什么是浮地和接地?

在電力系統(tǒng)中，為了提高電氣安全性和信號質量，需要對電氣設備的引入線路進行保護接地。電氣系統(tǒng)的接地分為兩種：接地和浮地。

接地是指將設備通過電氣導體與大地相連，形成電氣環(huán)路，以便于在設備出現(xiàn)故障時，能夠通過放電電流讓保護裝置檢測并切斷故障，從而保護設備和人員。接地一般用于交流電源的中性點、大電容、大電感、變壓器及低壓電氣設備等。

而浮地則是一種特殊的連接方式，指不將設備與地面連接，將電氣設備所在系統(tǒng)與大地間的電氣導通斷開，使得設備的電位與地面電位之間不存在任何直接的聯(lián)系。浮地一般用于直流電源、精密儀器及高壓設備。

浮地的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

1.提高信號質量：浮地可以減少來自地面的噪聲，提高系統(tǒng)信號的準確性和質量。

2.提高可靠性：在某些場合下，如果設備接地，可能會因為接地電阻過大或電氣絕緣不良等原因導致系統(tǒng)故障，而浮地能夠避免這些問題，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

3.提高安全性：由于浮地沒有電流與地面的直接聯(lián)系，所以不會存在電擊人的風險。

缺點：

1.不能處理大電流故障：浮地無法處理大電流故障，容易損壞設備和造成系統(tǒng)停機。

2.需要專業(yè)人員：浮地需要專業(yè)人員進行設計和操作，且需要定期進行檢測和維護，增加了設備的使用和維護難度。

浮地與接地的優(yōu)缺點及三大接地方式

在電子系統(tǒng)和電氣設備的設計中，浮地和接地是兩種常見的電路連接方式。它們各自具有獨特的優(yōu)缺點，而不同的接地方式也適用于不同的應用場景。以下是對浮地與接地的優(yōu)缺點以及三大接地方式的詳細分析。

浮地

優(yōu)點：

抗干擾能力強：由于浮地系統(tǒng)不與大地或其他電位參考點連接，因此可以避免來自大地的電磁干擾和地電位差的影響。

簡化系統(tǒng)設計：在某些情況下，采用浮地方式可以簡化系統(tǒng)的設計和布線，降低系統(tǒng)成本。

缺點：

安全性問題：浮地系統(tǒng)可能帶來安全隱患，因為設備外殼可能帶電，導致觸電風險增加。

靜電積累：浮地系統(tǒng)容易積累靜電電荷，可能導致設備損壞或性能下降。

共模干擾：浮地系統(tǒng)之間可能存在較大的電位差，從而產生共模干擾，影響信號傳輸質量。

接地

優(yōu)點：

提高安全性：接地可以將設備外殼與大地連接，確保設備在漏電時能夠及時將電流導入大地，防止觸電事故發(fā)生。

抑制干擾：接地可以有效地抑制電磁干擾和噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

保護設備和人身安全：在雷電等惡劣天氣條件下，接地可以保護設備和人身免受雷擊傷害。

缺點：

復雜性增加：接地系統(tǒng)的設計需要考慮多種因素，如土壤電阻率、接地體材料、接地電阻大小等，增加了設計的復雜性。

成本增加：為了實現(xiàn)良好的接地效果，可能需要投入更多的材料和人力成本進行設計和施工。

三大接地方式

單點接地：

定義：單點接地是指整個系統(tǒng)中只有一個共同的接地參考點。所有需要接地的部分都通過導線連接到這個點上。

適用場景：適用于低頻電路和數字電路，可以減少接地回路引起的干擾。

注意事項：需要確保接地點的電阻足夠小，以避免產生過大的壓降和熱量。

多點接地：

定義：多點接地是指系統(tǒng)中的多個部分分別通過導線與大地或其他接地體連接。

適用場景：適用于高頻電路和強電系統(tǒng)，可以降低接地阻抗和減少接地回路的電感效應。

注意事項：需要避免不同接地點之間的電位差過大，以防止產生共模干擾。

混合接地：

定義：混合接地結合了單點接地和多點接地的特點，根據系統(tǒng)的具體需求選擇適當的接地方式。

適用場景：適用于復雜系統(tǒng)，可以根據不同部分的特性和要求選擇不同的接地方式。

注意事項：需要仔細分析和設計，以確保系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性不受影響。

1. 一個電子電氣設備如何確定是否需要接地?

