弱电设备的接地解读Word格式.docx

1、（1）大气过电压主要有直接雷击和间接雷击两种，最有效的防护办法是将雷电引入大地，因此需要比较低的接地电阻值。（2）邻近强电流线髓引起的过电压当电信线路接近不对称高压强电线路时，电信线路的每一根导线都有感应过电压的危险。如果感应过电压达到危险值时，应在电信线路两端或受感应的危险段上加装放电器或排流线圈，或者两者共同使用。单独采用排流线圈 L接地来保护电信线路的方法如图3所示。用排流线圈L和放电器共同保护电信线路的方法如图所示。（二）接地电阻的要求随着不同的设备及设备的标准而各不相同，一般可分为以下几种。工作接地的接地电阻（1）电报局、电报增音机和单线工作回路的接地电阻，应根据局内所引入的电报线条

2、数来确定，不应大于表1所列数值。（2）用于双线回路磁石式市话和长途局接地装置的接地电阻不应大于表2所列数值。（3）不用大地作为回路的人工、供电和自动电话局接地装置的接地电阻不应大于表3所列数值。（4）电话局中继线中有一根利用大地作为回路的接地装置的接地电阻不应大于表4所列数值。（5）利用大地作为信号回路的电话交换机的两组接地极并联后的接地电阻不大于表5所列的数值。（6）中继线未利用大地作为回路的长途局及非“导线大地”制远供的增音站中，其工作接地装置的接地电阻：当土壤电阻率小于或等于100m时，不应大于10m；当土壤电阻率大于100m时，不应大于30。如长途局中的中继线，有以大地作为回路的线对时

3、，其工作接地电阻不应大于表6所列数值。当长途局及增音站装设有架空线路“导线大地”制直流远供设备时，其工作接地电阻不应大于表7所列数值。（7）电缆干线在有人站及无人站中的工作接地电阻值要使得其上的电压降不超过12V。当土壤电阻率在100m以内时，工作接地电阻值不应超过10；当土壤电阻率超过100m时，不应超过30。当无人站的土壤电阻率超过100m时，通过无人站的工作接地极的电压降允许不超过36V。在架空明线受供增音站中，工作接地极的最大允许电阻与流经接地极电流IR的关系示于图5。放电器的保护作用主要是将入射波的电压降低到等于放电器和接地装置上的电压降值U。U按下式计算（1）式中：IP一流过放电器

4、的电流 RP一放电器分路电阻 Rd一接地装置电阻 Zc一通信导线波阻抗Un一入射波振幅（2） （3）由式（3）可见，放电器的分路电阻RP与传送电波到放电器上的线路导线的波阻抗ZC的比值越小，放电器的保护作用就越大。一般规定：局内接地装置与火花避雷器连接时，不论土壤电阻率与所引入的导线数为多少，其接地电阻值不应大于。2保护接地的接地电阻（1）直流供电电信设备的接地电阻值不大于15。（2）交流供电或交直流两用电信设备的接地电阻值：当设备的交流单相负荷小于或等于 0.5kVA时，不大于10；大于0.5kVA时，不大于4。（3）程控交换机的接地电阻值不大于5。3电信线路的接地电阻（1）防雷接地电阻接防

5、雷要求采用适当的接地电阻，电缆金属护套或屏蔽层的防雷接地电阻R按下式决定：当100m时，；当100m时，。式中，S为接地间隔，以 km计。架空线最小的防雷接地电阻值为5。（2）防腐蚀接地电阻当地下电缆采用阴极保护时，阴极保护的接地电阻根据电缆所需的排流量、阴极保护设备所在地的土壤电阻率及阴极保护设备功率消耗值综合考虑决定。当采用阳极保护时，阳极接地电阻根据所需电缆种类和长度决定。4共同接地的接地电阻当电信站的接地网，同时又作为外线电缆防止交流电气化铁道干扰影响的终端防干扰接地时，其共同接地的接地电阻值不大于1。当电信站的工作接地、保护接地采用共同接地时，其共同接地电阻值不大于4。（三）接地措施

