)與(yu)參(can)考(kao)地(di)及(ji)其(qi)他(ta)導(dao)體(ti)相(xiang)絕(jue)緣(yuan)。有(you)時(shi)為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)機(ji)箱(xiang)上(shang)的(de)騷(sao)擾(rao)電(dian)流(liu)直(zhi)接(jie)耦(ou)合(he)到(dao)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu),也(ye)有(you)意(yi)使(shi)信(xin)號(hao)地(di)與(yu)機(ji)箱(xiang)絕(jue)緣(yuan)。這(zhe)比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)靜(jing)電(dian)積(ji)累(lei)和(he)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian),因(yin)此(ci)不(bu)宜(yi)用(yong)於(yu)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)和(he)一(yi)般(ban)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)
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4 係統接地的結構組成
這裏將以智能建築的綜合布線係統為例子來介紹係統接地的結構。根據接地和接線要求的規定:係統接地的結構包括接地線,接地母線(層接地端子)、接地幹線、主接地母線(總接地端子)、接地引入線、接地體六部分。在進行係統接地的設計時,可按上述6個要素分層次地進行設計。
4.1 接地線
接地線是指布線係統各種設備與接地母線之間的連線。所有接地線均為銅質絕緣導線,其截麵應不小於4pingfanghaomi。dangbuxianxitongcaiyongpingbidianlanbuxianshi,xinxichazuodejiedikeliyongdianlanpingbicengzuoweijiedixianlianzhimeicengdepeixiangui。ruodianlancaiyongchuangangguanhuojinshuxianzaofusheshi,gangguanhuojinshuxianzaoyingbaochilianxudedianqilianjie,bingyingzailiangduanjuyoulianghaodejiedi。
4.2 接地母線 (層接地端子)
接jie地di母mu線xian是shi水shui平ping布bu線xian於yu係xi統tong接jie地di線xian的de公gong用yong中zhong心xin連lian接jie點dian。每mei一yi樓lou層ceng配pei線xian櫃gui與yu本ben樓lou層ceng接jie地di母mu線xian相xiang焊han接jie,還hai必bi須xu與yu接jie地di母mu線xian同tong一yi配pei線xian間jian的de所suo有you綜zong合he布bu線xian用yong的de金jin屬shu架jia及ji接jie地di幹gan線xian均jun應ying與yu該gai接jie地di母mu線xian相xiang焊han接jie。接jie地di母mu線xian均jun應ying為wei銅tong母mu線xian,其qi最zui的de小xiao尺chi寸cun應ying為wei6mm厚×50mm寬kuan,接jie線xian長chang度du視shi工gong程cheng實shi際ji需xu要yao來lai確que定ding。接jie地di母mu線xian應ying盡jin量liang采cai用yong電dian鍍du錫xi以yi減jian小xiao接jie觸chu電dian阻zu,如ru不bu是shi電dian鍍du,則ze在zai將jiang導dao線xian固gu定ding到dao母mu線xian之zhi前qian,須xu對dui母mu線xian進jin行xing清qing理li。
4.3 接地幹線
接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)是(shi)由(you)總(zong)接(jie)地(di)母(mu)線(xian)引(yin)出(chu),連(lian)接(jie)所(suo)有(you)接(jie)地(di)母(mu)線(xian)的(de)接(jie)地(di)導(dao)線(xian)。在(zai)進(jin)行(xing)接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)的(de)設(she)計(ji)時(shi),應(ying)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi),建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)大(da)小(xiao)以(yi)及(ji)綜(zong)合(he)布(bu)線(xian)的(de)路(lu)由(you)與(yu)空(kong)間(jian)配(pei)置(zhi),並(bing)與(yu)綜(zong)合(he)布(bu)線(xian)電(dian)纜(lan)幹(gan)線(xian)的(de)敷(fu)設(she)相(xiang)協(xie)調(tiao)。