基于電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地問題探析

張?jiān)鲁?/p>

摘 要：隨著各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化智能化發(fā)展已成為趨勢(shì)。而作為電力系統(tǒng)中的重要部分，電力設(shè)備控制系統(tǒng)的接地問題非常關(guān)鍵。良好的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)是保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)條件。利用單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制是目前來講多數(shù)電力系統(tǒng)廣泛采用的方式，運(yùn)用單片機(jī)控制系統(tǒng)，不僅可以提高電力設(shè)備的抗干擾能力，更是保障正確接地方式的重要技術(shù)。本文就基于電力設(shè)備中的單片機(jī)控制系統(tǒng)接地問題展開分析，就運(yùn)用單片機(jī)如何控制電力設(shè)備的接地進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；單片機(jī)控制系統(tǒng)；接地問題；電磁干擾

一直以來，電力設(shè)備的運(yùn)行工作都受到電磁干擾等因素的長(zhǎng)期困擾，而電力直流系統(tǒng)中的接地處理一直以來都是變電站注重的焦點(diǎn)。接地方式的正確與否，不僅影響著控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，更與整個(gè)電力控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著直接聯(lián)系。因單片機(jī)控制系統(tǒng)的工作會(huì)受到周圍環(huán)境的影響，本文從電磁兼容的角度來分析，電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地問題如何處理。

1 單片機(jī)控制系統(tǒng)常用的三種接地方式

事實(shí)上，電力系統(tǒng)中接地一般分為安全接地和工作接地，前者的目的是保證電力設(shè)備與操作人員的人身安全，而后者的目的則是為了工作電力提供基準(zhǔn)點(diǎn)位。具體來說，工作接地也包括直流地、交流地以及電源地、信號(hào)地和模擬地、數(shù)字地等多類型的借地方式?；陔娏υO(shè)備中的單片機(jī)控制系統(tǒng)，幾種不同類別的接地方式可能同時(shí)運(yùn)用。以下就常見的三種接地方式進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.1 懸浮地

所謂懸浮地就是指整個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)擁有自身獨(dú)立的電路環(huán)路，而不予打的直接相連的接地方式。通過電力設(shè)備的即可與打的直接相連，不僅能起到保護(hù)人身安全、設(shè)備安全的目的，還能實(shí)現(xiàn)防止電磁干擾，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的目的。其接線方式如圖1所示，在實(shí)際的電力設(shè)備單片機(jī)控制系統(tǒng)中，如果要采用這種接地方式，需要將控制系統(tǒng)的電源當(dāng)作整個(gè)系統(tǒng)的公共地。

就上圖可以看出，懸浮地的接地方式主要優(yōu)勢(shì)就是其單片機(jī)控制系統(tǒng)的街地面沒有和機(jī)殼直接相連，這種方式可以有效避免機(jī)殼中的干擾電路影響信號(hào)電路，也不會(huì)使得電力系統(tǒng)中的強(qiáng)電信號(hào)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)造成威脅。

1.2 單點(diǎn)接地

所謂單點(diǎn)接地就是指整個(gè)電力系統(tǒng)中選擇電路中的每一點(diǎn)作為系統(tǒng)唯一的接地點(diǎn)，其布線方式主要有兩種，第一就是系統(tǒng)中個(gè)單元可以直接接到各自的接地點(diǎn)中，第二則將系統(tǒng)中各單元進(jìn)行并聯(lián)后再接到接地電上。

如果想要防止噪音和抑制干擾對(duì)系統(tǒng)造成影響，我們一般不采用控制器為A/D轉(zhuǎn)換器模擬地域數(shù)字地共地的方式，因?yàn)檫@樣可能會(huì)影響到單片機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但這種節(jié)點(diǎn)方式非常簡(jiǎn)單便捷，布線也非常方便。

1.3 多點(diǎn)接地方式

多點(diǎn)接地方式主要將系統(tǒng)中的各個(gè)單元直接與大地相連，這種方式能夠直接為系統(tǒng)各并聯(lián)的單元提供低阻抗接地的路徑。因接地線較短，因此能夠有效降低界線上出現(xiàn)高頻主播的情況，從而避免單點(diǎn)接地容易出現(xiàn)的高頻問題。但整體上來說，多點(diǎn)接地方式相較于單點(diǎn)接地方式增加了更多地線回路，這些回路對(duì)較低電平的電路會(huì)產(chǎn)生干擾，從而影響到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，也很難避免外部工頻交流電造成的影響。

2 電力設(shè)備中單片機(jī)控制系統(tǒng)的接地方式選擇應(yīng)注意的問題

由上述可知，在實(shí)際的電力設(shè)備單片機(jī)控制系統(tǒng)中，選擇接地方式不僅適宜，更要注重安全。在選用懸浮接地的方式時(shí)，首先應(yīng)充分考慮系統(tǒng)整體與機(jī)箱之間的間隔。需要特別注意的是，當(dāng)機(jī)箱擋板的周圍包地時(shí)，此時(shí)的地非常容易和機(jī)箱產(chǎn)生接觸，所以在固定擋板時(shí)，應(yīng)注意觀察板周圍有無與金屬物質(zhì)接觸，而如果采用的螺旋固定的方法，則還要防止螺桿穿透了包地線。

而如果采用單點(diǎn)接地或者多點(diǎn)接地等接地方式，有時(shí)可能會(huì)錯(cuò)將電力系統(tǒng)中的零線當(dāng)作接地線進(jìn)行接地，這種行為是非常危險(xiǎn)的。雖然實(shí)際上零線也接地，但一般只使用在配電站的接地中。因零線是所有負(fù)荷電流提供的一條回路，而單片機(jī)系統(tǒng)的接地點(diǎn)位主要由零線接地點(diǎn)的實(shí)際點(diǎn)位阻抗和負(fù)荷電流的積來決定的。此時(shí)，整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)是與強(qiáng)電信號(hào)連起來的，如果出現(xiàn)了這種情況，不僅可能影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致線路上所有電子元器件炸裂損壞。

3 結(jié)語

總之，對(duì)于電力設(shè)備中的單片機(jī)控制系統(tǒng)，多種接地當(dāng)時(shí)的選擇必須依照實(shí)際的系統(tǒng)情況和線路布線方式來設(shè)計(jì)，但無論采取哪一種方式都很難解決電磁干擾的現(xiàn)象，因此，我們應(yīng)綜合性的考慮系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行來選擇。

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