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电子产品&设备“地”参考信号的EMC分析

在一些电子产品&设备的设计应用中,我们会碰到系统接地后EMI传导测试数据变差的情况;这时要注意产品的结构和我们测试实验场地的接地情况!通过如下的产品路径我们进行分析:

从产品的EMC测试原理分析:主要影响产品EMC测试结果的为共模干扰,因此,产品的EMC问题主要与共模干扰有关,对于产品的EMC设计来说,真正需要我们重点关注的也是共模问题!参考地回路的电流路径问题!!

因此对于产品的实际应用状况要注意产品的内部结构问题;我们不同的产品结构对EMS处理有效;有时会带来EMI的问题!

还有我们在实际设计和应用中遇到关于“地”的问题越来越多,譬如设备在测试时运行正常,到了现场安装后跑起来就各种问题,在模数混合系统里对不同类型的系统进行地平面分离处理,在产品进行EMC等电磁认证测试时各种干扰问题最后都会落到“地”上。

接地技术最早是应用在强电系统(电力系统、输变电设备、电气设备)中,为了设备和人身的安全,将接地线直接接在大地上。由于大地的电容非常大,一般情况下可以将大地的电位视为零电位。后来,接地技术延伸应用到弱电系统中。对于电力电子设备将接地线直接接在大地上或者接在一个作为参考电位的导体上,当电流通过该参考电位时,不应产生电压降。然而由于不合理的接地,反而会引入了电磁干扰,比如共地线干扰、地环路干扰等,从而导致电力电子设备工作不正常。可见,接地技术是电子产品&设备电磁兼容技术的重要内容之一,所以我在这里有必要对接地技术收集到比较完整的资料再进行详细分析!

输入电网-地的问题

中性点(中线)接地(产品的供电系统)给我们电网带来好处;优越性如下:   在220/380V三相四线制低压配电网络中,配电变压器的中性点大都实行工作接地。这主要是因为这样做具有下述优越性:一是正常供电情况下能维持相线的对地电压不变,从而可向外(对负载)提供220/380V这两种不同的电压,以满足单相220V(如电灯、电热)及三相380V(如电动机)不同的用电需要。二是若中性点不接地,则当发生单相接地的情况时,另外两相的对地电压便升高为相电压的几倍。中性点接地后,另两相的对地电压便仍为相电压。这样,即能减小人体的接触电压,同时还可适当降低对电气设备的绝缘要求,有利于制造及降低造价。三是可以避免高压电窜到低压侧的危险。实行上述接地后,万一高低压线圈间绝缘损坏而引起严重漏电甚至短路时,高压电便可经该接地装置构成闭合回路,使上一级保护动作跳闸而切断电源,从而可以避免低压侧工作人员遭受高压电的伤害或造成设备损坏。所以,低压电网的配电中性点一般都要实行直接接地。

中性点有电源中性点与负载中性点之分。它是在三相电源或负载按Y型联接时才出现。对电源而言,凡三相线圈的首端或尾端连接在一起的共同连接点,称电源中性点,简称中点;而由电源中性点引出的导线便称中性线,简称中线,常用N表示。三相四线制中性点不接地系统和三相四线制中性点接地系统。

一般情况下,当中性点接地时,则称为零线;若不接地时,则称为中线。

配电系统的三点共同接地。为防止电网遭受过电压的危害,通常将变压器的中性点,变压器的外壳,以及避雷器的接地引下线共同于一个接地装置相连接,又称三点共同接地。这样可以保障变压器的安全运行。当遭受雷击时,避雷器动作,变压器外壳上只剩下避雷器的残压,减少了接地体上的那部分电压。

在上图的三相四线制配电系统中,中性线一般接地,因此也被称为零线。中性线或者零线的作用就是为了取单相电220V,三相电设备和单相电设备供电方式的不同如图:

而我们一般都知道用电设备要接地,这就是三相五线制中的PE线,也叫保护地线,用来连接设备的金属外壳防止漏电。那么,下图就是电厂的电经过变压传输后到达用户端后的一个复杂配电网络的配置,属于低压配电系统中的常用的TN-S系统。

N线又叫工作接零,用来返回回路电流,PE叫做保护接零,不经过变压器,用来连接设备金属外壳到大地。我们可以看一下保护接地的原理:

如图中:地线的两端分别是什么,保护中性线的两端是什么;漏电流的来源分析,通过下面的分析知道,保护中性线是中性线与地线的合并线,保护中性线包括了地线功能在内。

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