電磁兼容設(shè)計中有哪些接地技術(shù)？

電磁兼容中的接地技術(shù)，包括接地的種類和目的、接地方式、接地電阻的計算以及設(shè)備和系統(tǒng)的接地等。其主要目的在于提高電力電子設(shè)備的電磁兼容能力。

1 接地技術(shù)

接地技術(shù)最早是應(yīng)用在強(qiáng)電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)、輸變電設(shè)備、電氣設(shè)備）中，為了設(shè)備和人身的安全，將接地線直接接在大地上。由于大地的電容非常大，一般情況下可以將大地的電位視為零電位。后來，接地技術(shù)延伸應(yīng)用到弱電系統(tǒng)中。對于電力電子設(shè)備將接地線直接接在大地上或者接在一個作為參考電位的導(dǎo)體上，當(dāng)電流通過該參考電位時，不應(yīng)產(chǎn)生電壓降。然而由于不合理的接地，反而會引入了電磁干擾，比如共地線干擾、地環(huán)路干擾等，從而導(dǎo)致電力電子設(shè)備工作不正常?？梢?，接地技術(shù)是電力電子設(shè)備電磁兼容技術(shù)的重要內(nèi)容之一。

2 接地的種類和目的

電力電子設(shè)備一般是為以下幾種目的而接地：

2.1 安全接地

安全接地即將機(jī)殼接大地。一是防止機(jī)殼上積累電荷，產(chǎn)生靜電放電而危及設(shè)備和人身安全；二是當(dāng)設(shè)備的絕緣損壞而使機(jī)殼帶電時，促使電源的保護(hù)動作而切斷電源，以便保護(hù)工作人員的安全。

2.2 防雷接地

當(dāng)電力電子設(shè)備遇雷擊時，不論是直接雷擊還是感應(yīng)雷擊，電力電子設(shè)備都將受到極大傷害。為防止雷擊而設(shè)置避雷針，以防雷擊時危及設(shè)備和人身安全。

上述兩種接地主要為安全考慮，均要直接接在大地上。

2.3 工作接地

工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準(zhǔn)電位。該基準(zhǔn)電位可以設(shè)為電路系統(tǒng)中的某一點、某一段或某一塊等。當(dāng)該基準(zhǔn)電位不與大地連接時，視為相對的零電位。這種相對的零電位會隨著外界電磁場的變化而變化，從而導(dǎo)致電路系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定。當(dāng)該基準(zhǔn)電位與大地連接時，基準(zhǔn)電位視為大地的零電位，而不會隨著外界電磁場的變化而變化。但是不正確的工作接地反而會增加干擾。比如共地線干擾、地環(huán)路干擾等。

為防止各種電路在工作中產(chǎn)生互相干擾，使之能相互兼容地工作。根據(jù)電路的性質(zhì)，將工作接地分為不同的種類，比如直流地、交流地、數(shù)字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。上述不同的接地應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置。

2.3.1 信號地

信號地是各種物理量的傳感器和信號源零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于信號一般都較弱，易受干擾，因此對信號地的要求較高。

2.3.2 模擬地

模擬地是模擬電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于模擬電路既承擔(dān)小信號的放大，又承擔(dān)大信號的功率放大；既有低頻的放大，又有高頻放大；因此模擬電路既易接受干擾，又可能產(chǎn)生干擾。所以對模擬地的接地點選擇和接地線的敷設(shè)更要充分考慮。

2.3.3 數(shù)字地

數(shù)字地是數(shù)字電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于數(shù)字電路工作在脈沖狀態(tài)，特別是脈沖的前后沿較陡或頻率較高時，易對模擬電路產(chǎn)生干擾。所以對數(shù)字地的接地點選擇和接地線的敷設(shè)也要充分考慮。

2.3.4 電源地

電源地是電源零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于電源往往同時供電給系統(tǒng)中的各個單元，而各個單元要求的供電性質(zhì)和參數(shù)可能有很大差別，因此既要保證電源穩(wěn)定可靠的工作，又要保證其它單元穩(wěn)定可靠的工作。

2.3.5 功率地

功率地是負(fù)載電路或功率驅(qū)動電路的零電位的公共基準(zhǔn)地線。由于負(fù)載電路或功率驅(qū)動電路的電流較強(qiáng)、電壓較高，所以功率地線上的干擾較大。因此功率地必須與其它弱電地分別設(shè)置，以保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。

2.4 屏蔽接地

屏蔽與接地應(yīng)當(dāng)配合使用，才能起到屏蔽的效果。

比如靜電屏蔽。當(dāng)用完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來，在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷，外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷，因此外側(cè)仍有電場存在。如果將金屬屏蔽體接地，外側(cè)的正電荷將流入大地，外側(cè)將不會有電場存在，即帶正電導(dǎo)體的電場被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。

再比如交變電場屏蔽。為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地，就能使交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。

上述兩種接地主要為電磁兼容性考慮。

3 接地方式

工作接地按工作頻率而采用以下幾種接地方式：

3.1 單點接地

工作頻率低（<1MHz）的采用單點接地式（即把整個電路系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)點看作接地參考點，所有對地連接都接到這一點上，并設(shè)置一個安全接地螺栓），以防兩點接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合。多個電路的單點接地方式又分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種，由于串聯(lián)接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合，所以低頻電路最好采用并聯(lián)的單點接地式。