第四章接地选读.ppt

地的分类：构造 接地的要求 1.接地平面应该是零电位，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。 2.理想的接地体应该是零阻抗的实体，电流在接地面流过时不会产生电压降，即各接地点间没有电位差。 3.接地平面应使用低阻抗材料组成，并且与足够的长度、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。用于安装固定设备的接地平面应由整块铜板或是铜网组成。 接地的目的及分类 接地的目的一是防电击，一是去除干扰。可将接地分为两大类： 1.安全接地(Safety Grounds)-保护性接地 (1.1 设备安全接地、1.2 接零保护接地、1.3 防雷接地) 2.信号接地(Signal Grounds)-功能性接地 （2.1 单点接地、2.2 多点接地、2.3 混合接地、2.4 悬浮接地） 安全接地的作用 安全接地： 1.采用低阻抗的导体将设备外壳连接到大地上，使操作人员不至于因为外壳漏电而发生触电危险。 2.将建筑物或设备接大地，防止雷击的危险。 电流对人体的作用 1.1 设备的安全接地 设备安全接地是指接大地，也就是将电气设备的外壳以低阻抗导体连接大地，以避免当高电压直接接触设备机壳，或者避免由于设备内部绝缘损坏造成漏电打火使机壳带电，人员意外接触遭受电击。 1.1 原理分析 1.1 电气设备安全接地举例： 1.1 设备安全接地举例： 1.2 接零保护接地 1.2 接零保护接地 用电设备通常采用220V或380V电源提供电力，设备的金属外壳除了正常的接地之外，还应与电网零线相连接，称之为接零保护。 1.2 接零保护接地 1.发生漏电时，因接地电阻远小于人体电阻，漏电流大部分从接地线流过，但接地电阻与电网中性点接地的电阻相当，故接地线上的电压降几乎为相电压的一半，超过了人体能够承受的安全电压，使接触设备外壳的人体上流过的电流超过安全限度，发生触电。因此，即使外壳良好接地也不一定能保证安全，应该把金属外壳接到供电电网的零线上。 2.发生漏电时，火线与安全地线通过设备外壳直接导通，产生瞬时大电流，促使保险丝熔断或电流断路器动作，从而起到保护作用。 1.3 防雷接地 将建筑物等设施和用电设备的外壳与大地相连，将雷电电流引入大地。从而保护设施、设备和人身安全。使之避免雷击，同时消除雷击电流窜入信号接地系统，避免影响用电设备的正常工作。 1.3 防雷接地 常用器件 压敏电阻： 电压超过一定值时瞬变放电 TVS管：瞬变电压抑制二极管 1.3 防雷接地：通信行业举例 1.3 防雷接地：通信行业举例 1.3 防雷接地：通信行业举例 1.3 防雷接地：通信行业举例 1.3 防雷接地：通信行业举例 1.3 防雷接地：通信行业举例 1.3 防雷接地 1.3 防雷接地 2 信号接地 区别于安全接地，信号接地是为电流提供流回信号源的低阻抗路径。主要是为了保证设备工作状态的稳定及信号的完整性，并可起到抑制电磁干扰的作用。 工程中一般将数字地与模拟地，高频地与低频地等分开来设置，但实际的接地规则相同。 2 信号接地 2 信号接地的分类 2.1 单点接地：传输线效应 2.1 单点接地：传输线效应 2.1 单点接地：串联单点接地 2.1 单点接地：串联单点接地 2.1单点接地：并联单点接地 2.1 单点接地：并联单点接地 优点：各电路的地电压仅与本电路地电流及地阻抗有关，不受其他电路的干扰。 缺点: 1.各电路都与地点直接相连，需要多个导线，这样的结构费料，比较笨重。 2.地线间靠的太近，容易发生电场相互耦合，随着频率的升高会更加严重。 3.因为地线较长，不适用于高频情况。 适用范围:低频系统的多个机柜间的连接方式。 2.1 复合式单点接地 2.1复合式单点接地 典型通信机柜复合式接地结构 思考 以上接地方式均适用于低频系统，那么对高频系统和高、低频混搭系统，该如何设计接地系统呢？ 2.2 多点接地 2.2 多点接地 2.2 多点接地 优点：地线较短，适用于高频情况。 缺点:形成了各种地线回路，造成地回环路干扰，对设备内具有较低频率的电路造成不良影响。 适用范围:适用于各线路均为10M以上高频的系统。 2.3 混合接地 2.3 混合接地 2.4 悬浮接地 2.4 悬浮接地 1.为避免安全接地回路中的干扰电流影响信号接地回路，将两接地系统隔离。 2.一般仅适用于低频时，为防止结构地、安全地中的干扰地电流骚扰信号接地系统。 3.悬浮接地的干扰耦合取决于浮地接地系统与其他接地系统的隔离程度，一般很难做到真正的理想悬浮接地，高频情况下更是。 4.当悬浮接地系统靠近高压设备、线路时，可能堆积静电电荷，引起静电放电，发生触电危险。 3. PCB接地设计 3. PCB接地设计 3. PCB接地设计 线缆接地设计 4、接地问题——地环路 4、