电子设备的接地
电子电气设备的接地分析
２ 接地 的方式 １ 保护性接地 。接地作 为一种措 施 ，起源于强 电技术 ，因为强 电 ）
直接接大地方式 ，但要注 意合理选择接地点 的位置及接地点 的数量 ，以 求把干扰降低到最低程度 。③电容接地方式 。经 电容把 系统地与大地连 接起来 ，接地电容多为高频适合于高频 电路。 ２ 高频 电路 的接地原则 。对 于工作频 率较 高的电路和数字 电路 ， ） 由于各元器件的引线和电路 的布局本身的电感都将增加接地线 的阻抗 ， 因而在低频 电路 中广泛采用 的一点接地的方法 ，若用在高频 电路则容易 增 加接地线 的阻抗 ，而且地线 间的杂散电感 和分布电容也会造成电路间 的相互耦合 ，从而使电路工作不稳定。为了降低接地线阻抗及减少地线 间的杂散 电感和分布电容造成 电路间的相互耦合 ，高频电路采用就近接 地 ，即多点接地 （ 网状接地 ［ ） 环， ２ 的原则 ，把各电路 的系统地线就近接 ］ 至低阻抗地线上 ，当电路的工作频率高 于１Ｍ ｚ ， ０ Ｈ 时 应采用多点接地的 方式。由于高频 电路的接地关键是尽量减少接地线的杂散电感和分布电 容 ， 以在接地 的方法上与低频电路有很大的区别 。 所 ３） 整机 系统 的混合接地 原则 。混合接 地既包 含 了单 点接地 的特 性 ，又包 含了多点接地 的特性。例如 ，系统 内的低频部分需要单点 接 地 ，而高频部分需要多点接地 。
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应 用 科 学
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电子 电气设 备 的接地分析
黄 璨
（ 湖南省 电力勘 测设计院 ，湖南长 沙 ４ ０ ０ ） １０ ５
电气设备接地的概念和要求
电气设备接地的概念和要求编辑人：王琛接地概念及分类：（1）防雷接地：为把雷电迅速引入大地，以防止雷害为目的的接地。
防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。
（2）交流工作接地：将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备与大地作金属连接。
工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。
N线必须用铜芯绝缘线。
在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。
必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接；也不能与PE线连接。
（3）安全保护接地：安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。
即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，有PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。
（4）直流接地：为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。
可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。
（5）防静电接地：为防止智能化大楼内电子计算机机房干燥环境产生的静电对电子设备的干扰而进行的接地称为防静电接地。
（6）屏蔽接地：为了防止外来的电磁场干扰，将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或所穿金属管进行的接地，称为屏蔽接地。
（7）功率接地系统：电子设备中，为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入，影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器，滤波器的接地称功率接地。
