CN217721568U - 一种电气设备地隔离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气设备领域，公开了一种电气设备地隔离装置，包括：金属机壳，金属机壳的内部为电气仓；电气仓内壁上设有接地柱、电子部件与外电源接口，接地柱通过低阻抗电源输入线与外电源连接，接地柱通过低阻抗连接线分别与电子部件、外电源接口的地线端连接，能够在火线与外壳接触的情况下，在最短的时间内将电压通过地回路最快释放出去，保证人体接触设备时不受伤害；在印制电路板的机壳地与电源地之间设置隔离电容、隔离电阻，电源地与模拟地间设置磁珠，合理隔离印制电路板上的部件，将机壳地吸收的静电、传导骚扰隔离在机壳地中，避免传导到电源地，造成通信链路干扰、电源纹波增大等不良影响，提高设备运行的稳定性。

Description

一种电气设备地隔离装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备领域，尤其涉及一种电气设备地隔离装置。

背景技术

控制系统中，大致有以下几种地线：①机壳地，也叫屏蔽地，为防止静电感应和磁场感应而设；②直流电源地，直流供电电源的地；③交流电源地，交流供电电源的地线，这种地通常是产生噪声的地；④模拟地，各种模拟量信号的零电位；⑤数字地，也叫逻辑地，是各种开关量(数字量)信号的零电位；⑥信号地，通常为传感器的地。

传统电气设备柜存在机壳地、电源地(本文件中特指直流电源地，下同)、信号地混合应用的应用场景，在对各类地之间的连接拓扑和隔离措施未正确处理时，往往容易造成信号传输混乱、设备用电不稳、外部干扰过大，严重时甚至造成安全隐患，长期运行后容易产生静电聚积，累计到一定程度时会造成出现信号传输链路不稳、容易触电等问题。而且当机壳地未正确接地时，在出现零线或火线与设备接触后，当人体接触外壳后会通过人体行成泄流路径，造成人体触电；当直流地与机壳地直连时，如果直流正极与外壳发生短路，即可通过机壳地形成导通回路，将直流电正负极短路，从而导致后端电流过大，造成保险丝烧坏或无保险丝情况下的线材损坏，从而影响电气设备的正常工作。以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题，因此，运用合理的电气设备地隔离装置来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电气设备地隔离装置，解决各种地线连接混杂时带来的安全问题。

一种电气设备地隔离装置，包括：金属机壳，金属机壳的内部为电气仓；

电气仓内壁上固定有接地柱、电子部件与外电源接口，外电源接口通过低阻抗电源输入线与外电源连接，接地柱分别通过低阻抗连接线与电子部件、外电源接口的地线端子连接；低阻抗电源输入线与低阻抗连接线的阻抗值小于100mΩ。

进一步地，上述电子部件的内部设有印制电路板；印制电路板上设置有RJ45连接器、USB连接器、机壳地、电源地与模拟地，机壳地与电源地之间并联有隔离电容与隔离电阻，电源地与模拟地之间设有磁珠或零欧姆电阻。

进一步地，上述RJ45连接器和USB连接器均设置在机壳地上，机壳地与金属机壳电性连接。

进一步地，上述接地柱为导电螺柱，其直径不小于3.5mm。

进一步地，上述金属机壳上设有仓门，仓门和外电源接口位于金属机壳相对应的两侧，仓门与金属机壳的金属接触面的面积不小于38.5mm²。

进一步地，上述隔离电容为高耐压电容。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在外电源与外电源接口间设置低阻抗电源输入线、接地柱通过低阻抗连接线分别与外电源接口、电子部件连接，能够在火线与外壳接触的情况下，在最短的时间内将电压通过地回路最快释放出去，从而保证人体接触设备时不受伤害，提高了设备的用电安全性。

(2)通过在印制电路板的机壳地与电源地之间设置高耐压的隔离电容、隔离电阻，电源地与模拟地之间设置磁珠，将印制电路板上的部件合理隔离，将机壳地吸收的静电、传导骚扰隔离在机壳地中，避免传导到电源地中，避免造成通信链路干扰、电源纹波增大等不良影响，提高设备运行的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体连接示意图；

图2为本实用新型中印制电路板的结构示意图。

图中：1-金属机壳；2-电气仓；201-仓门；3-接地柱；4-电子部件；5-金属接触面；6-印制电路板；601-安装孔；602-RJ45连接器；603-USB连接器；604-机壳地；605-电源地；606-模拟地；607-隔离电容；608-隔离电阻；609-磁珠；7-外电源；701-外电源接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

