接地及接地电阻的概念.doc

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1、. .接地科技名词定义中文名称：接地 定义：借以确保在任何时候均能即时释放电能而不发生危险的与金属船体或非金属船的船底金属接地板的电气连接。 接地为防止触电或保护设备的平安,把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线;利用大地作电流回路接地线。在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。接地的功用除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地外，最大功用为保护使用者不被电击，以 UPS 而言，有些 UPS 会将零线与地线间的电压标示出来，确保产品不会造成对人体的电击伤害。释义与原理接地 jid (1) ear 接地thing;grounding;grou

2、nd connection 电 (2) touchdown;ground contact 以美国的电源系统而言，除了火线 ( Hot Line ) 与零线 ( Neutral Line ) 外，中间圆头的插 Pin 即是所谓的接地 Pin . 编辑本段作用接地的作 TT系统用总的步说可以分为有两个：保护人员和设备不受损害叫保护接地；保障设备的正常运行的叫工作接地。这里的分类是指接地工程设计施工中考虑的各种要求，并不表示每种“地都需要独立开来。相反，除了有地电信号抗干扰、设备本身专门要求等特殊原因之外，我们提倡尽量采用联合接地的方案。 保护接地防雷接地是受到雷电袭击直击、感应或线路引入时，为防止

3、造成损害的接地系统。常有信号弱电防雷地和电源强电防雷地之分，区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上，和电源防雷地分开建立。 机壳 接地系统平安接地是将系统中平时不带电的金属局部机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身平安。原因是系统的供电是强电供电380、220或11OV，通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生如主机电源故障或其它故障造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路

4、，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。 工作接地工作接 接地网示意图地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地。 机器逻辑地，也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等电源的输出地。 信号回路接地，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。 屏蔽接地模拟信号的屏蔽层的接地。 本安接地，是本安仪表或平安栅的接地。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和 系统具有本质平安性质的措施之一。本安接地会因为

5、采用的设备的本实措施不同而不同，下面以齐纳式安 全栅为例，说明其接地内容。 平安 接地短路器栅的作用是保护危险现场端永远处于平安电源和平安电压X围之内。如果现场端短路，那么由于负载电阻和平安栅电阻R的限流作用，会将导线上的电流限制在平安X围内，使现场端不至于产生很高的温度，引起燃烧。第二种情况，如果计算机一端产生故障，那么高压电信号参加了信号回路，那么由于齐纳二级的嵌位作用，也使电压位于平安X围。 值得提醒的是，由于齐纳平安栅的引入，使得信号回路上的电阻增大了许多，因此，在设计输出回路的负载能力时，除了要考虑真正的负载要求以外，还要充分考虑平安栅的电阻，留有余地。 除了上述几种接地外，在很多场

6、合下容易引起混乱的还有一个供电系统地，也叫交流电源工作地，它是电力系统中为了运行需要设的接地(如中性点接地。 编辑本段方式现代化的电力系统其本身就是强烈的电磁干扰源，主要通过辐射方式干扰该频段内的通信设备。为抑制外部高压输电线路的干扰影响，采用接地措施，常用的接地方式有两种，现分别讨论如下： 分散接地方式分散 外壳接地电路接地就是将通信大楼的防雷接地、电源系统接地、通讯设备的各类接地以及其他设备的接地分别接入相互别离的接地系统，由于地线系统不断增多，地线间潜在的耦合影响往往难以防止，分散接地反而容易引起干扰。同时主体建筑物的高度不断增加，其接地方式所带的不平安因素也越来越大。当某一设施被雷击中

7、，容易形成地下还击，损坏其他设备。 联合接地方式联合接地方式也称单点接地方式，即所有接地系统共用一个共同的“地。联合接地有以下一些特点： (1)整个大楼的接地系统组成一个笼式均压体，对于直击雷，楼内同一层各点位比拟均匀；对于感应雷，笼式均压体和大楼的框架式构造对外来电磁场干扰也可提供1040dB的屏蔽效果； (2)一般联合接地方式接地电阻非常小，不存在各种接地体之间的耦合影响，有利于减少干扰； (3)可以 旱天接地雷节省金属材料，占地少。 由上不难看出，采用联合接地方式可以有效抑制外部高压输电线路的干扰。 防静电接地的接地线应串联一个1兆欧的限流电阻,即通过限流电阻与接地装置相连。接地电阻不是

