電磁兼容技術(shù)

電磁兼容技術(shù)第1頁/共113頁26.1電磁屏蔽原理為了保證電設(shè)備的正常工作，需要對電磁波輻射進(jìn)行控制，在通常采取的技術(shù)中，比較有效的技術(shù)均是基于以下3項技術(shù)：一是優(yōu)化電路設(shè)計技術(shù)；二是配線分離技術(shù)(該技術(shù)包括線路板設(shè)計)；三是屏蔽技術(shù)。

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電磁屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個區(qū)域向另一個區(qū)域感應(yīng)和輻射傳播的方法。

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按性質(zhì)：電場屏蔽(靜電場屏蔽及交變電場屏蔽)；磁場屏蔽(靜磁場屏蔽及交變磁場屏蔽)；電磁場屏蔽(同時存在電場及磁場的輻射電磁場的屏蔽)等。

電磁屏蔽的機理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在外界交變電磁場作用下，通過電磁感應(yīng)屏蔽殼體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而這感應(yīng)電流在屏蔽空間又產(chǎn)生了與外界電磁場方向相反的電磁場，從而抵消了外界電磁場對屏蔽體內(nèi)電路的影響，產(chǎn)生了屏蔽效果。

牛牛文庫文檔分享第4頁/共113頁5靜電場的屏蔽

牛牛文庫文檔分享第5頁/共113頁6磁場的屏蔽

牛牛文庫文檔分享第6頁/共113頁7金屬對高頻磁場的排斥作用趨膚效應(yīng)

牛牛文庫文檔分享第7頁/共113頁8按結(jié)構(gòu)：分為完整屏蔽體屏蔽(屏蔽室或屏蔽盒等〕；非完整屏蔽體屏蔽(帶有孔洞、金屬網(wǎng)、波導(dǎo)管及蜂窩結(jié)構(gòu)等)；以及編織帶屏蔽(電纜等)。

牛牛文庫文檔分享第8頁/共113頁96.1.1屏蔽效能

電場強度與磁場強度之比稱為波阻抗。對于任何已知電磁波，波阻抗是一個十分關(guān)鍵的參數(shù)，因為它決定了耦合效率，也決定了導(dǎo)體的屏蔽效能。對電磁波產(chǎn)生衰減的作用就是電磁屏蔽，電磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量：

牛牛文庫文檔分享第9頁/共113頁10SE=20lg(E1/E2)dB

SE=20lg(H

1/H2)dB

其中E1為屏蔽前的場強，E2為屏蔽后的場強，Ｈ1為屏蔽前的磁場強度，Ｈ2為屏蔽后的磁場強度。如下圖所示，屏蔽效能包括吸收損耗A、反射損耗R與多次反射損耗B三部分組成。

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下圖是最常見的3種屏蔽體在厚度為1毫米時的吸收損耗隨頻率變化的曲線。金屬屏蔽體的吸收損耗與材料本身的特性密切相關(guān)。

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金屬屏蔽體的反射損耗與材料本身的特性(電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率)有關(guān);與金屬屏蔽體所在的位置有關(guān)，還與場源特性有關(guān)。

總的屏蔽效能

SE=A為吸收損耗+R為反射損耗+B為多次反射損耗。單位都為dB。以Pam為電磁場從空氣介質(zhì)至金屬面的反射系數(shù)，Pma

為電磁場從金屬屏蔽體至空氣介質(zhì)面的反射系數(shù)，η為傳播常數(shù)，η＝α＋jβ，其中α為衰減常數(shù)，β為相常數(shù)。

牛牛文庫文檔分享第13頁/共113頁14電磁波在屏蔽體表面及體內(nèi)的吸收及反射過程

牛牛文庫文檔分享第14頁/共113頁15吸收損耗A

屏蔽體中電磁能損耗由感生的渦流產(chǎn)生。由于高頻渦流有趨膚效應(yīng)，電磁場在金屬屏蔽體中將以衰減常數(shù)α按指數(shù)規(guī)律衰減。衰減常數(shù)α即為渦流系數(shù)：δ為趨膚深度。當(dāng)電磁波在介質(zhì)中傳播時，無論電場還是磁場，它們的幅度都是按照指數(shù)規(guī)律衰減：

牛牛文庫文檔分享第15頁/共113頁16常用金屬的趨膚深度（mm）

牛牛文庫文檔分享第16頁/共113頁17常用金屬材料對銅的相對電導(dǎo)率σr和相對磁導(dǎo)率μr

牛牛文庫文檔分享第17頁/共113頁186.1.2屏蔽技術(shù)靜電屏蔽靜電干擾分為靜電場感應(yīng)產(chǎn)生的干擾和靜磁場耦合產(chǎn)生的干擾。它們都可以用屏蔽方法來抑制。靜電屏蔽應(yīng)具有兩個基本要點，即完善的屏蔽體和良好的接地。

