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日志

设备间的地电位差

已有 343 次阅读2016-12-5 21:32 |系统分类:接口电路| 接地

通常设备的直流电源的地会连接到保护地线(PE)上,来为设备提供一个基准电位。而PE上的电流造成了各设备间的地电位差。那么PE线是怎么连接的?



保护地线(PE)由控制面板开始连接到各个负载。并且保护地线通过低阻抗的线路连接到大地,为设备的故障电流提供一个低阻抗的返回其源(变压器)的路径,低阻抗也确保了断路器能够及时动作。

从图中我们也可以看出保护地线上的各个节点和大地组成了一个复杂的阻抗网络,如下图所示。



由于中性线和保护地线上的电流在这个复杂的阻抗网络中流动,造成了保护地的电位差的存在。而设备的直流电源地通常通过保护地线与大地相连,如下图所示。所以各设备的直流电源的地电位差是因为上面的阻抗网络产生的。



这个地电位差的大小取决于负载的类型和PE线的布局方式。

负载类型分为:
* 线性负载
* 非线性负载

由于线性负载不会产生高次谐波,所以三相线的零线上的电流相互抵消,汇合到中性线上的电流应该只是由于负载不平衡造成的电流。而非线性的负载会产生大量的高次谐波,使得各相线上的电流不再互相抵消,从而汇集到中性线上的电流会很大,如下图所示,分别是线性负载和非线性负载的中性线电流。




保护地线的布局方式
* TN-C
* TN-C-S

TN-C的布局方式如下图,由于保护地线(PE)与零线使用同一根线,非线性负载产生的电流,使得不同的设备地之间能够产生几十V的压差。



TN-C-S的布局方法如下图,这种布局将N线与PE线分开,并且在N线和PE的星型接点提供另一个接地点,从而减小了地电位差。这样能够将地电位差降低到几百mV到几V。



所以即使是良好接地的两个设备,也是会存在地电位差的。电位差是由于复杂的接地网络与其上的电流造成。

所以非线性负载造成中性线上的大电流,而不同的PE线接法使得PE线上的压降从几百mV到几十V。

在同一个电气系统的各个设备,即使良好接地,设备间的地也会产生电位差。当设备只是使用同一个直流电源供电时,不会有什么影响。但是使用不同的直流电源供电的两个设备直接连接,很可能由于地电位差而引入很大的共模噪声,引起设备故障。




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