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接地、电源接地

2017-03-27 17:55分类:电工考证知识 阅读:

 

一、接地的意义
一般电子技能中的接地有两种意义。榜首种意义是指接真实的大地即与地球坚持等电位,而且常常捆绑于地址试验室邻近的大地。关于沟通供电电网的地线,一般是指三相电力变压器的中线(又称零线),它是在发电厂接大地。第二种意义是指接电子丈量仪器、设备、被测电路等的公共联接点。这个公共联接点一般与机壳直接联接在一起,或经过一个大电容(有时还并联一个大电阻--有形或无形的)与机壳相联(这在沟通意义上也恰当于短路)。因而,起码在沟通意义上,能够把一个丈量体系中的公共联接点,即电路的地线与仪器或设备的机壳看作同义语。
研讨接地疑问应包含两方面的内容:确保试验者人身安全的安全接地和确保正常试验、按捺噪声的技能接地。
二、安全接地
绝大大都试验室所用的丈量仪器和设备都由50Hz,220V的沟通电网供电,供电线路的中线(零线)现已在发电厂用良导体接大地,另一根为相线(又称为前方)。假定仪器或设备长时刻处于湿度较高的环境或长时刻受潮未烘烤、变压器质量低质等,变压器的绝缘电阻就会显着下降。通电后,如人体触摸机壳就有或许触电。为了避免因漏电使仪器外壳电位添加,构成人身事端,应将仪器外壳接大地。
为了避免触电事端的发作,可在通电后用试电笔查看机壳是不是显着带电。一般状况下,电源变压器初级线圈两头的漏电阻是纷歧样的,因而,一般把单相电源插头换个方向刺进电源插座中部可削弱乃至消除漏电景象。


图1 运用三孔插座进行安全接地

比照安全的办法是选用三孔插头座,如图1中,三孔插座基地较粗的插孔与本试验室的地线(试验室的大地)相接,别的两个较细的插孔,一个接220V相线(前方),另一个接电网零线(中线),因为试验室的地线与电网中线的实习节点纷歧样,二者之间存在必定的大地电阻Rd(这个电阻还随区域、间隔、时节等改动,一般是不安稳的),如图2所示。
电网零线与试验室大地之间因为存在沿线散布的大地电阻,因而不容许把电网中线与试验室地线相联。不然,零线电流会在大地电阻Rd上构成一个电位差。一样道理,也不能用电网零线替代试验室地线。试验室地线是将大的金属板或金属棒深埋在试验室邻近的地下(并用撒食盐等办法来减小接地电阻),然后用粗导线与之焊牢再引进试验室,别离接入各电源插座的相应方位。


图2 试验室的地线与电网电线间的电阻

三孔插头中较粗的一根插头应与仪器或设备的机壳相联,别的两根较细的插头别离与仪器或设备的电源变压器的初级线圈的两头相联。运用如图1.1.6所示的电源插接办法,就能够确保仪器或设备的机壳一贯与试验室大地处于同电位,然后避免了触电事端。假定电子仪器或设备没有三孔插头,也能够用导线将仪器或设备的机壳与试验室大地相联。
三、技能接地
1.接地不良引进烦扰
在电子电路试验中,由信号源、被测电路和查验仪器所构成的查验体系有必要具有公共的零电位线(即接地的第二种意义),被测电路、丈量仪器的接地除了确保人身安全外,还可避免烦扰或感应电压窜入丈量体系或丈量仪器构成互相间的烦扰,以及消除人体操作的影响。接地是使丈量安稳所必需的,按捺外界的烦扰,确保电子丈量仪器和设备能正常作业。假定接地不妥,或许会发作试验者所不期望的作用。下面举几个多见的比方来阐明。
如图3所示为用晶体管毫伏表丈量信号发作器输出电压,因未接地或接地不良引进烦扰的暗示图。


图3 接地不良引进烦扰

在图3中,C1、C2别离为信号发作器和晶体管毫伏表的电源变压器初级线圈对各自机壳(地线)的散布电容,C3、C4别离为信号发作器和晶体管毫伏表的机壳对大地的散布电容。因为图中晶体管毫伏表和信号发作器的地线没有相连,因而实习抵达晶体管毫伏表输入端的电压为被测电压Ux与散布电容C3、C4所引进的50Hz烦扰电压eC3、eC4之和(如图1.1.8(b)所示),因为晶体管毫伏表的输入阻抗很高(兆欧级),故加到它上面的总电压或许很大而使毫伏表过负荷,体现为在小量程档表头指针过量程而打表。
假定将图3中的晶体管毫伏表改为示波器,则会在示波器的荧光屏上看到如图4(a)所示的烦扰电压波形,将示波器的活络度下降可查询到如图4(b)所示的一个低频信号叠加一个高频信号的信号波形,并可测出低频信号的频率为50Hz。


