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