牛牛文庫文檔分享第18頁/共113頁19磁屏蔽常規(guī)屏蔽對低頻磁場是無效的，因為低頻場的屏蔽取決于反射而不是吸收。電磁屏蔽是用屏蔽體阻止高頻輻射電磁波在空間傳播的技術(shù)措施。屏蔽體起著切斷或削弱電磁波傳輸?shù)淖饔?。對于遠(yuǎn)場情況的交變電磁場，電場分量和磁場分量同時存在，交變電磁屏蔽的機理有3種理論：

牛牛文庫文檔分享第19頁/共113頁20感應(yīng)渦流效應(yīng)。電磁場理論。傳輸線理論。當(dāng)要屏蔽的磁場很強時，如果使用高磁導(dǎo)率材料，會在強磁場中飽和，喪失屏蔽效能;使用低磁導(dǎo)率材料，由于吸收損耗不夠，不能滿足要求。遇到這種情況，可采用雙層屏蔽。

牛牛文庫文檔分享第20頁/共113頁21第一層屏蔽具有低磁導(dǎo)率，但不易飽和，第二層屏蔽具有高磁導(dǎo)率，但易飽和。第一層屏蔽先將磁場衰減到適當(dāng)?shù)膹姸?，不會使第二層屏蔽飽和，第二層高磁?dǎo)率材料能夠充分發(fā)揮屏蔽效能。

牛牛文庫文檔分享第21頁/共113頁22對于近處頻率很低的磁場騷擾源(AC或DC電源線、電源變壓器、馬達(dá)、繼電器等)，磁旁路是另一種很有效的屏蔽方法。下圖所示，為磁場提供一條磁阻很小的通路，將磁力線約束在這條低磁阻通路中，使敏感器件免受磁場的騷擾。

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綜上所述，得出結(jié)論：低頻時，高磁導(dǎo)率材料的磁屏蔽效能高于高導(dǎo)電性材料；但當(dāng)頻率較高時，高導(dǎo)電性材料的磁屏蔽效能可能高于高磁導(dǎo)率材料。低頻磁場屏蔽可使用高磁導(dǎo)率合金構(gòu)成磁路，以短路磁力線。磁屏蔽效能與材料的厚度、磁導(dǎo)率成正比、與屏蔽體其他尺寸成反比。

牛牛文庫文檔分享第23頁/共113頁24磁場很強時，要使用多層屏蔽，防止磁飽和。機械加工會降低高磁導(dǎo)率材料的屏蔽效能，但熱處理后可以恢復(fù)。高磁導(dǎo)率材料的磁導(dǎo)率與頻率有關(guān)，一般只用于1kHz以下。

牛牛文庫文檔分享第24頁/共113頁25電纜屏蔽電纜屏蔽必須對整條電纜在360°范圍內(nèi)覆蓋。對于同軸電纜，它的屏蔽層既傳輸信號的回流，又傳輸外部干擾電流。度量屏蔽電纜的屏蔽效能的方法：一種是屏蔽效能(SE)，另一種是轉(zhuǎn)移阻抗(ZT)。

牛牛文庫文檔分享第25頁/共113頁266.2電磁屏蔽材料6.2.1覆膜類電磁屏蔽材料與工藝在機箱內(nèi)外壁上覆蓋一種或多種具有導(dǎo)電導(dǎo)磁的電磁波屏蔽膜，是對設(shè)備進(jìn)行屏蔽的一個非常重要的方法。主要手段有：涂覆導(dǎo)電導(dǎo)磁涂料、金屬濺射、真空鍍鋁、電鍍、化學(xué)鍍以及粘貼金屬箔或復(fù)合箔等。電磁輻射防護涂料包括：屏蔽涂料、吸波涂料和屏蔽吸收型涂料。

牛牛文庫文檔分享第26頁/共113頁27屏蔽涂料（又稱為導(dǎo)電涂料）根據(jù)其組成和導(dǎo)電機理又可分為兩大類：結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電涂料和摻雜型導(dǎo)電涂料。摻雜型導(dǎo)電涂料可大致分為三類：金屬系和碳素系及二者的結(jié)合系即復(fù)合系，金屬系導(dǎo)電涂料主要是以銀、銅、鎳等為填料的涂料。碳素系主要指以高導(dǎo)電性和高結(jié)構(gòu)性碳黑做填料的導(dǎo)電涂料，復(fù)合系主要是以貴金屬對金屬粉末、非金屬及金屬氧化物等粉末進(jìn)行包裹后做填料的涂料。

