1.地和接地的概念及區別
1．地 （1）電氣地大地是乙個電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且在吸收大量電荷後仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統中的參考電位體。這種「地」是「電氣地
1．地 （1）電氣地大地是乙個電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且在吸收大量電荷後仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統中的參考電位體。這種「地」是「電氣地」，並不等幹「地理地」，但卻包含在「地理地」之中。「電氣地」的範圍隨著大地結構的組成和大地與帶電體接觸的情況而定。
（2）地電位與大地緊密接觸並形成電氣接觸的乙個或一組導電體稱為接地極，通常採用圓鋼或角鋼，也可採用銅棒或銅板。圖 1示出圓鋼接地極。當流入地中的電流i通過接地極向大地作半球形散開時，由於這半球形的球面，在距接地極越近的地方越小，越遠的地方越大，所以在距接地極越近的地方電阻越大，而在距接地極越遠的地方電阻越小。
試驗證明：在距單根接地極或碰地處 20m 以外的地方，呈半球形的球面已經很大，實際已沒有什麼電阻存在，不再有什麼電壓降。換句話說，該處的電位已近於零。
這電位等於零的「電氣地」稱為」地電位」。若接地極不是單根而為多根組成時，遮蔽係數增大，上述 20m 的距離可能會增大。圖 1中的流散區是指電流通過接地極向大地流散時產生明顯電位梯度的土壤範圍。
地電位是指流散區以外的土壤區域。在接地極分布很密的地方，很難存在電位等於零的電氣地。
（3）邏輯地電子裝置中各級電路電流的傳輸、資訊轉換要求有乙個參考的電位，這個電位還可防止外界電磁場訊號的侵入，常稱這個電位為「邏輯地」。這個「地」不一定是「地理地」，可能是電子裝置的金屬機殼、底座、印刷電路板上的地線或建築物內的總接地端子、接地幹線等；邏輯地可與大地接觸，也可不接觸，而「電氣地」必須與大地接觸。
2．接地
將電力系統或電氣裝置的某一部分經接地線連線到接地極稱為「接地」。「電氣裝置」是一定空間中若干相互連線的電氣裝置的組合。「電氣裝置」是發電、變電、輸電、配電或用電的任何裝置，例如電機、變壓器、電器、測量儀表、保護裝置、佈線材料等。
電力系統中接地的一點一般是中性點，也可能是相線上某一點。電氣裝置的接地部分則為外露導電部分。「外露導電部分」為電氣裝置中能被觸及的導電部分，它在正常時不帶電，但在故障情況下可能帶電，一般指金屬外殼。
有時為了安全保護的需要，將裝置外導電部分與接地線相連進行接地。「裝置外導電部分」也可稱為外部導電部分，不屬於電氣裝置，一般是水、暖、煤氣、空調的金屬管道以及建築物的金屬結構。外部導電部分可能引入電位，一般是地電位。
接地線是連線到接地極的導線。接地裝置是接地極與接地線的總稱。
超過額定電流的任何電流稱為過電流。在正常情況下的不同電位點間，由於阻抗可忽略不計的故障產生的過電流稱為短路電流，例如相線和中性線間產生金屬性短路所產生的電流稱為單相短路電流。由絕緣損壞而產生的電流稱為故障電流，流入大地的故障電流稱為接地故障電流。
當電氣裝置的外殼接地，且其絕緣損壞，相線與金屬外殼接觸時稱為「碰殼」，所產生的電流稱為「碰殼電流」。
3．接觸電壓
在圖2 中，當電氣裝置m絕緣損壞碰殼短路時，流經接地極的短路電流為 id 。如接地極的接地電阻力 rd ，則在接地極處產生的對地電壓 ud = id·rd ，通常稱 ud為故障電壓，相應的電位分布曲線為圖 2 中的曲線 c 。一般情況下，接地線的阻抗可不計，則m上所呈現的電位即為 ud 。
當人在流散區內時，由曲線 c 可知人所處的地電位為 uφ 。此時如人接觸m，由接觸所產生的故障電壓 ut = ud -uφ 。人站立在地上，而乙隻腳的鞋、襪和地面電阻為 rp，當人接觸m時．兩隻腳為併聯，其綜合電阻為 rp／2 。
在 ut的作用下，rp／2 與人體電阻rb串聯，則流經人體的電流 ib = uf／（rb+rp／2），人體所承受的電壓 ut = ib·rb = uf ·rb／（rb+rp／2）。這種當電氣裝置絕緣損壞時，觸及電氣裝置的手和觸及地面的雙腳之間所出現的接觸電壓ut與m和接地極間的距離有關。由圖 2 可見，當 m 越靠近接地極，uφ 越大，則 uf 越小，相應地 ut 也越小。
當人在流散區範圍以外，則 uφ = 0，此時 uf = ud，ut = ud·rb／（rb+rp ／2），ut為最大值。由於在流散區內人所站立的位置與 uφ 有關，通常以站立在離電氣裝置水平方向 0.8m 和手接觸電氣裝置垂直方向 1.
