电子电气设备系统接地问题的相关探究

刘晓利，谭 华，李雪霞

（邢台职业技术学院，河北 邢台 054035）

接地，能够有效避免受到干扰，地线设计为关键设计，进行接地能够确保设备工作的效果和安全。当前，电子电气设备系统运行时有较多电路，如：低电平信号、高电平功率的电路，所以使得设备装置接地比较复杂，会对设备运行状况构成直接影响。因而需要及时排除干扰，防止发生电子电气设备系统接地问题，并考虑实际情况选择接地方式，如：浮地接地、单点接地、多点接地、混合接地等方式，选用适合的接地方法，比如：大地相连接接地方法、电路地线接地方法及机壳地线接地方法等。

1 电子电气设备系统故障问题分析

以某测试设备为例，其主要通过监控柜、模拟台构成，前者能够进行信号采集、电源输出、中心控制等工作，后者能够完成模拟产品运动、目标源。设备中存在较多功能电路，涉及低电平小信号电路、高电平功率电路，以及数字电路、模拟电路等，涵盖多方面内容如：电源池、信号地、功率地和屏蔽地等。设备调试期间如果需要自检/产品测试，可通过示波器观察到信号采集通路产生高频干扰信号，采集信号值较高[1]。通过分析故障原因发现，接地方案不正确、功率测控单元内和产品地会构成地环路，带电刷电机、继电器于工作瞬间，则会产生火花放电构成干扰，经辐射、导线传导，于电源输出端经高频耦合至产品供电通路，经系统地环路附加于测试回路，以此对产品信号采集造成影响。设备系统构成组件间连接无法保持稳定、可靠，有一定的电位差，无法保证电压参考点统一，并且对于测试采集回路的影响非常大。通过设备系统接地方案优化，结果显示设备自检、产品测试的过程，高频干扰不会产生，这时产品供电通路干扰消除，可以及时将故障排除[2]。通过上述问题可见，好的接地系统两点间电位、线路功能电位相进行对比能忽略，但如果接地系统质量不佳，则需要将寄生电压、电流耦合电路、组件等联系起来，达到屏蔽单元、降低屏蔽的目的，避免发生电磁干扰方面的现象。常见电子电气设备系统接地问题：①地环路问题，地线有电阻、电抗，电流经过地线发生压降，不同接地点存在低电压，电路多点接地不同电路间存在信号线联系，则会构成地环路产生共模电流、负载两端差模电压得问题，这时会对信号造成干扰影响。②接地点不正确所致干扰问题。③功率地、其他弱电信号地共接地点所致干扰。④电子设备共同端无可靠连接所致干扰问题，所以使得地平面存在电位差会对信号采集情况构成不良影响。⑤屏蔽地接法不正确问题。

2 电子电气设备系统接地方式研究

（1）浮地接地方式。浮地，为可将电路/设备和公共接地平面，或是引发环路电流公共导线电隔离的手段。浮地效果，会受到是否能够完全浮地影响[3]。

（2）单点接地方式。单点接地，为较多仪器电路提供公共参考点的方式，主要能够分成并联单点接地、串联单点接地，前者接地比较简单，没有共阻抗耦合、低频环路方面的问题，所有电路模块均可接至一个单点地，各单元能够在相同参考点连接；后者能够将类似特性电路连接起来，再将各个公共点连接至单点地，如此一来具有单点接地效果，防止发生共阻抗耦合情况，并确保高频电路存在局部接地的效果。

（3）多点接地方式。多点接地，即为一个系统中的不同接地点直接距离最近接地平面，缩短接地引线的距离。该种接地结构可将较多并联路径联系起来，提供地低阻抗通路，系统内部接地方法比较简单，而且能够很好的规避单点接地高频问题。

（4）混合接地方式。混合接地主要涉及单点接地特性、多点接地特性，例如系统内电源需单点接地、射频需要进行多点接地，可将设备地线分成电源地、信号地，不同总地线可汇于公共参考地[4]。

3 电子电气设备系统接地主要方法刍议

系统接地非常关键，正确接地为设备正常工作的基础，结合调试、排除故障情况总结设备系统接地的主要方法。对系统来讲应有≥3 个分开的地，低电平电路地、电动机、电气设备机壳地等。机柜能够为高频提供回路，设备机壳地接地法的应用，可以确保设备金属外壳为等电位接地面，这就需要在接地的过程，选择适合的地线分开设置、通过一点接地。

（1）大地相连接地要点。安装于机柜不同独立单元可在外壳设置金属接地柱，通过并联单点接地形式，和机柜安全接地螺栓进行连接。然后使用长、宽比较小的金属连接件，减小连线长度、确保低阻抗通路，使得金属框架为等电位接触面。

（2）电路地线接地要点。为避免发生高电压、大电流，以及强功率电路和低电平电路等情况，需将其分开接地处理，合理设置接地点间的距离。与此同时，信号地主要包括数字地、模拟地，两者分开接地并需使用单独电源供电、接地[5]。

（3）机壳地线接地要点。设备机壳应设置安全接地螺栓，如果为独立设备安全接地螺栓应设置于金属外壳，其他接地设置在安全接地螺栓，经接地母线保证安全接地螺栓、大地连接。系统存在机柜数量≥2 个，应确保不同机柜安全接地螺栓连接稳定，如果必要可通过并联单点接地形式将所有机柜接地螺栓连接起来。

3 电子电气设备系统接地的完善举措

首先应遵循电气设备接地装置要求操作，设置电气电子设备时要求电子电气设备装置人员按具体要求操作、合理设置接地装置，明确接地连接体水平铺设、接地体的材料达到相关标准，然后以具体要求设置避免发生材料质量不达标/设置不规范的问题。其次，需要加强对电子电气设备系统的维护，定期对电子电气设备接地装置检修、维护，及时发现设备装置中是否存在问题、及时处理问题。第三，应该提高电子电气设备系统的专业水平，认真观察系统设备装置，如果发生问题立即采取对应措施处理。最后，需要加强对电气接地的保护，电气设备运行的过程通过接地保护方式处理，可防止发生电子电气系统运行故障问题。因而，为降低电力系统事故发生率，应加强对电气设备接地保护，从而确保电力系统的安全性[6]。

4 结 语

地线/接地平面存在阻抗，公共阻抗则会致使两接点形成电压，产生接地干扰情况。与此同时，接地高频信号可形成低阻抗通路，如此一来必然会对高频信号构成抑制，使得其他电子设备受到干扰。因此，需要及时排除干扰因素，比如：地环路因素、接地点不正确因素、电子设备共同端连接不可靠因素等，再选择适合的接地方式、接地方法处理。