特種電源要有一個“爬電距離“的概念
高于1000V以上的直流電源就要充分考慮正接地還是負(fù)接地的問題。要求電源制造商與用戶之間事先有一個約定。
問:什么叫正接地?什么叫負(fù)接地?
答:允許將電源正端與外殼相連通的電源叫正接地(而外殼一定要與電網(wǎng)的中性線(N)或與大地相連,無一例外),同理,允許電源負(fù)端與外殼相連的電源則叫負(fù)接地。
問:輸出電壓為多高時需要嚴(yán)格區(qū)別正接地或負(fù)接地?
答:一般輸出電壓低于DC500V時,不必嚴(yán)格區(qū)別是正接地還是負(fù)接地。即既可以將正端接地亦可將負(fù)端接地。亦可正負(fù)端子無一接地(即處懸浮狀態(tài));當(dāng)輸出電壓在500V-1000V時,一般應(yīng)區(qū)分正接地或負(fù)接地,最好不要懸。划(dāng)輸出電壓高于1000V時,應(yīng)明確認(rèn)定是正接地電源還是負(fù)接地電源,并應(yīng)將對應(yīng)正端子或負(fù)端子與外殼接通。
問:為什么高于1000V的電源應(yīng)明確區(qū)分是正接地電源還是負(fù)接地電源,并應(yīng)將相應(yīng)正極或負(fù)極接通機(jī)殼?
答:首先應(yīng)弄清元器件的帶電芯體與外殼之間都有一定的耐壓等級,當(dāng)兩者之間所施加的電壓超過極限耐壓時,芯子上的高壓電荷就會擊穿元器件的外殼而“跑”到外殼外面來。其次要有一個“爬電距離“的概念,當(dāng)芯子電壓太高時,即使外殼不被擊穿,而芯子的高壓電荷也會延著外殼的表面“爬”出來。
電子元器件的耐壓等級各不相同,開關(guān)、保險絲座可以耐受2000V的直流電壓,而電位器只能耐受500V-1000V的直流電壓。
一般來說,正接地電源,其人體可接觸的元件,如調(diào)節(jié)輸出電壓的電位器等,其內(nèi)部導(dǎo)電部分都是以正端子作參考的,其內(nèi)部導(dǎo)電部分的電位與正端子的電位非常接近。只要將正端子與外殼相連,當(dāng)工作人員站在地上調(diào)節(jié)這些旋鈕時,人體電位就會與旋鈕內(nèi)部的導(dǎo)電體電位幾乎相等,不會發(fā)生人身安全問題。
同理,負(fù)接地電源,應(yīng)將負(fù)端子與外殼相連,電源設(shè)計時,應(yīng)將操作人員可觸及的調(diào)節(jié)元件設(shè)計在與負(fù)端子電位近乎相等的電路位置上。
問:如果采用錯誤的接法,將原本應(yīng)該正端接地的電源錯誤地將負(fù)端與外殼連通了,這會形成什么后果?
答:當(dāng)操作人員去調(diào)節(jié)控制旋鈕時,因電位器本身的耐壓有限就有可能被電擊,造成人身安全事故。
例如:一個1萬伏的正接地電源,錯將負(fù)端接地了,人體電位又與大 地相同,這時電源正端子以及附著在正端子上面的諸如電壓調(diào)節(jié) 電位器等,其相對于人體電位就有1萬伏,當(dāng)操作人員觸摸這些 旋鈕時,電位器內(nèi)部芯子導(dǎo)電體上的高壓電荷就會擊穿或爬過元 件外殼而向人體襲來,造成人身觸電事故。
問:用戶在訂購高壓電源時,怎樣確定是正接地電源還是負(fù)接地電源?
答:應(yīng)從兩方面來考慮:第一、是系統(tǒng)的要求,例如:電信部門用于 通訊的電源一般都是以正端子為參考,將正端子接入大地。而有 些用戶的負(fù)載是一個電子負(fù)載,例如要試驗一個NPN的大功率三 極管的開關(guān)特性。
顯然,用戶系統(tǒng)發(fā)出的控制開關(guān)功率管的信號是以發(fā)射極(e)作為參考地的,由于功率管的發(fā)射極需要接入電源的負(fù)端,顯然應(yīng)做成負(fù)接地電源。由于用戶系統(tǒng)和電源控制系統(tǒng)均以電源負(fù)端作參數(shù),用戶系統(tǒng)發(fā)出的控制負(fù)載(開關(guān)管)的控制信號可以直接輸入功率開關(guān)管的基極,而無需用光電器件隔離,同樣用戶系統(tǒng)發(fā)出的用于控制電源的各種輸出量的信號,也無需隔離而可以直接送入電源內(nèi)部控制系統(tǒng)。與此類似,如果用戶的功率管是PNP型的,則應(yīng)采用正接地電源。
需要說明的是:
第一、用戶系統(tǒng)與電源系統(tǒng)即使采用了光電隔離技術(shù),也要注意正接地與負(fù)接地的概念。因為光電藕合器件其隔離電壓也是很有限度的(一般為1KV-2KV);
第二、如果用戶的負(fù)載是一個獨(dú)立的負(fù)載,例如一個電阻器,一個電容器等,從理論上講,對正接地電源或負(fù)接地電源都能使用,但從電源生產(chǎn)角度來看,一般取正接地為宜。
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