8m 的條件計算接觸電壓。如電氣裝置在流散區以外，計算接觸電壓 ut 時就不必考慮上述水平和垂直距離。
地和接地的概念及區別
發布日期：2010-02-25 瀏覽次數：160
1．地 （1）電氣地大地是乙個電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且在吸收大量電荷後仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統中的參考電位體。這種「地」是「電氣地
4．跨步電壓
人行走在流散區內，由圖 2 的曲線 c 可見，乙隻腳的電位為 uφ1 ，另乙隻腳的電位為 uφ2 ，則由於跨步所產生的故障電壓 uk = uφ1 - uφ2 。在uk 的作用下，人體電流ib從人體的乙隻腳的電阻 rp ，流過人體電阻rb ，再流經另乙隻腳的電阻rp ，則人體電流 ib = uk／（rb十2rp）。此時人體所承受的電壓 ut = ib·rb = uk·rb／（rb+2p） 。
這種當電氣裝置絕緣損壞時，在流散區內跨步的條件下，人體所承受的電壓 uk為跨步電壓。一般人的步距約為 0.8m，因此跨步電壓 uk以地面上 0.
8m 水平距離間的電位差為條件來計算。由圖 2 可見，當人越靠近接地極，uφ1 越大。當乙隻腳在接地極上時 uφ1 = ud ，此時跨步所產生的故障電壓 uk為最大值，即圖 2 中的 ukm，相應地跨步電壓值也是最大值。
反之，人越遠離接地極，則跨步電壓越小。當人在流散區以外時，uφ1 和 u φ2 都等於零，則 uk = 0 ，不再呈現跨步電壓。
5．流散電阻、接地電阻和衝擊接地電阻
接地極的對地電壓與經接地極流入地中的接地電流之比，稱為流散電阻。
電氣裝置接地部分的對地電壓與接地電流之比，稱為接地裝置的接地電阻，即等於接地線的電阻與流散電阻之和。一般因為接地線的電阻甚小，可以略去不計，因此，可認為接地電阻等於流散電阻。
為了降低接地電阻，往往用多根的單一接地極以金屬體併聯連線而組成復合接地極或接地極組。由於各處單一接地極埋置的距離往往等於單一接地極長度而遠小於40m，此時，電流流入各單一接地極時，將受到相互的限制，而妨礙電流的流散。換句話說，即等於增加各單一接地極的電阻。
這種影響電流流散的現象，稱為遮蔽作用，如圖 3所示。
由於遮蔽作用，接地極組的流散電阻，並不等於各單一接地極流散電阻的併聯值。此時，接地極組的流散電阻
rd = rd1／(n·η) （1）
式中：rd1──單一接地極的流散電阻
n ──單一接地極的根數
η ──接地極的利用係數，它與接地極的形狀、單一接地極的根數和位置有關
以上所談的接地電阻，係指在低頻、電流密度不大的情況下測得的，或用穩態公式計算得出的電阻值。這與雷擊時引入雷電流用的接地裝置的工作狀態是大不相同的。由於雷電流是個非常強大的衝擊波，其幅度往往大到幾萬甚至幾十萬安的數值。
這樣，使流過接地裝置的電流密度增大，並受到由於電流衝擊特性而產生電感的影響，此時接地電阻稱為衝擊接地電阻，也可簡稱衝擊電阻. 由於流過接地裝置電流密度的增大，以致土壤中的氣隙、接地極與土壤間的氣層等處發生火花放電現象，這就使土壤的電阻率變小和土壤與接地極間的接觸面積增大。結果，相當於加大接地極的尺寸，降低了衝擊電阻值。
長度較長的帶形接地裝置，由幹電感的作用，當超過一定長度時，衝擊電阻不再減少，這個極限長度稱為有效長度、土壤電阻率越小，雷電流波頭越短，則有效長度越短。
由於各種因素的影響，引入雷電流時接地裝置的衝擊電阻，乃是時間的函式。接地裝置中雷電流增長至幅值im的時間，是滯後於接地裝置的電位達到其最大值 um 的時間的。但在工程中已知衝擊電流的幅值im和衝擊電阻 rds的條件下，計算衝擊電流通過接地極流散時的衝擊電壓幅值 um = im·rds 。
由於實際上電位與電流的最大值發生於不同時間，所以這樣計算的幅值常常比實際出現的幅值大一些，是偏於安全的，因此在實際中還是適用的。
2. 電氣地,地電位和邏輯地及接地
電氣地大地是乙個電阻非常低、電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且在吸收大量電荷後仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統中的參考電位體。這種「地」是「電氣地」，並不等幹「地理地」，但卻包含在「地理地」之中。「電氣地」的範圍隨著大地結構的組成和大地與帶電體接觸的情況而定。
地電位與大地緊密接觸並形成電氣接觸的乙個或一組導電體稱為接地極，通常採用圓鋼或角鋼，也可採用銅棒或銅板。當流入地中的電流i通過接地極向大地作半球形散開時，由於這半球形的球面，在距接地極越近的地方越小，越遠的地方越大，所以在距接地極越近的地方電阻越大，而在距接地極越遠的地方電阻越小。試驗證明：
