摘要：下文首先闡述了電力系統(tǒng)中幾種接地方式及其特點(diǎn)，并分別從低頻接地技術(shù)、通道饋線的接地技術(shù)和主機(jī)外殼接地與多機(jī)系統(tǒng)接地進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：地線;低頻;通道饋線;主機(jī)外殼;多機(jī)系統(tǒng);接地

　　Abstract: the first expounded the earthing types in the power system and its characteristic, and separately from the low frequency grounding technology, channel of grounding technology and host feeder ground and computer system shell grounding is analyzed.

　　Key words: ground; Low frequency; Channel feeder; Host shell; Many machine system; grounding

　　中圖分類號(hào)： C931.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1地線

　　電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)(包括直接接地,電抗接地和低阻接地)、小電流接地系統(tǒng)(包括高阻接地,消弧線圈接地和不接地)。我國(guó)3～66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式,即為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中,單相接地是一種常見的臨時(shí)性故障,多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后,故障相對(duì)地電壓降低,非故障兩相的相電壓升高,但線電壓卻依然對(duì)稱,因而不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電,系統(tǒng)可運(yùn)行1～2h,這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)。但是若發(fā)生單相接地故障時(shí)電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行,因非故障的兩相對(duì)地電壓升高

倍,可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿,發(fā)展成為相間短路,使事故擴(kuò)大,影響用戶的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和,導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀。同時(shí)弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過電壓,進(jìn)而損壞設(shè)備,破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此,值班人員一定要熟悉接地故障的處理方法,當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),必須及時(shí)找到故障線路予以切除。

 

　　在自動(dòng)化系統(tǒng)中，一般有信號(hào)地(模擬地、數(shù)字地)、安全地、系統(tǒng)地、交流地幾種地線。

　　信號(hào)地是各種物理量的傳感器和信號(hào)源零電位的基準(zhǔn)線，由于信號(hào)弱，易受干擾，所以對(duì)信號(hào)地的要求較高。模擬地作為傳感器,變送器,放大器,A/D和D/A轉(zhuǎn)換中模擬電路的零電位.模擬信號(hào)有精度要求,有時(shí)信號(hào)比較小,而且與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)相連。數(shù)字地作為控制系統(tǒng)中各種數(shù)字電路的零電位,應(yīng)該與模擬地分開,避免模擬信號(hào)受數(shù)字脈沖的干擾。

　　安全地的目的是使設(shè)備機(jī)殼與大地等電位,以避免機(jī)殼帶電影響人身和設(shè)備的安全.通常安全地又稱為保護(hù)地或機(jī)殼地,機(jī)殼包括機(jī)架,外殼,屏蔽罩等。

　　系統(tǒng)地就是上述幾種地的最終回流點(diǎn)，直接與大地相連。地球是導(dǎo)體且體積相當(dāng)大，所以大地的靜電容量也非常大，電位比較恒定，所以人們把它的電位作為基準(zhǔn)電位，也就是零電位。一般系統(tǒng)維護(hù)人員很容易將安全地、系統(tǒng)地和交流地同等對(duì)待。其實(shí)三者相互聯(lián)系，但絕不等同。

　　交流地是計(jì)算機(jī)交流供電電源地，即動(dòng)力線地，它的地電位取決于供電質(zhì)量，一般情況下較為穩(wěn)定，但并非理想狀況下的零電位。在交流地上任意兩點(diǎn)之間，往往有幾伏甚至幾十伏的電位差存在。很容易帶來各種干擾。因此，交流地絕對(duì)不允許分別與上述幾種地相連，而且交流電源變壓器的絕緣性能要好，絕對(duì)避免漏電現(xiàn)象。

　　顯然，采用合理的接地方法是非常重要的。接地系統(tǒng)的選用一般可根據(jù)接地引線長(zhǎng)度和電子設(shè)備的工作頻率來計(jì)算高頻阻抗及射頻電阻，然后選用合適的方式，當(dāng)頻率小于1MHz時(shí)，可以采用單點(diǎn)接地方式，當(dāng)頻率高于10MH時(shí)，可以采用環(huán)(網(wǎng))狀接地方式。在1至10MHz之間，如果用單點(diǎn)接地時(shí)，其地線長(zhǎng)度不得超過波長(zhǎng)的1/20，否則應(yīng)環(huán)狀接地。單點(diǎn)接地的目的是避免形成地環(huán)路，地環(huán)路產(chǎn)生的電流會(huì)引入到信號(hào)回路內(nèi)引起干擾。

　　在過程控制計(jì)算機(jī)中，一般采用分別回流法單點(diǎn)接地。回流線往往采用匯流條而不采用一般的導(dǎo)線。匯流條是由多層銅導(dǎo)體構(gòu)成，截面呈矩形，各層之間有絕緣層。采用多層匯流條以減少自感，可減少干擾的竄入途徑。在要求高的系統(tǒng)中，分別使用橫向及縱向匯流條，機(jī)柜內(nèi)各層機(jī)架之間分別設(shè)置匯流條，以最大限度地減少公共阻抗的影響。在空間上將數(shù)字地匯流條與模擬地匯流條間隔開，以避免通過匯流條間電容產(chǎn)生耦合。安全地(機(jī)殼地)始終與信號(hào)地(模擬地、數(shù)字地)是浮離開的。這些地之間只在最后會(huì)聚一點(diǎn)，并且常常通過銅接地板交匯，然后用線徑不小于300mm2的多股軟線焊接在接地極上后深埋地下。

　　2低頻接地技術(shù)

　　2.1一點(diǎn)接地方式

　　信號(hào)地線的接地方式應(yīng)采用一點(diǎn)接地。一點(diǎn)接地主要有兩種接法：即串聯(lián)接地(或稱共同接地)和并聯(lián)接地(或稱分別接地)。

