安全、电磁兼容与接地.ppt

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1、安全、电磁兼容与接地北京四方继保自动化股份有限公司田蘅继电保护专委会机械结构及工艺学组四届一次会议2006－08，吉林市0引言接地系统的作用人身安全防护防止故障电流对人体带来的电击伤害设备安全防护防止故障电流和雷击电流对设备引起危险电压EMC目的防止或减少辐射及传导骚扰对设备本身或外部设备的干扰1安全（safety）1.1背景在发达国家，把人身安全（包括动植物的安全）放在首位并受法律保护以技术法规形式，把设备安全作为市场准入的基本条件（例如欧盟低电压指令）安全标准对产品的安全提出详细技术要求安全法规作为法律层面、安全标准作为技术层面，作为产品安全的强制性约束

2、条件1安全1.2基本要求设备在正常运行情况及（单）故障条件下，应确保人身安全1.3具体要求电气绝缘外壳防护着火危险防护过热防护电击防护机械结构安全安全警示标志1安全1.4电气设备的电击防护类别0类：无要求Ⅰ类：由基本绝缘作为正常运行下的安全保障，以保护接地作为故障下的防护Ⅱ类：由加强（或双重）绝缘保证安全（不能接地）Ⅲ类：由安全特低电压供电（<33VAC有效值/70VDC)1安全1.5电击防护的安全接地作用：将故障电流（电压）导入大地应用范围：Ⅰ类设备要求•所有可触及的金属外壳部件实现导电性互连•互连后的外壳可靠接地•外壳的任意部分与接地点的电阻不应大于0.

3、1Ω•接地线的颜色为黄绿双色1.5电击防护的安全接地接地导线截面积：S<16mm²SS=16~35mm²16S>35mm²S/22电磁兼容2.1电子设备功能下降或丧失的原因a）由于骚扰功率过大造成半导体器件PN结熔化而烧毁；b）由于电压过高，使半导体器件厚度仅为几微米的氧化膜绝缘层击穿而损坏；c）由于电流过大使半导体器件的镀敷金属烧毁；2电磁兼容2.1电子设备功能下降或丧失的原因d）由于出现幅度过大的尖峰电压，使半导体处于不能自动复原的导通状态，造成电路运作的停止。•由电子电路构成的设备，均要求进行抗扰度试验，电磁式设备不必2电磁兼容2.2电力系统电磁环境特

4、点属于IEC61000-2-5中的5级（最严酷等级）骚扰现象十分复杂同一电磁现象产生多种骚扰具有几乎所有的电磁骚扰类型骚扰强度大、危害大2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象1：一次回路操作•隔离开关操作高压母线•断路器操作高压母线/线路•电容器组投切•空载变压器/电抗器投切2电磁兼容影响1：•电压波动•1.2/50μs～8/20μs浪涌•快速瞬变脉冲群•振铃波（100kHz）•阻尼振荡波（1MHz）•阻尼振荡磁场•高频感应电压•母线/高压线路暂态电磁场辐射2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象2：雷击影响2：1.2/50～8/20μs浪涌10/700μs浪

5、涌脉冲磁场阻尼振荡波2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象3：高压母线单相接地（电网故障）影响3：电压突降/中断浪涌（100/1300μs，1.2/50～8/20μs）阻尼振荡波工频磁场脉冲磁场2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象4：高压母线/线路产生的磁场影响4：工频磁场2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象5：二次回路操作：继电器动作开关拉合影响5：电压波动快速瞬变脉冲群2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象6：无线电收发机的电磁发射信号影响6：辐射电磁场2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象7：•电晕、局部放电影响7：•辐射电磁场2电磁兼容2.3电磁

6、骚扰现象及影响现象8：•静电放电（ESD）影响8：•ESD2电磁兼容2.3电磁骚扰现象及影响现象9：■电源质量影响9：■谐波·电压波动·频率变化■电压突降/中断·频率变化■三相电压不平衡2电磁兼容2.4电力系统主要骚扰源a）大功率电气设备，例如发电机、变压器；b）高压开关和隔离开关；c）高压线路和母线；d）手持式无线电收发机及其它电磁辐射源；2电磁兼容2.4电力系统主要骚扰源e）电线电缆；f）分散的接地网和大型接地环；g）雷电；h）系统故障；i）人体或物品的静电放电（ESD）；j）二次回路的开关和继电器；k）其它电气设备，例如整流器、电焊机、开关电源等2.5

7、抗干扰接地2.5.1接地的种类信号地－各种物理量的信号传感器和信号源的零电位的公共基准地模拟地－模拟电路零电位的公共基准地数字地－数字电路零电位的公共基准地功率地－负载电路或驱动电路零电位的公共基准地电源地－电源零电位的公共基准地屏蔽地－电磁屏蔽的零电位公共基准地2.4抗干扰接地2.5.2目的把骚扰电流导入大地，减低或消除对电子电路的影响。2.5.3功能地设计原则低阻抗地线――粗、短、直的地线，良好的导电体和可靠的接触；避免形成地环路，以消除因环路产生的磁感应干扰；避免地电流的相互串扰。2.5抗干扰接地2.5.4接地设计导则（传统的方法）a)在PCB设计中，

8、信号地、数字地、模拟地（弱电地）与功率地、电源地（强