参考图1与图2，本实用新型提供了一种电气设备地隔离装置，包括：由金属结构块组装形成的金属机壳1，金属机壳1的内部为电气仓2；为达到合理的地隔离效果，金属机壳1本身的各个金属结构块之间的金属接触面5的面积应不小于直径3.5mm的圆形接触面积(即接触面积大于等于38.5mm²)或其他接触形式的等接触面积；电气仓2的仓门201设置在外电源接口701的对向侧，仓门201与金属机壳1的金属接触面5的面积同样也需大于等于38.5mm²。

电气仓2内壁上固定有接地柱3、电子部件4与外电源接口701，外电源接口701通过线径2.5mm²的低阻抗电源输入线与外电源7连接，接地柱3通过线径AWG16的低阻抗连接线分别与电子部件4、外电源接口701的地线端子连接；低阻抗电源输入线与低阻抗连接线的阻抗值小于100mΩ。该种要求可以确保设备本身所有静电接触面之间的连接阻抗维持在100mΩ以内，在接收到静电或短路发生时，将累计电荷或短路电流快速导出并回流到大地，以保证人体接触条件的人身安全。

接地柱3优选导电螺柱，其直径取4mm，大小适中，满足导电性好的同时减小所占空间位置。

电子部件4的金属外壳通过安装孔601与电气仓2的金属内壁固定连接，涉及交流设备供电的，接口交流电源线中的地线应与接地柱3固定连接。

电子部件4内部的印制电路板6通过安装孔601与电子部件4的金属外壳固定连接。

印制电路板6上的RJ45连接器602、USB连接器603外壳和安装孔601通过铜皮连接到机壳地604；印制电路板6上的电源地605和机壳地604之间使用高耐压隔离电容607与隔离电阻608并联后进行隔离，隔离电容607值取1000pF/2KV，隔离电阻608值取4.7MΩ；印制电路板6上的模拟地606与电源地605之间使用磁珠609或零欧姆电阻进行隔离；印制电路板6上的信号地还可直连到电源地605；印制电路板6的机壳地604、电源地605、信号地在进行铺铜时，未形成闭合回路；此外，印制电路板6上有板载金属连接器的，连接器外壳应和安装孔601通过铜皮连接到机壳地604。

从电源输入、结构接触点、连接线材、印制电路板规范多个层面考虑，设计出了本实用新型装置，完善电气设备中的地隔离处理，规范了电路设计、结构设计、组装要求的成套性处理方案，可以大大提高设备出厂的稳定性和安全性，从而减少设备后期的维护成本和修改成本。

以上所述仅为本实用新型的较优实施例，该实施例不代表本实用新型的所有可能形式，本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种变形与改进，这些变形与改进仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电气设备地隔离装置，其特征在于，包括：金属机壳(1)，所述金属机壳(1)的内部为电气仓(2)；

所述电气仓(2)内壁上固定有接地柱(3)、电子部件(4)与外电源接口(701)，所述外电源接口(701)通过低阻抗电源输入线与外电源(7)连接，所述接地柱(3)分别通过低阻抗连接线与电子部件(4)、外电源接口(701)的地线端子连接；所述低阻抗电源输入线与所述低阻抗连接线的阻抗值小于100mΩ。

2.根据权利要求1所述的电气设备地隔离装置，其特征在于：所述电子部件(4)的内部设有印制电路板(6)；所述印制电路板(6)上设置有RJ45连接器(602)、USB连接器(603)、机壳地(604)、电源地(605)与模拟地(606)，所述机壳地(604)与所述电源地(605)之间并联有隔离电容(607)与隔离电阻(608)，所述电源地(605)与所述模拟地(606)之间设有磁珠(609)或零欧姆电阻。

3.根据权利要求2所述的电气设备地隔离装置，其特征在于：所述RJ45连接器(602)和所述USB连接器(603)均设置在所述机壳地(604)上，所述机壳地(604)与所述金属机壳(1)电性连接。

4.根据权利要求1所述的电气设备地隔离装置，其特征在于：所述接地柱(3)为导电螺柱，其直径不小于3.5mm。

5.根据权利要求1所述的电气设备地隔离装置，其特征在于：所述金属机壳(1)上设有仓门(201)，所述仓门(201)和所述外电源接口(701)位于所述金属机壳(1)相对应的两侧，所述仓门(201)与所述金属机壳(1)的金属接触面(5)的面积不小于38.5mm²。

6.根据权利要求2所述的电气设备地隔离装置，其特征在于：所述隔离电容(607)为高耐压电容。

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