電氣接地系統(tǒng)安裝和維護(hù)指南

接地（也稱為接地)是指為了安全和功能目的，借助低電阻線將電能直接釋放到大地的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，電子設(shè)備的“地”有兩種含義：一是連接“大地”。以大地為零電位，將電子設(shè)備的金屬外殼和電路參考點(diǎn)接地，可以保護(hù)設(shè)備和人員的安全，如保護(hù)接地、防雷接地等。弱電系統(tǒng)不一定是真正意義上的大地與大地相連。具有提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、屏蔽和保護(hù)系統(tǒng)電磁兼容性的作用，

什么是電氣接地？

目錄

一個(gè)接地系統(tǒng)（英國(guó)和IEC）或接地系統(tǒng)（US）連接與地面電力系統(tǒng)的特定部分。接地是一種治療技術(shù)，涉及進(jìn)行“接地”或?qū)⒛c地球電連接的活動(dòng)。在現(xiàn)代接地概念中，對(duì)于線路工程師來(lái)說(shuō)，這個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義通常是線路電壓的參考點(diǎn)；對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，它通常是一個(gè)機(jī)柜或機(jī)架；對(duì)于電氣工程師來(lái)說(shuō)，它是安全接地或連接到大地。更一般的定義是電流返回其源的低阻抗路徑。請(qǐng)注意，要求是“低阻抗”和“路徑”。

PE、PGND、FG：保護(hù)地或機(jī)箱
BGND 或 DC-RETURN：電源（電池）返回
GND：工作地
DGND：數(shù)字地
AGND：模擬地
LGND：防雷地

接地方式有多種，包括單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。其中，單點(diǎn)接地分為串聯(lián)接地和并聯(lián)接地。一般而言，單點(diǎn)接地用于簡(jiǎn)單的電路，例如不同功能模塊之間的接地區(qū)別，以及低頻（f<1MHz）電子電路。設(shè)計(jì)高頻（>10MHz）電路時(shí)，應(yīng)使用多點(diǎn)接地或多層板（完整接地平面）。以下是四種具體的接地方法。

1. 接地浮動(dòng)
在電子設(shè)計(jì)中，一種常用的方法是浮動(dòng)技術(shù)。這種方法電路板的信號(hào)地不與外部公共地相連，從而保證了電路的良好隔離。該電路與外部接地系統(tǒng)隔離良好，不易受到外部接地系統(tǒng)干擾的影響。但是，靜電很容易在電路上積聚而引起靜電干擾，從而可能產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓。
小型低速（<1mhz）設(shè)備可以使用接地浮動(dòng)，通過(guò)金屬外殼單點(diǎn)接地。

2. 單點(diǎn)串聯(lián)接地
這種接地方式比較簡(jiǎn)單，電路板設(shè)計(jì)就不用太注意了。所以它會(huì)被更多地使用。但是，這種電路會(huì)有共同的阻抗耦合，導(dǎo)致各個(gè)電路模塊相互影響。

3、單點(diǎn)并聯(lián)接地
這種接地方式，雖然擺脫了串聯(lián)單點(diǎn)接地常見(jiàn)的阻抗耦合問(wèn)題，但在實(shí)際使用中，會(huì)引入過(guò)多的接地線煩人，至于哪一種需要綜合考慮在實(shí)際過(guò)程中進(jìn)行評(píng)估。如果電路板面積允許，采用并聯(lián)方式，如果各電路模塊之間的連接簡(jiǎn)單，則采用串聯(lián)方式。一般來(lái)說(shuō)，下載的板子里有電源模塊、模擬電路模塊、數(shù)字電路模塊和保護(hù)電路模塊。在這種情況下，我使用并聯(lián)單點(diǎn)接地方法。

4、多點(diǎn)接地
多點(diǎn)接地在日常電路設(shè)計(jì)中使用較多，特別是在多模塊電路設(shè)計(jì)中。這種接地方式可以有效減少高頻干擾問(wèn)題，但也容易造成接地回路。這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)中必須充分考慮，以提高電路穩(wěn)定性。小型高速（>10MHz）設(shè)備的工作地應(yīng)采用金屬外殼多點(diǎn)接地。接地點(diǎn)之間的距離應(yīng)小于最高工作頻率波長(zhǎng)的1/20，金屬外殼應(yīng)單點(diǎn)接地。
總之，在電子電路設(shè)計(jì)中，最重要的一點(diǎn)是減小電路的回路面積，提高電子設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和電子系統(tǒng)的EMC設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對(duì)上述各種接地技術(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