牛牛文庫文檔分享第27頁/共113頁28吸波涂料吸波涂料是能夠吸收投射到它表面的電磁波能量、并通過材料的損耗轉(zhuǎn)變成熱能的一類材料。目前國內(nèi)外正在研制和已經(jīng)實用化的吸波材料和吸波體主要有以下幾種：鐵氧體系列吸波材料(鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體、鋇鐵氧體等)。微粉吸波材料。多晶鐵磁性金屬纖維。

牛牛文庫文檔分享第28頁/共113頁29希克夫鹽基視黃脂。電介質(zhì)陶瓷吸波材料。導(dǎo)電高分子材料手性吸波材料實際應(yīng)用中常采用電磁波吸收體的形式。電磁波吸收體是為了取得最佳電磁波吸收效果而結(jié)構(gòu)化的電磁波吸收材料。單層結(jié)構(gòu)：表現(xiàn)為復(fù)合材料的單涂層和單層吸收體。多層結(jié)構(gòu)：由透波層、阻抗匹配層、吸收層以及反射背襯等組成。

牛牛文庫文檔分享第29頁/共113頁30EMC技術(shù)對電磁波吸收材料的基本要求有兩點：

(1)無反射(即完全吸收)；

(2)吸收頻帶盡可能的寬?；瘜W(xué)鍍

化學(xué)鍍的程序不應(yīng)與常規(guī)的電鍍混淆，電鍍需要用直流電流使金屬鍍覆?；瘜W(xué)鍍或自動催化鍍是化學(xué)鍍覆均勻的固態(tài)金屬涂層，它將減小零件表面的微電池反應(yīng)。

牛牛文庫文檔分享第30頁/共113頁31火焰噴涂金屬電弧噴涂，通常用來鍍鋅，它比導(dǎo)電漆和箔屏蔽更有效，形成連續(xù)的金屬薄膜。

牛牛文庫文檔分享第31頁/共113頁32膠箔和膠帶在機殼的實際應(yīng)用時，可采用背膠金屬箔實現(xiàn)屏蔽。然而，此項技術(shù)存在兩個固有的問題：(1)生產(chǎn)時，必須手工在基體易損的表面上安放箔片；(2)由于兩基體連接時，兩基體的材質(zhì)和過度區(qū)的形狀很少能夠完全吻合，特別是覆蓋復(fù)雜的圓角。

牛牛文庫文檔分享第32頁/共113頁33填料、粘合劑和導(dǎo)電潤滑脂不同材料被用作塑料中的導(dǎo)電填充物，包括鋁粉和纖維、石墨、不銹鋼、鎳粉和涂銀玻璃珠。導(dǎo)電粘合劑除了導(dǎo)電性外，還要有足夠的機械接合強度，它們用于連接、密封或焊接兩個導(dǎo)電表面。導(dǎo)電粘合劑的溶劑有環(huán)氧樹脂和硅樹脂兩種，其導(dǎo)電成分主要是銀。導(dǎo)電潤滑脂的功能之一就是能在涂有潤滑劑的配件之間提供很小的接觸電阻，如開關(guān)。

牛牛文庫文檔分享第33頁/共113頁34導(dǎo)電漆

導(dǎo)電漆包括聚丙烯、聚氨脂、乙烯樹脂或環(huán)氧樹脂等。銀漆：有良好的抗磨損特性和可焊接性。鎳漆：鎳通常與聚丙烯組成鎳漆，理想情況下以ABS、聚苯乙烯、聚碳酸酯為襯底。銅漆：銅填充物易腐蝕，未得到廣泛使用。底漆：導(dǎo)電漆的性質(zhì)一般都與基底材料不相容，特別是在膠質(zhì)物質(zhì)中更是如此，所以要用專門的底漆。

牛牛文庫文檔分享第34頁/共113頁35導(dǎo)電玻璃：導(dǎo)電薄膜技術(shù)還廣泛應(yīng)用于在光學(xué)玻璃、有機玻璃基片上噴涂導(dǎo)電屏蔽層，這種既透光又能導(dǎo)電的玻璃稱為導(dǎo)電玻璃，常用它來制作各種觀察窗口的屏蔽材料，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用較廣。

牛牛文庫文檔分享第35頁/共113頁366.2.2編織類電磁屏蔽材料編織類屏蔽材料是應(yīng)用最廣泛的屏蔽材料，特別是在電纜的屏蔽方面。EMI屏蔽網(wǎng)：構(gòu)成織物的基材可以是各種可鍍或可涂覆的非導(dǎo)電材料，甚至是導(dǎo)電材料。導(dǎo)電壁紙：導(dǎo)電纖維編織的壁紙，可以提供某種程度的電磁干擾屏蔽。編織絲網(wǎng)襯墊：編織絲網(wǎng)襯墊可在接縫處恢復(fù)屏蔽體完整性以及其他殼體的連續(xù)性。硅橡膠襯墊：在硅橡膠中摻入均勻分布的金屬顆粒，形成導(dǎo)電的彈性化合物，既可屏蔽RFI，又可氣密。

