浅谈接地技术的作用

浅谈接地技术的作用

电子信息科学与技术 学号：0910437 姓名：郑胤

《美国国家电气法规》 NEC第100节对“接地”一词定义如下:电气回路或设备与大地,或与代替大地的导体之间的导电的连接,可 以是有意的连接,也可以是无意的连接。在配电回路或分支回路里,所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通,从而减少它们之间的电位差,或将电位差限制到最小值。

接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地，从而起到保护建筑物的作用。同时，接地也是保护人身安全的一种有效手段。

1接地的种类

接地从它的作用可分为：安全接地、防雷接地、工作接地、屏蔽接地、信号接地。下面我们具体介绍下各种接地。

1） 安全接地。 安全接地就是为了安全(电路、设备及人身的安全) 。安全接地又称为保险接地，它是采用低阻抗的导体将用电设备的外壳连接到大地上，使操作人员不致因设备外壳漏电或静电放电而发生触电危险。

2） 防雷接地。 防雷接地是将建筑物等设施和用电设备的外壳与大地连接，将雷电电流引入大地，从而保护设施、设备和人身的安全，使之避免雷击，同时消除雷击电流窜入信号接地系统，以避免影响用电设备的正常作。

3） 工作接地。 所谓工作接地是指由于系统或设备工作运行的需要而进行的接地。比如电力系统中发电机和变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地，直流系统接地和计算机的逻辑接地等。根据电路的性质，将工作接地分为不同的种类，比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。

4） 屏蔽接地。 屏蔽接地应当配合使用，才能起到屏蔽的效果。屏蔽接地就是为防止电磁感应而对各类多媒体信号线的屏蔽金属外皮、电子设备的金属外壳、屏蔽罩进行接地的一种防护措施。

5） 信号接地。 现代电力系统大量采用一个固体电子设备为基础的仪和控制设备，这些设备工作时需要确定信号的参考点。信号参考地对于保证电子设备及计算机控制系统等的正常工作起着非常重要的作用。而现代电力系统很难提供纯净的无干扰的信号参考地，因此提高信号地的抗干扰能力是接地设计时需要考虑的重要问题之一。从功能上看信号参考地是一种特殊的工作接地。

接地的具体作用

1. 变电站中接地的作用

变电站，尤其是超高压变电站内的电磁环境很恶劣。因此，一些变电站内的二次设备，特别是其中的电子微电子设备，例如微机监测、监控和继电保护装置，常常受到各种电磁干扰而误动、拒动、甚至损坏。近年来随着新型电子元件和大规模、超大规模集成电路的普遍开发和广泛应用，二次电子设备日趋高速化、宽带域化和高密度化，其信号电平越来越低，对电磁干扰更加敏感，对外界电磁环境的要求更加苛刻。因此，研究如何提高变电站二次电子设备的抗干扰水平，对于保证现代电力系统的安全可靠运行，加速新型电子和

微电子设备在电力系统中的推广应用，促进超高压变电站的现代化、自动化和智能化进程，都有着重要的意义。接地是提高电子设备电磁兼容性（ＥＭＣ）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，甚至使二次电子设备无法正常工作。电子设备中的许多地方需要接地，不同的接地有不同的目的和特点，不同类型的二次设备对接地有不同的要求。电子设备中的“地”通常有两种含义：一种是指“大地”，另一种是指“系统基准地”。二次电子设备接地的目的通常有两个，其一是为了安全，即保护操作人员免于触电；其二则是为了抑制干扰。接地之所以能抑制干扰，其根本原因在于地电位的相对稳定性。一旦接地点选取不当或接地回路选取和设计欠佳时，接地系统各接地点之间就会因相对电位差的形成而产生差模干扰。

2. 高速公路路接地作用

雷电是一种常发自然现象，通常因大气中热空气与冷空气摩擦而产 生带有不同电荷的小水滴，当这种正负电荷达到一定值时，因不同极性的云团之间、云团与地之间存在强大的电场，从而产生云团之间以及云团对大地的放电现象，具有电压高、电流大等特点，很容易破坏电子设备，已经被国际电工委员会列为电子时代的一大公害。雷电作为一种具有极大破坏力的强干扰源，造成高速公路机电设备损害主要有以下２类：①直击雷，雷电产生时的巨大电流，使地电位瞬间升高，巨大的电位差作用下可以造成设备、建筑物的损害和人员伤亡。②感应雷，感应雷电流可以通过电源线缆、通信线路以及卫星天线等途径侵入机电设备房内，尤其以电源电缆感应雷最为突出，对机电设备的弱电电路进行冲击，造成弱电设备烧毁的严重事故。

