电子电气设备的接地方式、原则及适用场合

霍海波

（三门峡职业技术学院智能制造学院，河南三门峡 472000）

0 引言

社会经济的不断发展和进步让电子电气设备成为了大众生活的重要组成部分，也有着非常重要的意义。电子电气设备应用范围的不断扩大，带来了一系列安全问题，如安全故障、安全事件、外部静电和电磁的影响。因此需要相关人员采取有效措施解决电子电气设备的干扰问题，为其稳定运行提供保障。对电子电气设备接地进行分析，为大众用电安全提供支持。

1 电子电气接地作用和接地分类

1.1 功能性接地

电子电气设备接地是促使电气设备电磁融合性提升的主要方式，也属于电子电气设备避免静电干扰的方式之一。合理的设备接地不但能避免外部的静电和电磁干扰，也可以避免电子电气设备发射的电磁波对身体造成的伤害。不正确的设备接地会造成较为严重的干扰，严重可能导致电子电气设备无法正常运行。特别是一些控制设备和自动化控制系统，会因为一些装置散在多处，导致接地网络非常复杂。因此，设计时就需要全面考量，安装过程中也要充分调整和检查。功能性接地中的系统接地主要是为了保证电子电气设备稳定运行，功能性接地可以满足电路的工作需求，接地系统一般情况下存在电流。逻辑接地是为了提升参考电位的准确度，在电子电气中可以将金属部件作为逻辑地，大部分逻辑地都使用金属部件，这种接地方式会造成相应的等电位点，并以其为基础作为电路基础，但并不一定是零电位。屏蔽接地可以消减外部一些电磁干扰，将电气干扰源引入大地，能够降低外界干扰对设备的不良影响。信号接地能保证基准电位的稳定，还能检查一些漏电的接地现象，对阻抗进行测量。

1.2 保护性接地

保护性接地主要是为了避免人身和设备受到电击导致伤害，这种接地形式分为几种，一是防电击接地，这种接地方式可以避免因电子电气设备绝缘损坏产生漏电现象，从而发生电击，可将电子电气设备外部导电部分接地。这种接地方式可以对线路涌流起到限制作用，还能避免高压和低压的窜入，在产生故障时防电击接地能够对电流进行保护；二是防静电接地，这种接地方式可以将静电电荷引入大地，避免因为静电堆积造成人身危害，接地后可以避免集成电路受到损坏，也能避免静电电荷对人员造成的伤害[1]。

2 接地方式

2.1 保护性接地

为了将地线的作用充分发挥出来，保证电子电气设备稳定运行，应采取正确的地线连接方式。接地属于一种合理措施，来源于强电基础，由于强电技术的电压较高，容量较大，会对设备安全和人身安全造成危害，因此基于安全考虑，电子电气设备的外壳和底座都需要形成等电位，对电子电气设备进行保护性接地可以使用保护接零和保护接地。三相四线制供电系统的中性线就是保护接零线，是电路的重要环节。零线保护接地线和电子电气设备外壳连接，保护接地线没有电流通过，即便有电流也是较小的电流，因此在大部分情况下，保护接地线不存在电压降低，与其连接的电子电气设备外部壳体也呈现低电位[2]。

2.2 系统接地

电子电气设备控制系统中存在较多的系统接地问题，系统接地线属于电路的重要流通通道，也是各个电路经过相同接地阻抗融合的方式，这也构成了电路间的干扰环节。电子电气设备很多抗干扰措施都和接地有着非常重要的联系，因此正确的接地能在一定程度上抑制噪声，还能抗外部干扰，提升电子电气设备的运行稳定性，也能提升电路的工作精准度。电子电气设备中系统是否接地对系统工作可靠性有着直接影响，电子电气设备系统接地方式主要分为以下3 种：①浮空接地。这种接地方式不直接连接大地，而是保持悬浮状态，让电路中一部分和大地完全分离，在某种程度上避免来自接地线的不良影响。因为没有电气联系，也就无法形成环路电流造成外部干扰。但浮空接地也存在一定的弊端，因为电子电气控制设备相对较大，会占据很多的对地分布电容，提升干扰程度，让电路产生一定的位移，对其稳定运行造成影响。电子电气控制设备工作速度会提升，会增大感应，导致其输入输出加长，扩大其他部分的电容，从而增大电流的干扰。因为电容的存在会产生静电，在外部有雷电时，机箱内会产生电流，增加工作人员的工作风险，因此较为复杂的电磁环境不能使用悬浮方式；②系统和大地直接。这种方式存在一定的优势和缺点，但是和悬浮接地方式相反，在加大电子控制设备电容时，可以使用接大地方式，但连接的同时需要对接地位置和接地数量合理选择，将干扰降到最低；③电容接地方式。经过电容系统和大地紧密连接，这种接地电容大部分是高频电容，主要提供系统到大地的通路，和高通滤波器相似，这种接地方式主要适合低频系统，使用的电容需要有一定的耐压值和高频特点[3]。