6、电信设备接地是为了防止外界电压危害人身安全和对设备的损害，抑制电气干扰，保证通信设备正常工作。为了达到这个目的，采取以下具体措施。1确定接地范围电信设备以下部分应予以接地：（l）直流电源、电信设备机架、机壳、人站通信电缆的金属护套或屏蔽层。（2）交流配电屏、整流器屏等供电设备的外露导电部分。（3）直流配电屏的外露导电部分。（4）交直流两用电信设备的机架、机框内与机架、机框不绝缘的供电整流盘的外露导电部分。（5）电缆、架空线路及有关需要接地的部分，如放电器、避雷器、保护间隙等。2交流供电系统的接地制式电信设备一般由低压配电系统供电，现接TN、TT及IT三种接地制式供电的情况与接地关系说明如下：（

7、1）TN系统供电当要求严格限制工频交流电对电信设备的干扰，且电信设备不易做到与站内各种金属构件绝缘时，应采用TNS系统供电；当对干扰要求不太严格时，则采用TNC系统供电。如电信设备的泄漏电流在10mA及以上时，则应采用TNS系统供电。交流配电屏、整流器屏等供电设备的外露导电部分，当不与电信设备在同一机架、机框内时，与PEN线或PE线相连。直流配电屏的外露导电部分，当加固装置将其与交流配电屏、整流器屏的外露导电部分在电气上连通时，也与PEN线或PE线相连，如不接通时，则接到通信接地装置上。交直流两用电信设备的机架、机框内的供电整流盘的外露金属部分，当与机架（框）不绝缘时，接到电信接地装置上。（2

8、）TT系统供电交流配电屏、整流器屏等供电设备的外露导电部分不与电信设备在同一机架、机框内时，均进行接地。直流配电屏的外露导电部分，当加固装置将其与交流配电屏、整流器屏的外露导电部分在电气上连接时也进行接地；如不连接则接到电信接地装置上。交直流两用电信设备的机架、机框内供电整流器盘的外露导电部分，当与机架、机框不绝缘时，接到电信接地装置上。（3）IT系统供电当电信设备的泄漏电流在10mA及以下时，接一般IT系统的方法接地。当电信设备的泄漏电流在10mA以上时，为了避免保护设备误动作，采用双线圈变压器供电，其一次侧接人IT系统，二次侧以TN系统供电，此时供电设备的接地与TN系统相同。3接地方法（1

9、）工作接地常用的人工电话、自动电话、调度电话等的蓄电池正极接地，一般在充放电盘上直接将正极馈电端子与接地线连接，作为设备工作回路所需的工作接地。这种工作接地一般要求单独设置。当同一建筑物内有变压器时，工作接地可与变压器中性点处的接地装置共用，并由变压器中性点或总接地端子处引出专用接地线，不能与PEN线相连。利用大地作为信号回路的电话交换机，设置两组阻值相近的接地，由两回路接地引入线分别引入室内。（2）保护接地将设备的外露导电部分接地。如不采用共同接地，保护接地的接地电阻值要求不超过4。（3）共同接地当电话站有专用交流变压器或位于有专用交流变压器的建筑物内时，其电信接地装置可与该类变压器的中性点

10、的接地装置合用。此时各种需接地的电信设备应设专用PE线引至综合接地极或总接地徘，不能与三相不平衡的TN-C的PEN线相连。高层建筑或其它建筑物内，因地形狭小，电信接地装置与电力防雷等接地装置无法分开到相互不产生影响的距离时，电信接地装置可与建筑物防雷装置以及工频交流系统采用共同接地装置，其接地电阻值不大于l。此时宜采用两根截面不小于25mm2的铜芯绝缘线穿管敷设到共同接地极上。当采用基础钢筋或其它钢质共同接地极时，连接处应有铜铁过渡接头。除上述两种情况下，一般宜将电信接地装置与其它接地装置分开敷设。二、 电子设备的接地电子设备均有交直流电源回路、信号输入及输出回路。这些回路经常处于强电电流、用

11、电设备运行时产生的电弧和火花、无线电波、电晕、磁暴等造成的杂散电磁场内，因而受到干扰。为了减少这种干扰和抑制噪声，保证电子设备稳定可靠地工作，接地是最简单易行的方法。而且电子设备也需要采用接地，也可防止电击。电子设备一般都有下述的几种接地。1信号接地信号接地是用接地的方法为信号回路建立基准电位，以衡量信号的有无、放大倍数的高低和保持信号处于稳定状态。对于单级放大器，如图6所示，将A点接地作为信号的基准点。对于多级放大器，如图7所示，将A点接地，AN面即为等位面，作为该多级放大器的基准面。在数字电路中，“0” 、“1”脉冲的转换，也需要一个基准面作基础。这种以地作为基准面的接地，称为逻辑接地。2

