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关于电子设备需要接地的注意事项

2011-01-13 14:42
雷本祖
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  一、电子设备为什么要接地

  很多人都知道,贵重仪器设备使用的时候,外壳都要接地,如采用三心电源插头等。但为什么要接地,这个原因就很少人知道了。下面我们以三相发电机输送线路的工作原理,来说明设备接地的重要性。

  通过对图1的观察,你很快就会明白,地线的作用主要是干什么的,即:地线的作用主要是用来防雷的。

  在图1中,红线A、B、C表示高压输送线路,高压输送线路一般都用铁塔空架支撑,用以对几十万伏的交流电进行远距离传送,这样,其经常受雷击是不可避免的;为了避免雷击,一般都在高压线路的上方平行架设一条地线,这条地线一般称为避雷地线。所谓的地线就是与大地相连的导线,当打雷的时候,雷电首先会打到避雷地线上,避雷地线可把雷电引入地球,避免高压输送线路被几亿伏,乃至十几亿伏的雷电把发电机或变压器的线圈与外壳击穿,以及把与线路连接的其它电器设备遭受瞬间高压冲击而损坏。因此,图1中的避雷地线与一般电子线路中的地线完全是两回事。

  

  除了避雷地线之外,发电机和变压器的外壳也要接地,这种接地叫防护接地。防护地线与避雷地线两者是不同的,防护地线与避雷地线的最大区别是,防护地的地线一般没有电流通过,而避雷地的地线在打雷时有非常大的电流通过,电流可大于数十万安培。避雷地的主要作用是把雷电高压引入地球,以降低雷电高压对电子设备的冲击;而防护接地则是让设备外壳的电位与地球相同,避免设备内部电路在强电场之下感应带电产生位移电流,以及人体触摸电子设备外壳时不会触电。因此,两者的作用是完全不同的。

  三相发电机的中线接地,也属于防护接地,其作用是把发电机中线圈被感应的静电高压引入地球。当负载完全平衡时,三相发电机的中线与地连接的地线是没有电流通过的。但三相变压器的中线接地不属于防护接地,而属于避雷接地,因为三相变压器中线在与火线并排向用户供电的同时,还担当避雷的作用。当打雷时,中线通过接地可以把雷电的大部分能量引入地球,仅有少部分能量最后成为差模信号与输送电压混合在一起被传送到用户终端。

  目前,人们对雷电的产生以及其所引起的灾害认识并不很深。

  我们知道,由于地球与电离层之间存在很强的电场,云朵在天空中首先要被极化带电,然后在风力的作用下,极化带电的云朵很容易就会分离成两个(或多个)部分,使之成为带电体,一个带正电(一般是下层),另一个带负电(一般是上层)。所以,同一高度已经带电的云朵(即带电性质相同的云朵),在风力的作用下很容易产生互相组合,使云体带电的能量越来越大,即电位越来越高。当两个带异性电荷的云朵互相靠近的时候,或者带电云体靠近地表面的时候,就会放电,即打雷。因此,只要有云和风的存在,打雷的现象就会经常出现,首先被雷击的多数为高层建筑物。

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