1、电子信息设备电磁兼容性接地技术【摘 要】随着信息产业的迅猛发展，电磁干扰对电子设备正常工作的影响越来越突出，为了使这些设备或系统在其所处的复杂电磁环境中能够正常工作，而又不对该环境外或处在该环境中的其他设备或系统产生超过允许范围的电磁干扰，对这些设备或系统产生电磁干扰的原因和抑制电磁干扰的方法的研究和设计也就愈来俞重要，由此产生了一门新生的学科既电磁兼容（EMC） ，接地问题就是电子设备（或系统）电磁兼容技术中最重要的研究课题之一。本文探讨了电子信息系统电磁兼容性接地技术，包括接地类型、接地方式的选择等。 【关键词】 电磁兼容 接地技术 电磁干扰 中图分类号：O441.3 文献标识码： A 1
2、 引言 电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。现代科技飞速发展，尤其电子技术中每 18 个月就完全更新一次，电子电磁设备的集成度越来越高，设备运转的频率不断提高，电子设备时所产生的电磁辐射对人们的通信和身体健康带来的影响越来越大。设备的电磁兼容性已经受到了全世界电子产品行业的广泛关注。 2 电磁干扰的危害 2.1 影响无线电传输 现代社会，手机，电脑，无线通讯遍布世界每一个角落，电磁干扰也逐步成为环境污染的重点监控对象。尤其是科技的发展，电磁干扰让短波电台的传播距离大大下降。电磁干扰是无线电传输的大敌。 2.2 电磁干
3、扰导致设备功率提高 由于电磁干扰，以前的设备功率远远不能满足当前的通信需求，设备功率竞赛在各行各业中展开，电磁设备的功率增加，从而进一步的加剧的电磁干扰和电磁污染，同时功率过大的电磁设备容易影响人的脑电波，造成失眠，心烦的不良症状。 2.3 电磁干扰对设备危害较大 电磁干扰直接降低了设备的各项性能指标，例如，对于话音系统的影响，导致通信话音断断续续，语言不清晰；对于图像显示系统，电视机产生雪花点，干扰飞机飞行和雷达工作；对电子计算机的计算和信息传递，电磁干扰下电子计算机误码率升高；对指针仪表系统，在航空，航海领域中，仪表指针由于电磁干扰而指示不准确；对于自动控制系统的影响，灵敏电机，低压开关，
4、继电器等都会降低其工作准确性。 2.4 其他电磁危害 电爆装置暴露在强电磁干扰的环境下，可能由于电磁干扰而产生误爆，例如，现代矿山和地质勘探中的电子起爆器等。同时电磁干扰容易将电脑等装置中的私人资料泄露出去，主要是军事，工业，政治等信息，同时过高功率的电磁干扰对于人体免疫系统的功能造成一定的影响。 3 电磁兼容的接地技术 3.1 电磁兼容接地的概念 电磁兼容技术的核心就是通过接地来抑制电磁干扰的发生，抑制电磁噪声提高设备的抗干扰度，但是，接地的方式和选择不当容易造成新的干扰产生。 3.2 接地的目的 接地一般有三个方面的目的，第一，工作接地，电路系统要正常工作，都需要一个不受外界干扰的参考零电
5、位，大地正好提供了这样的一个点位，因此，信号地，电源地，模拟地，数字地等都为设备处于良好的状态提供了基础。第二，安全接地，在雷雨天气，闪电等自然电磁波会干扰设备的正常工作，而且设备带电后容易对人体造成伤害。第三，防干扰接地。设备的金属外壳接地，将设备内部产生的静电及时的导入大地，从而保证了人机的安全，同时也防止了外界的电磁干扰。 3.3 接地方式 3.3.1 单点接地 单点接地仅适用于工作频率低于 1MHz 的设备，将整个电路系统看做一个参考点，设备的所有接地，都接到这一电上，且只安装了一个安全接地螺栓。单点接地的有点在于，能够有效的防止多电路单元串联产生的阻抗的电路性耦合，同时单点接地在防止
6、工频和其它杂散电流在信号线上产生干扰，信号地线应与功率地线和机壳地线相绝缘等方面有着广泛的应用。单点节的局限性在于，只有在功率地，机壳地和接往大地的接地线的安全接螺栓上相连。地线长度与界面的比值关系要满足大于0.83。 3.3.2 多点接地 工作频率高（30MHz）的采用多点接地式（即在该电路系统中，用一块接地平板代替电路中每部分各自的地回路） 。因为接地引线的感抗与频率和长度成正比，工作频率高时将增加共地阻抗，从而将增大共地阻抗产生的电磁干扰，所以要求地线的长度尽量短。 3.3.3 混合接地 工作频率介于 130MHz 的电路采用混合接地式。当接地线的长度小于工作信号波长的 1/20 时，采