在距單根接地極或碰地處 20m 以外的地方，呈半球形的球面已經很大，實際已沒有什麼電阻存在，不再有什麼電壓降。換句話說，該處的電位已近於零。這電位等於零的「電氣地」稱為」地電位」。
若接地極不是單根而為多根組成時，遮蔽係數增大，上述 20m 的距離可能會增大。流散區是指電流通過接地極向大地流散時產生明顯電位梯度的土壤範圍。地電位是指流散區以外的土壤區域。
在接地極分布很密的地方，很難存在電位等於零的電氣地。
邏輯地電子裝置中各級電路電流的傳輸、資訊轉換要求有乙個參考的電位，這個電位還可防止外界電磁場訊號的侵入，常稱這個電位為「邏輯地」。這個「地」不一定是「地理地」，可能是電子裝置的金屬機殼、底座、印刷電路板上的地線或建築物內的總接地端子、接地幹線等；邏輯地可與大地接觸，也可不接觸，而「電氣地」必須與大地接觸。
接地將電力系統或電氣裝置的某一部分經接地線連線到接地極稱為「接地」。「電氣裝置」是一定空間中若干相互連線的電氣裝置的組合。「電氣裝置」是發電、變電、輸電、配電或用電的任何裝置，例如電機、變壓器、電器、測量儀表、保護裝置、佈線材料等。
電力系統中接地的一點一般是中性點，也可能是相線上某一點。電氣裝置的接地部分則為外露導電部分。「外露導電部分」為電氣裝置中能被觸及的導電部分，它在正常時不帶電，但在故障情況下可能帶電，一般指金屬外殼。
有時為了安全保護的需要，將裝置外導電部分與接地線相連進行接地。「裝置外導電部分」也可稱為外部導電部分，不屬於電氣裝置，一般是水、暖、煤氣、空調的金屬管道以及建築物的金屬結構。外部導電部分可能引入電位，一般是地電位。
接地線是連線到接地極的導線。接地裝置是接地極與接地線的總稱。
超過額定電流的任何電流稱為過電流。在正常情況下的不同電位點間，由於阻抗可忽略不計的故障產生的過電流稱為短路電流，例如相線和中性線間產生金屬性短路所產生的電流稱為單相短路電流。由絕緣損壞而產生的電流稱為故障電流，流入大地的故障電流稱為接地故障電流。
當電氣裝置的外殼接地，且其絕緣損壞，相線與金屬外殼接觸時稱為「碰殼」，所產生的電流稱為「碰殼電流」。
3.接地與浮地的區別
「地」是電子技術中乙個很重要的概念。由於「地」的分類與作用有多種，容易混淆,故總結一下「地」的概念。「接地」有裝置內部的訊號接地和裝置接大地，兩者概念不同，目的也不同。
「地」的經典定義是「作為電路或系統基準的等電位點或平面」。
一： 訊號「地」又稱參考「地「，就是零電位的參考點，也是構成電路訊號迴路的公共端。
(1) 直流地：直流電路「地」，零電位參考點。
(2) 交流地：交流電的零線。應與地線區別開。
(3) 功率地：大電流網路器件、功放器件的零電位參考點。
(4) 模擬地：放大器、取樣保持器、a/d轉換器和比較器的零電位參考點。
(5) 數字地：也叫邏輯地，是數位電路的零電位參考點。
(6) 「熱地」：開關電源無需使用工頻變壓器，其開關電路的「地」和市電電網有關，即所謂的「熱地」，它是帶電的 。
(7) 「冷地」：由於開關電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離；又由於其反饋電路常用光電耦合器，既能傳送反饋訊號，又將雙方的「地」隔離；所以輸出端的地稱之為「冷地」，它不帶電。
訊號接地
裝置的訊號接地，可能是以裝置中的一點或一塊金屬來作為訊號的接地參考點，它為裝置中的所有訊號提供了乙個公共參考電位。
有單點接地，多點接地，浮地和混合接地。（這裡主要介紹浮地）
單點接地是指整個電路系統中只有乙個物理點被定義為接地參考點，其他各個需要接地的點都直接接到這一點上。（給整個電路乙個穩定的零電位參考，選這個接地點時，一定要注意地點或地平面的自身乾淨與否）在低頻電路中，佈線和元件之間不會產生太大影響。（線間，線與元件間的耦合電容）通常頻率小於1mhz的電路，採用一點接地。
多點接地是指電子裝置中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上（即裝置的金屬底板)。在高頻電路中，寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大於10mhz的電路，常採用多點接地。
浮地，即該電路的地與大地無導體連線。『 虛地:沒有接地，卻和地等電位的點。
』其優點是該電路不受大地電效能的影響。浮地可使功率地（強電地）和訊號地（弱電地）之間的隔離電阻很大，所以能阻止共地阻抗電路性耦合產生的電磁干擾（rf電流）。
其缺點是該電路易受寄生電容的影響，而使該電路的地電位變動和增加了對模擬電路的感應干擾。
乙個折衷方案是在浮地與公共地之間跨接乙個阻值很大的洩放電阻，用以釋放所積累的電荷。注意控制釋放電阻的阻抗，太低的電阻會影響裝置洩漏電流的合格性。
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