至于接地功能，接地技術(shù)的引入原本是一種防止電氣或電子設(shè)備被雷擊的保護(hù)措施。目的是將產(chǎn)生的雷電流通過(guò)避雷針引入大地，從而保護(hù)建筑物。同時(shí)，接地也是保護(hù)人身安全的有效手段。當(dāng)相線因某種原因（如導(dǎo)線絕緣不良、線路老化等）接觸到設(shè)備外殼時(shí)，設(shè)備外殼會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓。產(chǎn)生的故障電流將通過(guò)中性線流向大地，從而起到保護(hù)作用。
隨著電子通信等數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展，在接地系統(tǒng)中僅考慮防雷和安全已經(jīng)不夠。例如，在通信系統(tǒng)中，大量設(shè)備之間的信號(hào)互連要求每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)參考地作為信號(hào)參考地。并且隨著電子設(shè)備的復(fù)雜化，信號(hào)頻率越來(lái)越高。因此，在接地設(shè)計(jì)中，必須特別注意信號(hào)間的相互干擾等電磁兼容問(wèn)題。否則，接地不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。另外，在高速信號(hào)回傳技術(shù)中也引入了“接地”的概念。

以下問(wèn)題圍繞電氣接地科學(xué)和接地物理學(xué)展開(kāi)，以解釋來(lái)自地球的電荷如何對(duì)我們的生活產(chǎn)生巨大影響。以及如何通過(guò)接地技術(shù)將電能直接排放到大地。這些問(wèn)答也讓您對(duì)接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝給予了極大的關(guān)注。

1、大地接地和電氣接地有什么區(qū)別？
大地是一個(gè)電阻非常低而電容非常大的物體。它具有吸收無(wú)限電荷的能力，同時(shí)可以保持電位不變。因此，它被用作電氣系統(tǒng)的參考電位，即電氣接地。另外，在電子設(shè)備中，在電路的各級(jí)傳輸電流和信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)，都需要一個(gè)參考電位，以防止外界信號(hào)的干擾。該電位稱為邏輯地或浮動(dòng)地。

2. 地電位和邏輯地電位有什么區(qū)別？
由于地球可以吸收無(wú)限的電荷，因此地球的電位在宏觀上看起來(lái)為零。由于地球上自然電場(chǎng)和人工電場(chǎng)的影響，地球各點(diǎn)的電位是不同的。在工程上，距人工電場(chǎng)20m處視為零電位（接地電位）。接地電位與電氣系統(tǒng)注入大地的電流有關(guān)。當(dāng)大電流流入電氣接地時(shí)，電氣接地電位可能會(huì)達(dá)到很高的電壓，尤其是當(dāng)雷電流流入電氣接地時(shí)。電氣接地的瞬時(shí)電位可以達(dá)到 100,000 伏。所以，

3.什么是外殼？
由于導(dǎo)線絕緣層損壞，相線與電氣設(shè)備外殼接觸，稱為碰殼。如果相線絕緣和電氣設(shè)備外殼不符合規(guī)定要求，則設(shè)備不能投入使用。絕緣下降的原因可能是受潮或絕緣層損壞，可根據(jù)電路設(shè)備的使用環(huán)境進(jìn)行分析。

4. 什么是階躍電壓？
當(dāng)電氣設(shè)備對(duì)地發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流從故障地流向接地電極并返回電源。因此，在故障點(diǎn)的地和接地電極的周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的接地或接地電極的接地。距離越近，電位越高，距離越遠(yuǎn)，電位越低。當(dāng)一個(gè)人的兩只腳之間的距離在0.8米左右時(shí)，站在這個(gè)電場(chǎng)中，由于兩只腳處于不同的電位點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生電位差。這種電位差稱為階躍電壓。

5. 什么是接觸電壓？
當(dāng)電器設(shè)備絕緣損壞，外殼發(fā)生短路時(shí)，接觸電器設(shè)備的人就有觸電的危險(xiǎn)。定義危險(xiǎn)程度時(shí)，測(cè)量電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)距電氣設(shè)備水平方向0.8米處的設(shè)備電位。兩者之間的電位差稱為接觸電壓。

6、接地極與設(shè)備的接地電阻差是多少？
接地電壓與接地電流的比值稱為接地極的接地電阻。在工程中測(cè)量接地極電阻時(shí)，是在接地極上人為施加交流電壓，然后測(cè)量流入接地極的電流。兩者之比為接地電阻。設(shè)備的接地電阻為接地線電阻之和。

