電子電氣設備系統接地問題的相關探究

劉曉利，譚 華，李雪霞

（邢臺職業技術學院，河北 邢臺 054035）

接地，能夠有效避免受到干擾，地線設計為關鍵設計，進行接地能夠確保設備工作的效果和安全。當前，電子電氣設備系統運行時有較多電路，如：低電平信號、高電平功率的電路，所以使得設備裝置接地比較復雜，會對設備運行狀況構成直接影響。因而需要及時排除干擾，防止發生電子電氣設備系統接地問題，并考慮實際情況選擇接地方式，如：浮地接地、單點接地、多點接地、混合接地等方式，選用適合的接地方法，比如：大地相連接接地方法、電路地線接地方法及機殼地線接地方法等。

1 電子電氣設備系統故障問題分析

以某測試設備為例，其主要通過監控柜、模擬臺構成，前者能夠進行信號采集、電源輸出、中心控制等工作，后者能夠完成模擬產品運動、目標源。設備中存在較多功能電路，涉及低電平小信號電路、高電平功率電路，以及數字電路、模擬電路等，涵蓋多方面內容如：電源池、信號地、功率地和屏蔽地等。設備調試期間如果需要自檢/產品測試，可通過示波器觀察到信號采集通路產生高頻干擾信號，采集信號值較高[1]。通過分析故障原因發現，接地方案不正確、功率測控單元內和產品地會構成地環路，帶電刷電機、繼電器于工作瞬間，則會產生火花放電構成干擾，經輻射、導線傳導，于電源輸出端經高頻耦合至產品供電通路，經系統地環路附加于測試回路，以此對產品信號采集造成影響。設備系統構成組件間連接無法保持穩定、可靠，有一定的電位差，無法保證電壓參考點統一，并且對于測試采集回路的影響非常大。通過設備系統接地方案優化，結果顯示設備自檢、產品測試的過程，高頻干擾不會產生，這時產品供電通路干擾消除，可以及時將故障排除[2]。通過上述問題可見，好的接地系統兩點間電位、線路功能電位相進行對比能忽略，但如果接地系統質量不佳，則需要將寄生電壓、電流耦合電路、組件等聯系起來，達到屏蔽單元、降低屏蔽的目的，避免發生電磁干擾方面的現象。常見電子電氣設備系統接地問題：①地環路問題，地線有電阻、電抗，電流經過地線發生壓降，不同接地點存在低電壓，電路多點接地不同電路間存在信號線聯系，則會構成地環路產生共模電流、負載兩端差模電壓得問題，這時會對信號造成干擾影響。②接地點不正確所致干擾問題。③功率地、其他弱電信號地共接地點所致干擾。④電子設備共同端無可靠連接所致干擾問題，所以使得地平面存在電位差會對信號采集情況構成不良影響。⑤屏蔽地接法不正確問題。

2 電子電氣設備系統接地方式研究

（1）浮地接地方式。浮地，為可將電路/設備和公共接地平面，或是引發環路電流公共導線電隔離的手段。浮地效果，會受到是否能夠完全浮地影響[3]。

（2）單點接地方式。單點接地，為較多儀器電路提供公共參考點的方式，主要能夠分成并聯單點接地、串聯單點接地，前者接地比較簡單，沒有共阻抗耦合、低頻環路方面的問題，所有電路模塊均可接至一個單點地，各單元能夠在相同參考點連接；后者能夠將類似特性電路連接起來，再將各個公共點連接至單點地，如此一來具有單點接地效果，防止發生共阻抗耦合情況，并確保高頻電路存在局部接地的效果。

（3）多點接地方式。多點接地，即為一個系統中的不同接地點直接距離最近接地平面，縮短接地引線的距離。該種接地結構可將較多并聯路徑聯系起來，提供地低阻抗通路，系統內部接地方法比較簡單，而且能夠很好的規避單點接地高頻問題。

（4）混合接地方式?；旌辖拥刂饕婕皢吸c接地特性、多點接地特性，例如系統內電源需單點接地、射頻需要進行多點接地，可將設備地線分成電源地、信號地，不同總地線可匯于公共參考地[4]。

3 電子電氣設備系統接地主要方法芻議

系統接地非常關鍵，正確接地為設備正常工作的基礎，結合調試、排除故障情況總結設備系統接地的主要方法。對系統來講應有≥3 個分開的地，低電平電路地、電動機、電氣設備機殼地等。機柜能夠為高頻提供回路，設備機殼地接地法的應用，可以確保設備金屬外殼為等電位接地面，這就需要在接地的過程，選擇適合的地線分開設置、通過一點接地。

（1）大地相連接地要點。安裝于機柜不同獨立單元可在外殼設置金屬接地柱，通過并聯單點接地形式，和機柜安全接地螺栓進行連接。然后使用長、寬比較小的金屬連接件，減小連線長度、確保低阻抗通路，使得金屬框架為等電位接觸面。

（2）電路地線接地要點。為避免發生高電壓、大電流，以及強功率電路和低電平電路等情況，需將其分開接地處理，合理設置接地點間的距離。與此同時，信號地主要包括數字地、模擬地，兩者分開接地并需使用單獨電源供電、接地[5]。

（3）機殼地線接地要點。設備機殼應設置安全接地螺栓，如果為獨立設備安全接地螺栓應設置于金屬外殼，其他接地設置在安全接地螺栓，經接地母線保證安全接地螺栓、大地連接。系統存在機柜數量≥2 個，應確保不同機柜安全接地螺栓連接穩定，如果必要可通過并聯單點接地形式將所有機柜接地螺栓連接起來。

3 電子電氣設備系統接地的完善舉措

首先應遵循電氣設備接地裝置要求操作，設置電氣電子設備時要求電子電氣設備裝置人員按具體要求操作、合理設置接地裝置，明確接地連接體水平鋪設、接地體的材料達到相關標準，然后以具體要求設置避免發生材料質量不達標/設置不規范的問題。其次，需要加強對電子電氣設備系統的維護，定期對電子電氣設備接地裝置檢修、維護，及時發現設備裝置中是否存在問題、及時處理問題。第三，應該提高電子電氣設備系統的專業水平，認真觀察系統設備裝置，如果發生問題立即采取對應措施處理。最后，需要加強對電氣接地的保護，電氣設備運行的過程通過接地保護方式處理，可防止發生電子電氣系統運行故障問題。因而，為降低電力系統事故發生率，應加強對電氣設備接地保護，從而確保電力系統的安全性[6]。

4 結 語

地線/接地平面存在阻抗，公共阻抗則會致使兩接點形成電壓，產生接地干擾情況。與此同時，接地高頻信號可形成低阻抗通路，如此一來必然會對高頻信號構成抑制，使得其他電子設備受到干擾。因此，需要及時排除干擾因素，比如：地環路因素、接地點不正確因素、電子設備共同端連接不可靠因素等，再選擇適合的接地方式、接地方法處理。