电气设备为什么要接地（关于电气接地那点事）

在实际工作中，你遇到的一个编码器信号干扰的问题，让你很棘手。这时候你首先应该做的不是马上就就去请教“这个编码器信号干扰怎么解决？”，而是让自己静下来，想想问题的关键点：干扰。它是如何产生，如何传导的，我是不是有可能自己去解决他？再带着问题一层一层的去寻找，比如通过百度、谷歌、图书馆，去找到其中真正的关键字——EMC、接地。当你一层一层去解开一个实际遇到的问题时，你会有一种成就感，这种成就感会让你不断靠近事实的真相。这时候高兴之余，不要忘了分享。因为你的理解永远是片面的，你的分享会使你有新的收获，会让你从不同的角度再次领悟原有的问题，你会在分享的过程中得到一次知识的融汇贯通。永远不要做一个希望不劳而获的人，否则你就将一事无成！还有一点也特别重要，千万不要盲目迷信权威，一定要多思考。

下面我们言归正传，说说接地与EMC。要说清楚接地与EMC，先得从“接地”说起。我们来分析一下“接地”二字，“接”是一个动词，“地”是一个名词。我们先得明白什么是“地”？下面就把与“地”相关的一些概念做一个介绍。

地：脚踏实“地”，我们每天都行走于“地面”，国外文献有“earth”、“ground”两种表达。在电力系统中，由于配电系统的变压器二次侧的PE与N线通常是连接在一起的，而PE线通常是和大地连接在一起，认为其与大地处于同一电位，所以大地也就作为了一个电力系统的参考地。

电位：这个名词应该是初中时就学习的，官方解释为：处于电场中某个位置的单位电荷所具有的电势能。通俗的讲就和水位是类似的概念，水往低处流，如果水位没有高度差，那么就不会有流动。电位也一样，如果没有电位差也就不会有电流的流动，而这个电位差通常称为电压。

零线：一般用N（Neutral）表示，它是由变压器引出的中性线。它是我们普通家用单相AC220V供电的回流路径，正常工作状态下是有电流回流的；在3AC380V的供电系统中，在正常工作状态下，三相是平衡的，零线上是没有电流流过的。

安全地：这就是通常我们所说的PE（Protective Earth），PE的引入主要有两个原因：

1、接地故障（earth fault）的存在；

2、人操作电气设备。

正因为这两点原因，为了保证操作人员的安全，引入了PE的概念。安全地的原理，就是使操作者身体某个接触点与操作者脚接触的点（这个点通常是大地，但是也有可能不是，比如飞机上）具有相同的电位，使接地故障产生的电流不经过人体（或者小于规定值），从而保护人身安全。

接地故障（earth fault）：由于回路带电导体（如L1相线）与地（包括大地，与地联结的外露导电部分和装置外导电部分，也包括相当于大地的导体，如飞机的机壳）非正常导通，或对地绝缘变得小于规定值而引起的短路。它能使外露导电部分和装置外导电部分对地带故障电压，从而引起电击，电气火灾和设备损坏等电气故障。

PEN：兼具保护线和中性线两种功能的回路导体。后续讨论接地系统类型的时候会详细描述

参考地：就是一个电路中零电位的点，举一个最简单的例子，如下图：

这个图中，电源E1的负极即是这个电路的参考地，它是电流回流的路径，也是零电位的点，理想状态下由R1联结到E1负极的导线电阻为零，其上的任何一点都可以作为零电位点，即参考地。需要指出的是，参考地并不一定与真实的大地相连。

数字地：数字电路（如编码器输出级电路）的参考地，这个概念在电子设计中用的更多；

模拟地：模拟电路（比如运放类的电路，像力传感器的变送器就是一个典型模拟电路）的参考地，同样在电子设计中用的更多；

连接：电气回路中将两点通过导体联系在一起。

联结：金属部件（导体）的永久连接形成电气导电路径，保证电气持续性和安全传导可能发生的任何电流。一般联结专指参考地的连接或者PE导体之间的连接。

等电位联结：联结的目的就是保证其联结两点及联结导体上电位的相等。需要说明的是，等电位联结分为低频和高频，低频主要指50Hz，主要是基于安全方面的考虑，以及一些工频干扰，所以必须考虑联结导体的载流量；而高频等电位联结主要是基于高频干扰的考虑。

总等电位联结（main equipotential bonding,简称 MEB）：总等电位联结作用于全建筑物， 它在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除，自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害. 它应通过进线配电箱近旁的接地母排 (总等电位联结端子板)。

辅助等电位联结(supplementary equipotential bonding,简称 SEB) ：在导电部分间，用导线直接连通，使其电位相等或接近，称作辅助等电位联结。

局部等电位联结：在一局部场所范围内将各可导电部分连通，称作局部等电位联结。

它可通过局部等电位联结端子板将下列部分互相连通：

--PE母线或 PE干线 ；

_公用设施的金属管道 ；

―建筑物金属结构。

辅助等电位联结与局部等电位联结的联系及区别：

在建筑物做了总等电位联结之后，在伸臂范围内的某些外露可导电部分与装置外可导电部分之间，再用导线附加连接，以使其间的电位相等或更接近，称为辅助等电位联结。局部等电位联结可看作在一局部场所范围内的多个辅助等电位联结。

当难以确定局部等电位联结防电击的有效性时，可采用下式进行检验：

R:同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间的电阻（Ω）；

Ul：允许持续接触电压限值（ 一般场所内为交流 50V或直流120V )；

Ia：切断故障回路时间不超过 5s的保护电器动作电流 (A)；

例如：釆用整定值为16A的断路器，其瞬动电流脱扣器整定电流为160A，

Ia =1.3x160=208A;

一般场所内允许持续接触电压限值Ul =50V; 同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间的电阻必须小于0. 24Ω局部等电位联结才是有效的。

说了这么多，放一个实例图，理解理解上面的这些基本概念