（8）标准接地电阻规范要求见下表名称具体要求欧姆防雷保护接地独立的防雷保护接地电阻应小于等于10安全保护接地独立的安全保护接地电阻应小于等于4交流工作接地独立的交流工作接地电阻应小于等于4直流工作接地独立的直流工作接地电阻应小于等于42电气设备接地的概念和要求|[选取日期]（5）对用户端电源的自动空气开关或熔断器,要在其中加装单相漏电保护器。
对年久失修、绝缘老化或负荷增加、截面欠小的用户线路,应尽快更换,以消除电气火灾隐患及为漏电保护器正常工作提供条件。
电子设备的接地保护措施有哪些
电子设备的接地保护措施有哪些在现代社会，电子设备已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从家庭中的电脑、电视，到工作场所的服务器、交换机，电子设备的广泛应用给我们带来了极大的便利。
然而，电子设备在运行过程中可能会受到各种电磁干扰和静电放电的影响，甚至可能会因为漏电而对人身安全造成威胁。
为了确保电子设备的正常运行和人身安全，接地保护措施就显得尤为重要。
一、接地的基本概念接地，简单来说，就是将电子设备的金属外壳或者电路中的某一点与大地连接起来，形成一个等电位的状态。
这样做的目的是为了将设备中产生的静电、漏电电流等导入大地，从而避免对设备和人员造成损害。
二、电子设备接地保护的重要性1、保障人身安全当电子设备发生漏电故障时，如果设备外壳没有接地，人体接触到带电外壳就会有触电的危险。
而通过接地保护，漏电电流能够迅速导入大地，使外壳电位接近零电位，从而大大降低了触电的风险。
2、提高设备的稳定性和可靠性良好的接地可以有效地抑制电磁干扰和静电放电，减少设备内部的噪声和信号失真，提高设备的运行稳定性和可靠性。
3、保护设备免受雷击在雷电天气中，电子设备容易受到雷击的影响。
接地可以将雷击产生的巨大电流迅速导入大地，从而保护设备免受损坏。
三、电子设备接地保护的类型1、工作接地工作接地是为了保证电子设备的正常工作而进行的接地。
例如，在电力系统中，变压器的中性点接地就是一种工作接地，它可以为系统提供一个稳定的参考电位。
2、保护接地保护接地是为了防止设备外壳带电而危及人身安全所采取的接地措施。
将设备的金属外壳通过接地导线与大地连接，一旦设备发生漏电，电流能够迅速流入大地。
3、防雷接地防雷接地主要是为了防止雷电对电子设备造成损害。
通过安装避雷针、避雷带等防雷装置，并将其与接地系统连接，可以将雷击电流引入大地。
4、防静电接地在一些容易产生静电的场所，如电子工厂、化工企业等，需要进行防静电接地。
通过将设备、管道等与接地系统连接，可以及时释放静电，避免静电积累引发火灾或爆炸事故。
设备正确的接地方式
设备正确的接地方式概述在电气设备中，正确的接地方式是非常重要的。
正确的接地可以确保设备的安全运行，防止电击和火灾等危险事件的发生。
本文将介绍设备正确的接地方式，包括接地原理、接地方式的选择和实施、接地的检测和维护等内容。
接地原理接地是将设备与地面相连接的过程，通过接地可以将设备的电荷和电流释放到地面，保证设备的电势稳定，并避免电流通过人体或其他非预期途径流动。
正确的接地方式主要依靠以下原理：1.安全性原理：接地可以将可能存在的电流通过地面释放，减少电击的风险。
2.电气原理：接地可以确保设备的电势稳定，减少电气故障和设备损坏的风险。
3.抗干扰原理：接地可以降低设备受到外界电磁干扰的可能性，提高设备的抗干扰性能。
接地方式的选择和实施接地方式根据不同设备和使用场景的需求而定，常见的接地方式包括：1.保护接地：主要用于人身安全的接地，将设备的外观金属部分通过导线连接到接地设施（如接地极、大地网等）上，以保证设备外壳的电位与地面相同，防止触摸外壳时触电的危险。
2.信号接地：主要用于电子设备的接地，将设备的信号地和电源地连接到接地设施上，以减少信号间的干扰和提高设备的可靠性。
3.防雷接地：主要用于防止雷击引起的设备损坏，将设备的金属部分通过接闪器和接地极连接到大地上，以将雷电流通过大地消散，保护设备的安全。
4.防静电接地：主要用于静电敏感的设备，通过连接到接地设施上，将静电电流迅速导入大地，避免静电产生的危害。
在实施接地时，需要根据设备和使用场景的具体要求进行选择。
一般而言，接地方式的连接线材应选择导电性能好的材料，接地电源应保持良好的接触，并考虑防腐污染的措施。
接地的检测和维护为了确保设备的接地效果良好，需要进行接地的检测和维护工作。