8、越小越好吗？为何还要串电阻？ 计算机接地是以接地电流易于流动为目标，要求接地电阻越小越好。计算中心的接地应尽量减少噪音引起的电位变动，同时应注意信号电路与电源电路、高电平电路与低电平电路不能使用同一共地回路。对传输带宽要求较高的网络布线，应采用隔离式屏蔽接地，以防止静电感应产生干扰。在设计上力求简单、经济和实效接地如能和屏蔽有效地结合起来，将能更好地解决干扰，抑制噪音。 直流地计算机机房的直流地是系统中所有逻辑电路的共同参考点，设计直流地应考虑两个方面： 消除各电路电流流向一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压； 防止受磁场和地电位差的影响，不让其形成回路；如果接地方式或接法不妥当将会形成噪声耦合

9、。 1.1 直流地接法分类 计算机系统的直流地是数字电路的基准电位，不一定是大地电位，如该地线经一低阻通路接至大地，那么该地线的电位可认为是大地电位，被称为接大地。在计算机术语中人们常常把计算机设备直流地的接地形式称为计算机的接地。从目前的接法及形式看，与大地的接法不外乎两种：一是直流地悬浮；二是直流地接大地。 (1)直流地悬浮 直流地悬浮就是直流地不接大地，与地严格绝缘，要求对地电阻的大小一般在1以上。那么直流地为什么要悬空？因为如果数字电路的直流地与交流地接在一起，有可能引入交流电力网电压的干扰，为了防止这种干扰需要把交流地和直流地严格地分开。直流地悬浮的缺点是?由于交流电电网的中线一般接

10、地接大地这就等于把数字电路的直流地也接大地，这样容易形成漏电，使交流与直流两者之间形成电流回流，还可能因直流地悬浮使这些设备带有瞬态电压，通过相互间连线的电容耦合去干扰邻近设备，万一发生交流火线与机柜相碰现象，就 会使机柜带有很高的交流电压，如果机柜无平安地，大量的静电荷无处可去，淤积到机柜外壳上，使静电荷越积越多，影响机器的稳定运行，遇雷雨季节而避雷设备又不完善时，会遭雷击的危害。 (2)直流地接大地 直流地接大地就是将计算机机房中数字电路的等位地与大地相接，为了取得一定的公共电位，以减少电路的耦合，降低干扰影响，减少电气元件的电腐蚀和因线路对地绝缘不良而产生的串音等现象，一般接地电阻应4。

11、直流地接大地方式克制了直流地悬空所带来的问题，笔者建议在计算机局域网机房系统中采用直流地接大地的做法。由于直流地与机柜外壳是分开的，因此机柜外壳接大地为高频干扰提供了低阻通路，对防止高频干扰和防止静电也起到一定的保护作用。 编辑本段相关信息直流地的具体接法在直流地的接法上可以分为3种类型：串联接地、并联接地和网状接地。 (1)串联接地 机房中设备直流地线以串联的方式接在直流地的铜皮上，此种接法虽然个别处电位有差异，但由于电阻非常小，所以在简单的接地系统中应用较多。其缺点是在要求较高配置时，从防止噪声的角度来看，因串联接地，各串联的电阻使得各点电位产生偏差，容易产生噪声。 (2)并联接地 此方法

12、中各电路的地电位只与本电路的地电流和地线阻抗有关，各点间的电位差较平衡，可获得较好的低频接地，因此应用得较多。由于计算机的直流电压较低，各机架之间的地电流不容易形成耦合，但这种连接方式需要很多根地线，布线较繁杂。 (3)网状地 在大型机房中，对地要求相对严格，目前广泛使用网状地线作为直流地，称为网状地。直流网状地是用一定截面积的铜带在活动地板下面穿插排列成600600的方格，其穿插点与活动地板支撑点的位置交织排列，脚点处用锡焊焊接或压接在一起。为了使直流网状地和大地绝缘，在铜带下面应垫23厚的绝缘胶皮或聚氯乙烯板等绝缘材料，要求对地电阻在10以上。直流网状地系统不仅有助于更好地保证逻辑电路电位

