接地環(huán)路簡(jiǎn)介

大多數(shù)工人已經(jīng)知道，正確接地是各種電氣設(shè)備的基本安全預(yù)防措施。然而，鮮為人知的是，雖然接地可以預(yù)防和解決許多安全和電源問(wèn)題，但不正確的接地會(huì)在數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)采集以及測(cè)量和控制系統(tǒng)中造成問(wèn)題。常見(jiàn)的問(wèn)題之一稱為接地環(huán)路反饋，這是一種電氣現(xiàn)象，當(dāng)系統(tǒng)及其外圍設(shè)備中的不同電路具有不同的連接或返回接地的路徑時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。此外，這可能是一個(gè)季節(jié)性問(wèn)題，問(wèn)題會(huì)根據(jù)氣候條件來(lái)來(lái)去去。

接地環(huán)路反饋是一種經(jīng)常遇到的布線問(wèn)題，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)連接的電氣設(shè)備有不止一條接地路徑時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。這些路徑一起形成一個(gè)循環(huán)。流經(jīng)環(huán)路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生意外的電流和電壓?；蛘哂捎诮拥芈窂街械碾娏骱碗娮?，不同設(shè)備的接地點(diǎn)可能不處于相同的電位電壓。終結(jié)果是，雖然人們認(rèn)為設(shè)備具有相同的接地參考點(diǎn)，但事實(shí)是它們沒(méi)有，并且這種差異可能表現(xiàn)為測(cè)量值中的簡(jiǎn)單偏移或破壞設(shè)備正常運(yùn)行的信號(hào)噪聲.

無(wú)論是使用不同的安全接地點(diǎn)還是安全接地點(diǎn)和大地接地點(diǎn)，常見(jiàn)的示例之一是由電源 (60 Hz) 交流電源在接地回路中感應(yīng)的電流引起的嗡嗡聲/嗡嗡聲。在視頻應(yīng)用程序中，用戶會(huì)注意到屏幕條紋形式的這種反饋，而計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)用戶可能會(huì)遇到關(guān)機(jī)或數(shù)據(jù)通信中斷的情況。收集數(shù)據(jù)的工程師和技術(shù)人員經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，他們的讀數(shù)和數(shù)據(jù)顯示的偏移量可能會(huì)隨時(shí)間變化或測(cè)量值中存在噪聲。在壞的情況下，這可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)中斷，因?yàn)樵S多企業(yè)嚴(yán)重依賴 PLC 和測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)程和機(jī)器控制、質(zhì)量控制，終測(cè)試等。然而，接地環(huán)路經(jīng)常逃避故障排除調(diào)查，并且作為許多安裝中的一個(gè)因素同樣被忽視，后來(lái)當(dāng)電氣配置或環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄器和數(shù)據(jù)采集/控制系統(tǒng)通常通過(guò)其交流電源和插頭上的接地引腳連接到地面，插頭上的接地引腳插入墻上插座，在公共建筑物布線中共用接地線。這些設(shè)備也可以通過(guò)數(shù)據(jù)通信電纜相互連接。以太網(wǎng)電纜非常適合保持接地隔離，但串行通信電纜（例如 RS232）有自己的接地導(dǎo)體。現(xiàn)在，如果將計(jì)算機(jī)插入建筑物某個(gè)區(qū)域的插座，而它所連接的 RS232 設(shè)備位于建筑物的不同區(qū)域，則可以創(chuàng)建多路徑連接和接地環(huán)路。

另一個(gè)例子是控制一臺(tái)制造設(shè)備的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可能插入標(biāo)準(zhǔn)的 110 VAC 插座，但制造機(jī)器可能需要 220 或 480 VAC，因此它由與 PC 不同的斷路器面板供電。每個(gè)斷路器面板都可以有自己的本地接地樁。理想情況下，這些接地樁應(yīng)該在接地線上沒(méi)有電阻，也沒(méi)有電壓降。然而，我們已經(jīng)看到過(guò)這樣的情況，無(wú)論出于何種原因，在通往局部接地的路徑中存在阻力。這可能是其中一根地線的連接不良，或者可能是在一年中的某些時(shí)候，地樁周圍的區(qū)域變得非常干燥，并且對(duì)真正的接地有一些非零電阻。結(jié)果是計(jì)算機(jī)和它所控制的機(jī)器不共享同一個(gè)真地，

接地環(huán)路還可以通過(guò)布線影響低電平測(cè)量。通常，對(duì)于敏感測(cè)量，將使用屏蔽電纜，屏蔽的目的是保護(hù)信號(hào)免受環(huán)境中的任何電磁干擾。為了正確操作，屏蔽層應(yīng)僅在一端接地。這樣，環(huán)境中的電干擾將被屏蔽層收集并傳送到地面，從而保持敏感信號(hào)清潔。但是，如果誤將屏蔽層兩端接地，則會(huì)立即形成潛在的接地環(huán)路?，F(xiàn)在，環(huán)境中的任何電干擾都會(huì)在屏蔽層中產(chǎn)生電流，然后電流會(huì)以電噪聲的形式直接耦合到被測(cè)信號(hào)。

鑒于新型電氣設(shè)備的敏感性，接地環(huán)路反饋對(duì)工業(yè)過(guò)程的威脅越來(lái)越大。例如，近的變頻交流驅(qū)動(dòng)器可以由外部模擬電壓信號(hào)控制。這些驅(qū)動(dòng)器可能有一個(gè)敏感的輸入前端，當(dāng)在控制信號(hào)上遇到噪聲時(shí)，驅(qū)動(dòng)器可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤甚至故障。在接下來(lái)的第 2 部分中，了解如何準(zhǔn)確診斷接地環(huán)路反饋，以及減少和防止接地環(huán)路發(fā)生的五個(gè)步驟。