一般來說，如果是電池或化石能源供電的設備且設備本身可以不依賴于外部激勵獨立工作，那通常是不需要接地(也叫浮地)的，極大可能也是無法接地的，比如手機等手持設備、汽車等移動車輛。手持設備如果工作時累積了靜電電荷，通過人接觸時可以通過人體釋放或中和。移動車輛通過上下車的人也可以達到同樣的效果，特種車輛會通過安裝于車輛尾部的靜電帶接地，及時將車輛運動中各種摩擦產生的靜電電荷泄放掉。手機雖然沒有接地，但內部也是有等電位地平面的，用來給高頻電路提供低阻電流回路同時屏蔽外部干擾。

對于需要外部供電且與外部有各類通訊、IO接口的設備來說，必然要選擇接地，否則無法安全可靠的工作。

2. 如何選擇電路接地方式?

設備本體可通過專用接地端子直接接地，但內部電路的接地是有選擇的，一般分為直接接地或電容接地。直接接地就是把電路信號地直接接到機箱外殼，電容接地就是把電路信號地通過安規(guī)電容接到機箱外殼，然后機箱外殼與大地一點相連。這兩種接地方式的區(qū)別是什么?如圖所示，對于信號端口的隔離器件設計而言，在直接接地時隔離器件強弱電兩側直接承受外部信號對地電壓(左圖)，在電容接地時隔離器件與安規(guī)電容串聯(lián)后承受外部信號對地電壓(右圖)，因此，直接接地時端口隔離器件能承受的最大耐壓決定了信號端口的過電壓能力。為了提高信號端口的耐壓水平，避免外部過電壓等干擾影響設備內部電路的正常工作，同時降低對端口隔離器件的耐壓參數要求，采用電容接地方式更加安全、經濟。

接地方式不同

浮動接地和普通接地的最大不同點在于接地方式的不同。

普通接地是指將電氣設備的金屬外殼或其他可帶電部分接地，使設備與地之間的電勢保持一致，以確保人身安全。這是傳統(tǒng)的接地方式，也是最常用的接地方式。

浮動接地則是將電氣設備與地之間保持一定的電阻，不必直接接地。這種接地方法通常使用在對設備的電氣絕緣性有要求的場合。在浮動接地的情況下，設備與地之間的電位會自動產生電壓，使得設備的電氣絕緣強度得到提高，提高了設備的安全性能。

安全性能有差異

普通接地的安全性能相對較高，因為它可以將設備與地之間的電位保持一致，這樣可以避免人和設備之間的電擊事故。但是在某些情況下，普通接地也會存在很多問題。由于土壤電阻不穩(wěn)定，地形、濕度等因素會使得接地電阻值的大小不同，導致接地效果不一。而且在雷擊等情況下，普通接地可能無法起到有效保護的作用。

浮動接地的安全性也不容小覷，它通過保持設備與地之間一定的電阻來提升設備的電氣絕緣強度，使得設備更加安全可靠。但是浮動接地只針對某些特定的設備，在一些普通的設備上使用浮動接地會使得它們的安全性下降。

適用環(huán)境有異

普通接地和浮動接地的適用環(huán)境也有所不同。

普通接地適用于絕大多數電氣設備，如發(fā)電機、電動機、電線等。普通接地可以保證設備與地之間的電位保持一致，從而保證人身安全。

而浮動接地則適用于對電氣絕緣性能有要求的設備，如高電壓設備、船舶等。在這些場合下，使用浮動接地可以提高設備的安全性能。