7、接地功能有哪些分類？
一般分為保護(hù)接地和功能接地兩大類
1）保護(hù)接地可分為以下4種：
保護(hù)接地：將設(shè)備的外露導(dǎo)體部分接地稱為保護(hù)接地。其目的是防止電氣設(shè)備絕緣損壞或漏電，當(dāng)人觸摸時(shí)可能引起觸電。
雷電接地：將雷電引入大地，防止觸電或其他財(cái)產(chǎn)損失。
防靜電接地：將靜電荷引入大地，防止靜電積聚對(duì)人體和設(shè)備造成傷害。
防腐接地：將金屬體埋在地下作為犧牲陽(yáng)極或陰極，以保護(hù)與其相連的金屬體，如金屬輸油管道。
2）功能接地可分為以下4種：
工作接地：為了保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行，在電力系統(tǒng)的適當(dāng)位置進(jìn)行接地，稱為工作接地。在交流系統(tǒng)中，該點(diǎn)一般為中性點(diǎn)。
邏輯接地：為獲得穩(wěn)定的參考電壓，將電子設(shè)備中適當(dāng)?shù)慕饘俨考鳛閰⒖剂汶娢唬瑢⑿枰@得零電位的電子部件連接到該金屬部件上。這種方法稱為邏輯接地。
屏蔽接地：將金屬外殼或金屬網(wǎng)接地，以保護(hù)外殼或網(wǎng)內(nèi)的電子設(shè)備不受外界電氣干擾，或防止外殼或網(wǎng)內(nèi)的電氣設(shè)備對(duì)外界電子設(shè)備造成干擾。
信號(hào)接地：為確保信號(hào)具有穩(wěn)定的參考電位而設(shè)置的接地方法。

8. 什么是工作場(chǎng)地？
為了保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，設(shè)備導(dǎo)電部分的任何一點(diǎn)（通常是電源的中性點(diǎn)）的接地稱為工作地。

9、安全電壓與使用環(huán)境有什么關(guān)系？
安全電壓是為了防止人身觸電。觸電的程度與人體的阻抗有關(guān)，人體的阻抗與接觸情況有很大關(guān)系。在不同的條件下，它是不同的。
人體阻抗與接觸條件的關(guān)系通常分為三類：
1) 高阻抗：干燥皮膚、干燥環(huán)境、高阻抗接地
2) 低阻抗：潮濕皮膚、潮濕環(huán)境、低阻抗接地
3) 零阻抗：對(duì)于例如，人體浸入水中

10. 短路和接地故障有什么區(qū)別？
相互絕緣的帶電導(dǎo)體之間由于絕緣損壞而產(chǎn)生的電氣連接稱為短路。例如，不同相的相線之間，或相線與中性線之間存在電氣連接，可能存在短路。帶電導(dǎo)體與大地之間的電氣連接錯(cuò)誤稱為接地故障。此外，火線不僅指相線，還指中性線。接地是指接地的電氣設(shè)備的金屬外殼、非電氣金屬管道和大地。

11、接地裝置由哪些部分組成？
接地裝置是接地極和接地線的總稱。
接地極是埋在土壤或混凝土地基中用于耗散電流的導(dǎo)體?？煞譃樘烊唤拥貥O和人工接地極兩種。
有幾種類型的自然接地電極：地下金屬管道系統(tǒng)、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
人工接地極宜采用水平鋪設(shè)的圓鋼、扁鋼、金屬接地板，垂直鋪設(shè)的角鋼、鋼管、圓鋼等。

12、防止直接觸電的措施有哪些？
使帶電物體絕緣
使用屏蔽或屏障來(lái)阻止人體接觸帶電物體
使用漏電開(kāi)關(guān)作為額外保護(hù)

13、防止間接觸電的措施有哪些？
設(shè)置自動(dòng)斷電裝置
雙重絕緣設(shè)備
采取不接地的局部電位連接
電氣隔離

14、高壓系統(tǒng)的接地系統(tǒng)有哪些類型？
1）直接接地，即變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)直接或通過(guò)小電阻（如電流互感器）與接地裝置相連。這種接地方式在發(fā)生單相接地短路時(shí)有較大的接地電流，故又稱大電流接地系統(tǒng)。
2）不接地，本系統(tǒng)中變壓器的中性點(diǎn)不接地或與消弧線圈、大電阻、接地裝置等接地設(shè)備相連。