接地电阻测试接地电阻是评估接地情况的重要指标，一般通过接地电阻测试仪进行测试。
测试时，需要断开设备与接地设施的连接，然后在测试仪的测量范围内选择合适的测量模式，并将测试仪的电极连接到设备和接地设施上，记录测试结果。
电子设备接地要求
电子设备接地要求1、电子设备接地种类电子设备一般有下列几种接地:(1)信号电路接地:为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地。
为使电子设备工作时有一个统一的参考电位，并避免有害电磁场的干扰，使电子设备稳定可靠地工作，为此电子设备中的信号电路应接地，简称为信号地。
这个“地”可以是大地，也可以是电子设备的底板、金属外壳或一个等电位面。
(2)接地:对电子设备供电的交、直流电路的工作接地。
(3)保护接地:为保证人身及设备安全的接地。
当电子设备由低压交流或直流线路供电时，为防止在发生接地故障时其外露可导电部分出现危险的接触电压，电子设备的外露可导电部分应接保护接地线(PE)。
2、电子设备接地系统的型式电子设备信号电路接地系统的型式一般可根据接地引线长度和电子设备的工作频率来确定:(1)单点接地。
适用于低频0~30kHz，也可高至300kHz。
信号电路以一点作电位参考点，再将该点连接至接地极系统，见图2-1。
图2-1这种接地系统需要大量的导体，经济上不够合理，通常以不同程度的近似单点接地系统代替理想单点接地系统。
常用的有由接地极引出多根接地母线或树枝状接地母线至各独立电子设备(系统)，每个电子设备(系统)内将各信号电路连接至该接地母线的同一点。
(2)多点接地。
适用于高频>300kHz，也可低至30kHz。
信号电路采用多条导电通路与接地网络或等电位面连接，见图2-2。
图2-2对高频信号电路的接地，多点接地是唯一实用方法。
为实现有效的多点接地，当最高频率时，接地导体长度>λ/8(λ为波长)，需采用等电位接地平面。
高频电子设备的金属底板一般用作信号参考点，再将底板与机壳进行多点连接，以获得低阻抗的通路。
多点接地时要确保50Hz电源电流和其他流过接地系统的大幅值低频电流不致以传导方式耦合至信号电路，以避免在敏感的低频电路中产生不允许的干扰。
混合式接地。
混合式接地是单点接地和多点接地的组合，具体做法为设置一个等电位接地平面，以满足高频信号接地的要求，再以单点接地方式连接至同一接地极系统，以满足低频信号接地要求，见图2-3。
电子设备为什么要接地
因接地不良，每年中国有数百万台电子设备被损坏一、电子设备为什么要接地很多人都知道，贵重仪器设备使用的时候，外壳都要接地，如采用三心电源插头等。
但为什么要接地，这个原因就很少人知道了。
下面我们以三相发电机输送线路的工作原理，来说明设备接地的重要性。
通过对图1的观察，你很快就会明白，地线的作用主要是干什么的，即：地线的作用主要是用来防雷的。
在图1中，红线A、B、C表示高压输送线路，高压输送线路一般都用铁塔空架支撑，用以对几十万伏的交流电进行远距离传送，这样，其经常受雷击是不可避免的；为了避免雷击，一般都在高压线路的上方平行架设一条地线，这条地线一般称为避雷地线。
所谓地线就是与大地相连的导线，当打雷的时候，雷电首先会打到避雷地线上，避雷地线可把雷电引入地球，避免高压输送线路被几亿伏，乃至十几亿伏的雷电把发电机或变压器的线圈与外壳击穿，以及把与线路连接的其它电器设备遭受瞬间高压冲击而损坏。
因此，图1中的避雷地线与一般电子线路中的地线完全是两回事。
除了避雷地线之外，发电机和变压器的外壳也要接地，这种接地叫防护接地。
防护地线与避雷地线两者是不同的，防护地线与避雷地线的最大区别是，防护地的地线一般没有电流通过，而避雷地的地线在打雷时有非常大的电流通过，电流可大于数十万安培。
避雷地的主要作用是把雷电高压引入地球，以降低雷电高压对电子设备的冲击；而防护接地则是让设备外壳的电位与地球相同，避免设备内部电路在强电场之下感应带电产生位移电流，以及人体触摸电子设备外壳时不会触电。
因此，两者的作用是完全不同的。
三相发电机的中线接地，也属于防护接地，其作用是把发电机中线圈被感应的静电高压引入地球。
当负载完全平衡时，三相发电机的中线与地连接的地线是没有电流通过的。
但三相变压器的中线接地不属于防护接地，而属于避雷接地，因为三相变压器中线在与火线并排向用户供电的同时，还担当避雷的作用。