牛牛文庫文檔分享第36頁/共113頁37典型的編織屏蔽層結(jié)構(gòu)示意圖

牛牛文庫文檔分享第37頁/共113頁386.2.3截止波導(dǎo)與蜂窩板波導(dǎo)是簡單的管狀金屬結(jié)構(gòu)，它在電氣上呈現(xiàn)高通濾波器的特性。與高通濾波器的頻率特性相似。在屏蔽設(shè)計中使用最多的截止波導(dǎo)是數(shù)蜂窩板，其原理是將大量的截止波導(dǎo)焊接在一起，構(gòu)成截止波導(dǎo)陣列，可以形成很大的開口面積，同時能夠防止電磁波泄漏。使用蜂窩板要注意蜂窩板周邊與屏蔽基體的搭接問題。

牛牛文庫文檔分享第38頁/共113頁39電磁密封墊性能比較

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牛牛文庫文檔分享第41頁/共113頁426.3屏蔽完整性在屏蔽的設(shè)計中需要考慮以下的一些因素：蓋板、通風(fēng)孔、測量儀表的指示窗、顯示窗、電位器軸、指示燈、保險絲、開關(guān)、門、各種線、電源線和信號線連接器。蓋板。為了儀器的維護、測試或校準(zhǔn)，需要一次一次地打開儀器帶孔的蓋板。通風(fēng)孔。通風(fēng)孔的處理一般采用兩種方法，一種是采用屏蔽蓋板；另一種是采用蜂窩狀蓋板。

牛牛文庫文檔分享第42頁/共113頁43儀器外殼上的電磁泄漏源

牛牛文庫文檔分享第43頁/共113頁44縫隙。屏蔽體上的接縫處往往存在縫隙。當(dāng)金屬屏蔽體縫隙的縫長大約等于三倍金屬板的集膚深度時，縫隙的吸收損耗和金屬板的吸收損耗相等，縫隙基本上不降低屏蔽效能。若縫長大于三倍金屬板的集膚深度時，則縫隙屏蔽效能就會減小，此時，可以采用以下方法來提高屏蔽效能。增加縫隙深度提高接合面加工精度加裝導(dǎo)電襯墊在接縫處涂導(dǎo)電涂料增加接縫處的重疊尺寸

牛牛文庫文檔分享第44頁/共113頁45指示燈、表盤的處理指示燈、保險管、開關(guān)及表盤等設(shè)備必備器件一般安裝在外殼上，而這些外殼往往是主要的屏蔽體。這些器件會顯著降低屏蔽體的屏蔽效能。為減少這些器件的影響，采取的補救措施如下：

牛牛文庫文檔分享第45頁/共113頁46采用金屬網(wǎng)與電磁密封襯墊相互配合的方法

牛牛文庫文檔分享第46頁/共113頁47采用濾波器加隔離艙的屏蔽方法

牛牛文庫文檔分享第47頁/共113頁48采用截止波導(dǎo)

牛牛文庫文檔分享第48頁/共113頁49顯示窗及顯示器件的屏蔽處理

牛牛文庫文檔分享第49頁/共113頁50穿過屏蔽體的導(dǎo)線穿過屏蔽體的導(dǎo)線可以將屏蔽體內(nèi)外的干擾信號以傳導(dǎo)的方式向外內(nèi)傳播，造成干擾。解決此問題的方法一般是將屏蔽電纜作為屏蔽體的延伸。

牛牛文庫文檔分享第50頁/共113頁51屏蔽電纜端接屏蔽電纜的屏蔽層必須將芯線完整地覆蓋起來。電纜兩端的連接器外殼能夠與電纜所安裝的屏蔽機箱360°電氣搭接。矩形連接器護套中的床鞍夾緊方式能夠滿足大多數(shù)場合對搭接的要求。絕對要避免使用小辮連接。下圖給出了典型D形連接器的屏蔽端接方式。

牛牛文庫文檔分享第51頁/共113頁52

牛牛文庫文檔分享第52頁/共113頁536.4搭接技術(shù)搭接指的是在多個組件或模塊之間，設(shè)備或幾個系統(tǒng)之間通過低阻抗的導(dǎo)體實現(xiàn)電連接的一種方式。搭接的目的是：保護設(shè)備和人身安全，防止雷電放電的危害；建立故障電流的回流通路，建立信號電流的均勻而穩(wěn)定的通路；降低機箱和系統(tǒng)殼體上的射頻感應(yīng)電勢，防止靜電電荷積聚；防止電源突然與地短路發(fā)生電擊危險，保護人身安全。