12、功率接地将交、直流电源造成的干扰泄入大地的接地称为功率接地；通过接地，将交、直流电源传导来的信号，包括内部过电压的信号和耦合信号予以消除或抑制。由于电源回路相对于电子回路来说是强功率，所以称为功率接地。电动机和继电器触点所接线路产生的干扰，采用图8的方法予以接地，也是功率接地。滤波器能消除强功率电路造成的干扰，滤波器的接地也属于功率接地，如图9所示。为了防止外来电磁场干扰和与电气回路直接耦合产生的干扰，将电子屏蔽外壳或电子设备内、外的屏蔽线接地称为屏蔽接地，如图10所示。4保护接地为了防止人身电击而设置的接地，与上述电信设备的接地要求相同。电子设备的接地电阻，除特殊要求的电子设备另有规定时，一

13、般将上述各种接地组合在一起，其接地电阻不大于4。电子设备的这种接地采用一点接地，并可与工频交流接地和防雷接地采用共同接地极，其接地电阻不大于l。如与防雷接地分开设置，则两者相互距离最好20m以上。对于抗干扰较强的电子设备，可根据其抗干扰能力酌量减少电子设备接地与防雷接地间的距离，但最大不能超过5m。屏蔽接地根据电子设备的不同要求决定是否设置。如设置单独屏蔽接地装置，则其接地电阻一般为3O。当采用共同接地，如电子设备由架空线供电、建筑物接闪时，雷电流通过共同接地装置流入大地，在建筑物内部受到的纵向电压（4）Im一雷电流幅值，kAZR一接地极阻抗，Za一设备纵向输入阻伉，ZL一架空线特性阻抗，h一

14、导线对地高度，ma一导线半径，cm在一般情况下Im=150kA，ZR=5,Za=5k,ZL=300,则U A近似为750kV，超过安全电压很多。因此当电子设备的接地与防雷接地采用共同接地装置时，采用架空线供电是不安全的。采用埋地的金属护套电缆供电，当建筑物接闪时，流入地中的雷电流，一部分通过电缆金属外皮及接地装置向地中流散。由于电缆外皮的屏蔽作用，可认为外部电磁场在电缆芯线和护套间会产生感应电压。但电缆外皮上受到冲击电压作用，芯线和护套间呈现以下冲击电压 （kV） （5）IC一电缆外皮上的冲击电流峰值，kAR一电缆外皮单位长度的直流电阻，/kA一土壤电阻率，mK一分散系数，其值见表8设备所承受

15、的纵向冲击电压 （kV） （6）ZA一设备纵向输入阻抗，ZZ0一电缆线芯与护套的特性阻抗，在一般情况下，可近似地认为如IC50Kv，R0.7/m，100.m，K1，则UA2.1kV，在设备上呈现的纵向冲击电压比采用架空进线小得很多。因此为了避免雷击时遭受反击和保证设备安全，应采用埋地金属外皮电缆供电。1电缆线路的接地电缆线路的接地方式与流经电缆中的电流频率有关，在1MHZ及以下，采用单点接地方式；高于1MHZ时采用多点接地。（1）1MHZ及以下电缆线路的接地方式信号电缆和低频电缆的屏蔽层应一点接地，因为电缆的屏蔽层如有一个以上的接地点，就会产生干扰电流。如图11（a）、（b）中的屏蔽双绞线对电

16、缆，如两点接地，屏蔽层上将流过电流，该电流在电缆芯线上产生耦合电压，形成干扰源。如图11（C）、（d）中的同轴电缆屏蔽层上流经电流时，将在屏蔽层的电阻上形成电压降，这个电压降就是电压干扰源，因此只能将屏蔽层一点接地。至于接地点，当电路中有一个不接地的信号源与一个接地（不一定接大地）的放大器相连时，输入端的屏蔽层应接至放大器的公共端，如图11（a）、（c）。当一个不接地的放大器与一个接地的信号源相连时，应在信号源的输出端接地，这样放大器输入端没有干扰电压，如图11（b）、（d）所示。（2）IMHZ以上电缆线路的接地方式对于屏蔽双绞线对电缆，高频集肤效应使干扰电流在屏蔽层外表面流动，而信号电流在屏

