信號接地對弱電系統(tǒng)的干擾機理及改善接地性能對策

賈鋆文

摘 要 通過對信號接地對弱電系統(tǒng)的干擾機理進行分析，對于不同的信號接地方式所造成的干擾進行探討，并且隨即提出對信號接地的改善性能對策，比如使用斷開地環(huán)路、阻塞共模干擾以及盡可能地減少公共地阻抗或者合理的設(shè)計信號接地回路等諸多措施，從而對信號接地對弱電系統(tǒng)的抗干擾作用達到提升。

關(guān)鍵詞 信號接地；干擾機理；接地性能

中圖分類號 TM8 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）14-0085-02

隨著我國近些年來的飛速發(fā)展，在發(fā)電、供電的系統(tǒng)設(shè)備中，較為廣泛的使用電子和微機起到保護、監(jiān)控以及通信達到設(shè)備作用。我司作為南京市一號工程，始建于2010年，全廠弱電系統(tǒng)完全建成于2012年，并使用至今，全廠擁有門禁456扇，監(jiān)控726臺，網(wǎng)絡(luò)機房3個，語音程控機房1個，US端1 300個，工程上均使用較為新型的弱電系統(tǒng)。在使用此類研發(fā)的新型弱電系統(tǒng)過程中，也存在諸多問題，比如由于電壓以及電磁兩者之間的耦合作用，從而引發(fā)的電磁干擾現(xiàn)象。由于在弱電系統(tǒng)中存在諸多干擾根源，再加上弱電系統(tǒng)的耐力不強，抗干擾能力也相對較弱，如果針對此種現(xiàn)象不采取相應(yīng)的干擾消除措施，那么就會影響電力的整體系統(tǒng)操作性能。針對此種現(xiàn)象，在對弱電系統(tǒng)中的干擾進行抑制所采取的相關(guān)措施中，信號接地技術(shù)得以廣泛使用。但是信號接地技術(shù)在使用過程中不僅會對干擾機理進行克制或者消除，同時也可能受到電磁的干擾，因此，信號接地技術(shù)的使用效能直接對其效果造成影響。

1 信號接地對弱電系統(tǒng)的干擾機理

1.1 接地體并非理想的等電位體

在工程上地線的接入是通過電路的基準設(shè)置點進行定位的。而此種方法的定義則是為了達到對信號接地的保護目的，對于弱電系統(tǒng)的信號接地是較為不可行的，實際接地線的電位也并不是恒定的。有針對此種信號接地所展開的相關(guān)研究表明，信號接地的過程中會存在一定的線路阻抗，從而產(chǎn)生干擾激勵。但是這種電位差距的產(chǎn)生可以對電力系統(tǒng)作用中，所產(chǎn)生的電路工作保護出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。而信號接地的主要作用，就是為了將電力系統(tǒng)的信號回送至信號源頭的低阻抗性主要路徑。由于之前度信號接地所產(chǎn)生的阻抗電位差的認知不夠深入，因此在電力系統(tǒng)供電中經(jīng)常會出現(xiàn)由于干擾電子以及微機設(shè)備從而導(dǎo)致的電力危險事故。從電流的阻抗作用方面來看，當電阻在交流狀態(tài)下收到阻抗，那么產(chǎn)生的電流阻抗就會遠超于直流的電阻，此時的信號接地所產(chǎn)生的線流，就會產(chǎn)生較大的電壓。在此過程中通常由于脈沖以及高頻信號的存在，對電磁的信號造成了一定的干擾。脈沖中存在較大的高頻率諧波，此種諧波的存在就會引發(fā)信號接地產(chǎn)生一定的電位差，對實際的信號造成很大影響。