牛牛文庫文檔分享第53頁/共113頁54搭接的方式

由于搭接方式有直接搭接和間接搭接之分，直接搭接是將兩種金屬構(gòu)件借助金屬流動工藝連接在一起。間接搭接需要采用搭接帶或搭接條等輔助導(dǎo)體連接兩種金屬物體。搭接的電化學(xué)腐蝕無論是直接搭接還是間接搭接，搭接金屬接觸面的氧化與電鍍腐蝕都是一個顯著影響搭接性能的問題，必須進(jìn)行處理。

牛牛文庫文檔分享第54頁/共113頁55搭接的加工方法兩種金屬材料搭接的加工方法很多，按接合作用原理可分為物理、化學(xué)和機械3類不同的原理。物理加工的方法主要有熔接、釬焊和軟焊。機械加工的方法有螺栓連接、鉚接、壓接、卡箍緊固、銷鍵緊固和擰絞連接等方法?；瘜W(xué)加工方法主要采用導(dǎo)電粘合劑。為了獲得有效而可靠的搭接，搭接表面必須進(jìn)行精心的處理，其內(nèi)容包括搭接前的表面清理和搭接后的表面防腐處理。

牛牛文庫文檔分享第55頁/共113頁566.5系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地是控制電磁干擾、保證設(shè)備電磁兼容性、提高可靠性的重要技術(shù)措施。正確的接地既能抑制干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)射干擾；錯誤的接地反而會引入嚴(yán)重的干擾，甚至使電子設(shè)備無法正常工作。通常電路和用電設(shè)備的接地按其功能分成兩大類：安全接地和信號接地。

牛牛文庫文檔分享第56頁/共113頁576.5.1安全接地技術(shù)安全接地的目的是為了使設(shè)備與大地有一條低阻抗的電流通路，以保證人身安全和設(shè)施的安全，接地是否有效主要取決于接地電阻，阻值越小越好。常見的接地體有接地樁、接地網(wǎng)和地下水管等，通常把它們分為自然接地體和人工接地體兩大類型。埋設(shè)在地下的水管、輸送氣體和液體的金屬管道以及建筑物埋設(shè)在地下或水泥中的金屬結(jié)構(gòu)、電纜外皮等都屬自然接地體。

牛牛文庫文檔分享第57頁/共113頁58自然接地體與大地的接觸面積比較大，長度也較長，雜散電阻較小。對于大接地電流系統(tǒng)，由于要求接地電阻值較低，采用人工接地體。人工接地體是人工埋入地下的金屬導(dǎo)體，常用的形式有垂直埋入地下的鋼管、角鐵和平放的圓鋼、扁鋼，還有環(huán)形、圓板形和方板形的金屬導(dǎo)體。

牛牛文庫文檔分享第58頁/共113頁59設(shè)備安全接地

任何高壓電氣設(shè)備及電子設(shè)備的機殼、底座均需要安全接地，以避免高電壓直接接觸外殼或避免由于內(nèi)部絕緣損壞造成漏電打火使機殼帶電，否則人體觸及機殼就會觸電。我國設(shè)備上用電電壓220V(單相)或380V(三相)，當(dāng)電源頻率為50Hz～60Hz時，對人體有最嚴(yán)重的觸電危害，容易引起人體觸電死亡。為保證安全，應(yīng)將在正常情況下把帶電的金屬外殼與接地體連接，當(dāng)人體接觸帶電外殼時，大部分電流從接地電阻旁路流入大地。

牛牛文庫文檔分享第59頁/共113頁60移動系統(tǒng)接地飛機、輪船、火車、汽車、導(dǎo)彈等物體都是以一定速度與陸地作相對運動的移動系統(tǒng)，它們內(nèi)部又裝備著密集而先進(jìn)的電子、電氣設(shè)備。為了保證系統(tǒng)內(nèi)部人員、設(shè)備的安全和系統(tǒng)的電磁兼容性，必須設(shè)置專門的接地系統(tǒng)。

牛牛文庫文檔分享第60頁/共113頁616.5.2信號接地技術(shù)與安全接地的目的不同，信號接地主要是為了消除外界或其他設(shè)備對本設(shè)備的干擾。電路及設(shè)備的各部分都連接到一個共同的等電位點或等電位面，以便有一個共同的參考電位，使各部分電路均執(zhí)行其正常功能。信號地線的連接方式可分為3種類型，即單點接地、多點接地與浮地。

牛牛文庫文檔分享第61頁/共113頁62單點接地系統(tǒng)

