在研發(fā)和測試過程中的接地的問題

如果哪位仁兄沒有遇到過接地的問題，肯定不是干EE的！ 在研發(fā)和測試過程中的接地都很重要。不良的接地，不僅可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的測量，甚至?xí)p壞儀器和被測件。 例如， 在使用示波器時(shí)， 會看到很大的噪聲和詭異的波形，讓波形顯示不成樣子； 萬用表測量時(shí)， 會非常高的測量和讀數(shù)誤差等等。 老赤腳醫(yī)生還遇到過更多的故事：

故事1： 一個(gè)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室，發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間以來，示波器的前端經(jīng)常會被燒。結(jié)果一查墻上的電源插座， 完全沒有接地。示波器外殼摸上去，感覺麻麻的。

故事2： 一個(gè)手機(jī)生產(chǎn)廠，在產(chǎn)線搬家后， 發(fā)現(xiàn)誤測率猛然提升了20%。 查下來才發(fā)現(xiàn)，測試系統(tǒng)的地線與回流焊、貼片機(jī)的地線接到了一起。不干凈的接地直接導(dǎo)致誤測率的大幅上升

故事 3: 一個(gè)電池生產(chǎn)廠，利用安捷倫的34970A 數(shù)據(jù)采集器監(jiān)控電池組的老化過程。結(jié)果通信接口卡經(jīng)常出問題， 不得不送維修部更換。 最后請我們的維修工程師上門查故障原因。結(jié)果簡單地用數(shù)字表量地線和零線的電壓， 112V！ 暈倒！

故事 4： 一個(gè)大功率電源的用戶，輸入是3相電。當(dāng)一接GPIB插頭的時(shí)候，立刻跳閘。 結(jié)果一查，是3相電的地線接錯(cuò)了相信每位工程師都能說出很多這樣的故事。但接地不良的問題是怎么出現(xiàn)的呢？

我們常遇到的情況：

1． 實(shí)驗(yàn)室地線質(zhì)量不好，特別是線纜老化，電工的粗心大意造成錯(cuò)接、誤接

2． 測試儀器的接地與一些大型設(shè)備的地線接到了一起，非常不干凈。通常情況下，測試儀器的接地必須是單獨(dú)的一個(gè)干凈的獨(dú)立接地

3． 插頭和接線板的問題。 這是我們最經(jīng)常遇到的。 這往往是我們平時(shí)工作過程中太大意造成的。如圖1。這是我在實(shí)驗(yàn)室找到的一個(gè)接線板。我量了地線和零線的電壓竟然是86V! 原因很簡單：接線板的插頭接地線不知被誰掰掉了。當(dāng)然，我也看到過很多掰掉接地端的電源線。其結(jié)果是一樣的

圖 1： 接線板的接地端插頭不知被誰掰掉了。 結(jié)果86V的地線電壓

圖2 所示的是我們常能看到的非中國制式的電源線，由于很多儀器是進(jìn)口的，電源線有可能五花八門。如果不加考慮地就隨意使用這些電源線， 同樣也會出問題

圖2； 不同制式的插頭

右邊這張圖是英制的插頭。不用說，這在我們的接線板上根本沒法用。但還是看到有人在用。 右邊分別是日制和歐制的，它們都有接地線，但當(dāng)它們插入我們最常用的接線板時(shí)，就會破壞接線板內(nèi)部導(dǎo)電銅片的彈性，時(shí)間長了，如果再插入中國制式的扁平插 頭，就可能造成虛接。我也看到有些工程師采用這種插頭的充電器，這也會破壞接線板的連接質(zhì)量?？吹竭@里，相信不少的工程后都想確認(rèn)一下自己工作臺上的接地情況。做法很簡單。如果你手邊有一臺數(shù)字萬用表，直接測量地線和零線之間的電壓。如下圖，就是我在安捷倫實(shí)驗(yàn)室中測量得到的，測量值僅為1.2V, 非常良好的接地！

圖3： 檢測接地質(zhì)量的最簡單方法

但地線電壓與零線之間的電壓會不會是0V呢？如果是0V，就說明在配電端，電工偷懶把地線和零線短路了，根本沒有接地！

您的接地很靠譜嗎？（續(xù)）

我談到了用數(shù)字萬用表測量零線和地線之間電壓的方式， 來診斷地線是否有連接。網(wǎng)友“ 安徽省合肥市的游客” 在評論中提到，一個(gè)高質(zhì)量的接地，不僅要看零地線之間的電壓，還要測量接地電阻， 并且能通過較大的電流。 他的觀點(diǎn)完全正確。 為此，我從維修部找了一本權(quán)威的資料，從中摘錄了一些內(nèi)容，這里與大家分享。首先，為了電磁兼容的需要，絕大部分電子測試儀表都安裝了電源濾波器。電源濾波器的工作原理如下圖：

由圖可見，電源濾波器的共模抑制 CY1 和 CY2 (CY1 = CY2) 連接到了儀表的外殼和電源的保護(hù)地上。如果沒有接上電源保護(hù)地，則由于 CY1 和 CY2 的分壓作用，儀表的外殼將會帶上市電電壓 (L, N 線之間 ) 220 V 的一半電壓，即 110 V 電壓。這將會對儀表操作者人身安全造成威脅 ; 同時(shí)會損壞儀表的信號輸入輸出端口內(nèi)部電路，如信號衰減器、信號放大器等 ; 也會損壞儀表通訊接口，如 GPIB 接口、RS232 接口、USB 接口等。

1、接地線必須同任何導(dǎo)線完全隔離及絕緣，且僅能接在建筑物的真正接地處。

2、接地線線徑至少為 3.5 mm。

3、接地線不是電源零線，且必須與零線分開。

4、接地阻抗在電源插座零線與接地線之間測量時(shí)不得大于 2 歐姆 ( 參考值 )。

5、在電源輸出插座所測得的零線與地線間的電壓不得大于 1.0 V， 同時(shí)無論設(shè)備是否開啟，電壓的變化量不得超過 1.0 V。

6、不能用鐵管代替接地線。

7、在接地線的接地端測得的接地電阻不大于 1 歐姆。在電子市場上可以買到一種電源插座檢測器，用這個(gè)監(jiān)測器，可以更好的檢測接地的質(zhì)量。 前一段時(shí)間我們上海的新辦公室電源布線驗(yàn)收的時(shí)候，看到驗(yàn)收方就是帶著這個(gè)東西。