接地——安全地、信號(hào)地、屏蔽地

廣義地說(shuō):“地”可以定義為一個(gè)等位點(diǎn)或一個(gè)等位面，它為電路、系統(tǒng)提供一個(gè)參考電位，其數(shù)值可以與大地電位相同，也可以不同。一個(gè)良好的接地系統(tǒng)必須達(dá)到下列幾個(gè)目的:①保證接地系統(tǒng)具有很低的公共阻抗，使系統(tǒng)中各路電流，通過(guò)該公共阻抗產(chǎn)生的直接傳導(dǎo)噪聲電壓最小。②在有高頻電流的場(chǎng)合，保證“信號(hào)地”對(duì)“大地”有較低的共模電壓，使通過(guò)“信號(hào)地”產(chǎn)生的輻射噪聲最低。③保證地線與信號(hào)線構(gòu)成的電流回路具有最小的面積，使外界干擾磁場(chǎng)穿過(guò)該回路產(chǎn)生的差模干擾電壓最小，同時(shí)，也避免由地電位差通過(guò)地回路引起過(guò)大的地電流，造成傳導(dǎo)干擾。④保證人身和設(shè)備的安全。

按照接地的主要功能劃分，接地系統(tǒng)主要由下列四種子接地系統(tǒng)組成:安全地、信號(hào)地、機(jī)殼(架)地和屏蔽地。雖然在絕大多數(shù)設(shè)備或系統(tǒng)中，上述幾個(gè)子接地系統(tǒng)的地線均匯總在一點(diǎn)與大地相途，但是，絕不意味著它們可以隨意接大地。

安全地系統(tǒng)

1.防止設(shè)備漏電的安全接地人體的皮膚處于干燥潔凈和無(wú)破損情況下，人體電阻可達(dá)40~100kΩ。當(dāng)人體處于出汗、潮濕狀態(tài)時(shí)，人體電阻可降到1000Ω左右。通常，當(dāng)人體流過(guò)0.2-1mA的電流時(shí)，會(huì)感到麻電;流過(guò)5~20mA電流時(shí)，會(huì)發(fā)生肌肉痙攣，不能自控脫離帶電體;當(dāng)電流大于幾十毫安時(shí)，心肌則會(huì)停止收縮和擴(kuò)張;如果電流與時(shí)間的乘積超過(guò)50mA·s，便會(huì)造成觸電死亡。實(shí)用上，通常以電壓表示安全界限，例如，我國(guó)規(guī)定在沒(méi)有高度危險(xiǎn)的建筑物中，安全電壓為65V;在高度危險(xiǎn)的建筑物中為36V;在特別危險(xiǎn)的建筑物中為12V。而一般家用電器的安全電壓為36V，以保證萬(wàn)一觸電時(shí)流經(jīng)人體的電流也小于40mA。

為了確保人身安全，必須將設(shè)備金屬外殼或機(jī)架與接大地的接地體相連。

2.防雷安全接地防雷接地的目的是將雷電電流引人大地，保護(hù)設(shè)備和人身安全。防止雷擊的措施，通常是采用避雷針，若避雷針離地面高度為h，則它的防雷保護(hù)面積等于9π*h的平方。

在設(shè)計(jì)防雷安全接地時(shí)，還必須注意防護(hù)雷擊接地瞬態(tài)電流通過(guò)避雷針下引導(dǎo)體所產(chǎn)生的瞬態(tài)高壓可能對(duì)它周?chē)奈矬w、設(shè)備或人體造成的間接傷害。

為此，在考慮防雷接地時(shí)，離下引導(dǎo)體15cm以內(nèi)的所有金屬導(dǎo)體都應(yīng)與下引導(dǎo)體良好搭接以保持同電位。

信號(hào)地系統(tǒng)

信號(hào)地是指控制信號(hào)或功率傳輸電流流通的參考電位基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面。如果在一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)中，控制信號(hào)或功率的傳輸未經(jīng)任何形式的電隔離(如變壓器電隔離、光耦合電隔離等)，整個(gè)系統(tǒng)則只有一個(gè)信號(hào)地，否則就可能有若干獨(dú)立的信號(hào)地，而這些獨(dú)立的信號(hào)地之間又存在著通過(guò)寄生電容的耦合，情況則更為復(fù)雜?？傊?，不但對(duì)噪聲的直接傳導(dǎo)耦合具有直接的影響，而且它對(duì)拾取或感應(yīng)外界噪聲也舉足輕重。

屏蔽地系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)各種形式屏蔽層接地方式時(shí)，必須要注意，既要保證原屏蔽設(shè)計(jì)的要求，不降低展蔽效能:又要保證原接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，不會(huì)因之構(gòu)成不合理的地回路。

在一個(gè)系統(tǒng)中，屏蔽體通常安排在兩個(gè)部分:一是信號(hào)輸入電路部分;另一個(gè)是輸出部分。

審核編輯 黃昊宇