15、自然接地極能否用于直流電氣設(shè)備的接地？
交流電氣裝置的接地應(yīng)充分利用埋在地下的自然接地極。直流電氣裝置的接地，不允許使用自然接地極作為電流型的PE線、接地線和接地極。接地裝置與自然接地相連。接地裝置與交流電氣裝置之間的距離不應(yīng)小于1m，以免發(fā)生電腐蝕。

16、總等電位聯(lián)結(jié)的作用是什么？
總等電位聯(lián)結(jié)（MEB）的作用是降低建筑物和不同電位的不同金屬部件間接接觸電擊的接觸電壓，消除通過(guò)電線和各種金屬管道從建筑物外部引入的危險(xiǎn)故障電壓。

17. 什么是補(bǔ)充粘接？
兩個(gè)導(dǎo)電部分直接用導(dǎo)線連接，使故障的接觸電壓降到接觸電壓極限以下，稱為補(bǔ)充或附加等電位聯(lián)結(jié)（接地）。當(dāng)接地裝置失效時(shí)，不能滿足自動(dòng)切斷電源的間接接觸保護(hù)條件，應(yīng)設(shè)置補(bǔ)充聯(lián)結(jié)。還應(yīng)安裝在浴室、醫(yī)院、游泳池等有特殊要求的場(chǎng)所。

18.什么是局部等電位聯(lián)結(jié)？
本地等電位聯(lián)結(jié)（LEB）是指通過(guò)本地板中的聯(lián)結(jié)端子連接多個(gè)補(bǔ)充等電位聯(lián)結(jié)，稱為本地等電位聯(lián)結(jié)。

19、如何檢查等電位聯(lián)結(jié)的導(dǎo)電性？
1) 焊接質(zhì)量檢查
2) 螺栓連接質(zhì)量檢查
3) 測(cè)量分支與主干之間的電阻

20、電弧短路有什么特點(diǎn)？
短路和接地故障有兩種形式：金屬短路和電弧短路。金屬短路電流很大，可使過(guò)電流保護(hù)器（斷路器或熔斷器）及時(shí)動(dòng)作，故障不易繼續(xù)。電弧短路的短路點(diǎn)有電弧或電火花，阻抗大，因此短路電流小。所以過(guò)流保護(hù)不會(huì)生效。但電弧短路點(diǎn)的溫度很高，局部可達(dá)數(shù)千攝氏度。極易點(diǎn)燃短路點(diǎn)周圍的物質(zhì)而引起火災(zāi)。
電弧短路不僅發(fā)生在電氣和接地故障中，導(dǎo)線之間的連接不良也會(huì)引起它。例如，引起白熾燈閃爍或干擾電視機(jī)。這時(shí)必須檢查線路的連接點(diǎn)是否可靠。

有關(guān)電氣接地系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的常見(jiàn)問(wèn)題解答

1. 什么是電氣接地和接地類型？

接地是實(shí)現(xiàn)電氣安全的第一步。... 接地是為了保護(hù)用戶免受電擊。它是一組串聯(lián)或并聯(lián)連接的導(dǎo)體，以便將電位差立即消散到地中。從設(shè)備連接到大地的電線稱為接地線。

2. 接地和接地有什么區(qū)別？

接地和接地之間的主要區(qū)別在于，術(shù)語(yǔ)“接地”意味著電路物理連接到地面，即對(duì)地（接地）的零伏電位。而在“接地”中，電路并未物理接地，但其電位相對(duì)于其他點(diǎn)為零。

3. 接地和接地一樣嗎？

接地和接地之間的主要區(qū)別在于，術(shù)語(yǔ)“接地”意味著電路物理連接到地面，即對(duì)地（接地）的零伏電位。而在“接地”中，電路并未物理接地，但其電位相對(duì)于其他點(diǎn)為零。

4. 接地的目的是什么？

接地用于保護(hù)您免受電擊。它通過(guò)為故障電流流向大地提供路徑（保護(hù)導(dǎo)體）來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。它還會(huì)使保護(hù)裝置（斷路器或熔斷器）切斷流向發(fā)生故障的電路的電流。

5. 用哪根線接地？

銅線
接地線或接地接頭
盡管銅線通常用作接地線，但銅帶更適合高位安裝，因?yàn)樗拿娣e更大，可以承載更高的故障電流值。