3. 航天器接地的作用

航天器综合测试环境的接地是一个庞大而复杂的系统，内容涉及到了建筑、电力电气、电子仪器设备、电磁兼容性等诸多领域。不正确的接地，会给航天器带来干扰，甚至会将危险电压引入星上 ，烧毁设备。所以接地就显得至关重要。

这里接地系统的作用可以从安全保护和抑制干扰两方面来考虑：

（1） 人身安全保护。供电系统、保护器件、设备和其他导电物体之间的低阻接地和搭接，使得故障或雷电所产生 的电流不至引起 可造成 电击伤害的电压，保护操作者的人身安全。

（2） 设备和设施的保护。低阻接地和搭接可以防止故障电流和雷击 电流在设施内引起危险电压，防止电子设备因瞬时干扰而受到破坏 ，防止建筑物遭受雷击。

（3） 降低电气噪声。信号接地点的接地阻抗的减小，使设备之间存在的电位差最小，从而防止噪声源把噪声引导至设备和设施电路中，旁路杂散能量，降低噪声 。

4. 广播电视工程接地的作用

接地在广播电视工程中的作用：一是抑制干扰，保证机房设备系统工作稳定，二是保护人身和设备安全。在广播电视设备工作中，有时会产生一些信号串扰、噪声以及计算机系统死机等现象，这与设备系统的接地不良、接地方法不正确有很大关系。接地系统是否可靠，直接关系到广播电视设备工作稳定和人员安全。

4. 信号电缆抗干扰接地的作用

电磁兼容性( EMC) 是指电子系统在规定的电磁环境中按照设计要求而工作的能力。包

括电子系统与周围其它电子系统之间在电磁环境中互相兼顾而相容的能力以及在自然环境中按照设计要求而工作的能力。随着现代电子技术的飞速发展,电子系统组成越来越庞大,各种小信号、大信号;高频、低频;模拟、数字信号并存，电子设备工作的电磁环境非常复杂，电磁兼容性问题已成为电子系统设计过程中不容忽视的问题。为了提高电子设备的电磁兼容性能 ,通常采取去耦、滤波、整形、屏蔽、接地、选材、布局等各种技术手段以达到消除或抑制电磁干扰的目的，其中，正确的接地是EMC设计中的重要环节。

5. 多媒体系统集成中接地的作用

在多媒体应用环境中，各种电路布线错综复杂，而这些电路之间经常会相互影响。接地不仅可以解决多媒体应用环境系统集成中系统的安全问题外，还对噪声抑制与衰减有很大的影响。

同时，如高速铁路、水电站、煤矿井下也需要将的牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统。

接地技术在我们的生活与工作中起着不可替代的作用。

参考材料

甘霖、刘渝根 《综合接地技术在水电站接地中的应用》；

张乾坤 《医疗设备的接地技术》；

许传农、冯楚胜、马耿 《信号电缆抗干扰接地技术》

杨红春、朱舒曼、曾敏 《谈对接地技术的认识》；

郑明正、霍柳行 《浅谈接地技术在井下供电中的应用》；

谢军 《浅谈高速铁路综合接地技术》；

叶莺、李徐迎 《浅谈电力系统几种接地技术的特点与作用》；

叶连锋 《论弱电系统的接地技术》；

李家峰、秦建国、王滨 《接地技术在广播电视工程中的应用》；

乌群力、刘晓东、张晓文 《接地技术在防雷中的作用》；

王建军、陈逢田、李培华 《航天器综合测试中的接地技术研究》；

钟晓流 《多媒体系统集成中的接地技术》；

左鹏 《对高速公路机电系统防雷接地技术的研究》；

史博 《对变电站接地技术的认识》；

李会阳 《电子电路设计中的接地技术研究》；

顾正纲 《电力工程中接地技术的应用探索》；