三、接地电阻
(一)对接地电阻的要求
对电路系统而言,接地电阻越小越好,因为当有电流流过接地电阻时,其上将产生电压。该电压除产生共地阻抗的电磁干扰外,还会使设备受到反击过电压的影响,并使人员受到电击伤害的威胁,同时还带来系统的工作的不稳定性和发热。为了保护系统的正常工作,我们在设备接地时对接地电阻提出要求,一般要求接地电阻小于4Ω;对于移动设备,接地电阻可小于10Ω。系统接地的等效电路如图4-6所示。系统接地不好,还会带来寄生电感和寄生电容,这些可以导致地平面发生振荡。
接地电阻的影响
(二)降低接地电阻的方法
接地电阻由接地线电阻、接触电阻和地电阻三部分组成。为此,降低接地电阻的方法有以下三种:
1、降低接地线电阻
降低接地线电阻的方法有增大导线的宽度,或者采用多层板,给出一层或者多层电源层,降低导线的内阻。信号层可以对采用覆铜的方式。覆铜的类型有:
(1)整板(全部)覆铜;
(2)局部(部分)覆铜;
(3)分区覆铜(用于地种类复杂,而且地线有不同的分区,比如模数混合电路);
(4)分网络覆铜(系统的特许需要,对某个或者几个特定的网络覆铜)。
2、降低接触电阻
降低接触电阻,为此要将接地线与接地螺栓、接地极牢靠地连接,同时要考虑系统接地极和土壤之间的接触面积与紧密度。增加地极和土壤之间的接触面积与紧密度,可以减小接触电阻。
有的设备为了降低接触点之间的电阻,在接触点采用导电性能良好的材料;为了防止金属被氧化而增加接触电阻,必要时可以在接触点镀银或者镀金来保持良好的接触效果,减小接触电阻。
3、降低地电阻
降低地电阻,有些特殊系统,必须增加接地极的表面积和增加土壤的导电率(如在土壤中注入盐水)。
则系统的垂直接地极接地电阻R为:
接地电阻计算公式
例如,黄土ρ取200Ω.m,L为2cm,d为0.05,则垂直接地极接地电阻R为80.67Ω。
如在土壤中注入盐水,使ρ=20Ω.m时,则接地极接地电阻R为8.067Ω。
从上面的比较中,可以清楚地看出,接地电阻随着大地电阻率降低而减少。在一些特许系统中,对接地电阻和地电阻要求比较严格时,降低大地的电阻率,增加大地的导电性能是一个很好的办法。