(a) (b)
图4示波器观测50Hz烦扰信号波形

假定将图3中信号发作器和晶体管毫伏表的地线相联(机壳)或两地线(机壳)别离
接大地,烦扰就可消除。因而,对高活络度、高输入阻抗的电子丈量仪器应养成先接好地线再进行丈量的习气。
在试验进程中,假定丈量办法准确、被测电路和丈量仪器的作业状况也正常,而得到的仪器读数却比估量值大得多或在示波器上看到如图1.1.9所示的信号波形,那么,这种景象很或许即是地线触摸不良构成的。
2.仪器信号线与地线接反引进烦扰
 有的试验者以为,信号发作器输出的是沟通讯号,而沟通讯号能够不分正负,所以信号线与地线能够沟通运用,正本不然。
如图5(a)所示,用示波器观测信号发作器的输出信号,将两个仪器的信号线别离与对方的地线(机壳)相联,即两仪器不共地。C1、C2别离为两仪器的电源变压器的初级线圈对各自机壳的散布电容,C3、C4别离为两仪器的机壳对大地的散布电容,那么图5(a)能够用图5(b)来标明,图中eC3、eC4为散布电容C3、C4所引进的50Hz 烦扰,在示波器荧光屏上所看到的信号波形叠加有50Hz烦扰信号,因而包络不再是平直的而是呈近似的正弦改动。


图5 信号线与地线接反引进烦扰

假定将信号发作器和示波器的地线(机壳)相连或两地线(机壳)别离与试验室的大地相接,那么,在示波器的荧光屏上就观测不到任何信号波形,信号发作器的输出端被短路。
3.高输入阻抗外表输入端开路引进烦扰
以示波器为例来阐明这个疑问。如图6(a)所示,C1、C2别离为示波器输入端对电源变压器初级线圈和大地的散布电容,C3、C4别离为机壳对电源变压器初级线圈和大地的散布电容。此电路可等效为如图6(b)所示电路,可见,这些散布参数构成一个桥路,当C1C4=C2C3时,示波器的输入端无电流流过。可是,关于散布参数来说,一般不或许满意C1C4=C2C3,因而示波器的输入端就有50Hz的市电电流流过,荧光屏上就有50Hz沟通电压信号闪现。假定将示波器换成晶体管毫伏表,毫伏表的指针就会指示出烦扰电压的巨细。恰是因为这个要素,毫伏表在运用结束后,有必要将其量程旋钮置3V以上档位,并使输入端短路,不然,一开机,毫伏表的指针会呈现打体景象。


图6示波器输入端开路引进烦扰

4.接地不妥将被测电路短路
这个疑问在运用双踪示波器时分外应留神。如图7所示,因为双踪示波器两路输入端的地线都是与机壳相联的,因而,在图7(a)中,示波器的榜首路(CHl)观测被测电路的输入信号,联接办法是准确的,而示波器的第二路(CH2)观测被测电路的输出信号,联接办法是差错的,致使了被测电路的输出端被短路。在图7(b)中,示波器的第二路(CH2)观测被测电路的输出信号,联接办法是准确的,而示波器的榜首路(CHl),观测被测电路的输入信号,联接办法是差错的,致使了被测电路的输入端被短路。


图7 接地不妥将被测电路短路

此外,接地时应避免多点接地,而选用一点接本地法,以扫除对丈量作用的烦扰而发作丈量差错。分外多个丈量电仪器间有二点以上接地时更需留神。假定试验室电源有地线,此项烦扰能够扫除,不然,因为两处接地,作业电流在各接地址间发作电压降或在接地址间发作电磁感应电压,这些要素也会构成丈量上的差错。为此,有必要选用一点接本地法。
在丈量拓宽嚣的拓宽倍数或查询其输入、输出波形联络时,也要偏重拓宽器、信号发作器、晶体管毫伏表以及示波器实施共地丈量,以此来减小丈量差错与烦扰。

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