Razones y soluciones para la electrificación de cajas metálicas de aluminio de equipos de instrumentación

Cuando la computadora portátil está conectada a una fuente de alimentación de dos fases, existe un problema común de fugas en la carcasa. Si toca la parte metálica del cuaderno con la mano, sentirá entumecimiento; la recinto de metal del host de la computadora también se carga cuando el cable de tierra está suspendido. Otros dispositivos electrónicos con carcasa metálica Este fenómeno también existe en una gran cantidad de dispositivos, como tabletas domésticas, lavadoras, refrigeradores, etc. La aparición de los problemas anteriores se debe obviamente a que la carcasa del dispositivo es "eléctrica". Entonces, ¿por qué la carcasa de metal transporta "electricidad"? ¿Cómo evitar que el recinto del equipo de instrumentación se cargue y dañe a las personas? El análisis de estos dos temas es el siguiente:

1. La razón por la cual se carga la caja del instrumento

1. El eléctrico recinto del instrumento normalmente se carga

Es normal que la mayoría de las carcasas metálicas de los instrumentos eléctricos estén cargadas. Este tipo de "electricidad" generalmente se denomina electricidad inducida o voltaje colgante, y el voltaje medido es el voltaje inducido. Algunas personas también llaman a esto corriente de fuga de "electricidad" o corriente de fuga. Sus características son: el voltaje es superior a 48 V y la corriente es muy pequeña. Por lo general, no hay daño directo a la seguridad humana, pero algunas personas que son particularmente sensibles a la electricidad tienen una sensación de entumecimiento. ¿Cuál es la razón de la "electricidad" en la carcasa del instrumento eléctrico?

El voltaje inducido mencionado anteriormente se refiere a la diferencia de voltaje entre la carcasa metálica del instrumento eléctrico y la tierra cuando el instrumento eléctrico normal está aislado de la tierra. La impedancia causada por la resistencia de aislamiento y la reactancia capacitiva de la capacitancia distribuida entre el circuito interno del instrumento eléctrico y la carcasa del instrumento eléctrico. Además, la carcasa del instrumento eléctrico y la tierra también tienen una impedancia equivalente. El recinto del instrumento es equivalente a la capacitancia distribuida y la reactancia capacitiva de la tierra en paralelo. De acuerdo a las características del circuito en serie se puede obtener la tensión de tierra de la envolvente del equipo eléctrico.

¿Cómo se transmite la corriente de contacto generada por el adaptador de corriente al portátil? Ya sea que se trate de una fuente de alimentación de frecuencia industrial o de un adaptador de fuente de alimentación conmutada, generalmente habrá un capacitor equivalente en el lado de alta y baja tensión del transformador principal, y también habrá una pequeña cantidad de corriente de fuga. El voltaje del portátil, y el polo negativo es la tierra funcional del portátil, que se utiliza para conectar el  recinto de aluminio del portátil, la tierra funcional de la interfaz USB y la tierra funcional de la interfaz HDMI, y este polo negativo a menudo está conectado a la tierra del adaptador). Entonces esto crea las condiciones para que la corriente de contacto del adaptador pase al portátil. Esta situación no se puede evitar. La solución es aumentar la capa de blindaje de cobre en la capa intermedia del transformador para aislar y conectar a tierra, pero este efecto no se puede proteger por completo y hay una pequeña fuga. De hecho, la mayor parte de esta electricidad inducida puede ignorarse por completo.

En circunstancias normales, la mayor parte de la corriente de contacto generada por el adaptador se transmitirá a tierra a través del cable de conexión a tierra del adaptador; una pequeña parte se transmite a la carcasa sin conexión a tierra, al cable de datos sin conexión a tierra, etc., por lo que el cuerpo humano no puede sentirlo; y cuando la conexión a tierra es deficiente O cuando no hay conexión a tierra, la corriente de contacto generada por el adaptador no puede escapar a través del terminal de tierra del adaptador de corriente y se transmitirá a la carcasa metálica de la computadora portátil y al cable USB; cuando una persona toca la carcasa del portátil, la corriente táctil fluirá directamente al suelo a través del cuerpo humano. Esto crea la sensación de que el sujeto dice. Para evitar el peligro de tocar la corriente, es necesario limitar el tamaño de la corriente. Esta es una prueba de seguridad importante cuando se prueban adaptadores. Mientras sea un producto calificado, el valor de la corriente de contacto estará dentro del rango seguro.

