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電磁兼容設計中有哪些接地技術?

作者: 時間:2019-04-01 來源:網絡 收藏

為防止工頻和其它雜散電流在信號地線上產生干擾,信號地線應與功率地線和機殼地線相絕緣。且只在功率地、機殼地和接往大地的線的安全螺栓上相連(浮地式除外)。

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201904/399077.htm

地線的長度與截面的關系為:

S>0.83L (1)

式中:L——地線的長度,m;

S——地線的截面,mm2。

3.2 多點

工作頻率高(>30MHz)的采用多點接地式(即在該電路系統中,用一塊接地平板代替電路中每部分各自的地回路)。因為接地引線的感抗與頻率和長度成正比,工作頻率高時將增加共地阻抗,從而將增大共地阻抗產生的電磁干擾,所以要求地線的長度盡量短。采用多點接地時,盡量找最接近的低阻值接地面接地。

3.3 混合接地

工作頻率介于1~30MHz的電路采用混合接地式。當接地線的長度小于工作信號波長的1/20時,采用單點接地式,否則采用多點接地式。

3.4 浮地

浮地式即該電路的地與大地無導體連接。其優點是該電路不受大地電性能的影響;其缺點是該電路易受寄生電容的影響,而使該電路的地電位變動和增加了對模擬電路的感應干擾;由于該電路的地與大地無導體連接,易產生靜電積累而導致靜電放電,可能造成靜電擊穿或強烈的干擾。因此,浮地的效果不僅取決于浮地的絕緣電阻的大小,而且取決于浮地的寄生電容的大小和信號的頻率。

4 屏蔽地

4.1 電路的屏蔽罩接地

各種信號源和放大器等易受電磁輻射干擾的電路應設置屏蔽罩。由于信號電路與屏蔽罩之間存在寄生電容,因此要將信號電路地線末端與屏蔽罩相連,以消除寄生電容的影響,并將屏蔽罩接地,以消除共模干擾。

4.2 電纜的屏蔽層接地

4.2.1 低頻電路電纜的屏蔽層接地

低頻電路電纜的屏蔽層接地應采用一點接地的方式,而且屏蔽層接地點應當與電路的接地點一致。對于多層屏蔽電纜,每個屏蔽層應在一點接地,各屏蔽層應相互絕緣。

4.2.2 高頻電路電纜的屏蔽層接地

高頻電路電纜的屏蔽層接地應采用多點接地的方式。當電纜長度大于工作信號波長的0.15倍時,采用工作信號波長的0.15倍的間隔多點接地式。如果不能實現,則至少將屏蔽層兩端接地。

4.3 系統的屏蔽體接地

當整個系統需要抵抗外界電磁干擾,或需要防止系統對外界產生電磁干擾時,應將整個系統屏蔽起來,并將屏蔽體接到系統地上。

5 設備地

一臺設備要實現設計要求,往往含有多種電路,比如低電平的信號電路(如高頻電路、數字電路、模擬電路等)、高電平的功率電路(如供電電路、繼電器電路等)。為了安裝電路板和其它元器件、為了抵抗外界電磁干擾而需要設備具有一定機械強度和屏蔽效能的外殼。典型設備的接地

設備的接地應當注意以下幾點:

●50Hz電源零線應接到安全接地螺栓處,對于獨立的設備,安全接地螺栓設在設備金屬外殼上,并有良好電連接;

●為防止機殼帶電,危及人身安全,不許用電源零線作地線代替機殼地線;

●為防止高電壓、大電流和強功率電路(如供電電路、繼電器電路)對低電平電路(如高頻電路、數字電路、模擬電路等)的干擾,將它們的接地分開。前者為功率地(強電地),后者為信號地(弱電地),而信號地又分為數字地和模擬地,信號地線應與功率地線和機殼地線相絕緣;

●對于信號地線可另設一信號地螺栓(和設備外殼相絕緣),該信號地螺栓與安全接地螺栓的連接有三種方法(取決于接地的效果):一是不連接,而成為浮地式;二是直接連接,而成為單點接地式;三是通過一3μF電容器連接,而成為直流浮地式,交流接地式。其它的接地最后匯聚在安全接地螺栓上(該點應位于交流電源的進線處),然后通過接地線將接地極埋在土壤中。

6 系統

當多個設備組成一個系統時,系統的接地

系統的接地應當注意以下幾點:

●參照設備的接地注意事項;

●設備外殼用設備外殼地線和機柜外殼相連;

●機柜外殼用機柜外殼地線和系統外殼相連;

●對于系統,安全接地螺栓設在系統金屬外殼上,并有良好電連接;

●當系統內機柜、設備過多時,將導致數字地線、模擬地線、功率地線和機柜外殼地線過多。對此,可以考慮鋪設兩條互相并行并和系統外殼絕緣的半環形接地母線,一條為信號地母線,一條為屏蔽地及機柜外殼地母線;系統內各信號地就近接到信號地母線上,系統內各屏蔽地及機柜外殼地就近接到屏蔽地及機柜外殼地母線上;兩條半環形接地母線的中部靠近安全接地螺栓,屏蔽地及機柜外殼地母線接到安全接地螺栓上;信號地母線接到信號地螺栓上;

●當系統用三相電源供電時,由于各負載用電量和用電的不同時性,必然導致三相不平衡,造成三相電源中心點電位偏移,為此將電源零線接到安全接地螺栓上,迫使三相電源中心點電位保持零電位,從而防止三相電源中心點電位偏移所產生的干擾;

●接地極用鍍鋅鋼管,其外直徑不小于50mm,長度不小于2.0m;埋設時,將接地極打入地表層一定深度、并倒入鹽水,一般要求接地電阻小于4Ω,對于移動設備,接地電阻可小于10Ω。

7 結語

為了設備和人身的安全以及電力電子設備正常可靠的工作必須研究接地技術。接地可直接接在大地上或者接在一個作為參考電位的導體上。不合理的接地反而會引入電磁干擾,導致電力電子設備工作不正常。因此,接地技術是中的重要技術之一,應當充分重視對接地技術的研究。


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關鍵詞: 電磁兼容 接地

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