單點接地只有一個接地點，該點作為接地參考點，所有接地線均直接接到一點上。多個設(shè)備的參考地通過導(dǎo)線連接到同一點上后統(tǒng)一接地。單點接地系統(tǒng)中，各種設(shè)備的接地線均有一段共同的導(dǎo)線。無論該導(dǎo)線部分的結(jié)構(gòu)和材料如何，導(dǎo)線均有一定的阻抗。下圖所示。

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牛牛文庫文檔分享第63頁/共113頁64

牛牛文庫文檔分享第64頁/共113頁65多點接地系統(tǒng)

對于高頻信號，為了降低地線阻抗，一般均采用多點接地方式。為了降低電路的地電位，每個電路的地線應(yīng)盡可能縮短，以便降低地線阻抗。在導(dǎo)體截面相同的情況下，矩形截面導(dǎo)體的高頻性能比圓形截面導(dǎo)體要好。為了減少電阻，常用矩形截面導(dǎo)體作地線帶，通常還在地線和地線排上鍍銀。

牛牛文庫文檔分享第65頁/共113頁66頻率在1MHz以下時可采用單點接地方式；當(dāng)頻率高于10MHz時，應(yīng)采用多點接地方式；當(dāng)頻率在1MHz～10MHz之間時，則應(yīng)視具體情況而定。

牛牛文庫文檔分享第66頁/共113頁67地環(huán)路與屏蔽線接地

兩個地線并聯(lián)，組成一個完整的電流回路，此時，我們認(rèn)為兩地線構(gòu)成了地環(huán)路。因屏蔽電纜往往比較長，當(dāng)屏蔽電纜的屏蔽層兩端接地時，屏蔽電纜的屏蔽層與大地就構(gòu)成了典型的地環(huán)路。在大多數(shù)場合，需要設(shè)法抑制地環(huán)路引起的騷擾。抑制的一般方法是切斷地環(huán)路、減小或消除地環(huán)路的電位差。

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可以利用鋪設(shè)低阻地線的方法降低屏蔽電纜兩端的電位差，從而使流過屏蔽電纜屏蔽層的地環(huán)路電流大大減小。

牛牛文庫文檔分享第68頁/共113頁69浮地

浮地的目的是將電路或設(shè)備與公共地或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開來。浮地的效果取決于是否能做到完全的浮地隔離。當(dāng)兩輸入端對地平衡時，即為平衡差分器件。在設(shè)備之間利用差分平衡電路進(jìn)行通信或控制時，就不需要兩設(shè)備共地。兩設(shè)備之間的地電位差原理上對差分平衡電路的工作沒有任何影響。

牛牛文庫文檔分享第69頁/共113頁70防雷接地接地是分流和排泄直接雷擊和雷電電磁脈沖能量的最有效的手段之一。沒有接地裝置或者接地不良的避雷設(shè)施就成了引雷入室的禍患；而避雷裝置接地不好又很可能對落雷附近的電氣和電子設(shè)備提供電感性、電容性等干擾耦合的機會。防雷接地的目的就是把雷電流通過低電阻的接地體向大地泄放，從而保護建筑物、人員和設(shè)備的安全。

牛牛文庫文檔分享第70頁/共113頁71接地的相關(guān)技術(shù)問題建筑物內(nèi)有許多不同性質(zhì)的電力、電氣設(shè)備，需要多個接地裝置，如避雷接地、電氣安全接地、交流電流工作接地、通信及計算機系統(tǒng)接地。直流接地，在數(shù)字邏輯系統(tǒng)中又叫邏輯接地），所以才引發(fā)出許多接地的技術(shù)問題。

牛牛文庫文檔分享第71頁/共113頁72地——電氣地“電氣地”大地是一個電阻非常低，電容量非常大的物體，擁有吸收無限電荷的能力，而且吸收大量電荷后，仍能保持電位不變，因此適合作為電氣系統(tǒng)中的參考電位體。這種“地”是“電氣地”。它并不等于“地理地”，但卻包含在“地理地”之中。電氣地的阻值范圍，隨著大地結(jié)構(gòu)的組成和大地與帶電體接觸的情況而定。

牛牛文庫文檔分享第72頁/共113頁73地電位“地電位”實驗證明，在距單根接地極或距一組接地極外的地方，所成的半球形球面很大，實際上已沒有什么電阻存在，這電位等于零的“電氣地”稱為“地電位”。接地極就是跟大地緊密接觸的一個或一組導(dǎo)體。通常采用圓鋼、扁鋼或角鋼，也可采用銅棒或銅板。

牛牛文庫文檔分享第73頁/共113頁74邏輯地“邏輯地”電子設(shè)備中各級電路電流的傳輸、信號或極性的轉(zhuǎn)換要求有一個參考電位，這個電位可以防止外界電磁場信號的侵入，常稱這個電位為“邏輯地”。這個地不一定是“地理地”，可能是電子設(shè)備的金屬機殼、底座、印制電路板上的地線或建筑物內(nèi)的總接地端子、接地干線等；“邏輯地”可與大地接觸，也可以不接觸，而“電氣地”必須與大地接觸。