接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)應(ying)安(an)裝(zhuang)在(zai)不(bu)受(shou)物(wu)理(li)和(he)機(ji)械(xie)損(sun)傷(shang)的(de)保(bao)護(hu)處(chu),建(jian)築(zhu)物(wu)內(nei)的(de)水(shui)管(guan)及(ji)金(jin)屬(shu)電(dian)纜(lan)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)不(bu)能(neng)作(zuo)為(wei)接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)使(shi)用(yong)。當(dang)建(jian)築(zhu)物(wu)中(zhong)使(shi)用(yong)兩(liang)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)垂(chui)直(zhi)接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)時(shi),垂(chui)直(zhi)接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)之(zhi)間(jian)每(mei)隔(ge)三(san)層(ceng)及(ji)頂(ding)層(ceng)需(xu)用(yong)與(yu)接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)等(deng)截(jie)麵(mian)的(de)絕(jue)緣(yuan)導(dao)線(xian)相(xiang)焊(han)接(jie)。接(jie)地(di)幹(gan)線(xian)應(ying)為(wei)絕(jue)緣(yuan)銅(tong)芯(xin)導(dao)線(xian),最(zui)小(xiao)截(jie)麵(mian)應(ying)不(bu)小(xiao)於(yu)16平方毫米。當在接地幹線上,其接地電位差大於1Vrm@S(有效值)時,樓層配線間應單獨用接地幹線接至主接地母線。
4.4 主接地母線 (總接地端子)
一yi般ban情qing況kuang下xia,每mei棟dong建jian築zhu物wu有you一yi個ge主zhu接jie地di母mu線xian。主zhu接jie地di母mu線xian作zuo為wei綜zong合he布bu線xian接jie地di係xi統tong中zhong接jie地di幹gan線xian及ji設she備bei接jie地di線xian的de轉zhuan接jie點dian,其qi理li想xiang位wei置zhi宜yi設she於yu外wai線xian引yin入ru間jian或huo建jian築zhu配pei線xian間jian。主zhu接jie地di母mu線xian應ying布bu置zhi在zai直zhi線xian路lu徑jing上shang,同tong時shi考kao慮lv從cong保bao護hu器qi到dao主zhu接jie地di母mu線xian的de焊han接jie導dao線xian不bu宣xuan過guo長chang。接jie地di引yin入ru線xian、接地幹線、直流配電屏接地線、外wai線xian引yin入ru間jian的de所suo有you接jie地di線xian,以yi及ji與yu主zhu接jie地di母mu線xian同tong一yi配pei線xian間jian的de所suo有you綜zong合he布bu線xian用yong的de金jin屬shu架jia均jun應ying與yu主zhu接jie地di母mu線xian良liang好hao焊han接jie。當dang外wai線xian引yin入ru電dian纜lan配pei有you屏ping蔽bi或huo穿chuan金jin屬shu保bao護hu管guan時shi,此ci屏ping蔽bi和he金jin屬shu管guan也ye應ying焊han接jie至zhi主zhu接jie地di母mu線xian。主zhu接jie地di母mu線xian應ying采cai用yong銅tong母mu線xian,其qi最zui小xiao截jie麵mian尺chi寸cun為wei6mm厚X100mmkuan,changdukeshigongchengshijixuyaoerding。hejiedimuxianxiangtong,zhujiedimuxianyeyingjinliangcaiyongdianduxiyijianxiaojiechudianzu。rubushidiandu,zezhujiedimuxianzaigudingdaodaoxianqianbixujinxingqingli。
4.5 接地引入線
接地引入線指主接地母線與接地體之間的連接線,宜采用40mm寬×4mm厚或50mm×5mm的鍍鋅扁鋼。接地引入線應作絕緣防腐處理,在其出土部位 應有防機械損傷措施,且不宜與暖氣管道同溝布放。
4.6 接地體
