«Плавающая» земля

"Плавающая" земля образуется в случае, когда общий провод небольшой части системы электрически не соединяется с шиной защитного заземления (т.е. с Землей). Типовыми примерами таких систем являются батарейные измерительные приборы, системы автоматики автомобиля, самолета или космического корабля. "Плавающая" земля может быть получена и с помощью DC-DC или AC-DC преобразователей, если вывод вторичного источника питания в них не заземлен. Такое решение позволяет полностью исключить кондуктивные наводки через общий провод заземления. Кроме того, допустимое напряжение синфазного сигнала может достигать 300 Вольт и более; практически 100%-ным становится подавление синфазного сигнала, снижается влияние емкостных помех. Однако на высоких частотах токи через емкость на землю существенно снижают последние два достоинства.

Если "плавающая" земля получена с помощью устройств гальванической развязки на оптронах и DC-DC преобразователях, то надо принять особые меры для предотвращения накопления заряда в емкости между Землей и "плавающей" землей, которое может привести к пробою оптрона (см. раздел "Гальваническая развязка", "Статическое электричество").

Пример образования "плавающей" земли показан на рис. 3.73. Вывод AGND модуля ввода сигналов термопар не соединен с землей. Аналоговая часть модуля имеет эквивалентную емкость на землю  , которая включает в себя емкость входных цепей на землю, емкость проводников печатной платы на землю, проходную емкость DC-DC преобразователя и оптронов гальванической развязки. Величина этой емкости может составлять около 100 пФ и более. Поскольку воздух и другие диэлектрики, с которыми контактирует емкость  , имеют не бесконечное электрическое сопротивление, то емкость может медленно, в течение минут или часов, зарядиться током утечки   (рис. 3.73) до потенциала электризованных тел, высоковольтных источников питания или потенциала, связанного с атмосферным электричеством (см. раздел "Молния и атмосферное электричество", "Статическое электричество"). Потенциал на "плавающей" земле может превысить напряжение пробоя изоляции оптронов и вывести систему из строя.

В качестве защитных мер при использовании "плавающей" земли можно рекомендовать соединение "плавающей" части с землей через сопротивление величиной от десятков килоом до единиц мегаом. Вторым способом является применение батарейного питания одновременно с передачей информации через оптический кабель.

"Плавающая" земля чаще используется в технике измерений малых сигналов и реже - в промышленной автоматизации.