当打雷时，中线通过接地可以把雷电的大部分能量引入地球，仅有少部分能量最后成为差模信号与输送电压混合在一起被传送到用户终端。
电子仪器的接地
电子仪器均有交直流电源回路、信号输入及输出回路，这些回路经常处于强电电流用电设备运行时产生的电弧和火花、无线电波、电晕、磁暴等造成的杂散电磁场内，因而受到干扰。
为了减少这种干扰和抑制噪声，保证电子仪器稳定可靠地工作，接地是最简单易行的方法。
而且电子仪器接地，也可防止电击。
1.电子仪器接地的种类接地种类主要分四种。
①信号接地信号接地是用接地的方法为信号回路建立基准电位，以平衡信号的有无、放大倍数的高低和保持信号处于稳定状态。
在数字电路中，“0”、“1”脉冲的转换也需要一个基准面作基础。
这种以地作为基准面的接地，称为逻辑接地。
②功率接地将交、直流电源造成的干扰泄入大地的接地称为功率接地，通过接地，将交、直流电源的传导来的信号，包括内部过电压的信号和耦合信号，予以消除或抑制。
由于电源回路相对于电子回路来说是强功率，所以称为功率接地。
滤波器能消除强功率电路造成的干扰，滤波器的接地也属于功率接地。
③屏蔽接地为了防止外来电磁场干扰和与电气回路直接耦合产生的干扰，将电子屏蔽外壳或电子设备内、外的屏蔽线接地称为屏蔽接地。
④保护接地为了防止人身电击而设置的接地。
2.电子仪器接地电阻的要求电子仪器的接地电阻，除特殊要求的电子仪器另有规定外，一般将上述各种接地组合在一起，其接地电阻不大于4Ω。
①电子仪器采用一点接地若电子仪器采用一点接地，是将工频交流接地和防雷接地一并采用共同接地极，其接地电阻不大于1Ω。
当采用共同接地，如电子仪器由架空线供电、建筑物接闪时，雷电流通过共同接地装置流入大地，在建筑物内部受到的纵向电压为式中Im——雷电流幅值，kA；Zd——接地极阻抗，Ω；Za——设备纵向输入电阻，Ω；ZL——架空线特性阻抗，Ω；h——导线对地高度，m；r——导线半径，cm。
一般情况下，Im=150kA，Zd=5Ω，Za=5kΩ，ZL=300Ω，则UA近似为750kV，超过安全电压很多。
因此当电子仪器的接地与防雷接地采用共同接地装置时，采用架空线供电是不安全的。
电子设备的接地要什么要求？该如何做？
电子设备的接地
1、电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地等单独接地时，一般合用一个接地极，其接地电阻不大于4Ω；当电子设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时，其接地电阻不大于1Ω。
屏蔽接地如单独设置，则其接地电阻一般为30Ω。
2、对抗干扰能力差的电子设备，其接地应和防雷接地分开，两者相互距离宜在20m以上，对抗干扰能力较强的电子设备，两者距离可酌情减少，但不宜超过5m。
当电子设备接地和防雷接地采用共同接地装置时，为了避免雷击时遭受反击和保证设备的安全，应采用埋地铠装电缆供电。
3、电缆屏蔽层必须接地，为避免产生干扰电流，对信号电缆和1MHZ及以下低频电缆应一点接地；对1MHZ以上电缆，为保证屏蔽层为地电位，应采取多点接地。
4、为了避免环路电流、瞬时电流的影响，辐射式接地系统应采用一点接地；为消除各接地
点的电位差，避免彼此之间产生干扰，环式接地系统应采用等电位连接；对混合式接地系统，在电子设备内部采用辐射式接地，在电子设备外部采用环式接地系统。
5、接地环母线的截面，当电子设备频率1MHZ以上时用铜箔120mm×0.35mm；在1MHZ以下时，用铜箔mm×0.35mm。
6、电子设备的接地极宜采用地下水平敷设，做成耙形或星形。
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电子设备的接地——作者：埃德·纳考奇（Ed Nakauchi）大整本《美国国家电气法规》（NEC）中，关于接地的第250节是最难理解的一节，也是最容易错误执行的一节。
电子设备对接地不当和电气噪音十分敏感。
由于电子设备前所未有的普遍应用，有必要对下面一些问题作出回答。
--------------------------------------------------------------------------------美国国家防火协会（NFPA）的规定NEC第100节对“接地”一词定义如下：电气回路或设备与大地，或与代替大地的导体之间的导电的连接，它可以是有意的连接，也可以是无意的连接。