接地體分自然接地體和人工接地體兩種。當綜合布線采用單獨接地係統時,接地體一般采用人工接地體,並應滿足以下條件: 距離工頻低壓交流供電係統的接地體不宣小於10m;距離建築物防雷係統的接地體不應小於2mm; 接地電阻不應大於40Ω。當綜合布線采用聯合接地係統時,接地體一般利用建築物基礎內鋼筋網作為自然接地體,其接地電阻應小於1Ω。在實際應用中通常采用聯合接地係統,這是因為與前者相比,聯合接地方式具有以下幾個顯著的優點:當dang建jian築zhu物wu遭zao受shou雷lei擊ji時shi,樓lou層ceng內nei各ge點dian電dian位wei分fen布bu比bi較jiao均jun勻yun,工gong作zuo人ren員yuan及ji設she備bei的de安an全quan能neng得de到dao較jiao好hao的de保bao障zhang。同tong時shi,大da樓lou的de框kuang架jia結jie構gou對dui中zhong波bo電dian磁ci場chang能neng提ti供gong10~40dB的屏蔽效果;容易獲得較小的接地電阻; 可以節約金屬材料,占地少。
5 進行係統的接地設計應注意的幾個問題
仍以智能建築的綜合布線係統為例子來介紹接地設計應注意的問題。 綜合布線係統采用屏蔽措施時,所有屏蔽層應保持連續性,並應注意保證導線間相對位置不變。屏蔽層的配線設備(FD或BD)端應接地,用戶(終端設備)端視具體情況宜接地,兩端的接地應盡量連接至同一接地體。當接地係統中存在兩個不同的接地體時,其接地電位差應不大於1Vr.m.s(有效值)。
當電纜從建築物外麵進入建築物內部容易受到雷擊、電源碰地、電源感應電勢或地電勢上浮等外界因素的影響時,必須采用保護。如:雷擊引起的危險影響;工作電壓超過250V的電源線路碰地;地電勢上升到250V以上而引起的電源故障;交流50HZ感應電壓超過250V。
zonghebuxianxitongdeguoyabaohuyixuanyongqitifangdianguanbaohuqi。yinweiqitifangdianguanbaohuqidetaociwaikeneimifengyoulianggedianji,qijianyoufangdianjianxi,bingchongyousuixingqiti。danglianggedianjizhijiandedianweichachaoguo250V交流電源或700V雷電壓時,氣體放電管開始出現電弧,為導體和地電極之間提供了一條導電通路。
綜(zong)合(he)布(bu)線(xian)係(xi)統(tong)的(de)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)宜(yi)選(xuan)用(yong)能(neng)夠(gou)自(zi)複(fu)的(de)保(bao)護(hu)器(qi)。由(you)於(yu)電(dian)纜(lan)上(shang)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)這(zhe)樣(yang)或(huo)那(na)樣(yang)的(de)電(dian)壓(ya),如(ru)果(guo)連(lian)接(jie)設(she)備(bei)為(wei)其(qi)提(ti)供(gong)了(le)對(dui)地(di)的(de)低(di)阻(zu)通(tong)路(lu),則(ze)不(bu)足(zu)以(yi)使(shi)過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)器(qi)動(dong)作(zuo),而(er)其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)流(liu)卻(que)可(ke)能(neng)損(sun)壞(huai)設(she)備(bei)或(huo)引(yin)起(qi)著(zhe)火(huo)。例(li)如(ru):220V電力 線(xian)可(ke)能(neng)不(bu)足(zu)以(yi)使(shi)過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)器(qi)放(fang)電(dian),但(dan)有(you)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)大(da)電(dian)流(liu)進(jin)入(ru)設(she)備(bei)內(nei)部(bu)造(zao)成(cheng)破(po)壞(huai),因(yin)此(ci)在(zai)采(cai)用(yong)過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)的(de)同(tong)時(shi)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)。要(yao)求(qiu)采(cai)用(yong)能(neng)自(zi)複(fu)的(de)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)器(qi),主(zhu)要(yao)是(shi)為(wei)了(le)方(fang)便(bian)維(wei)護(hu)。
zongzhi,suizhekexuejishudebuduanfazhan,renmenbijiangduiqidiancijianrongtichugengweiyangedeyaoqiu。duiyuguangdagongchengjishurenyuaneryan,tigaojiedixitongdewendingxinghekekaoxingyigaishanxitongdediancijianrongxingnengjiangshiyixiangchangqierjianjuderenwu。
參考文獻:
【1】工業與民用電力裝置的接地設計規範(試行)(GBJ64-83)。
【2】電力設備接地設計技術規程(DJ8-79)。
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