基于電力設備中單片機控制系統(tǒng)的接地問題探析

張月超

摘 要：隨著各項科學技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)向網絡化智能化發(fā)展已成為趨勢。而作為電力系統(tǒng)中的重要部分，電力設備控制系統(tǒng)的接地問題非常關鍵。良好的接地系統(tǒng)設計是保障電網安全、穩(wěn)定運行的基礎條件。利用單片機控制系統(tǒng)進行控制是目前來講多數(shù)電力系統(tǒng)廣泛采用的方式，運用單片機控制系統(tǒng)，不僅可以提高電力設備的抗干擾能力，更是保障正確接地方式的重要技術。本文就基于電力設備中的單片機控制系統(tǒng)接地問題展開分析，就運用單片機如何控制電力設備的接地進行研究。

關鍵詞：電力設備；單片機控制系統(tǒng)；接地問題；電磁干擾

一直以來，電力設備的運行工作都受到電磁干擾等因素的長期困擾，而電力直流系統(tǒng)中的接地處理一直以來都是變電站注重的焦點。接地方式的正確與否，不僅影響著控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，更與整個電力控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著直接聯(lián)系。因單片機控制系統(tǒng)的工作會受到周圍環(huán)境的影響，本文從電磁兼容的角度來分析，電力設備中單片機控制系統(tǒng)的接地問題如何處理。

1 單片機控制系統(tǒng)常用的三種接地方式

事實上，電力系統(tǒng)中接地一般分為安全接地和工作接地，前者的目的是保證電力設備與操作人員的人身安全，而后者的目的則是為了工作電力提供基準點位。具體來說，工作接地也包括直流地、交流地以及電源地、信號地和模擬地、數(shù)字地等多類型的借地方式。基于電力設備中的單片機控制系統(tǒng)，幾種不同類別的接地方式可能同時運用。以下就常見的三種接地方式進行詳細的分析。

1.1 懸浮地

所謂懸浮地就是指整個單片機控制系統(tǒng)擁有自身獨立的電路環(huán)路，而不予打的直接相連的接地方式。通過電力設備的即可與打的直接相連，不僅能起到保護人身安全、設備安全的目的，還能實現(xiàn)防止電磁干擾，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定的目的。其接線方式如圖1所示，在實際的電力設備單片機控制系統(tǒng)中，如果要采用這種接地方式，需要將控制系統(tǒng)的電源當作整個系統(tǒng)的公共地。

就上圖可以看出，懸浮地的接地方式主要優(yōu)勢就是其單片機控制系統(tǒng)的街地面沒有和機殼直接相連，這種方式可以有效避免機殼中的干擾電路影響信號電路，也不會使得電力系統(tǒng)中的強電信號對整個控制系統(tǒng)造成威脅。

1.2 單點接地

所謂單點接地就是指整個電力系統(tǒng)中選擇電路中的每一點作為系統(tǒng)唯一的接地點，其布線方式主要有兩種，第一就是系統(tǒng)中個單元可以直接接到各自的接地點中，第二則將系統(tǒng)中各單元進行并聯(lián)后再接到接地電上。

如果想要防止噪音和抑制干擾對系統(tǒng)造成影響，我們一般不采用控制器為A/D轉換器模擬地域數(shù)字地共地的方式，因為這樣可能會影響到單片機控制系統(tǒng)的正常運行，但這種節(jié)點方式非常簡單便捷，布線也非常方便。

1.3 多點接地方式

多點接地方式主要將系統(tǒng)中的各個單元直接與大地相連，這種方式能夠直接為系統(tǒng)各并聯(lián)的單元提供低阻抗接地的路徑。因接地線較短，因此能夠有效降低界線上出現(xiàn)高頻主播的情況，從而避免單點接地容易出現(xiàn)的高頻問題。但整體上來說，多點接地方式相較于單點接地方式增加了更多地線回路，這些回路對較低電平的電路會產生干擾，從而影響到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，也很難避免外部工頻交流電造成的影響。

2 電力設備中單片機控制系統(tǒng)的接地方式選擇應注意的問題

由上述可知，在實際的電力設備單片機控制系統(tǒng)中，選擇接地方式不僅適宜，更要注重安全。在選用懸浮接地的方式時，首先應充分考慮系統(tǒng)整體與機箱之間的間隔。需要特別注意的是，當機箱擋板的周圍包地時，此時的地非常容易和機箱產生接觸，所以在固定擋板時，應注意觀察板周圍有無與金屬物質接觸，而如果采用的螺旋固定的方法，則還要防止螺桿穿透了包地線。

而如果采用單點接地或者多點接地等接地方式，有時可能會錯將電力系統(tǒng)中的零線當作接地線進行接地，這種行為是非常危險的。雖然實際上零線也接地，但一般只使用在配電站的接地中。因零線是所有負荷電流提供的一條回路，而單片機系統(tǒng)的接地點位主要由零線接地點的實際點位阻抗和負荷電流的積來決定的。此時，整個單片機系統(tǒng)是與強電信號連起來的，如果出現(xiàn)了這種情況，不僅可能影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，嚴重的可能導致線路上所有電子元器件炸裂損壞。

3 結語

總之，對于電力設備中的單片機控制系統(tǒng)，多種接地當時的選擇必須依照實際的系統(tǒng)情況和線路布線方式來設計，但無論采取哪一種方式都很難解決電磁干擾的現(xiàn)象，因此，我們應綜合性的考慮系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行來選擇。

參考文獻

[1]吳爭榮，李曉明，張俊瀟. 電力設備中單片機控制系統(tǒng)的接地問題研究[J]. 電力科學與工程，2014，01：68-70.

[2]吳爭榮，李曉明，張俊瀟. 電力設備中單片機控制系統(tǒng)的接地問題研究[J]. 廣西電力，2014，02：49-52.

[3]吳爭榮，李曉明. 單片機控制系統(tǒng)開關電源接地問題研究[J]. 繼電器，2009，10：77-79.

[4]王保倉. 電力二次系統(tǒng)接地及抗干擾方法研究[D].東南大學，2006.