13、参考点的一致，而且大大提高了机器内部和外部抗干扰能力。但是网状地系统比拟庞大，施工复杂，且费用较高，因而只适用在大型计算机机房中应用。 交流工作地、平安保护地和避雷地1交流工作地 在计算机系统中，除了使用直流缙鱗璞竿猓勾罅颗浔负褪褂媒涣鞯缙魃璞浮涣鞴鹘拥鼐褪前鸭扑慊低持惺褂媒涣鞯绲纳璞缸?次接地或经特殊设备与大地作金属连接，其作用是确保人身和设备平安。交流工作地的实施可分为计 算机系统使用的交流设备和计算机系统配套的交流设备两种情况，应各自独立地按电器标准规定接地，以防止因绝缘损坏而发生触电危险。 2平安保护地 把与电器设备带电局部相绝缘的金属外壳或机架同地之间做良好的接地称为平安保护地。假设

14、机壳不接地那么机壳带有较高电位，人体接触后就有触电的危险，当绝缘被击穿时，拥囟搪返缌鱗刈沤拥叵吆腿颂辶教跬吠绷魅氪蟮亍扑慊渴褂玫慕涣魃璞傅幕牵纾嚎盏骰绕滴妊棺爸谩溲蛊鱗眨校颖阜莸缭吹壬璞傅耐饪牵灿从泄氐缙鞴娣督薪拥卮怼? 3避雷地 防雷保护地主要是用来向大地引泄椎缌鱗模康脑谟诒；嗽焙徒锏陌踩览妆；赜爰扑慊行慕锊捎玫谋芾状胧泄兀捎诶椎缌鞑牡绱鸥杏窒螅斐删薮蟮牡绱懦。约扑慊行募跋喙厣璞妇哂屑蟮钠苹底饔茫蠓览椎叵咦爸糜胨衅渌缙魃璞钢浔肿愎坏木嗬搿虼朔览妆；胧遣豢珊鍪拥摹?997年夏季的一次雷雨天气，国航XX分公司因未完善避雷装置，致使网络瘫痪、设备损坏，造成直接经济损失。因此建筑物避雷设施必须严格遵

15、循防雷设施的规定，按标准进展施工，每年至少要检测一次避雷接地桩的良好程度。 计算机中心的各类设备接地之间的关系计算机中心的各类设备接地之间的关系实际上就是直流地与其他地间的相互关系，计算机直流地的接地电阻的大小、接法及与诸地之间的相互关系是以不同的设计要求而定的。 1直流地悬浮时与诸地的关系 在直流地悬浮的系统中，其他诸地可以分别接地，也可接在一起。 2直流地接大地时与诸地的关系 在直流地接大地系统中，由于各计算机系统的要求不同，因此其直流地与其他诸地的关系有很大的不同，大体上有以下几种接法。 直流地、平安地、交流地和避雷地分别接入不同的地桩。此种接法看来似乎各地相互之间没有关系，不产生任何影

16、响，而且单个地桩的造价廉价，但实际上这种方法不但复杂、造价昂贵，而且诸地之间难以到达相对隔离的要求，因此易对直流系统产生冲击，影响设备的可靠性。 直流地、避雷地各自接地，平安地和交流地共用一个地桩。情况根本同。 机房的直流地、交流地、平安地均各成系统，各用一根拥啬赶遊尤隱涞绻馵闹邢撸庵址椒奖悖梢杂氡芾椎乇忠蟮木嗬耄馐呛芏嗉扑? 机系统中采用的接地方法。 如所有地均接入避雷地，为了防止雷电压的还击，要求防雷接地装置与所有电器设备之间保持足够的距离。但是要保证满足这一条件是困难的，特别是利用钢筋混凝土建筑的构造以钢筋作为防雷网时，此距离实际上是无法保证的，在这种情况下应将诸地连在一起，采用共同接地