　　從防止噪聲角度考慮，串聯(lián)接地方式是最不適用的。由于地電阻是串聯(lián)的，所以各電路間相互發(fā)生干擾。雖然這種接地方式很不合理，但由于比較簡(jiǎn)單，用的地方仍然很多。當(dāng)各電路的電平相差很大時(shí)就不能使用，因?yàn)楦唠娖綄?huì)產(chǎn)生很大的地電流并干擾到低電平電路中去。使用這種串聯(lián)一點(diǎn)接地方式時(shí)還應(yīng)注意把低電平的電路放在距接地點(diǎn)最近的地方。

　　并聯(lián)接地方式在低頻時(shí)是最適用的，因?yàn)楦麟娐返牡仉娢恢慌c本電路的地電流和地線阻抗有關(guān)，不會(huì)因地電流而引起各電路間的耦合。這種方式的缺點(diǎn)是需要連很多根地線，用起來比較麻煩。在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，如果多臺(tái)設(shè)備接地線合用同一接地點(diǎn)，必須并聯(lián)，嚴(yán)禁串聯(lián)。

　　2.2實(shí)用的低頻接地

　　一般在低頻時(shí)用串聯(lián)一點(diǎn)接地的綜合接法，即在符合噪聲標(biāo)準(zhǔn)和簡(jiǎn)單易行的條件下統(tǒng)籌兼顧。也就是說可用分組接法，即低電平電路經(jīng)一組共同地線接地，高電平電路經(jīng)另一組共同地線接地。注意不要把功率相差很多、噪聲電平相差很大的電路接入同一組地線接地。

　　在一般的系統(tǒng)中至少要有3條分開的地線(為避免噪聲耦合，3種地線應(yīng)分開)，一條是低電平信號(hào)地線;一條是繼電器、電動(dòng)機(jī)等的地線(稱為噪聲地線)，一條是設(shè)備機(jī)殼地線(稱為金屬件地線)。若設(shè)備使用交流電源，則電源地線應(yīng)和金屬件地線相連。這三條地線應(yīng)在一點(diǎn)連接接地。使用這種方法接地時(shí)，可解決計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的大部分接地問題。

　　3通道饋線的接地技術(shù)

　　3.1電路一點(diǎn)地基準(zhǔn)

　　一個(gè)實(shí)際的模擬量輸入通道，總可以簡(jiǎn)化成由信號(hào)源、輸入饋線和輸人放大器3部分組成。將信號(hào)源與輸入放大器分別接地的方式是不科學(xué)的。它在受到磁場(chǎng)耦合影響的同時(shí)，還會(huì)判斷兩點(diǎn)地電位不等而引起環(huán)流噪聲干擾。忽略導(dǎo)線電阻，誤認(rèn)為兩點(diǎn)都是大地地電位應(yīng)該相等，是導(dǎo)致這種接地錯(cuò)誤的根本原因。實(shí)際上，由于各處接地體幾何形狀、材質(zhì)、埋地深度不可能完全相同，土壤的電阻率因地層結(jié)構(gòu)各異也相差甚大，使得接地電阻和接地電位可能有很大的差值。這種接地電位的不相等，幾乎每個(gè)控制現(xiàn)場(chǎng)都要碰到。

　　為了克服雙端接地的缺點(diǎn)，應(yīng)將輸入回路改為單端接地方式。當(dāng)單端接地點(diǎn)位于信號(hào)源端時(shí)，放大器電源不接地;當(dāng)單端接地點(diǎn)位于放大器端時(shí)，信號(hào)源不接地。

　　3.2電纜屏蔽層的接地

　　當(dāng)信號(hào)電路是一點(diǎn)接地時(shí)，低頻電纜的屏蔽層也應(yīng)一點(diǎn)接地。如欲將屏蔽一點(diǎn)接地，則應(yīng)選擇較好的接地點(diǎn)。

　　當(dāng)一個(gè)電路有一個(gè)不接地的信號(hào)源與一個(gè)接地的(即使不是接大地)放大器相連時(shí)，輸入線的屏蔽應(yīng)接至放大器的公共端;當(dāng)接地信號(hào)源與不接地放大器相連時(shí)，即使信號(hào)源端接的不是大地，輸入線的屏蔽層也應(yīng)接到信號(hào)源的公共端。

　　4主機(jī)外殼接地與多機(jī)系統(tǒng)接地

　　為了提高計(jì)算機(jī)的抗干擾能力，將主機(jī)外殼作為屏蔽罩接地。而把機(jī)內(nèi)器件架與外殼絕緣，絕緣電阻大于50M歐姆，即機(jī)內(nèi)信號(hào)地浮空。這種方法安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)，但制造工藝復(fù)雜，一旦絕緣電阻降低就會(huì)引入干擾。

　　通常，一幢建筑物存在多種接地。除上面提到的設(shè)備接地外，還有重復(fù)接地、防雷接地等?？梢岳媒ㄖ锝饘袤w在房間內(nèi)將有關(guān)的和內(nèi)部有連接的各電子設(shè)備之間作為等電位聯(lián)結(jié)，建筑物結(jié)構(gòu)金屬體起到一種屏蔽作用，類似于計(jì)算機(jī)外殼屏蔽。

　　在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間相互通信，資源共享。如果接地不合理，將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法正常工作。近距離的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)安裝在同一機(jī)房?jī)?nèi)，可采用多機(jī)一點(diǎn)接地方法。對(duì)于遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，可通過隔離的辦法把地分開。例如：采用變壓器隔離技術(shù)，光電隔離技術(shù)和無線電通信技術(shù)。