由淺入深談接地

地，是個很復雜的問題，一篇帖子很難說的清楚，同時還想從例子說起，以便能夠讓大家認識到事物的本質(zhì)，對我這樣一個工科出身的硬件工程師來說還是有些難度，總怕表達不清楚或不到位，把大家引入歧途。盡力吧，講的不當?shù)牡胤?，希望大家體諒。

　　以下一些基本概念，后續(xù)將著重講工作地的設計和分析方法，因為，工作地是最復雜，也最容易在實際設計當中出錯。當然也是硬件工程師必須要搞清的東西。

　　基本概念

　　接地，比較直觀的就是接大地。實際上，接地是一個系統(tǒng)級的概念，接大地已經(jīng)不能清晰地描述系統(tǒng)接地的概念了。為了清楚表達接地的概念，可以引用亨利.奧特的定義：“接地是為電流返回其源提供的低阻抗通道”。

　　對于不同的應用，有不同的理解，對于線路工程師來說，接地的含義通常是線路電壓的參考點;對于系統(tǒng)設計師來說，它常常是機柜或機架;而對電氣工程師來說，它卻是綠色安全地線或接到大地的意思。

　　接地的作用

　　設計中接地往往基于各種理由，例如電力配電、安全、信號綜合、防雷、EMI和靜電放電等等。接地設計時，電流幅度和頻率是兩項關鍵因素，他們決定著接地應采用何種方式以及系統(tǒng)對接地質(zhì)量要求的高低。根據(jù)接地需求的不同，接地的主要作用有：

　　防雷接地

　　把可能受到雷擊的物體和大地相接，以提供泄放大電流的通路稱之為防雷地。這種接地的目的很明確，就是防止人及物體遭到雷擊，這些物體可以是天線、大樓、電子或電氣設備等。

　　由于雷電放電電流一般是脈沖性的大電流(可高達上百千安)，其上升沿可達到微秒量級(1-10 微秒，持續(xù)時間100 微秒以下)，因此要求防雷接地的接地阻抗要小。為了避免雷擊電流引發(fā)機房設備之間的高電位差，要求設備之間特別是有電氣聯(lián)系或距離較近的設備進行低電感和電阻搭接。

　　保護接地

　　保護接地就是為了保護設備、裝置、電路及人身的安全。因此，在設備、裝置、電路的底盤及機殼端一定要采取保護接地。因保護接地和人身安全相關，保護接地的方式在配電的標準規(guī)范中以及安全規(guī)范都有嚴格規(guī)定。

　　保護地主要用以保護工頻故障電壓對人身造成的危害，其保護原理是：通過把帶故障電壓的設備外殼短路到大地或地線端，保護過程中產(chǎn)生的短路電流使熔絲或空氣開關斷開。保護地的工頻電阻要求較小，同時要求保護地的可靠性很高。從電源頻率的角度來看，如僅對人身安全的保護接地而言，可以不對保護地提出低電感的要求。

　　工作接地

　　工作地線是單板、母板或系統(tǒng)之間信號的等電位參考點或參考平面，它給信號回流提供了低的阻抗通道。信號質(zhì)量很大程度上依賴于工作接地質(zhì)量的好壞。由于受接地材料特性和其他技術因素的影響，接地導體的連接或搭接無論做的如何好，總有一定的阻抗，信號的回流會在工作地線上產(chǎn)生電壓降，形成地紋波，對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響;信號越弱，信號頻率越高，這種影響就越嚴重。盡管如此，在設計和施工中最大限度地降低工作接地導體的阻抗仍然是非常重要的。

　　屏蔽接地

　　屏蔽接地是和結構息息相關的措施。電磁屏蔽時并不要求與大地連接，屏蔽結構接到大地上更多的是安全等方面的需要。

　　為了防止電磁輻射和干擾，系統(tǒng)設計中常采用結構屏蔽的方法。為了使結構有較好的屏蔽效能，要求對結構箱體的開孔尺寸有一定限制，特別是通風孔。但是電纜出線往往會破壞了這種屏蔽效能，因此要求電纜在出屏蔽體時與機柜連接。

　　防靜電接地

　　靜電的危害是眾所周知的，當人手觸摸電子裝備時，由人體附帶的數(shù)以千伏的靜電電壓，會對設備中的電子器件發(fā)生放電，雖然靜電的能量不高，但產(chǎn)生的瞬時電流足夠大，有可能造成電子器件的損壞。

　　人體產(chǎn)生的高電壓靜電通過沒有接好大地的單板上安裝的金屬拉手條，會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，如果單板上的電子器件絕緣處理的不好，瞬態(tài)“大電流”足以破壞絕緣造成單板上器件的永久性損壞。如果在機箱上裝了防靜電手腕，在人體觸摸設備之前，通過防靜電手腕把靜電泄放到大地，以使人體和設備之間的電位相等從而達到保護的目的。

　　由于防靜電接地大多針對人和設備，因此在人體和設備之間增加保護電阻(如防靜電手腕中的電阻)防止機柜帶電對人身造成的可能傷害，當然也可限制人體對地產(chǎn)生的靜電泄放電流，從而起到保護設備的作用。