电气接地对电子设备运行影响实例分析

电气接地对电子设备运行影响实例分析

气接地对电子设备运行影响实例分析电气接地是电气设计与实施工中一个有争议的问题，争论的焦点是各种电气接地公用一个接地系统还是各自分开单独建立接地系统，以及接地电阻值应该为多少。不同建筑物与特殊使用场所的电气接地电气设计，如计算机房、有爆炸物的危险场所、医院手术室、游泳池、喷水池以及建筑物防雷等在设计规范中对接地也作了明确的规定。对有通信设备以及计算机控制系统的建筑物，相关设备接地尚未明确规定，给电气设计与施工造成一定困难。

一个建筑物内有220/380V低压配电系统电源中性点接地、电气安全保护接地、防雷接地、电子设备直流电源工作接地、过电压保护接地等多种接地。国家电子计算机房设计规范（GB50174－93）第6.4.3条中规定以上接地可共用一组接地装置，其接地电阻不应大于其中最小值。工业计算机监控系统抗干扰技术规范（CECS81－96）第4.0.4条中规定计算机系统的各种接地线应采用有绝缘护套的导线或电缆牢固地接到地线（PE线）汇集板上，地线汇集板和地网接地极之间宜采用两根截面不小于25平方毫米的带绝缘护套的铜导线或电缆牢固连接，保证计算机系统一点接地。第 4.0.3条规定在计算机机房内宜设计600mm200mm20mm铜板作为计算机系统地线汇集板，该汇集板可为计算机系统提供参考零电位。规范还规定计算机应进行保护接地，接地电阻不应大于4欧姆，各种接地应放射式引到地线汇集板，然后再引到地网接地极。规定用两根引线是为了保证可靠性。应引起注意的是规范规

定引到接地网的接地极上而不是引到接地网上。这就明确了可以公用一个接地极（接地装置）。有些行业认为公用一个接地系统会影响电子设备正常运行，因此电子设备应单独接地，接地电阻要求也比较小，一般都要求不大于1欧，个别甚至要求小于0.5欧姆。

通过实际工程发现，电子设备地线出现干扰会破坏电子设备的正常运行，甚至造成元器件的损坏。电子设备本身的地线设计属电子设备产品本身的问题，出现问题不能只要求由电气设计从外部接地上进行解决。实践证明电子设备本身产品设计在绝缘及地线设计上水平越高，对外部电气接地设计要求就越低。大型计算机房都要求单独接地，有些还设计了单独接地网，当计算机运行不稳定时，就设法降低接地电阻。一般都要求达到0.5欧姆，有些仍不稳定，最后降低到0.2欧姆。如果计算机本身的地线设计合理，保证地线之间电位差很小，绝缘水平又很高，计算机稳定运行受外部接地影响就会很小。计算机地线必须集中于一点之后再接地，以便可以取得一个统一参考电位点。如果计算机本身地线较长时，就要用绝缘线从多点先引到地线汇集板，再引到接地极（接地装置）后集中接地，这样可以避免较长的地线上电位变化而影响电子设备的正常运行。如果在地线汇集板集中一点后就不一定要单独接地，可以与建筑物公用一个接地极（接地装置）。IEC标准以及美国国家电气法规（NEC）都规定应统一接地。美国《电气施工与管理》杂志于1999年3月也发表了一篇文章，题目为数控机床接地：单独接地并不好（Cnc Machine Tool GroundingPleading Your Case）。

现在工业控制计算机的直流地与金属外壳是相联的。设计规范要求计算

机金属外壳必须进行保护接地，这样工业控制计算机的直流地就接在建筑物保护地线（PE）上。有些单位发现接地后对计算机运行有影响，因此将机壳进行绝缘处理单独接地。分析后认为产生影响的原因可能是建筑物接地系统中电源中性线（N）与保护地线（PE）从接地点引出后又发生了连接，使TN－S或TN－C－S系统成为TN－C系统，中性线（N）经常有电流，有电流就会有电位差，电流经常变化，电位差也就会经常变化。如果计算机地线接到电位经常有变化的中性线上，运行就有可能受到影响。有些单位对机壳进行保护接地后，计算机的运行并没有受到影响，现在办公室的计算机也很少进行单独接地。看来采用TN－S系统，并联合接地还是正确的。

上述问题曾经与工业计算机生产厂家进行过讨论，建议他们将金属机壳与计算机直流地分开，以便于对金属机壳进行保护接地。他们认为生产的工业控制计算机远销欧美，是按照欧美有关标准生产的，不便于任意变动。工业控制计算机母线板的直流地与金属外壳容易分开，但后来发现机箱内开关电源金属外壳与直流地连接一起，开关电源生产厂家也要改变设计。由于牵涉到几个厂家的产品，所以必须有一个统一规定后，才能进行修改。现在我国也在逐步执行国际标准。实践证明，标准要求高，对产品质量要求也就越高。

电气接地是为了取得一个公共参考电位点。计算机直流地浮空运行是抗干扰能力较强的一种方式，直流地也不需要再进行接地处理，就不会受到计算机干扰，但计算机的绝缘水平要高。计算机通信一般都单独采用一个独立的直流电源，与计算机电源地线不相联，通过光电耦合来传递

计算机信号。通信电源一般都采用浮空地方式运行，既不接地。由于通信接地不正确，通信因干扰而不能正常运行的实例很多，主要是电源中性线（N线）与保护地线（PE线）在引出后，又发生了连接，使保护地线（PE线）上的电位经常受电源中性线（N线）电位变化而变化。此时把通信电源地分别接到保护地线（PE线）上，计算机通信的正常运行就会受到影响。

某工厂变配电站综合自动化系统投运后通信一直不正常，而且有一定规律，一般节假日及晚上通信较正常，上班后通信就受到干扰，严重时无法运行。现场经过了多次检查，问题一直得不到解决，一度曾计划将通信通道改为光缆。后来发现变配电站综合自动化装置（微机保护）通信有三个端子，分别为CANH、CANL与CAN地。现场施工时将通信电缆线的屏蔽层接到CAN地端子上，然后在两端进行了接地。问题发现后，到现场将屏蔽层从CAN地端子上拆除，相互连接后再接地，使通信电源地浮空，通信完全恢复正常。通信电缆的屏蔽层是一端接地，还是两端接地，还存在两种不同看法。

某工厂厂变配电站采用变配电站综合自动化装置（微机保护），6kV高压电动机每天都要启停几次。其中有一台高压电动机每次启停本高压柜与相邻高压柜的变配电站综合自动化装置（微机保护）都会出现死机，相邻开关柜还出现过两次误跳闸。对此问题厂家多次去现场进行处理，对软件进行修改后，加强了软件抗干扰与自复位能力，但死机问题并没有最后解决。同一个配电室其它几台6kV高压电动机，运行一直很正常。从现场情况分析，干扰可能发生于电动机启停时产生的操作过电压。