《GB/T 2900.1-2008電工術(shù)語 基本術(shù)語》定義,接地是指在系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的給定點(diǎn)與局部地之間進(jìn)行電連接。接地技術(shù)包括工作接地、保護(hù)接地、功能接地等,接地方式不同,作用也不一樣。
在應(yīng)用時(shí),接地就是把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線,利用大地作電流回路接地線,其作用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導(dǎo)入大地之外,最大功用是保護(hù)使用者不被電擊。
信號地:是輸入端信號元件(通常為傳感器)的地。
交流地:交流供電電源的N線,通常它是產(chǎn)生噪聲的主要地方。
屏蔽地:一般為防止靜電、磁場感應(yīng)而設(shè)置的外殼或金屬絲網(wǎng),通過專門的銅導(dǎo)線將其與地殼連接。
保護(hù)地:一般將機(jī)器設(shè)備外殼或設(shè)各內(nèi)獨(dú)立器件的外殼接地,用以保護(hù)人身安全和防護(hù)設(shè)各漏電。
數(shù)字地:也叫邏輯地,是各種開關(guān)量(數(shù)字量)信號的零電位,可能是電子設(shè)備的金屬機(jī)殼、底座、印刷電路板上的地線或建筑物內(nèi)的總接地端子、接地干線等,邏輯地可與大地接觸,也可不接觸。
模擬地:是各種模擬量信號的零電位。
保護(hù)接地就是為了保護(hù)設(shè)備、裝置、電路及人身的安全。因此,在設(shè)備、裝置、電路的底盤及機(jī)殼端一定要采取保護(hù)接地。因保護(hù)接地和人身安全相關(guān),保護(hù)接地的方式在配電的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中以及安全規(guī)范都有嚴(yán)格規(guī)定。
保護(hù)地主要用以保護(hù)故障電壓對人身造成的危害,其保護(hù)原理是:通過把帶故障電壓的設(shè)備外殼短路到大地或地線端,保護(hù)過程中產(chǎn)生的短路電流使熔絲或空氣開關(guān)斷開。保護(hù)地的電阻要求較小,同時(shí)要求保護(hù)地的可靠性很高。
工作地線是單板、母板或系統(tǒng)之間信號的等電位參考點(diǎn)或參考平面,它給信號回流提供了低的阻抗通道。信號質(zhì)量很大程度上依賴于工作接地質(zhì)量的好壞。由于受接地材料特性和其他技術(shù)因素的影響,接地導(dǎo)體的連接或搭接無論做的如何好,總有一定的阻抗,信號的回流會(huì)在工作地線上產(chǎn)生電壓降,形成地紋波,對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響;信號越弱,信號頻率越高,這種影響就越嚴(yán)重。盡管如此,在設(shè)計(jì)和施工中最大限度地降低工作接地導(dǎo)體的阻抗仍然是非常重要的。
屏蔽接地是和結(jié)構(gòu)息息相關(guān)的措施。電磁屏蔽時(shí)并不要求與大地連接,屏蔽結(jié)構(gòu)接到大地上更多的是安全等方面的需要。
為了防止電磁輻射和干擾,系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常采用結(jié)構(gòu)屏蔽的方法。為了使結(jié)構(gòu)有較好的屏蔽效能,要求對結(jié)構(gòu)箱體的開孔尺寸有一定限制,特別是通風(fēng)孔。但是電纜出線往往會(huì)破壞了這種屏蔽效能,因此要求電纜在出屏蔽體時(shí)與機(jī)柜連接。
把可能受到雷擊的物體和大地相接,以提供泄放大電流的通路稱之為防雷地。這種接地的目的很明確,就是防止人及物體遭到雷擊,這些物體可以是天線、大樓、電子或電氣設(shè)備等。
由于雷電放電電流一般是脈沖性的大電流(可高達(dá)上百千安),其上升沿可達(dá)到微秒量級(1-10 微秒,持續(xù)時(shí)間100 微秒以下),因此要求防雷接地的接地阻抗要小。為了避免雷擊電流引發(fā)機(jī)房設(shè)備之間的高電位差,要求設(shè)備之間特別是有電氣聯(lián)系或距離較近的設(shè)備進(jìn)行低電感和電阻搭接。
靜電的危害是眾所周知的,當(dāng)人手觸摸電子裝備時(shí),由人體附帶的數(shù)以千伏的靜電電壓,會(huì)對設(shè)備中的電子器件發(fā)生放電,雖然靜電的能量不高,但產(chǎn)生的瞬時(shí)電流足夠大,有可能造成電子器件的損壞。
人體產(chǎn)生的高電壓靜電通過沒有接好大地的單板上安裝的金屬拉手條,會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象,如果單板上的電子器件絕緣處理的不好,瞬態(tài)“大電流”足以破壞絕緣造成單板上器件的永久性損壞。如果在機(jī)箱上裝了防靜電手腕,在人體觸摸設(shè)備之前,通過防靜電手腕把靜電泄放到大地,以使人體和設(shè)備之間的電位相等從而達(dá)到保護(hù)的目的。
由于防靜電接地大多針對人和設(shè)備,因此在人體和設(shè)備之間增加保護(hù)電阻(如防靜電手腕中的電阻)防止機(jī)柜帶電對人身造成的可能傷害,當(dāng)然也可限制人體對地產(chǎn)生的靜電泄放電流,從而起到保護(hù)設(shè)備的作用。