我们都应该熟悉这个定义。
在配电回路或分支回路里，所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通，从而减少它们之间的电位差，或将电位差限制到最小值。
在上述定义里，术语“地”是个关键。
NEC当然是针对安全编制的。
接地的主要目的就是保证电气安全。
在电击防护和为接地故障电流提供返回电源通路方面接地是很重要的。
这两个问题都可将回路和地之间加以连接来解决。
通常将一接地棒打入地内就算与大地相连接了。
对于一个建筑物配电系统，可在靠近电源进线处打一接地棒来接地。
将回路导线与地连接（Ground）或将设备接地（Grounding）可起如下作用：·提供设备与近旁金属物体间的低阻抗连接，以减少人身电击危险。
·给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路，使熔断器或断路器得以动作。
·给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路。
·给静电电荷提供对地泄放通路，以防产生电火花或电弧。
--------------------------------------------------------------------------------防雷接地防雷装置也需要接大地。
当电气装置附近发生雷击时，以千安计的雷电流在电气装置内感应出很大的电位差。
将建筑物和设备的金属部分进行低阻抗的相互连接可减少此电位引起的各种问题。
这种低阻抗的连接可将直接雷击产生的大雷电流经一安全通道泄放入地。
--------------------------------------------------------------------------------与大地连接的接地我们将大地看作一个无穷大容量低阻抗（零电位）的“海洋”。
这当然是个简括的说法。
电流的流动是遵循克希霍夫电流定律的。
实际上大地的容量仍是有限的，所以雷电流在某些点上仍要流出大地。
这一电流可产生电位差，从而给电子设备的设计者和使用者带来麻烦。
电子设备频率高时此电位差更成为一个大问题。
--------------------------------------------------------------------------------静电防护前已述及，为了人身安全、设备安全和雷电防护需要作接地。
关于设备安全，接地的作用并不仅限于对电路故障的防护，它还可为静电电荷的泄放提供通路。
静电电荷的泄放电路意指能安全释放积蓄阶电荷的电路。
因此其接地系统需有非常低的接地阻抗。
接地线的长度和尺寸是最影响接地阻抗的因素。
因长度增加后阻抗随之增加。
尺寸加大阻抗就减小。
我们谈到导线尺寸时，那只是指导线的截面。
在讨论接地时，长度是指从连接点到接大地点的那一段距离。
--------------------------------------------------------------------------------直流电阻我们有必要讨论一下低阻抗值的接地。
在许多接地情况下这是一个重要问题。
在多数应用中，被接地点（译注：例如接地的电源中性点）至接地点（译注：指接地极处）能保证一低直流电阻通路就足够了。
如果仍然存在噪音干扰的问题，那就需应用更先进的技术和设备来解决问题。
但由于不良的接地装置设计、施工和维护，我们许多人经常发现工程中存在过高的接地阻抗。
噪音过滤器在一个工作不正常的信息系统中可以起到奇妙的作用，但对于一个接地阻抗偏高的系统却无能为力。
美国国家电气法规第9章表8列示了铜导线的直流电阻值。
计算接地系统时可查阅此表。
--------------------------------------------------------------------------------瞬态电涌即使你不使用高速运算的数据处理设备，瞬态电涌仍然要给你找麻烦。
瞬态电涌脉冲出现在交流电路中日益成为常见现象了。
当投切电动机（或其他设备）时，在电路上产生短促的电压脉冲，这些脉冲在线路上能传输很长一段距离，它含有基波和大量谐波。
