电路设计师指导手册(4)：安全地以及电线/电缆
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2020-08-28
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电路设计师指导手册电路设计师指导手册(4)：安全地以及电线：安全地以及电线/电缆电缆
[第一部分开始讨论接地问题：何时考虑接地，机箱材料如何影响接地，以及接地环路问题。第二部分讨论电源
回路和I/O信号接地。第三部分覆盖了板间接口信号、星形接地和屏蔽。]
1.1.12安全地安全地
确保市电地连接的安全需求非常迫切，因为从前面的讨论可以明显看出，这个需求与抗干扰接地措施经常发生冲突。大多数国
家现在都有相关的电气标准，这些标准要求使用危险电压供电的设备在元器件发生故障时应该能够保护用户的安全。主要危害
被认为是市电的火线电压被意外连接到用户可能直接接触的设备中的某些部分，如金属外壳或接地端子。
想象一下这样的故障，即在火线和外壳之间发生了短路，如图1.20所示。火线和外壳正常情况下是隔离的，如果没有地连接，
设备将继续正常工作，但用户将在不知情的条件下受到致命电击的威胁。如果连接了安全的地导体，那么起保护作用的市电熔
丝将在故障发生时熔断，从而防止危害发生，还能提醒用户故障情况。
图1.20：需要一个安全地。
基于这个理由，对所有设计使用这类保护措施的设备而言安全的地导体都是必须的，不能依赖于高度的绝缘等级。这种导体必
须具有足够大的横截面以承载任何预期的故障电流，而且所有可接触到的导电部件都必须在电气上绑定到导体 。对地连续性
的一般性要求是：
● 地路径应该保持完好无损，直到保护电路启动工作。
● 阻抗不应显著或不必要地限制故障电流。
举例来说，EN 60065要求在10A、1分钟的条件下保持导体电阻小于0.5Ω。安全性设计在第9.1节有更详细的讨论。
1.2 电线和电缆电线和电缆
本节将简要介绍在典型电子设备中经常见到的电线和电缆的主要类型。由于种类太多，因此发现大多数应用在局部范围内就能
得到满足多少有点令人惊讶。首先，明确一些定义：电线是一些单独的电路导体，可以是绝缘的，也可以是非绝缘的。电缆是
成组的单个导体，各导体单独绝缘，并且从结构上看包含在总的护套中。
1.2.1 电线类型电线类型
最简单的一种电线是镀锡铜线，根据要求的电流承载能力的不同有很多种规格。元件引脚几乎总是不变的镀锡铜材，但电线本
身在电子行业中并没有广泛使用。其主要应用是印刷电路板上的连接，但越来越多双面板和多层电镀通孔板的使用使得它们经
常显得多余。
镀锡铜线还可以用在可重新接线的熔丝连接中。绝缘式铜线主要用于绕线元件中，比如电感和变压器。其绝缘涂覆层是一种聚
氨酯化合物，在加热时具有自熔特性，因此非常方便焊接，尤其是很薄的电线。
表1.2对各种规格铜线的尺寸、电流能力和其它属性进行了比较。在英国，镀锡铜线要符合BS EN 13602标准，搪瓷绝缘型铜
线要符合BS EN 60182 (IEC 60182-1)标准。这些电线出售时都用公制标注，共有两种绝缘等级，等级1的绝缘层比较薄，等
级2的击穿电压能力基本上是等级1的两倍。
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