牛牛文庫文檔分享第74頁/共113頁75將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分，經(jīng)接地線連接到接地極稱為“接地”。接地裝置是接地極與接地線的總稱。電力系統(tǒng)中接地點一般是中性點，也可能是接線上某一點。電氣裝置的接地部分則為“外露導(dǎo)電部分”?！巴饴秾?dǎo)電部分”為電氣裝置中可被觸及的導(dǎo)電部分，他在正常時不帶電，但在故障情況下可能帶電，一般指金屬外殼。接地的相關(guān)技術(shù)問題

牛牛文庫文檔分享第75頁/共113頁76為了安全保護的需要，將裝置外露導(dǎo)電部分與接地線相連進(jìn)行接地。一般是水、暖、煤氣、空調(diào)的金屬管道以及建筑物的金屬結(jié)構(gòu)。不屬于電氣裝置的外露導(dǎo)電部分。外露導(dǎo)電部分可能引入電位，一般是“地電位”。接地的相關(guān)技術(shù)問題

牛牛文庫文檔分享第76頁/共113頁77接地的作用——保護性接地防電擊接地。為了防止電氣設(shè)備絕緣損壞導(dǎo)致?lián)舸┗虍a(chǎn)生漏電流，可將設(shè)備的外露導(dǎo)電部分接地，也稱保護接地。防雷接地。為了防止直擊雷、雷電感應(yīng)、靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)的雷電波侵入，用金屬導(dǎo)線（體）與埋在土壤中或埋在混凝土中的散流接地網(wǎng)連接，成為防雷接地。防靜電接地。將靜電荷引入大地，防止由于靜電積累而對人體和設(shè)備造成危害。特別是目前電子設(shè)備中集成電路用的很多。而集成電路容易受到靜電作用產(chǎn)生故障，接地后可防止電子設(shè)備的損害。

牛牛文庫文檔分享第77頁/共113頁78功能性接地工作接地。在電力系統(tǒng)運行中，為了防止系統(tǒng)振蕩和保證在發(fā)生事故的情況下能可靠的運行，要在交直流電力系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)胤竭M(jìn)行接地，交流一般為中性點，直流一般為中點。在電子設(shè)備系統(tǒng)中，則稱電子設(shè)備系統(tǒng)以外的交直流接地為功率地。直流接地。為了確保穩(wěn)定的參考電位，將電子設(shè)備中的適當(dāng)金屬件作為“邏輯地”，一般采用金屬底板作為邏輯地。又將邏輯地及其它模擬信號的接地系統(tǒng)稱直流地。

牛牛文庫文檔分享第78頁/共113頁79功能性接地屏蔽接地。目的是將電磁干擾源引入大地，抑制外來電磁干擾對電子設(shè)備的影響，也可以減少電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾影響其它電子設(shè)備。信號接地。為保證信號具有穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位而設(shè)置的接地。例如檢測漏電流的接地，阻抗測量檢驗和電暈放電損耗測量等電氣參考測量的接地。

牛牛文庫文檔分享第79頁/共113頁80零點、接零、接地電阻中性點、零點：電路中有一點，它與電路外部端子間的電壓絕對值均相等，這點稱為中性點，例如變壓器三相繞組的星點。中性點接地時稱為星點。接零：將電動機、電器等金屬外殼和構(gòu)架，與中性點連接后再直接與接地系統(tǒng)中的零線相連接，稱為接零。在這種系統(tǒng)中的電器設(shè)備必須接零。重復(fù)接地：將零線上的一點或幾點再次接地，稱為重復(fù)性接地。

牛牛文庫文檔分享第80頁/共113頁81接地體與土壤接觸面的電阻和土壤電阻之和，稱為散流電阻。散流電阻=接地體的對地電壓/接地電流接地電阻包括散流電阻、接地體本身電阻和接地線的電阻。接地電阻=電氣設(shè)備接地點的對地電壓/接地電流一般接地線和接地體的電阻都很小，可以略去不計，因此可以認(rèn)為接地電阻就等于散流電阻。在雷擊發(fā)生時，接地裝置的接地電阻稱為沖擊接地電阻。沖擊接地電阻=沖擊電壓/沖擊電流

