電子產(chǎn)品接地的主題廣泛而復(fù)雜,涵蓋各種功能和目標。在本文中,我們將從基礎(chǔ)層面研究自動化控制系統(tǒng)中接地的應(yīng)用和監(jiān)管。
地的主題有多種含義。在電氣系統(tǒng)的范圍內(nèi),不僅有不同的定義,而且每個研究領(lǐng)域都使用接地來實現(xiàn)不同的結(jié)果。在某些情況下,它用于確保人員和設(shè)備的安全。
其他時候,它可以提高數(shù)字通信的信號清晰度。更重要的是,地線甚至可以作為承載負載設(shè)備電流的導(dǎo)體的參考。
可以肯定地說,沒有人可以成為所有電子領(lǐng)域的專家,或者對定義接地連接范圍和目的的每條法規(guī)和代碼有全面的工作知識。但是,在本文中,我們將定義幾種地面使用類別以及一些常見應(yīng)用,為進一步具體了解其中一些關(guān)鍵領(lǐng)域鋪平道路。
什么是接地,它的目的是什么?
首先,定義術(shù)語“地”。當大多數(shù)人談?wù)摻拥貢r,他們會想象機器之間的接地插座和綠色接地線的背景。沒錯,因為配電最符合“地”的原始定義。
在世界上其他被稱為“接地”的地方,地面的概念是一根長長的木樁,插入設(shè)施或住宅外的地面,同樣位于電線桿、變電站等各個地方。
在設(shè)施或住宅內(nèi),任何金屬都理想地連接到那個巨大的大地接地連接——甚至是插入插座的設(shè)備。這個接地系統(tǒng)的全部意義在于,如果任何帶電的有源電壓以某種方式直接或通過水、皮膚或其他導(dǎo)體接觸到任何金屬,那么會立即提供一條路徑到最近的點返回到系統(tǒng)中。這種相互連接的電線網(wǎng)絡(luò)不僅在這些有源電壓故障的情況下提供了路徑,而且還使每個物體都具有相同的電壓電位。
基本主題
接地通常分為兩個主要領(lǐng)域:人身安全和信號調(diào)節(jié)。圍繞使用的規(guī)則在某種程度上取決于情況需要的類別。
第一類是設(shè)備和人身安全的接地。此類別包括所有住宅和工業(yè)機械連接,并遵循有關(guān)電線尺寸、位置、顏色和電阻的非常具體的規(guī)定。
第二類是用于信號調(diào)節(jié)的接地。接地有助于減少低壓和高速數(shù)字通信中的問題。這使得它在處理工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電路和射頻(RF)應(yīng)用等許多其他應(yīng)用時成為一個非常重要的討論。
有了這些信息,是時候探索這些類別的使用的一些具體示例了。
接地示例
為了了解基礎(chǔ)討論可以變得多么廣泛,以下是該術(shù)語對各種行業(yè)和應(yīng)用可能意味著什么的幾個示例。顯然,這并不包括每一個應(yīng)用程序,還有許多其他使用該術(shù)語的情況,但可能有點不正確,沒有專門連接到“地球”地面網(wǎng)絡(luò)。
作為一名作者,我盡量不要對正式的定義過于挑剔,而且我明白很多時候,一個行業(yè)可能會采用一個術(shù)語來表示一個雖然在技術(shù)上不正確但被普遍理解的概念。
這些案例對我來說非常合適——糾正另一個領(lǐng)域的同行不是我的職責。但在大多數(shù)情況下,它有助于為主題提供一些清晰和理解。
住宅系統(tǒng)的安全
住宅系統(tǒng)安全是最知名的例子。接地插座是大多數(shù)插座的標準,大多數(shù)插入墻壁的設(shè)備都有第三個接地端子。這允許任何類型的電線故障都有返回地面的路徑,希望使斷路器跳閘而不是造成電擊危險。
當電擊危險更為嚴重時,特別是當附近有水時,需要接地故障斷路器(GFI)出口。即使在正確接線的設(shè)備中,水也會產(chǎn)生電擊路徑,因此潮濕環(huán)境需要更加注意安全。
工業(yè)機器框架和電機
工業(yè)機器框架和電機具有非常特定的接地連接點,以及應(yīng)通過接地線測量的最大電阻值的要求。他們測量的電阻總是比他們保護的負載設(shè)備小。任何故障(或再次,濕氣)都應(yīng)通過接地路徑返回源,最終使斷路器跳閘或燒毀保險絲。
直流電壓控制系統(tǒng)
在直流電壓系統(tǒng),特別是控制系統(tǒng)中,接地網(wǎng)絡(luò)可以通過在電線周圍提供保護層來防止電磁干擾(EMI)或“噪聲”被引入通信電線。
EMI是由電機和其他交流電源引入的,但它可以被纏繞在電纜導(dǎo)體周圍的接地線阻擋。這些“屏蔽”線在絕緣護套下方有一個編織或箔網(wǎng),并連接到接地網(wǎng)絡(luò)。
在這種情況下,作為電源板,它既提供了一些抗噪聲保護,又為板上的變壓器提供了冗余安全連接。
控制柜和交流配電設(shè)備
控制柜內(nèi)和交流配電設(shè)備周圍的接地連接遵循許多與前面提到的電機相同的規(guī)則。這種類型的接地也稱為“連接”,可以在每個金屬控制柜中看到。使用螺釘、鎖緊螺母或?qū)㈦娋€連接到金屬外殼的特殊端子塊將綠色或綠色/黃色電線連接到機柜。
變壓器輸出線也將使用允許單個或多個電壓輸出的策略連接到地,同時仍保持通過其中一根線返回接地網(wǎng)絡(luò)的一致路徑。
接地基礎(chǔ)知識總結(jié)
接地是幾乎所有電場中的常見做法。但是對于每個專業(yè),定義和實踐都會有所不同。
一項廣泛的研究揭示了兩種基本的接地類別:用于設(shè)備和人員安全以及用于信號保護和調(diào)節(jié)。
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