这些谐波可高达几百兆赫。
在如此高的频率下，设备接地线变成了噪音传输线。
为什么会如此呢？你可将984被频率的兆赫数除即可求得波长的ft 数。
为使传输效率最高（也为了避免谐）接地线的长度不应大于波长的四分之一。
这一波长通常为有关频率中最高频率的波长。
最高频率约为数据处理设备最高时钟频率的10倍，或是π值(3．14）的倒数与瞬态信号上升时间的乘积。
--------------------------------------------------------------------------------谐振效应接地线与大地以及邻近金属物体间存在电容。
我们有必要回顾一下电容器的基本定义，电客器是被一电介质分隔的两个导体。
在许多情况下，此电介质即是空气。
当频率低时，电容的客抗很高，对电路没有什么效应。
当频率高时，同一电容（与所接设备接地线的电感相结合）却能构成一谐振回路。
并联谐振回路谐振时看起来象一个高阻抗。
因此，当谐振回路的Q值（译注：指回路的品质因数）能增大阻抗值时将出现许多电压尖峰。
--------------------------------------------------------------------------------共有阻抗有一种耦合形式，一个回路内的电压或电流可在另一回路内产生出电压或电流。
这种耦合不是有意识的，它常造成不必要的干扰。
我们称它为共有阻抗，因为它通常是接地系统的阻抗，而上述耦合则正是因跨接于其上而发生的。
此接地系统为一回路的一部分，同时也为其他回路所共有。
要记住，接地线或信号参考面的电位并非是零电位。
接地系统阻抗越低，干扰电位就越低。
--------------------------------------------------------------------------------干扰耦合干扰耦合包括刚才讨论的公共阻抗耦合和由于电容效应和电感效应而引起的噪音耦合。
因噪音电流通过地而产生电压差，从而产生大量的干扰。
此电压可通过电容效应或电感效应与其他的接地线或信号线耦合。
减少设备接地线的阻抗就可减少这种耦合效应。
--------------------------------------------------------------------------------如何防止噪音环流获得无干扰等电位参考面的第一步是将交流电源线路中的返回通道（中性线）只在一点与安全接地系统相连接。
必须做到的二点是交流电源线路的返回电流不得流入信号参考地系统。
由于消除了电流环路，这种与交流返回电流隔开的信号参考地系统可最大限度地减少公共阻抗耦合。
第二步是将电子设备尽可能通过多点与信号参考地相连接。
这可为高频干扰提供多个并联的对地通路从而减少了电感效应。
根据欧姆定律，电阻并联后其阻值减少。
故并联通路越多，对地阻抗越小。
这样做也有助于将接地之间的物理距离减少到我们所需要的1／10波长的距离或更小。
和上述第一步相同。
这样做也消除接地电流环路，因为设备多点所接的地都是实在的地。
既然不能将电源线、控制线和信号线合成一回线进入设备；在敷线和连接导线时同样也不要将设备接地线和各类被接地的线（其电位设计为零伏）合成一回线。
应使进入接地系统的电流尽量小（此电流可经接地线流入其他设备）。
也应使此电流进入接地系统后尽快流入大地（此电流不再流入其他设备）。
为此一300 hp电动机接向大地的接地线应短于给可编程序控制器供电的15 kV A变压器接大地的接地线。
应记住接地线的长度和宽度在接地中是至关重要的。
良好的接地平面可减少接地阻抗。
可以想象用多根并联带形导体组成的接地平面能降低电感。
对于射电频率信号的接地而言，导体面积大时效率高，因其电感小。
阻抗随之也小。
接地平面大到极限时为多块搭接的或对接的整块金属板（需要时可覆盖整个平面）。
当然这常是不可能的。
通常的做法是采用网格，它实质上是具有许多网孔的接地平面。
当网孔尺寸小于所需频卒波长的1／10时，网格的效果接近一实体平板。
为使此接地平面更为适用，应满足两个条件：·所有接至网格的设备接地线的长度必须小于最高频率的1／10的波长；·设备与接地平面的连接必须具有足够的并联通路，以降低设备与接地平面间的电位差。
王厚余译黄妙庆校-。