1.2 不同接地方式的干擾差異

弱電系統(tǒng)的信號接地方式所引起的干擾，如果采用不符合情況的接地方式不僅不能將問題得以解決，還會在原干擾的基礎(chǔ)之上引發(fā)更為嚴重的干擾問題。反之，如果使用合適的接地方式，不僅能夠?qū)θ蹼娤到y(tǒng)中的干擾得以解決，還能充分的對系統(tǒng)中的內(nèi)部干擾源進行徹底消除。以此對于不同接地方式所引發(fā)的干擾差異有必要進行分析。

通常情況下信號接地的方式存在多種，比如單點、多點以及浮地等諸多方式，但是這些方式中尤其優(yōu)勢所在，也有問題所在。比如單點以及浮地的接地方式在使用中可以對不同地位的干擾差進行消除，但是兩點或者多點的接地方式就不能達到。而通常采用的單點接地方式，在具體的使用過程中又可以出現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)或者復(fù)合等諸多方式。其中串聯(lián)的方式可能會受到接地導(dǎo)線所引發(fā)的干擾性，但是采用并聯(lián)方式就不會出現(xiàn)此種狀況。除此之外，如果采用同種接地方式，使用不同的連接方式，或者設(shè)置不同的接地位置，那么所帶來的接地效果也會存在較大的差異性。對于相同的電路結(jié)構(gòu)，由于電路的參數(shù)以及干擾源的諸多不同，使用同種的接地方法會產(chǎn)生不同的影響，以此需要掌握多種特點，從而使用正確的接地技術(shù)。

2 接地干擾改善對策

2.1 采用單點接地方式

通過將電池一端進行接地，另一端的電池浮地，從而對地環(huán)路進行切斷，由此避開了地環(huán)路的電流，消除了接地的干擾源產(chǎn)生（如圖1所示）。但是此種方法也存在諸多不足，比如由于安全問題的存在，往往不會允許電池浮地現(xiàn)象。因此，可以針對此種采用設(shè)備連接另一個接地，對于50Hz的交流電流設(shè)備產(chǎn)生的阻抗就會較小，但是對于電阻情況較大的電流，就會產(chǎn)生較大的電阻，對地環(huán)路電流造成了抑制。另一方面就是采用設(shè)備浮地，但是電阻設(shè)備以及接地線路之間存在電容，如果電容的頻率較高，那么就會造成較低的電阻，并不能有效的減少高頻電流。

2.2 消除減少公共阻抗耦合

通過對公共阻抗進行消除，主要使用的方法有兩種，其一就是對公共底線部分的阻抗進行減少，由此公共地線的電壓也會減少，從而對公共電阻的耦合產(chǎn)生消除或者減少。另一種方法就是可以通過采用適當?shù)慕拥胤绞?，對兩個線路之間所產(chǎn)生的電阻耦合，以及相互干擾的電路接地電線，通常情況下可以對強、弱電路的共同地線進行減少，采用適當?shù)慕拥胤绞?，對公共阻抗的耦合現(xiàn)象達到消除或者減少的作用。

通常在使用恰當?shù)慕拥胤绞竭^程中，所采用的接地方式是并聯(lián)（如圖2所示），而此種連接方式在實際的應(yīng)用過程中，往往沒有必要對所有的電路都實行并聯(lián)單點接地的方法，對于線路之間所產(chǎn)生的阻抗較少的線路，可以使用串聯(lián)的方法。比如通過將電路產(chǎn)生的阻抗按照由高到低的信號進行分類，然后根據(jù)不同信號的類別采用不同方式的接地，從而有效改善接地干擾現(xiàn)象。

3 結(jié)論

對于信號接地對弱電系統(tǒng)的改善接地性能對策中主要的解決方式包括了對地環(huán)路的切斷、優(yōu)化線路的分布等方法，減少或者消除公共阻抗之間的耦合方法，可以通過使用并聯(lián)的單點接地方式以此來達到電阻減少的效果。目前我司也在逐步應(yīng)用較為先進的接地系統(tǒng)，在近5年的使用過程中，效果顯著，有效降低了弱電信號的干擾問題，并無形中延長了設(shè)備的使用年限。

參考文獻

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