17、方式。为了防止雷电冲击时接地电位的升高，共同接地的电阻最好能限制在1以下。 机房内诸设备的交流地、直流地和平安地共用同一地桩。把诸地特别是直流地与避雷地共用同一地桩给人们带来极大的不平安，加之接地设施会因年久 失修致使接地电阻增加，从而给计算机的平安性、可靠性带来极大的威胁。因此笔者建议不采用这种接地方法，而是采用直流地、交流地和平安地连在一起后接入同一地桩的处理方法。 在处理共地的地线时需要注意的问题1接地电阻共用接地地桩的接地电阻应满足各种接地中最小接地电阻的要求。 2为防止接地系统的相互干扰，确保对建筑物的绝缘，接地母线应使用带有绝缘外皮的屏蔽线，屏蔽套的一端应进展接地。 3直流地、交流

18、地和平安地虽然最后都接在地桩上，但并不意味着各种地之间可以随意连接，也应按照上述要求在其未接入同一地桩之前彼此应保持严格的绝缘。 4在直流地与机壳平安地分开接地的计算机设备中，因其直流地与机架严格绝缘，各自分别接系统地桩，但有些计算机的机壳与直流地在电器上是接在一起的，其交流设备的工作地与机壳是严格绝缘的。 防护静电的有效措施接地与屏蔽静电是引起计算机等电子设备故障的重要因素之一，主要表达在静电聚积在计算机的机壳上，当电荷聚积的能量到达一定程度时，会给人以触电的感觉；当静电带电体触及计算机时形成对计算机的放电，有可能使逻辑元件送入错误信号、引起计算机运算错误，严重时还会造成程序紊乱，甚至烧毁设

19、备。如何防止静电带来的危害，分析静电对计算机设备的影响，找出静电产生的根源，减少以致消除静电是一个不可无视的课题。 减少静电对计算机设备的影响除采用谰驳绲匕錥透衾肭酵猓话愣嗖捎媒拥仄帘蔚姆椒渲猩璞傅耐饪墙拥厥亲罨镜姆谰驳绱胧蠹扑慊旧砭弑敢惶缀侠淼慕拥睾推帘蜗低常庋本驳绱缣宕凹扑慊欠诺缡保驳缇湍芡拥氐枷呗谷氲囟恢劣谝鹣低吃诵泄收希驳缢布鋄缡芠吆苋菀滓鸾拥氐缥坏牟浯危壳卸暇驳缭肷秩胍羝低溃谔右羝岛褪窒呤庇坎捎闷帘蜗撸帘蜗叩耐饩灯辛己玫亟拥兀佣孤艟奂谥芪牡绾伞? 鉴于接地系统是提高计算机网络可靠性、抑制噪音、保证机房设备平安的重要手段，因此应对计算机设备的接地认真加以对待，如果重视不够或接地系统处理

20、不当，将会影响计算机的稳定工作从而引发故障，甚至烧毁接口和器件，严重的还危及人身平安。 “地线在计算机应用技术中要求越来越高，还需要我们在工作中不断探索总结经历 21种静电接地相关术语1) 地 任何一点的电位按惯例取为零的大地或导电物质。 2)接地 电气连接到能提供或承受大量电荷的物体上如在地、舰船或运载工具金属外壳等。 3静电接地 将金属导体通过接地极与大地进展电气上的连接，使金属导体的电位接近大地电位的措施。 3)接地 a、直接接地或通过一个低阻抗同地相连。 b、通过一个具有很小或几乎为零电阻阻抗的导线或其他导体与地连接。 5) 软接地 通过足够的阻抗接地，把电流限制在人身平安的电平通常为

21、5mA之下。软接地所需要的阻抗取决于靠近接地点的人员可能接触的电压电平。 6)直接接地 将金属体与大地进展导电性连接的一种接地方式。 7)间接接地 为使金属以外的物体进展静电接地，将其外表的全部或局部与接地的金属体严密相接的一种接地方式。 8)静电放电接地装置 一个公共装置，在静电放电防护工作区内与该装置连接的无器件被接地。 9)接地参考平面 一个平的导电外表，其电位被用作为公共参考电位。 10) 静电接地连接系统 带电体上的电荷向大地泄漏、消散的外界导出通道。 11) 人体接地 通过使用导电垫、导电地面、导电鞋或其他各种接地用具使人体与大地保持通导状态的措施。 12) 接地电极 埋入大地以便