17、蔽层内表面流动，从而减少屏蔽层上信号电流和干扰电流的耦合。为了保证屏蔽层为地电位，采用多点接地方式，如图12（a）所示。对于同轴电缆，多点接地能提高高频状态下的磁屏蔽能力，如图12（b）所示。（3）其他应注意的事项 屏蔽层必须接地，如不接地，由于寄生耦合，其干扰程度比不带屏蔽层反而严重，使导线增加干扰。屏蔽双绞线对电缆对低平信号有较好的屏蔽性能，广泛用于电子设备的信号线路，如模数转换系统的信号线、光电转换系统中从测量器件到控制柜的信号线等。2电子设备的接地系统包括电子设备本身及其直流电源设备的接地级的布置和接地导线的联结方式。接地系统一般分为三种形式：辐射式接地系统、环式接地系统和混合式接地系

18、统。（1）接地系统形式的确定一般根据接地引线长度和电子设备的工作频率来确定，其主要的判据参数为下述的接地线表面的射频电阻Rrf和接地线的高频主抗Z。 （） （7） （） （8）一接地线相对铜的导磁率 f一电子设备工作频率 G一接地线相对于铜的导电率 l一从电子设备至接地级的接地线长度，b一接地线宽度一波长（m），其值为3108f当，Z Rrf，频率在1MHZ以下时，采用辐射式接地系统；当，频率在10MHZ以上时，采用环式接地系统；当，频率在1MHZ10MHZ时，采用混合式接地系统。无论采用何种接地系统，为了防止接地线可能出现的射频干扰，接地线的长度l不能采用/4或/4的奇数倍。（2）辐射式接地

19、系统采用一点接地，即电子设备及线路上的每一个接地点只接地一次，可避免环路点六、瞬时电流的影响。具体做法如图13所示。信号地线、功率地线、保护地线等都接到总结地端子板上，然后各自分开以辐射式接到各电子设备机架上，从机架上又以辐射式接到本机架的各个印刷电路板上。由于信号地成各自回路间的直接耦合，避免了回路间干扰及电源中性线不平衡电流通过接地系统造成的干扰。在这种系统中，屏蔽接地采用单端接地，消除回路间的电容耦合。这种接地系统与防雷接地系统分开，两者在地下的接地极和引出的线路均要求相距15m及以上，以免雷击时通过接地系统对电子设备产生危险的影响和干扰。（3）环式接地系统采用等电位联接，消除各接地点的

20、电位差，避免彼此之间产生干扰。在工业众业和民用建筑中，高额、高功率的电子设备的应用日益增多；建筑物之间的间距比较小，防雷接地装置与电子设备接地装置相距15m难以做到；辐射式接地系统要求屏蔽接地单端接地，而目前高频设备增多，1MHZ的屏蔽接地则要求多点接地；在建筑物内电子设备随机连接，各种地线纵横交错，要求彼此间截然分开也非易事；在高层建筑中，要将各种接地线分开，就造成地线过多过长，易于接收干扰，尤其是高频设备，通过电容耦合，即使分开而彼此距离相近时，同样会造成回路间的干扰。由于这些原因，采用环式接地系统，如图14所示，即将安装电子设备建筑物内的各种接地线以及外部导电部分，如暖气管、自来水管及建

21、筑物内的钢筋用适当的导体连接到统一的地线环上。为了防止雷电反击，与防雷接地环也进行多点相连。为了减少干扰，尽可能消除各接地点间的电位差，应做到以下几点：电源设备的中性线要用绝缘线，不应与其他金属设备接触。 交流电源采用TN-S系统，只有PE线才能接到接地环上。变压器中性点也接到接地环上。外部导电部分不能与变电器中性点相连。接地环采用120mm0.35mm或80 mm0.35 mm铜箔，务使接地环上的电压不超过1mV。接到接地环的地线要采用最短路径，并且截面足够的铜导体。屏蔽线对电缆及同轴电缆的屏蔽层都采用两端接地。为了避免接地环上流过50HZ及其谐波的强电流，防干扰（例如荧光灯）的电容器不到相

22、线L与机壳间，而接在相线L及N线之间及N线与机壳之间，见图15。接有PE线的机壳上所产生的电容电流取决于N线和PE线之间的电位差，因为负荷电流经N线流回，B、C两点间电位差很小，可有效地防止电容性谐波点六流经机壳，避免对电子设备的干扰。防雷接地环与电子设备接地环多点连接，使电子设备在雷击时处于等电位，同时可以减少跨步电压和接触电压。在电子设备内每个盘的上下左右四周有一个地线环条，信号地线、功率地线都连接到此。各地线环条相连，电子设备的机架和保护地线也都连接到这个地线环条上。最后由一个接地端子与接地干线相连。（4）混合式接地系统在电子设备内为辐射式接地，即将电子设备的信号地线、功率地线及保护地线

