电子产品通常存在电磁干扰问题,轻则影响系统运行及性能,重则引发安全事故,造成经济损失,所以电子工程师往往会采用接地、滤波、屏蔽来减小电磁干扰的危害,其中的保护地线也就是安全接地是常用手段之一,但关于保护地线的相关资料不太多。为了保护人身和设备的安全,免遭累计、漏电、静电等危害,电子设备的机壳、底盘所接地线称作保护地线,应与真正大地连接。
一般来说,人们常把地下的金属管道作为接地地极,特别是自来水管,由于它们和土壤之间要有大面积的接触,这种方法的接地电阻一般小于3Ω,但需要注意的是,用水管做接地电极的安全性。举个例子,在对建筑物进行维修或对水管系统进行改装时,通入管道的故障电流或杂散电流可能对工作人员造成伤害,此外还要注意水管金属件的连续性,任何非导体的联接件都可以使水管的接地有效性受到妨碍。
正规的做法是借助埋入地下的金属棒、金属板来实现对大地的电气接触,简易做法有以下两种:
①采用直径为1.2、1.6或1.9cm,长度为1.8/2.4/3.0/3.6或4.8m的铜包钢棒,选择地势低,较潮湿的地方,将棒打入或埋入地下,由一根接地棒组成的单一电极,它的对地电阻往往大于20Ω,一般采用多个金属棒并联构成接地电阻小于4Ω的接地极,如图所示:
②采用厚底>=5mm,面积>=0.5m^2的金属板(铜板为佳)埋入地底,如图所示:
保护接地设计要点及注意事项:
电气设备都应设计专门的保护导线接线端子(保护接地端子),并且采用符号标记,也可用黄绿双色标记,不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子。
保护接地端子与电气设备的机壳、底盘等应事先良好的搭接,设备的机壳(机箱)、底盘等应保持电气上连续,保护接地电路的连续性应符合GB5226.1-2002的要求。
数控系统控制柜内应安装有接地排(可采用厚度>=3mm铜板),接地排接入大地,接地电阻应小于4Ω。
系统内各电气设备的保护接地端子用尽量粗和短的黄绿双色线连接到接地排上。
5、设备金属外壳(或机箱)良好接地(大地),是抑制静电放电干扰的最主要措施,一旦发生静电放电,放电电流可以由机箱外层流入大地,不会影响内部电路。
设备外壳接大地,起到屏蔽作用,减少与其他设备的相互电磁干扰。