7、用单点接地式，否则采用多点接地式。为防止各种电路在工作中产生互相干扰，使之能相互兼容地工作，根据电路的性质，将工作接地分为不同的种类，如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。上述不同的接地应当分别设置。 3.3.4 浮地 浮地式即该电路的地与大地无导体连接。其优点是该电路不受大地电性能的影响；缺点是该电路易受寄生电容的影响，从而使该电路的地电位变动，同时增加了对模拟电路的感应干扰。由于该电路的地与大地无导体连接，易产生静电积累而导致静电放电，可能造成静电击穿或强烈的干扰。因此浮地的效果不仅取决于浮地的绝缘电阻的大小，而且取决于寄生电容的大小和信号的频率。 3.3.5 独立接
8、地式与共用接地式 现今设计的接地系统都是把工作地、保护地（包括屏蔽接地）共同合用一组接地装置，即共用接地系统（又称联合接地系统） 。利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统的接地装置，且接地电阻不应大于1。并按照“法拉第屏蔽”原理，利用建筑物的结构钢筋及结合总等电位连接和辅助（或局部）等电位的措施构成一个全屏蔽的电位均衡的共用接地系统，这样既可有效防止雷击损坏楼内设备，还能屏蔽外来的电磁干扰。 对于电子信息系统，首先由于信息与数据处理设备在进行输入信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作、输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网进行工作。因此为了使其准
9、确性高，稳定性好，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位，为提供该基准电位而设置的“地” ，既“直流地” 。此外各种用途的接地很难做到电导隔离，特别是电场和磁场隔离，因而采取直流接大地的方式。而不采用直流地悬浮。那么直流接地是采取独立的引外接地还是也利用共用接地系统呢？ 若采用独立直流接大地方式，为避免不同系统接地而引入不同电位，导致人身和设备事故，其各接地装置的接地体之间的距离、及接地电阻等应按电子信息系统及有关规范的要求确定。此外信息处理设备作独立引外接地时，在外引接地入口处须将它与大楼地网间装设均压放电器。否则会发生严重雷击事故。 4 接地技术的要求 （1）接地线、接
10、地面应采用低阻抗材料制成，并有足够的宽度和厚度，接地线应短而粗，接地面的积应尽可能大，且接到最大的导体上。（2）要尽量减低多电路公共接地阻抗上所产生的干扰电压，同要尽量避免形成不必要的地回路。 （3）数字地与模拟地分开设计；大信号地与小信号地分开设计；交流地也要分开设计。 （4）用几条主干接地通路至电流的公共点，不要只用一条。 （5）在接地母线中，量少用串联接头，并保证有良好可靠的电气连接。 （6）必要情况下，每个线路板座和电缆头可以在最的距离内连接，以保证良好的电磁兼容性。 （7）在确定安装于屏蔽内的设备的接地点时，应使其返回线也在屏蔽内，而不能将屏蔽线作为返回导线。 5 结语 为了设备和人身的安全，以及电力电子设备正常可靠的工作，必须研究接地技术。接地可直接接在大地上，或者接在一个作为参考电位的导体上。不合理的接地反而会引入电磁干扰，导致电力电子设备工作不正常。因此，接地技术是电磁兼容中的重要技术之一，应当充分重视对接地技术的研究。 参考文献： 1吕林强.电磁兼容中的接地技术J.煤炭技术.2009（02）. 2邓燕.浅析接地技术设计对电子设备电磁兼容性的影响J.电子质量.2006（11）. 3白同云.电磁兼容进展（上）J.电子质量.2006（12）. 4白同云.电磁兼容进展（下）J.电子质量.2007（01）.