23、各自分开，连接到电子设备的接地端子板，然后由接地端子板以一点连接到接地环上，如图16所示。3接地线的选用保护地线与功率地线的选用与电力接地线相同。对于信号地线的选用的方法如下：（1）地线的长度当接地引下线的长度等于电子设备的1/4波长的奇数倍时，接地线的阻抗很高，地线的作用相当于天线，给电子设备带来干扰。接地线的阻抗Z由式（8）计算，可见：当l/4时，；当l/8时，当l/20时，Rrf。由此可见，当接地线长度为时，电阻最小。因此均应按此式选用接地线长度。（2）接地线的宽度根据设备灵敏度要求不同而异，其条件是灵敏度电压U m大于接地线引起的干扰电压U0。按此条件可推导出铜质接地线宽度（9）b一铜

24、质接地线宽度，mm l一接地线长度，m R1.2一该设备的负载阻抗，U 1一电子设备内部直流电压，VU m一电子设备要求的灵敏度电压，VR R1一接地线所连接的大电流低阻抗电路中电子设备的信号源阻抗，R1.1一上述设备的负载阻抗，RR2一接地线所连接的高阻抗电路中的电子设备的信号源阻抗，根据一般的电子设备的有关参数，计算结果的接地线长度和接地线的宽度如表9所示。接地环母线的截面一般选用如下：当电子设备频率在1MHZ以上时用铜箔120mm0.35mm；在1MHZ及以下时用铜箔80mm0.35mm。 4接地极的选用电子设备的接地极采用地下水平敷设，做成粑形或星形。接地极水平敷设的每根线之间形成电容

25、，高频电流很快流散到地中去，形成零点位。提供以零电位为基准的电位，可防止干扰，较少噪声，达到电磁兼容的要求。粑形接地极的接地效果最佳，其布置如图17所示。粑形接地极的接地阻抗接下式计算：（10） （11） （12）Z一粑形接地极阻抗， RR一粑形接地极电阻， Xc一粑形接地极容抗， l一接地极总长度，m h一接地极埋设深度，m d一接地极直径或等效直径，m f一电子设备工作频率，HZ一土壤相对电介常数，一般为,一般为180, 5常用工业电子设备的接地措施常用的工业电子设备有示波器、无线电测量设备及高频电热设备等。这些设备的接地要求如下：在示波器内，一般是将偏转极接地。示波器的高压电源往往可达3

26、0kV以上，为了减少危险，必须将示波器的电源部分放在一个多孔的金属板组成的屏蔽箱内，然后再进行接地。当用示波器检验高频电流的波形时，由于高频杂散磁场经常发生不能聚焦的现象，此时必须采用金属屏蔽线，并将屏蔽线的金属外皮两端接地。无线电测量设备的接地主要不是为了人身安全，而是为了测量的准确性。因为高额电压对人体并无伤害，而且这种设备的外壳即使不接地，并与地保持绝缘时，其设备外壳与地形成电容，当频率高时，电容的电抗值减少；到频率非常高时，就等于接地。但为了减少杂散电流对仪表读数的影响，最好还是用短而粗的导线与地相连。一般采用6mm2的铜线。接地线的长度要考虑设备所发射的波长。例如当频率为30MHZ时

27、，其1/4波长仅为2.5m，如接地线的长度为2.5m或其奇数倍时，在接地线上即产生驻波，其一端为对地电压，另一端则可能高达数百伏，反而容易发生人身事故。同时由于驻波所产生的电能发射，可能对电信及电视设备产生干扰，所以接地线长度最好能限制在1/4波长之内。如无法达到上述要求时，接地线的长度可超过1/4波长，但不能为1/4波长的奇数倍。高频电热设备的频率一般为（1060） MHZ，主要用在木材胶合及塑料热合工业方面。对于这种设备也可采用上述方法。对于所有检测用的工业电子设备，为了达到检测的准确性，避免受到杂散电流的影响，最好在设备附近设置专门接地极，然后再与总接地干线连接起来。接地电阻的要求不超过10。对于个别设备，如产品说明书对接地电阻值有特别要求者，则根据要求进行接地。有些工业电子设备，如高频电热设备，由于频率较高，能量又大，往往对无线电造成干扰。消除这种干扰的最有效的方法是把整个高频设备屏蔽起