電磁兼容設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(lèi)和目的、接地方式、接地電阻的計算以及設備和系統的接地等。其主要目的在于提高電力電子設備的電磁兼容能力。

1 接地技術(shù)

接地技術(shù)最早是應用在強電系統（電力系統、輸變電設備、電氣設備）中，為了設備和人身的安全，將接地線(xiàn)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(lái)，接地技術(shù)延伸應用到弱電系統中。對于電力電子設備將接地線(xiàn)直接接在大地上或者接在一個(gè)作為參考電位的導體上，當電流通過(guò)該參考電位時(shí)，不應產(chǎn)生電壓降。然而由于不合理的接地，反而會(huì )引入了電磁干擾，比如共地線(xiàn)干擾、地環(huán)路干擾等，從而導致電力電子設備工作不正常?？梢?jiàn)，接地技術(shù)是電力電子設備電磁兼容技術(shù)的重要內容之一。

2 接地的種類(lèi)和目的

電力電子設備一般是為以下幾種目的而接地：

2.1 安全接地

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

2.2 防雷接地

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

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(gè)基準電位。該基準電位可以設為電路系統中的某一點(diǎn)、某一段或某一塊等。當該基準電位不與大地連接時(shí)，視為相對的零電位。這種相對的零電位會(huì )隨著(zhù)外界電磁場(chǎng)的變化而變化，從而導致電路系統工作的不穩定。當該基準電位與大地連接時(shí)，基準電位視為大地的零電位，而不會(huì )隨著(zhù)外界電磁場(chǎng)的變化而變化。但是不正確的工作接地反而會(huì )增加干擾。比如共地線(xiàn)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。根據電路的性質(zhì)，將工作接地分為不同的種類(lèi)，比如直流地、交流地、數字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。上述不同的接地應當分別設置。

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地線(xiàn)。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地線(xiàn)。由于模擬電路既承擔小信號的放大，又承擔大信號的功率放大；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(diǎn)選擇和接地線(xiàn)的敷設更要充分考慮。

2.3.3 數字地

數字地是數字電路零電位的公共基準地線(xiàn)。由于數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(shí)，易對模擬電路產(chǎn)生干擾。所以對數字地的接地點(diǎn)選擇和接地線(xiàn)的敷設也要充分考慮。

2.3.4 電源地

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

2.3.5 功率地

功率地是負載電路或功率驅動(dòng)電路的零電位的公共基準地線(xiàn)。由于負載電路或功率驅動(dòng)電路的電流較強、電壓較高，所以功率地線(xiàn)上的干擾較大。因此功率地必須與其它弱電地分別設置，以保證整個(gè)系統穩定可靠的工作。

2.4 屏蔽接地

屏蔽與接地應當配合使用，才能起到屏蔽的效果。

比如靜電屏蔽。當用完整的金屬屏蔽體將帶正電導體包圍起來(lái)，在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量的負電荷，外側出現與帶電導體等量的正電荷，因此外側仍有電場(chǎng)存在。如果將金屬屏蔽體接地，外側的正電荷將流入大地，外側將不會(huì )有電場(chǎng)存在，即帶正電導體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內。

再比如交變電場(chǎng)屏蔽。為降低交變電場(chǎng)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置導電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接。只要設法使金屬屏蔽體良好接地，就能使交變電場(chǎng)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(diǎn)接地

工作頻率低（<1MHz）的采用單點(diǎn)接地式（即把整個(gè)電路系統中的一個(gè)結構點(diǎn)看作接地參考點(diǎn)，所有對地連接都接到這一點(diǎn)上，并設置一個(gè)安全接地螺栓），以防兩點(diǎn)接地產(chǎn)生共地阻抗的電路性耦合。多個(gè)電路的單點(diǎn)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(diǎn)接地式。