保护性搭接导体的作用及实现

图3-5-37显示的是如何正确地将一个AC电源进线的保护性导体（经常称之为保护性或安全用大地。在AC电源电缆中采用的是具有绿色或绿/黄色绝缘层的导体）与一个机柜的保护性接大地（PE）点相连接。虽然这个连接的出发点是以安全为主要目的的，但假如它在机柜内部所暴露出的长度不大于150mm或在更短的情况下，它也会帮助我们从机柜本身获得最佳EMC性能。

就EMC的观点出发，将AC电源进线在机柜外部形成搭接将是最佳的选择。但为了安全起见，它需要尽可能设置在位于靠近AC电源进线的端头处。虽然该搭接端点也可以采用螺栓方式形成，但最好是以电焊（而不是锡焊）方式置于机柜的一个侧面或背面。为了确保安全，形成焊接桩柱的最好方式是使用通过机柜上的钻孔并以穿孔螺栓作为基础，然后再加以焊接者。这样做可以保证在产品使用寿命周期中，倘若由于某种原因而使焊接失效的情况下，该搭接仍然可以保持在它原有的位置上。

图3-5-37 保护性导体与机柜的搭接

用于工业用电机控制机柜的安全标准EN 60204-1中规定，在一个搭接点上不允许连接有多于一个的保护性导体。许多实践经验告诉我们，这个要求往往都会被怱视。例如同时使用好几个搭接环，以星形扇出方式同时将好几个保护性导体搭接到同一个搭接桩柱上或者在一个DIN导轨型大地端子上连接有两个或多个绿/黄色导线是经常发生的。这样做将会使得工业用电机控制机柜无法达到安全法规的要求。对任何工业机柜来讲，每个搭接点上仅出现单一的大地保护搭接导线（导体）是我们所要推荐的良好工程实践。这样做的好处是，倘若由于某种原因需要将一个面板拆卸掉的情况下，它的保护性导线（导体）也将会同时断开。但却不会因此而断路任何其他部件的保护性搭接。

因此为了形成保护性导体与背板之间的搭接，笔者推荐在接近进线安全大地端头位置附近使用各自分离的焊接或螺栓型搭接桩柱（当然还要考虑到两个金属面之间要有足够大的接触面积）。前面的图3-5-19右下角所显示的就是至少具有两个搭接端子的例子。

许多控制板制造厂商常会使用一个实心整体金属块（通常称之为AC电源接大地条）代替它们的安全大地星形点来形成与机柜壁的可靠搭接。图3-5-38所显示的就是这样的例子。当使用这种接大地条时，一个将该大地条搭接到机柜的金属壁的桩柱应该置于直接靠近所连接的进线保护性导体的地方。

将机柜结构的所有部件间的接缝以焊接方式连接在一起永远都是最好的搭接方式。当然也可以采用沿着它们的接缝，在多个位置上形成点焊或用螺栓甚至铆接来形成金属与金属间的搭接。这一点在前面的第一节中已有所讨论。这些做法都会帮助机柜形成最好可能的RF参考。但在需要的情况下，也可以使用导线、导体条或金属编织带来形成它们间的搭接。作为一个例子，图3-5-38所显示的就是如何在一个机柜中将安全性能与RF搭接结合在一起考虑的一些基本的具体做法。

如上述所指出的，本章前面的图3-5-19和这里的图3-5-38显示的都是安装有一个背板的工业用机柜保护搭接的例子（而不是采用安装机架的机柜）。并且假定了：

1）考虑到了所使用的材料（比如低碳钢）和机柜最大运行温度条件。

2）并根据相关的安全标准要求（典型的是指EN/IEC61010-1或者EN/IEC60204-1。要注意使用的是电流版本），机柜壁的横截面积（CSA）足以承受与AC电源类型和电源进线电缆有关的大地故障电流。(www.xing528.com)

安全性能永远都比EMC性能更重要！在任何情况下都不允许为了EMC，而牺牲任何安全性能。

图3-5-38 一个非屏蔽机柜中的保护性搭接

在对上述所要求的CSA获得满足的条件下，图3-5-38显示了机柜的门、可拆卸面板（和其他任何与机柜结构相关联的，要求安全接大地者）部件都应该使用实际上可行的最短和最宽的导体（比如金属条或带）并以各自的搭接桩柱或端头在最近的机柜壁位置上形成它们的保护性搭接。一般地讲，保护用搭接导体条带的长度越短，金属机柜所能提供某种程度屏蔽得益的频率上限就会越高。类似地，使用多于一个的短保护搭接导线、条或带于所涉及的部件上，并在沿着它们的连接长度、高度或宽度上均匀地分布搭接点将会获得较好的EMC性能。正如在本章前面的图3-5-1和图3-5-2中所示，推荐的间距为150mm或更短些。

图3-5-39显示了将一个保护性搭接导体连接到RF参考的具体做法。（图中的例子使用的是安装有背板的机柜）请读者在阅读此图时同时参阅图3-5-6和图3-5-4，并进行对照和比较。

当机柜的最大尺度超过所要控制频率波长的1/20时（取决于对机柜SE的要求），这样一些搭接条或编织带几乎不能提供任何EMC性能上的得益。因此不论它们是多么的短，要求使用导电密封衬垫于机柜门和可拆卸面板的四周几乎是不可避免的。

为了形成较大的本机RF参考以及从任何一个普通金属机柜的屏蔽技术使用中获益，应该在背板的每一个安装点上都以金属对金属的RF搭接方式搭接到金属机柜上。由于有些机柜是由塑料安装支架所构成，在许多情况下，它们的一般安装点上往往都无法提供所要求的RF搭接。在这种情况下，应该在背板和机柜之间使用短而宽的搭接条、编织带或者安装支架来提供RF搭接。同样的，在任何电缆进出背板的地方，也应该在背板和机柜壁之间使用类似的RF搭接。

图3-5-39 内部搭接导体与RF参考的连接

自锁螺帽和螺孔的位置设置应以使保护性导体形成最短长度为原则（还应使用实际可行的最粗导线或最宽搭接条带）