Cualquier equipo alimentado por CA (principalmente adaptadores que contienen condensadores Y, fuentes de alimentación conmutadas, etc.) inevitablemente generará corriente de contacto, pero la mayoría de ellos son drenados por tierra; al probar la corriente de toque del equipo, desconecte el cable de tierra. Para probar, es decir, aunque haya una situación como la del sujeto, no habrá peligro.

2. La carcasa electrónica del instrumento eléctrico tiene una carga anormal

De acuerdo con el estándar nacional de compatibilidad electromagnética (EMC, EMI) y requisitos de seguridad. El contenido principal del diseño EMI es el diseño del filtro de ruido. El uso de filtros de fuente de alimentación conmutada puede suprimir eficazmente el ruido de la red eléctrica para que no entre en el equipo (fuente de alimentación) y también puede suprimir el ruido generado por el equipo (fuente de alimentación) para que no contamine la red eléctrica. Para suprimir estas contaminaciones acústicas, se debe utilizar un circuito de filtro. Para suprimir la interferencia de modo común industrial, es necesario conectar dos condensadores a tierra en las dos líneas de entrada L y N respectivamente. Una de las principales funciones de los capacitores es bloquear la comunicación directa (generalmente, el alto nivel de ruido y la gran perturbación son señales de alta frecuencia, que se pueden aproximar para comprender la señal de CA principal). Si está conectado a tierra, esta parte de la señal de interferencia fluye hacia el suelo para lograr el efecto de filtrado. Si no está conectado a tierra, si una persona lo toca, fluirá hacia el cuerpo humano. También conocido como fenómeno de fuga. (El voltaje de esta parte es CA, y el estado estático generalmente puede ser tan alto como 110V).

Está estipulado en el estándar nacional GB4943 (seguridad de equipos de tecnología de la información) que los aparatos eléctricos relevantes (incluidas las fuentes de alimentación) deben estar conectados a tierra. Si la carcasa de la computadora no está conectada a tierra y la fuente de alimentación no está conectada a tierra, esta parte de la electricidad no se liberará y la carcasa se cargará.

Sin embargo, debido a las normas de seguridad, esta corriente de fuga no excederá el límite de tolerancia del cuerpo humano, es decir, generalmente, la electricidad no matará a las personas, y estos dos condensadores generalmente no estarán en cortocircuito (generalmente, un medio que se autodestruirá). -quemar en un cortocircuito se utiliza). La solución es aterrizar bien. Si la tierra no se puede conectar a tierra, el cable de tierra se puede separar del capacitor o se puede quitar el capacitor (la EMI aumentará. Por supuesto, es posible reemplazar estos dos capacitores con inductancia de modo común, pero el costo será mucho más alto), esto es La mayoría de las carcasas de las computadoras se cargan con electricidad.

El lado de alto voltaje y el lado de bajo voltaje de la fuente de alimentación conmutada (es decir, los dos lados que cruza el optoacoplador, generalmente habrá una distancia clara entre los dos lados de la placa de circuito) Por lo general, hay un condensador EMI ( algunas fuentes de alimentación también se pueden conectar en paralelo con una resistencia de alta resistencia (raro)), si hay una fuga de corriente en el lado de la fuente de alimentación, también se producirán fugas.

La carcasa de metal de un instrumento eléctrico está electrificada porque está conectada al cable de alimentación o el aislamiento del instrumento eléctrico está dañado por algún motivo, lo que se denomina electrificación anormal de la carcasa del instrumento eléctrico. En este momento, el voltaje de la carcasa metálica del instrumento eléctrico a tierra es casi igual al voltaje de la fuente de alimentación, lo que representa una gran amenaza para la seguridad del cuerpo humano.

Del análisis anterior se puede ver que la carcasa de metal del instrumento eléctrico está anormalmente cargada, especialmente cuando el aislamiento interno del instrumento eléctrico está en cortocircuito, una vez que el cuerpo humano toca la carcasa de control industrial del instrumento eléctrico, el voltaje aplicado al cuerpo humano es un voltaje de CA de 220 V, que es fatal. .