牛牛文庫文檔分享第81頁/共113頁82混合接地多點接地對低頻干擾是不利的，在這種情況下，可采用混合接地方式，即一部設(shè)備內(nèi)的各種電路板，以最短導(dǎo)線與機殼連接，或者對干擾信號敏感的設(shè)備以最短導(dǎo)線與同一金屬體連接，然后該金屬體再分別用金屬導(dǎo)線連接到地網(wǎng)的同一點。另一種有效的接地方式是采用環(huán)形接地網(wǎng)，即把接地體沿建筑物周圍圍成一個閉合環(huán)，這個接地網(wǎng)可以起到界面內(nèi)的電場分布比較均勻，減少跨步電壓對人的危害，也減少室內(nèi)的雷擊時，由于地面梯度大而產(chǎn)生對設(shè)備高壓反擊的危險。

牛牛文庫文檔分享第82頁/共113頁83接地網(wǎng)

牛牛文庫文檔分享第83頁/共113頁84發(fā)電廠遠(yuǎn)景

牛牛文庫文檔分享第84頁/共113頁85輸送電線路近景

牛牛文庫文檔分享第85頁/共113頁86變電站接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)

牛牛文庫文檔分享第86頁/共113頁87接地網(wǎng)埋在地下并直接與大地接觸的人工接地體。人工接地體由垂直接地體和水平接地體構(gòu)成。對于較大建筑物，垂直接地體的長度宜為2.5m，采用角鋼、銅管或圓鋼；水平接地體埋設(shè)深度≮0.5～0.8m，宜用扁鋼或圓鋼；垂直和水平接地體的間距均宜為5m，當(dāng)受地方限制時可適當(dāng)減??；所用鋼材中，圓鋼直徑≮φ10mm，扁鋼截面≮100mm2，厚度≮4mm，角鋼厚度≮4mm，鋼管的管壁厚度≮3.5mm。

牛牛文庫文檔分享第87頁/共113頁88接地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

牛牛文庫文檔分享第88頁/共113頁89接地匯集線和接地引入線

牛牛文庫文檔分享第89頁/共113頁90建筑物的接地系統(tǒng)

牛牛文庫文檔分享第90頁/共113頁91建筑物的接地系統(tǒng)

牛牛文庫文檔分享第91頁/共113頁926.6隔離技術(shù)在某些應(yīng)用場合，單純的浮地措施并不能達(dá)到預(yù)期的效果，只有采取適當(dāng)?shù)母綦x措施才能真正切斷不同電路的相互干擾。常見隔離措施有：隔離變壓器隔離；光電耦合器隔離；光纖隔離。

牛牛文庫文檔分享第92頁/共113頁93電磁干擾隔離抗干擾變壓器：抗干擾變壓器一般指變壓器采用環(huán)形磁路和對稱繞組，以提高抗磁場干擾的能力。

牛牛文庫文檔分享第93頁/共113頁94隔離變壓器隔離變壓器將接地環(huán)路斷開

牛牛文庫文檔分享第94頁/共113頁95中和變壓器

采用變壓器斷開接地環(huán)路的方法，對直流電路和頻率很低（如低于50Hz）的電路不適用。在這種情況下，可以采用中和變壓器。將變壓器采取這種連接后，它對電流信號的阻抗是很低的，且不會切斷直流通路，但對存在的共模噪聲信號卻具有很高的阻抗。

牛牛文庫文檔分享第95頁/共113頁96雙導(dǎo)線在鐵氧體環(huán)形磁芯上繞制的中和變壓器。實際中可以把多對信號線繞在磁芯上，這種中和變壓器也用作數(shù)據(jù)線EMI濾波器，或稱為磁性濾波。

牛牛文庫文檔分享第96頁/共113頁976.6.2光電耦合器切斷兩電路之間的地環(huán)路的另一種方法是采用光電耦合電路。光電耦合器的原理圖如下圖。輸入端為發(fā)光二極管，發(fā)光的強弱隨輸入電流變化。輸出端為光敏三極管，隨著光強的大小變化而使輸出電流發(fā)生相應(yīng)變化，將這兩種晶體管裝在一起就構(gòu)成光電耦合器。

牛牛文庫文檔分享第97頁/共113頁98光電耦合器件光電耦合原理圖

牛牛文庫文檔分享第98頁/共113頁99光電耦合器對數(shù)字電路特別適用。在模擬電路中，由于發(fā)光二極管電流與光強不是線性關(guān)系。在傳輸模擬信號時會產(chǎn)生較大的非線性失真，故光電耦合器的應(yīng)用受到一定限制。在要求比較高的場合，有時光憑一級電耦合器耦合或隔離變壓器耦合所形成的隔離程度還不能達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，這時就要考慮使用多級耦合隔離措施或使用隔離效果更好的光纖隔離。此時，往往需要在采取隔離措施的同時，對兩個希望隔離的電路進(jìn)行良好的屏蔽。

牛牛文庫文檔分享第99頁/共113頁100電磁干擾抑制技術(shù)不平衡電路

牛牛文庫文檔分享第100頁/共113頁101電磁干擾抑