电子仪器接地的种类及要求

电子仪器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，保证电子仪器稳定可靠地工作，接地是最简单易行的方法。而且电子仪器接地，也可防止电击。

1．电子仪器接地的种类

接地种类主要分四种。

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，以平衡信号的有无、放大倍数的高低和保持信号处于稳定状态。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、直流电源的传导来的信号，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。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。

③屏蔽接地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。

④保护接地为了防止人身电击而设置的接地。

2．电子仪器接地电阻的要求

电子仪器的接地电阻，除特殊要求的电子仪器另有规定外，一般将上述各种接地组合在一起，其接地电阻不大于4Ω。

①电子仪器采用一点接地若电子仪器采用一点接地，是将工频交流接地和防雷接地一并采用共同接地极，其接地电阻不大于1Ω。

当采用共同接地，如电子仪器由架空线供电、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为

式中Im——雷电流幅值，kA；

Zd——接地极阻抗，Ω；

Za——设备纵向输入电阻，Ω；

ZL——架空线特性阻抗，Ω；

h——导线对地高度，m；

r——导线半径，cm。

一般情况下，Im＝150kA，Zd＝5Ω，Za＝5kΩ，ZL＝300Ω，则UA近似为750kV，超过安全电压很多。因此当电子仪器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。

②电子仪器采用两点接地将仪器接地与防雷接地分开设置，这时两者相互距离最好在20m以上。对于抗干扰较强的电子仪器，可根据其抗干扰能力，酌量减小电子仪器接地与防雷接地间的距离，但最小不能小于5m。

③电子仪器采用三点接地这是在两点接地的基础上增设屏蔽接地。屏蔽接地根据电子仪器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30Ω。

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下流散。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，电缆外皮上受到冲击电压作用，芯线和护套间呈现冲击电压：

式中IC——电缆外皮上的冲击电流峰值，kA；

R——电缆外皮单位长度的直流电阻，Ω／km；

ρ——土壤电阻率，Ω·m；

K——分散系数，其值见表1。

表1分散系数K

设备所承受的纵向冲击电压

式中ZA——设备纵向输入阻抗，Ω；

ZZO——电缆线芯与护套的特性阻抗，Ω。

一般情况下，ZA≥ZZO，可近似地认为UA＝UZO。

如IC＝50kA，R＝0．7Ω／m，ρ＝100Ω·m，K＝1，则UA＝2．1kV，在仪器上呈现的纵向冲击电压比采用架空进线小很多。因此为了避免雷击时遭受反击和保证仪器安全，应采用埋地金属外皮电缆供电。

审核编辑 黄昊宇