3 电子电气设备系统接地原则和适用场合

低频电路接地需要始终坚持一点接地，也就是辐射式接地，同时还要有效区分串联和并联。单点接地属于一些电路的共同参考点，并联单点是最简单实用的接地方式。单点接地不存在公共阻抗耦合和一些低频回路问题，电路模块会接到同一个单点地上，子单元和参考点相连接，地线上一些部分的电流不会耦合进电路，因此这时这种接地方式能够在某种固定的工作频率下提升其工作效率。频率升高会增加接地阻抗，电路也会产生一定的电压，因此高频电路不适合使用单点接地。针对较高工作频率的电路，会因元件的引线和布局提升其接地线的阻抗，因此在低频电路中广泛使用的接地方式是一点接地方式。假如将一点接地方式在高频电路中使用会提升对接地线的阻抗，同时地线之间的杂散电感和一些分布电容会造成电路之间耦合，降低其稳定性。为了降低接地线的阻抗和杂散电流，需要让电路之间有效融合，一些高频电路会使用就近接地，也就是多点接地方式。多点接地原则会将各个系统地线接在低阻抗地线上。在电路实际工作频率＞10 MHz 时，需要使用多点接地的接地形式，高频电路接地时要降低接地线的分布电容，此时在接地方式上和低频电路存在一定差异。混合接地不但有单点接地的特点，也有多点接地的特点，比如在系统中的一些低频部分需要单点接地，但是高频部分则需要多点接地[4]。

4 电子电气设备接地中存在的问题和解决策略

在对电子电气设备接地时，会受到不同土壤质地的影响，一些土地含水量和温度相对较低，会提升其电阻，操作人员实施电子电气设备接地时没有及时对土质特点进行充分了解，会为后续操作埋下一定安全隐患。目前电阻的测量还是使用万用表，万用表主要测量的是两点之间的电阻，也包含两点间的他土壤电阻。电阻无法有效消除因为存在瞬间变流的误差，这种情况下也会导致电阻实际测量结果误差较大，无法为接地系统提供合理依据。系统接地设备在安装过程中有着非常重要的作用，但在一些工程实际施工中会因技术人员自身水平有限导致接地操作中存在失误，使电子电气设备系统无法将接地作用充分发挥出来，为后续操作造成阻碍。在实际运行过程中，接地装置接地线和接地体都会受到外界干扰，导致其出现断裂，也会出现线路腐坏。其次，土壤也会随着时间的推移产生变化，对电阻实际作用产生破坏，假如没有对接地装置的标准检查，存在的问题得不到及时补救，会造成严重的后果[5]。

为了进一步提升电子电气系统接地操作的合理性，使接地系统的优势充分发挥出来，需要操作人员在接地操作前对土壤进行检查，还要对电阻率进行合理测量。获得土壤电阻率后，可以结合实际情况对其中一些不符合要求的因素采取有效措施妥善解决。降低土壤电阻率的方式可以增加土壤含水量，也可以在土壤中添加一些盐分或使用接地增效剂等。对接地电阻对进行测量可以保障系统的合理安装，也能提升电阻测量的精准度。操作人员要结合实际环境，选择适合的方式进行测量。在大多数情况下，接地电阻测量时利用测量数据结合欧姆定律求得电阻值，这种测量方式可以有效避免瞬间变化电流的干扰。合理的接地方式可以保证电子电气设备的正常运行，设备安装技术的提升就是提升设备的使用价值。工作人员在实际操作中需要提升自身的操作水平，充分了解施工内容。为了避免电压较高或电流对电路造成影响，在实际接地时，需要将其分别接地，还要保持其距离在合理范围内。为了抑制对环路产生干扰，需要减少地阻，合理选择接地位置。开始接地前，要针对设备接地装置做详细的检查，结合不同地点的接地装置设置检查日期，提升其使用效率。一些建筑需要做好防雷接地的设计，保证其严密全面，许多智能建筑包含的布线系统较多，不但有一些自动化系统而且也包含了一些电子系统[6]。

5 结语

综上所述，电子电气设备为大众日常生活提供了一定的便捷，同时还要提升对于电子电气设备运行中安全隐患的重视程度，应对设备进行相应的接地处理，保证电子电气设备的运行稳定性和安全性。电子电气设备的接地处理有着非常重要现实意义，因此，不但要认识到电子电气设备的接地重要性，还应该采取合理有效的方式解决其中存在的问题，为设备和人员的安全提供保障。