文档介绍：第四章计算机及电子设备接地
1概述
接地是提高电子电气设备电磁兼容有效性的重要手段之一。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响,又能防止电子电气设备向外部发射电磁波;而错误的接地常常会引入非常严重的干扰,甚至会使电子电气设备无法正常工作。尤其是成套控制设备和自动化控制系统,因为有多种控制装置分散布置在许多地方,所以它们各自的接地往往会形成十分复杂的接地网络,不仅需要在系统设计时周密考虑,而且在安装调试时也要仔细检查和做适当的调整。
关于计算机接地的问题更加被受到注意,其原因是:
①大大小小各式各样的局域网(LAN)被建设起来。LAN是由多个电脑相互被结成数据回线的结果,所谓电脑网络的接地就成为新的问题。
②电磁环境的恶化加速。“噪音污染”问题已非常突出,天空中、线路上存在高频噪音。。
③现在的微处理器的动作电压降低为5—12V,使用的时钟控制频率在个人电脑(PC机)取几个GHz。为了提高处理速度,动作电压会更加降低,时钟控制频率有变得更高的趋向,所以电脑受噪音的影响成为敏锐的问题。
电脑接地与EMC(电磁环境问题)和EMI(电磁干扰)有密切的关系,因此问题是非常复杂的。
有关计算机设备接地有如下几种
电源的系统接地
机器接地(箱、地线、通常三种接地)
信号基准用接地
线路过滤器用接地
SPD的接地
屏蔽的接地
防静电接地
关于信号基准用接地
信号基准用接地是为供给电脑各设备信号的作基准电位(所谓零电位)的接地。那个电位一浮动,各设备基准电位就产生差异。电脑系统的动作就一步步改变。因而,基准用接地必须最最慎重。
(1)独立接地信号基准用接地原则上不和其它种类的接地共用。说到理由那是为了不受到其它接地电位变动的影响。但是,,而且因必须得到独立的十分低的接地电阻,价格就高。
(2)与建筑结构体以最短距离连接作为信号基准用接地最最重要的是电位的安全性。理想的要做到不管什么时候怎么样时,至数十兆以上频率带域,接地系统到处电位仍是一定的。因此,在钢骨造、钢筋水泥造的建筑物,考虑到结构体接地的标准,把信号基准用接地取离最短距离的结构体。那时,要充分考虑相互连络的接地线不从空中的电磁波收到噪音,所以要取最短距离。
(3)从一点接地转向金属网地板信号间连接的有多个电脑机组的场合,把供给各机组信号基服用接地线集中到一点后往下接地的一点接地是历来被推荐的()。最近在计算机室地面敷设金属网,由金属网向各机组供给基准电位的方式()登场了,费用有所增加,但这是合理的。
另外,把金属与建筑结构体也连接起来是有效果的。
关于接地的有关要求:
美国标准IEEE Std 1100-1992 中指出:不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、绝缘的、专用的、干净的、静止的、信号的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。这些不正确的接地不符合法规对有效接地的要求。
《电子计算机房防雷设计规范》(GB 50174-93):交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置,其接地电阻按其中最小值确定
《雷击磁脉冲的防护》(IEC 61024-1-2)指出:从防雷的观点来看,建筑物采用单一的共用接地装置较好,它适合于所有接地之用(如,防雷、低压电力系统、电信系统)。(IEC 61312-1)也指出:如果在互相邻近的建筑物之间有电力线和通讯电缆通过,应将其接地系统互相连接,并且这样有利于采用多条并行路径以减少电缆中的电流,一个网状接地系统可满足这种要求。
等电位连接:
电气安全的等电位连接网络和信息系统从直流至高频的功能等电位连接网络有区分,但这两个网络又要互相连接在一起。
上图是信息系统功能等电位连接的基本方法。
电气安全的等电位连接网络,主要是通过与配电线路敷设在一起的保护地线(PE)构成,保护地线又必须根据配电系统的大小在多处(如每层楼或有配电箱处)与共用接地系统以及信息系统的功能等电位连接网络做等电位连接。
右图是信息系统功能等电位连接方法的组合。
当采用Ss或Ms等电位连接网络时,信息系统的所有金属组件,除等电位连接点ERP(即接地基准点)外,应与共用接地系统各组件有大于10 kV、µs的绝缘,比如铺以橡胶垫。
通常,Ss或Ms等电位连接网络可用于相对较小、限定于局部的系统,低频率和杂散分布电容起次要影响的系统可采用这两种方法。即当模拟电路的频率不大于300 kHz时可采用这两种方法;当数字电路的频率达MHz级时应采用Mm型等电位连接网络.
接地原则
低频电路的接地原则
低频电路的接地,应坚持一点接地的原则,单点接地是为许多接在一起的电