電路中地線的可靠性設計
三、接地電阻
(一)對接地電阻的要求
對電路系統(tǒng)而言,接地電阻越小越好,因為當有電流流過接地電阻時,其上將產(chǎn)生電壓。該電壓除產(chǎn)生共地阻抗的電磁干擾外,還會使設備受到反擊過電壓的影響,并使人員受到電擊傷害的威脅,同時還帶來系統(tǒng)的工作的不穩(wěn)定性和發(fā)熱。為了保護系統(tǒng)的正常工作,我們在設備接地時對接地電阻提出要求,一般要求接地電阻小于4Ω;對于移動設備,接地電阻可小于10Ω。系統(tǒng)接地的等效電路如圖4-6所示。系統(tǒng)接地不好,還會帶來寄生電感和寄生電容,這些可以導致地平面發(fā)生振蕩。
接地電阻的影響
(二)降低接地電阻的方法
接地電阻由接地線電阻、接觸電阻和地電阻三部分組成。為此,降低接地電阻的方法有以下三種:
1、降低接地線電阻
降低接地線電阻的方法有增大導線的寬度,或者采用多層板,給出一層或者多層電源層,降低導線的內阻。信號層可以對采用覆銅的方式。覆銅的類型有:
(1)整板(全部)覆銅;
(2)局部(部分)覆銅;
(3)分區(qū)覆銅(用于地種類復雜,而且地線有不同的分區(qū),比如模數(shù)混合電路);
(4)分網(wǎng)絡覆銅(系統(tǒng)的特許需要,對某個或者幾個特定的網(wǎng)絡覆銅)。
2、降低接觸電阻
降低接觸電阻,為此要將接地線與接地螺栓、接地極牢靠地連接,同時要考慮系統(tǒng)接地極和土壤之間的接觸面積與緊密度。增加地極和土壤之間的接觸面積與緊密度,可以減小接觸電阻。
有的設備為了降低接觸點之間的電阻,在接觸點采用導電性能良好的材料;為了防止金屬被氧化而增加接觸電阻,必要時可以在接觸點鍍銀或者鍍金來保持良好的接觸效果,減小接觸電阻。
3、降低地電阻
降低地電阻,有些特殊系統(tǒng),必須增加接地極的表面積和增加土壤的導電率(如在土壤中注入鹽水)。
則系統(tǒng)的垂直接地極接地電阻R為:
接地電阻計算公式
例如,黃土ρ取200Ω.m,L為2cm,d為0.05,則垂直接地極接地電阻R為80.67Ω。
如在土壤中注入鹽水,使ρ=20Ω.m時,則接地極接地電阻R為8.067Ω。
從上面的比較中,可以清楚地看出,接地電阻隨著大地電阻率降低而減少。在一些特許系統(tǒng)中,對接地電阻和地電阻要求比較嚴格時,降低大地的電阻率,增加大地的導電性能是一個很好的辦法。
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