静电防护—计算机控制装置.ppt

五、计算机控制系统的抗干扰设计1.干扰的耦合方式公共阻抗耦合（电路性）单电源，多负载负载瞬变浪涌噪声影响其他负载静电耦合（电容性）多干扰源导线导线电感
导线↑导线电感↑电感感抗↑(与频率成正比)
两根邻近输电线会形成互感
导线1电流会在另一导线形成串联互感干扰电压·典型的线-线串扰电源线耦合差模干扰和共模干扰1减少差模干扰的方法：
滤波器
双绞线传输

减少共模干扰的方法：
滤波器
屏蔽双绞线并有效接地
强电场的地方还可采用金属穿线管屏蔽
远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线
采用线性稳压电源或高品质的开关电源(如纹波小于50mV)对电器设备来讲，干扰噪声主要可分为：2.1放电噪声2.2振荡噪声2.3浪涌噪声电磁干扰EMI—ElectromagneticInterference
电磁兼容EMC—ElectromagneticCompatibility3.1屏蔽技术电场屏蔽磁场屏蔽通风孔形状、布置尽可能减小磁阻，必要时加装通风孔金属网……磁场屏蔽--饱和问题磁场屏蔽—强磁场屏蔽磁场屏蔽—高频磁场屏蔽静电屏蔽3.1.3导线屏蔽大多数情况，问题不是出在电缆屏蔽的质量上，而是出在屏蔽末端连接上。
信号电缆屏蔽层（单层）应采用单端接地，即一端接地，另一端浮空
（两头接地会造成两边电势不等而引起很大地电流环路造成屏蔽机能损坏）
双屏蔽层，内层采用单端接地，外层采用双端接地，但应考虑在暂态电流作用下屏蔽层不致被烧熔，等电位。《GB50217-1994电力工程电缆设计规范》
单端接地防止静电、电场干扰
双端接地具有一定的抑制磁场干扰的作用（外层和地之间形成感应电流，减小对内层的影响）
单端接地的原则：信号源端接地，信号源浮地则在受信方接地（谁送电谁接地）屏蔽层接地的几种方式电缆整体屏蔽接地3.2接地技术从工业应用角度看，控制系统通常有两种接地方式：单独接地 等电位联结（连接）
1）单独接地
将控制系统的保护接地接入电气安全接地网
工作接地采用独立的、“干净的”接地装置与大地相接
注：在一段电源保护地线的两点间会有数mV，甚至几伏的电位差。这对弱电信号来说，是一个非常严重的干扰，因此控制系统的工作(信号)地和保护接地不能在“柜内”混用。2）等电位联结
主体思想的多点连接（网络连接）
即设备和装置外露可导电部分的电位基本相等的电气连接。其中包括结构纲筋、金属设备、管道等（都是很好的接地极），进而和接地极相连，各接地点之间的地电位差最小.和单独接地相比，等电位联结有如下的特点：
常规的基地方式会因电气设备故障或雷击会形成建筑物不同部位地电位差的存在，这时如意外地连接不同地点的设备会产生电火花引起爆炸或损坏设备，无法保障人身和控制系统的安全，特别是在爆炸危险场所更为严重。采用等电位联结，就可减小或避免这种危险的发生。
由于建筑物各处均为等电位，使共模型态的干扰不易产生（基准相同），减小了系统的共模干扰。
采用等电位连接，可消除静电和电场的干扰，不易受磁场干扰；
实施方便，等电位接地系统已为国际标准采用，并逐步在我国国家标准中推广。S型(星型)接地系统串联接地因各电路的地电流在地线阻抗以及连接阻抗会引起各电路间的耦合，所以会产生干扰，故要避免使用。

如果不可避免，则应尽量使地线阻抗趋向最小。设备1低压系统接地制式按配电系统和电气设备（包括信息系统）不同的接地组合来分类，按照IEC规定，低压系统接地制式一般由两个字母组成，必要时可加后续字母。
按低压系统接地制式划分有TN-S、TN-C、TN-C-S、TT、IT等五种。TN-C系统
简单、经济
但当三相负载不平衡时，PEN线有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的外壳上，对敏感性的电子设备不利。（1）在《建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB50343-2004）》第5.4.1条作了下列强制性的规定：“电子信息系统设备由TN交流配电系统供电时，配电线路必须采用TN-S系统的接地方式。”（“建筑物防雷设计规范GB50057-94”第6.4.1条也如此规定）

（2）《石油化工仪表接地设计规范（SH3081-2003）》第3.1.2条规定：“控制室用电应采用TN-S系统。整个系统中，保护线PE与中线N是分开的。”虽然土壤为不良导体，但因其容量、电流通路的截面积很大，故接地电阻仍然很小。

可见，接地电阻主要取决于接地极附近的接地电阻值，并和接地极的形状大小有关。

上述接地电阻是指工频电流从接地体向周围大地散流时，土壤呈现的电阻值，即为工频接地电阻。由于流入地中的电流错综复杂，有工频电流，也有雷击时的脉冲电流，所以接地电阻按其用途也分为工频接地电阻和冲击接地电阻（防雷）。
工频接地电阻的测量相对容易，但因诸如闪电电流是很难测量的，故冲击接地电阻不易准确测