电子实验室接地方法探讨

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【摘要】 正确接地不仅是保护设施和人员安全的重要手段，也是抑制电磁干扰，保障实验结果准确可靠的的重要技术措施，从接地的分类分析各类接地方法的优缺点，探讨电子实验室理想的接地方法。

【关键词】 接地技术 实验室 安全 电磁兼容

电子实验室是进行电子实验的办公场所，实验室中既有各种精密的电子电路，也有高压工作的仪器设备，正确良好的接地是办公人员生命财产安全的重要保障，也是实验结果准确可靠的前提。实践证明，在正确接地技术的指导下，系统的稳定性和可靠性明显提高。

一、电子实验室中接地的分类

“接地”一个含义是为电路或系统提供一个零电位参考点，另一个含义是为电路或系统与大地之间建立低阻抗通路。按接地的目的可分为安全接地、工作接地和电磁兼容接地。

安全接地就是通过接地线把电子设备与大地连接起来，使它们之间形成一个回路，这样可以把电子设备上存在的一些雷电流、漏电电流、静电等释放出去，防止雷击、防止静电损害、预防火灾，避免人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、保障系统正常运行。安全接地又分为保护接地和防雷接地。

1.保护接地是当前我国低压电力网中一种行之有效的安全保护措施。保护接地又分为接地保护和接零保护。接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源；接零保护的原理是借助接零线路，使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时，利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作，避免金属外壳带电。

2.防雷接地是为了泄放因为雷击而产生的瞬间过压，保护设备及人员免受雷击伤害，一般通过建筑内部的钢筋结构将雷电引入地下。

工作接地是将电路连到系统中的共同参考点上，为系统提供稳定的基准电位，提高电路的稳定性。工作接地因为连接方式的不同分为单点接地、多点接地、混合接地和浮地。

1.单点接地是将所有电路的地线接到公共地线的同一点。单点接地相对简单，没有地环路，但是地线往往过长，需要大量导体，成本较高，而且随着频率升高接地阻抗将增大，致使接地不理想。通常在工作频率低（

2.多点接地指电子设备的各电路系统地线分别接至最近的低阻抗地线上，使接地线最短。工作在高频时，主要的阻抗是感性的，而不是电阻，电阻相比与电感可以忽略，通过多点接地，可以有效的减小接地电感。由于接地引线的感抗和地线长度成正比，要求地线的长度尽量短，尽量找最接近的低阻值接地面接地。多点接地的优点是简化电路结构，能有效降低接地阻抗及减少地线间的杂散电感和分布电容造成电路间的相互耦合。缺点是对接地点的要求较高，要求尽量减少接地引线的杂散电感和分布电容，强调良好的连接。工作频率高（>30MHz）时采用多点接地方式。

3.混合接地结合了单点接地和多点接地的特性，将设备低频部分单点接地，高频部分采用就近多点接地。工作频率介于1～30MHz的电路采用混合接地，当接地线的长度小于工作信号波长的1/20时，采用单点接地，否则采用多点接地。

4.浮地式即电路的地与大地无导体连接。优点是该电路不受大地电性能的影响，缺点是该电路易受寄生电容的影响，使该电路的地电位变动和增加了对模拟电路的感应干扰；由于该电路的地与大地无导体连接，易产生静电积累而导致静电放电，可能造成静电击穿或强烈的干扰。因此，浮地的效果不仅取决于浮地的绝缘电阻的大小，而且取决于浮地的寄生电容的大小和信号的频率。

为了提高电路的抗干扰能力，设计人员会采取屏蔽、滤波、消除静电等电磁兼容措施，相应的就有电磁兼容接地。屏蔽接地是消除电磁场影响的有效措施，对产生磁场的设备设置屏蔽装置，并将屏蔽体接地，不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度，达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的，还可以保护屏蔽体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。滤波接地为滤波旁路信号提供回流路径，减少对主电路的影响。为了防止摩擦产生的静电，实验室中还需要对相关的防静电设施进行接地处理，以消除静电影响。

二、地线的选取

地线有电流通量容限的要求，电流通量容限的最大最小值可以参考设备所要耐受的意外泄放电流的数值，但由于泄放电流往往很大，根据经验可以按泄放电流的0.15倍选取。另外，地线的高频感抗往往被忽略，实际上，任何一根导线都是一个传输网络，存在相应的相应带宽，对于不同的频率，所表现出来的阻抗特性是不一样的，一般来说，频率越高，阻抗越大。高频信号传输存在趋肤效应：所传输的信号频率越高，信号越是沿着导体的表面传输。因此，可以近似用接地导线的直流电阻和截面总周长和导线的最大电流通量来评价接地线的好坏。

电子实验室中接地设备及方式的选择正确与否，直接关系到设备及实验人员的人身安全，严重影响电子测量的精度和系统的稳定性。因此，电子实验室应根据各自的实际情况，合理的选择接地方式和接地设备。

参 考 文 献

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