一文看懂浮地与接地的区别

什么是浮地和接地?

在电力系统中，为了提高电气安全性和信号质量，需要对电气设备的引入线路进行保护接地。电气系统的接地分为两种：接地和浮地。

接地是指将设备通过电气导体与大地相连，形成电气环路，以便于在设备出现故障时，能够通过放电电流让保护装置检测并切断故障，从而保护设备和人员。接地一般用于交流电源的中性点、大电容、大电感、变压器及低压电气设备等。

而浮地则是一种特殊的连接方式，指不将设备与地面连接，将电气设备所在系统与大地间的电气导通断开，使得设备的电位与地面电位之间不存在任何直接的联系。浮地一般用于直流电源、精密仪器及高压设备。

浮地的优缺点

优点：

1.提高信号质量：浮地可以减少来自地面的噪声，提高系统信号的准确性和质量。

2.提高可靠性：在某些场合下，如果设备接地，可能会因为接地电阻过大或电气绝缘不良等原因导致系统故障，而浮地能够避免这些问题，提高系统的可靠性和稳定性。

3.提高安全性：由于浮地没有电流与地面的直接联系，所以不会存在电击人的风险。

缺点：

1.不能处理大电流故障：浮地无法处理大电流故障，容易损坏设备和造成系统停机。

2.需要专业人员：浮地需要专业人员进行设计和操作，且需要定期进行检测和维护，增加了设备的使用和维护难度。

浮地与接地的优缺点及三大接地方式

在电子系统和电气设备的设计中，浮地和接地是两种常见的电路连接方式。它们各自具有独特的优缺点，而不同的接地方式也适用于不同的应用场景。以下是对浮地与接地的优缺点以及三大接地方式的详细分析。

浮地

优点：

抗干扰能力强：由于浮地系统不与大地或其他电位参考点连接，因此可以避免来自大地的电磁干扰和地电位差的影响。

简化系统设计：在某些情况下，采用浮地方式可以简化系统的设计和布线，降低系统成本。

缺点：

安全性问题：浮地系统可能带来安全隐患，因为设备外壳可能带电，导致触电风险增加。

静电积累：浮地系统容易积累静电电荷，可能导致设备损坏或性能下降。

共模干扰：浮地系统之间可能存在较大的电位差，从而产生共模干扰，影响信号传输质量。

接地

优点：

提高安全性：接地可以将设备外壳与大地连接，确保设备在漏电时能够及时将电流导入大地，防止触电事故发生。

抑制干扰：接地可以有效地抑制电磁干扰和噪声，提高系统的稳定性和可靠性。

保护设备和人身安全：在雷电等恶劣天气条件下，接地可以保护设备和人身免受雷击伤害。

缺点：

复杂性增加：接地系统的设计需要考虑多种因素，如土壤电阻率、接地体材料、接地电阻大小等，增加了设计的复杂性。

成本增加：为了实现良好的接地效果，可能需要投入更多的材料和人力成本进行设计和施工。

三大接地方式

单点接地：

定义：单点接地是指整个系统中只有一个共同的接地参考点。所有需要接地的部分都通过导线连接到这个点上。

适用场景：适用于低频电路和数字电路，可以减少接地回路引起的干扰。

注意事项：需要确保接地点的电阻足够小，以避免产生过大的压降和热量。

多点接地：

定义：多点接地是指系统中的多个部分分别通过导线与大地或其他接地体连接。

适用场景：适用于高频电路和强电系统，可以降低接地阻抗和减少接地回路的电感效应。

注意事项：需要避免不同接地点之间的电位差过大，以防止产生共模干扰。

混合接地：

定义：混合接地结合了单点接地和多点接地的特点，根据系统的具体需求选择适当的接地方式。

适用场景：适用于复杂系统，可以根据不同部分的特性和要求选择不同的接地方式。

注意事项：需要仔细分析和设计，以确保系统的整体性能和稳定性不受影响。

1. 一个电子电气设备如何确定是否需要接地?

一般来说，如果是电池或化石能源供电的设备且设备本身可以不依赖于外部激励独立工作，那通常是不需要接地(也叫浮地)的，极大可能也是无法接地的，比如手机等手持设备、汽车等移动车辆。手持设备如果工作时累积了静电电荷，通过人接触时可以通过人体释放或中和。移动车辆通过上下车的人也可以达到同样的效果，特种车辆会通过安装于车辆尾部的静电带接地，及时将车辆运动中各种摩擦产生的静电电荷泄放掉。手机虽然没有接地，但内部也是有等电位地平面的，用来给高频电路提供低阻电流回路同时屏蔽外部干扰。

对于需要外部供电且与外部有各类通讯、IO接口的设备来说，必然要选择接地，否则无法安全可靠的工作。

2. 如何选择电路接地方式?

设备本体可通过专用接地端子直接接地，但内部电路的接地是有选择的，一般分为直接接地或电容接地。直接接地就是把电路信号地直接接到机箱外壳，电容接地就是把电路信号地通过安规电容接到机箱外壳，然后机箱外壳与大地一点相连。这两种接地方式的区别是什么?如图所示，对于信号端口的隔离器件设计而言，在直接接地时隔离器件强弱电两侧直接承受外部信号对地电压(左图)，在电容接地时隔离器件与安规电容串联后承受外部信号对地电压(右图)，因此，直接接地时端口隔离器件能承受的最大耐压决定了信号端口的过电压能力。为了提高信号端口的耐压水平，避免外部过电压等干扰影响设备内部电路的正常工作，同时降低对端口隔离器件的耐压参数要求，采用电容接地方式更加安全、经济。

接地方式不同

浮动接地和普通接地的最大不同点在于接地方式的不同。

普通接地是指将电气设备的金属外壳或其他可带电部分接地，使设备与地之间的电势保持一致，以确保人身安全。这是传统的接地方式，也是最常用的接地方式。

浮动接地则是将电气设备与地之间保持一定的电阻，不必直接接地。这种接地方法通常使用在对设备的电气绝缘性有要求的场合。在浮动接地的情况下，设备与地之间的电位会自动产生电压，使得设备的电气绝缘强度得到提高，提高了设备的安全性能。

安全性能有差异

普通接地的安全性能相对较高，因为它可以将设备与地之间的电位保持一致，这样可以避免人和设备之间的电击事故。但是在某些情况下，普通接地也会存在很多问题。由于土壤电阻不稳定，地形、湿度等因素会使得接地电阻值的大小不同，导致接地效果不一。而且在雷击等情况下，普通接地可能无法起到有效保护的作用。

浮动接地的安全性也不容小觑，它通过保持设备与地之间一定的电阻来提升设备的电气绝缘强度，使得设备更加安全可靠。但是浮动接地只针对某些特定的设备，在一些普通的设备上使用浮动接地会使得它们的安全性下降。

适用环境有异

普通接地和浮动接地的适用环境也有所不同。

普通接地适用于绝大多数电气设备，如发电机、电动机、电线等。普通接地可以保证设备与地之间的电位保持一致，从而保证人身安全。

而浮动接地则适用于对电气绝缘性能有要求的设备，如高电压设备、船舶等。在这些场合下，使用浮动接地可以提高设备的安全性能。