信号接地种类以及作用

地线的种类和作用

电子设备的“地”通常有两种含义：一种是“大地”安全地,

另一种是“系统基准地”信号地;接地就是指在系统与某个电位基

准面之间建立低阻的导电通路;“接大地”是以地球的电位为基准,

并以大地作为零电位,把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地

相连;由于大地的电容非常大,一般认为大地的电势为零;相同接

地点之间的连线称为地线;把接地平面与大地连接,是为了提高设

备电路系统工作的稳定性,静电泄放,为工作人员提供安全保障;

在弱电系统中的接地一般不是指真实意义上与地球相连的接

地;对于电力电子设备将接地线直接连在大地上或者接在一个作

为参考电位的导体上,当有电流通过该参考电位时,接地点是电路

中的共用参考点,这一点的电压为0Ｖ,电路中其他各点的电压高

低都是以这一参考点为基准的,一般在电路图中所标出的各点电

压数据都是相对接地端的大小,这样可以大大方便修理中的电压

测量;

接地的目的：安全考虑,即保护接地;为信号电压提供一个稳

定的零电位参考点信号地或系统地屏蔽保护作用;

一、接地的类型和作用不同的电路有不相同的接地方式,电

子、电力设备中常见的接地方式有以下几种：

1、安全接地

安全接地即将高压设备的外壳与大地连接;一是防止机壳上

积累电荷,产生静电放电而危及设备和人身安全,例如电脑机箱的

接地,油罐车那根拖在地上的尾巴,都是为了使积聚在一起的电荷

释放,防止出现事故；二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时,促

使电源的保护动作而切断电源,以便保护工作人员的安全,例如电

冰箱、电饭煲的外壳;三是可以屏蔽设备巨大的电场,起到保护作

用,例如民用变压器的防护栏;

在铁路信号设备体系中,为保证机械室内的运用设备不会因

为配线漏电等原因外壳带电对人身安全造成危害的接地线,控制

台、电源屏、组合架等都要接人身地线;

设备地线一般指的也是人身地线,但计算机联锁设备的机柜

要求设专门的设备地线;为保证一些对抗干扰要求较高的高频信

息传输,需要使用屏蔽线室外要使用内屏蔽电缆；在电气化区段的

干线电缆为减少电气化干扰要使用铝护套电缆,它们的屏蔽层或

铝护套都要接地才能起到作用,这个地线就是屏蔽地线;

2、防雷接地

当电力电子设备遇雷击时,不论是直接雷击还是感应雷击,如

果缺乏相应的保护,电力电子设备都将受到很大损害甚至报废;为

防止雷击,我们一般在高处例如屋顶、烟囱顶部设置避雷针与大地

相连,以防雷击时危及设备和人员安全;安全接地与防雷接地都是

为了给电子电力设备或者人员提供安全的防护措施,用来保护设

备及人员的安全;

铁路信号设备体系中也有防雷地线,是防雷元件接地用的,用

以泻放雷电产生的电流;各种地线有两种接法,技术标准不同：

一种是地线分设的方法,过去使用较多,但设置时每个地线接

地体之间的距离均不得小于20米,微机地线接地电阻不得大于4

欧姆,其它地线不得大于10欧姆,各种地线之间不得连接;如今使

用较多的是地线合用,要求在信号楼设综合接地体,接地电阻不得

大于1欧姆;

有关设备接地的标准和要求,建议阅读铁路信号维护规则第

13、16章;

3、工作接地

工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位;这个基

准电位一般设定为零;该基准电位可以设为电路系统中的某一点、

某一段或某一块等;当该基准电位不与大地连接时,视为相对的零

电位;但这种相对的零电位是不稳定的,它会随着外界电磁场的变

化而变化,使系统的参数发生变化,从而导致电路系统工作不稳定;

当该基准电位与大地连接时,基准电位视为大地的零电位,而不会

随着外界电磁场的变化而变化;但是不合理的工作接地反而会增

加电路的干扰;比如接地点不正确引起的干扰,电子设备的共同端

没有正确连接而产生的干扰;为了有效控制电路在工作中产生各

种干扰,使之能符合电磁兼容原则;我们在设计电路时,根据电路

的性质,可以将工作接地分以下为不同的种类,比如直流地、交流

地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等;不同的接地应

当分别设置;不要在一个电路里面将它们混合设在一起,例如数字

地和模拟地就不能共一根地线,否则两种电路将产生非常强大的

干扰,使电路陷入瘫痪

4、信号

信号地是各种物理量信号源零电位的公共基准地线;由于信

号一般都较弱,易受干扰,不合理得接地会使电路产生干扰,因此

对信号地的要求较高;

5、模拟地

模拟地是模拟电路零电位的公共基准地线;模拟电路中有小

信号放大电路,多级放大,整流电路,稳压电路等等,不适当的接地

会引起干扰,影响电路的正常工作;模拟电路中的接地对整个电路

来说有很大的意义,它是整电路正常工作的基础之一;所以模拟电

路中合理的接地对整个电路的作用不可忽视;

6、数字地

数字地是数字电路零电位的公共基准地线;由于数字电路工

作在脉冲状态,特别是脉冲的前后沿较陡或频率较高时,会产生大

量的电磁波干扰电路;如果接地不合理,会使干扰加剧,所以对数

字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑;

7、电源地

电源地是电源零电位的公共基准地线;由于电源往往同时供

电给系统中的各个单元,而各个单元要求的供电性质和参数可能

有很大差别,因此既要保证电源稳定可靠的工作,又要保证其它单

元稳定可靠的工作;电源地一般是电源的负极;

8、功率地

功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线;

由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高,如果接地的

地线电阻较大,会产生显着的电压降而产生较大的干扰,所以功率

地线上的干扰较大;因此功率地必须与其它弱电地分别设置,以保

证整个系统稳定可靠的工作;

屏蔽与接地应当配合使用,才能起到良好的屏蔽效果;主要是为了

考虑电磁兼容,典型的两种屏蔽是静电屏蔽与交变电场屏蔽;