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重点:直流电源输出是否接地

作者:汇驰恒达 时间:2024-12-19 17:26:10点击:9次

信息摘要:

直流电源常见于控制电柜中,最常用于为现场设备供电,包括继电器、接触器、传感器,在许多情况下,还用于控制器和I/O端子。这些直流电源中最常见的可能是安装在DIN导轨上的24V型号,其功率输出范围从几瓦到几百瓦不等。直流电源的存在是为了给控制器和现场设备提供稳定的电源,但很多工程师不清楚这些电源何时应该与交流线路

直流电源常见于控制电柜中,最常用于为现场设备供电,包括继电器、接触器、传感器,在许多情况下,还用于控制器和I/O端子。这些直流电源中最常见的可能是安装在DIN导轨上的24V型号,其功率输出范围从几瓦到几百瓦不等。

直流电源的存在是为了给控制器和现场设备提供稳定的电源,但很多工程师不清楚这些电源何时应该与交流线路电源的接地连接。

不接地的直流电源由线路电压(包括裸露接地)供电,输出仅包括一个直流正极(+)和一个直流负极(-)。这些通常分别打印为24V和0V输出端子,分配所有用到直流的地方。这样的直流供电系统的电线之间保持24V电压,可以为任何需要此类电压的设备提供足够的电力,并且不需要任何进一步的连接。接地的直流电源就是要把DC(-)端子连接到交流电源的接地。

对于直流电源是否接地,NEC第250.162节给出了规定,就是是否接地取决于电压,对于电压超过60V时接地是必须的,24V是没有超过60V的,因此接地并不是强制要求。对于我们最常用的24V直流电源,虽然接地不是强制要求,但是接地的好处和坏处我们还是要清楚。

直流电源接地的好处:

1、安全保护。如果系统中任何位置的(+)线松动并接触到接地的DIN导轨或操作台电气柜,它将立即有一条不受限制的接地路径,从而熔断保险丝或断路器跳闸。

2、防止触电。确保操作员不会因触摸故障点附近的金属外壳而意外接触带电电压。

3、减少噪声。电源接地之后可以创建一个非常一致的参考点,这样参考点的干扰会和信号点的干扰相同,这样就保证了信号之间的相对值会非常稳定。

直流电源接地的坏处:

1、回路干扰。直流电源(-)连接到电源附近的接地,任何供电设备中都有两个接地连接。通过两个连接点,可以创建一个完整的圆,称为“接地回路”。如果感应干扰在任何金属设备(甚至是传送带框架)上施加电压,则现在有一个低电阻路径,电流将流过。这可能会对设备造成干扰或损害,因为该接地回路可能不在断路器或保险丝的线路中。

2、模拟电压。对于各种模拟控制信号,可以以不同的方式处理干扰。差分对信号使用两根专用线,通常成对绞合在一起,与模拟传感器通信。一根导线上的任何干涉也会出现在另一根上,由于实际信号是一对导线之间的差值。在模拟电压场景中,每个0~10V信号都是在输入端子上测量的,并且一根公共线为所有模拟输入通道提供参考。如果这条公共参考线遇到电压波动,则所有模拟读数都将发生偏差。如果提供此参考的电源接地,则任何接地回路干扰都必然会导致读数错误。

3、电流泄漏。直流电源内部有一个EMI滤波电容器,用于消除输入线路电压引入的不规则性。该电容器从开关电源的输入级跨越到输出级,其效果可以测量为在直流电压之上的一个小的不规则电压。这会导致极少量的电流,因为通过电容器的泄漏非常小(小于1毫安)。如果系统中并联多个电源,则可能会有相当大的电流。如果该电流从输出进入接地的直流系统,它将通过接地线返回,从而导致接地故障断路器跳闸。

直流电源不接地和接地原因有很多,需要基于特定的场景和案例。无论接不接地都是完全可以接受的,只要大家根据好处和坏处去判断就可以得出最合理的方式。在不能明确判断的情况下直接选择接地是最优选择。

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