22、与大地良好接触的导体或几个导体的组合。 13) 缘氐缪筟带电体与大地之间的电位差令大地电位为零。 14) 静电连接 将彼此间没有良好导电通路的物体导电性连接，使相互间大体上处于一样电位的措施。 15) 搭接 a、使两个物体之间具有导电性的任何固定结合。这种结合可以是两个物体导电外表间的直接接触，也可以是加装在两个物体之间结实的电气连接。 b、在电气工程中，将各金属局部连接在一起，使它们对直流电和低频交流电电流呈现低电阻电气接触的一种方法。 16) 单点接地 每个电路或屏蔽体对地仅有一个连接点的接地形式。理想的情况是一个分系统只接在同一个接地点，这种方法可防止构造中流过返回电流。 17) 搭接线

23、条，片 a、一种用于搭接的金属编织线或金属条片。 b、当部件和构造之间不能用其他方法保持足够的电接触时，一种在它们之间提供必要导电性的金属编织线或金属条片。 18) 泄漏电阻 物体在不带电的情况下，从被测点到接地连接系统间的等效电阻。 19) 泄漏电流 指带电体上的电荷通过各种泄漏途径向大地泄漏的电流。 20) 静电泄漏通道 带电区的静电荷通过带电体内部和外表而使之泄漏的途径。 21) 由缌鱗任何不按指定的通路流动的电流，这些非指定的通路可以是大地、与大地连接的管线和其它金属物体或构筑物。接地电阻接地电阻接地电阻，除了具有传统打辅助地极测接地电阻的功能外，还具备了无辅助地极测量的独特功能，改变

24、了测试接地电阻传统的测量原理和手段：采用双钳口非接触测量技术无需打辅助地极，也无需将接地体与负载隔离，实现了在线测量。在单点接地系统、干扰性强等条件下，可以采用打辅助地极的测量方式进展测量。接地电阻 就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。1 接地电阻的定义 工频电流从接地体向周围大地散流时，土壤呈现的电阻值叫接地电阻R。接地电阻的数值等于接地体的电位U。于通过接地体流入大地中电流Id的比值。用公式表示为： Uo Ro= Id 当冲击电流或

25、雷电流通过接地体向大地散流时，不再用工频接地电阻而是用冲击接地电阻来量度冲击接地的作用。 冲击接地电阻RCH等于接地体对地冲击电压的幅值与冲击电流幅值之比。 冲击接地电阻RCH与工频接地电阻Ro的关系是： RCH=a Ro 式中a为冲击系数，a的大小与大地电阻率有关，它们的关系是： 当大地电阻率r£100Wm时 a»1 r£500Wm时 a»0.667 r£1000Wm时 a»0.5 r1000Wm时 a»0.333 2 测量仪表 2.1 对测量仪表的要求 1接地电阻的测量工作有时在野外进展，因此，测量仪表应巩

26、固可靠，机内自带电源，重量轻、体积小，并对恶劣环境有较强的适应能力。 2大于20dB以上的抗干扰能力，能防止土壤中的杂散电流或电磁感应的干扰。 3仪表应具有大于500kW的输入阻抗，以便减少因辅助极棒探针和土壤间接触电阻引起的测量误差。 4仪表内测量信号的频率应在25Hz1kHz之间，测量信号频率太低和太高易产生极化影响，或测试极棒引线间感应作用的增加，使引线间电感或电容的作用，造成较大的测量误差，即布极误差。 5在耗电量允许的情况下，应尽量提高测试电流，较大的测试电流有利于提高仪表的抗干扰性能。 6仪表应操作简单，读数最好是数字显示，以减少读数误差。 2.2 测量用仪表 DER2571型数字地阻仪或ZC一8型接地电阻测量仪，K一7型地阻仪等。. .word.