Контура заземления: Модульное заземление

Опубликовано в Разное
/
7 Июл 2021

Содержание

Модульное заземление

Модульное заземление ZANDZ (пр. Россия) предназначено для монтажа заземляющих устройств (заземлителей) на жилых объектах (дом, дача), на телекоммуникационных и энергетических объектах операторов мобильной и стационарной связи, на промышленных предприятиях.

Такой заземлитель представляет собой сборную конструкцию, состоящую из соединенных вместе стальных штырей длиной 1,5 метра, покрытых слоем меди.

 


Достоинства модульного заземления

Преимущество модульно-штыревой конструкции:

  • легкость монтажа электрода на глубину до 30 метров, без применения специализированной техники и инструментов. Все операции осуществляет 1 человек. Большая глубина позволяет получать очень эффективное заземление.

  • минимальная площадь, занимаемая заземлителем позволяет монтировать такое заземление в подвалах зданий, либо в близости от стен дома в виде всего одной точки.  Компактность сводит к минимуму необходимые земляные работы.

  • все детали сопрягаются без сварки *

Превосходство промышленного изготовления элементов это:

  • великолепная стойкость всех деталей к коррозии, что выражается в сроке службы заземлителя до 100 лет.

  • полная устойчивость медного покрытия штырей к механическим повреждениям (например, изгибу и отслоению) при монтаже, что позволяет вести монтаж в грунтах с присутствием гравия или мелкого строительного мусора 
    (за счет использования технологии электролитического осаждения меди на сталь).

* Соединение элементов заземляющих устройств НЕ из черных металлов разрешено техциркуляром 11/2006 ассоциации «РосЭлектроМонтаж» (ссылка на документ)

 


Комплекты заземления

Для строительства заземляющих устройств с необходимыми характеристиками (например, для достижения необходимого сопротивления заземления) применяются различные готовые комплекты модульного заземления ZANDZ (пр.

Россия), которые содержат всё, необходимое для монтажа заземляющего электрода.

Все компоненты легко сопрягаем друг с другом.

Выпускается пять разновидностей готовых комплектов, отличающихся общей длиной штырей, основным предназначением и комплектацией:

ZZ-000-015

универсальный заземлитель для монтажа в виде сборного электрода: одного глубиной 15 м или трех глубиной по 5 м
(4,5 + 4,5 + 6 м).

Используется в качестве заземлителя с низким сопротивлением растеканию и заземлителя для молниезащиты объекта.


ZZ-000-030

универсальный заземлитель для монтажа в виде сборного электрода: одного глубиной 30 м или трех глубиной по 10 м
(10,5 + 10,5 + 9 м).

Используется в качестве заземлителя с очень низким сопротивлением растеканию и заземлителя для молниезащиты объекта.


ZZ-000-045

многоэлектродный заземлитель в виде 15 сборных электродов глубиной по 3 м.

Используется в качестве распределенного заземлителя с низким напряжением прикосновения.


ZZ-000-424

заземлитель для монтажа на контейнерных объектах связи или энергообеспечения
(4 сборных электрода по 6 м).


ZZ-000-636

заземлитель для монтажа на контейнерных объектах связи или энергообеспечения
(6 сборных электрода по 6 м).

 

Глубинный заземлитель
(ZZ-000-015 и ZZ-000-030)

Малое количество вертикальных электродов, установленных на большую глубину

Традиционный заземлитель
(комплект ZZ-000-045)

Большое количество вертикальных электродов, установленных на небольшую глубину

Специальный заземлитель
(ZZ-000-424 и ZZ-000-636)

Монтаж заземления для контейнерных объектов

 


Комплектация

Готовые комплекты модульного заземления ZANDZ — это универсальное решение для типовых случаев. При необходимости в состав комплекта можно включить любое требуемое количество комплектующих (индивидуальные комплекты поставляются под заказ).

 

 

 

Комплектующие

Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)

Это стальной тянутый стержень диаметром 14 мм и длиной 1,5 метра, покрытый методом электролитического осаждения медью чистотой 99.9%, образующей покрытие с молекулярной и неразрывной связью со сталью.

Высококачественная сталь в таком заземлителе выполняет кроме электропроводящей еще и необходимую для зарывания электрода в почву — механическую роль. Штыри обладают высоким пределом прочности на разрыв 600 Н/мм² и могут быть погружены в грунт при помощи отбойного молотка на большую глубину (до 40 метров).

Толщина медного покрытия составляет не менее 0.250 мм по всей длине стержня (включая резьбу). Это гарантирует его (покрытия) устойчивость к изгибу, отслоению, сцарапыванию при монтаже. Особенно это важно на резьбе, где более тонкий слой меди будет полностью разрушен от нагрузок и трения с муфтой во время заглубления.

Эти особенности гарантирует высокую коррозийную устойчивость штыря заземления и обеспечивают столь долгий срок службы (до 100 лет).

По краям методом накатки нанесена резьба для их взаимного соединения с помощью соединительной муфты.

  ZZ-001-065
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр штыря: 14 мм
Диаметр резьбы: 16 мм

 


Муфта соединительная резьбовая

Латунная муфта предназначена для соединения штырей друг с другом. Она изготовлена таким образом, чтобы штыри соприкасались друг с другом в самом центре муфты и движущая энергия, необходимая заглублению штырей в почву, муфте не передавалась. Таким образом не происходит «рассеивания» ударного импульса и также снимает с муфты механическую нагрузку.

  ZZ-002-061
Вес: 0,082 кг
Длина: 60 мм
Диаметр: 21 мм

 


Наконечник стартовый

Остроконечный стальной наконечник упрощает заглубление штырей в твердый грунт.

  ZZ-003-061
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр: 22 мм

 


Головка направляющая для насадки на отбойный молоток

Предназначена для упрощения процесса заглубления штырей заземления, а также для повышения безопасности работы как человека, так и инструмента.

При монтаже головка крепится к штырю заземления через соединительную муфту. Размеры головки подобраны таким образом, чтобы движущая сила не повредила муфту, т.е. ударный импульс передается непосредственно штырю, минуя ее.

  ZZ-004-060
Вес: 0,088 кг
Длина: 55 мм
Диаметр: 25 мм

 


Зажим для подключения проводника

Профилированный зажим из нержавеющей стали с болтами М10. Позволяет соединять омедненный штырь с заземляющим проводником — круглым проводом либо полосой (шириной до 40 мм).

Возможно безопасное использование стального и оцинкованного проводника — для этого внутри зажима находится прокладка, препятствующая образованию электрохимической связи между сталью/цинком и медью.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений «болт-гайка» используются пружинные шайбы (шайбы Гровера / гровер-шайбы), установленные между поверхностью зажима и гайкой.

  ZZ-005-064
Вес: 0,158 кг
Длина: 70 мм
Ширина: 70 мм
Высота: 30 мм

 


Смазка токопроводящая

Применяется для уменьшения электрического сопротивления между штырями и муфтой, а также дополнительной защиты торцов штырей (в муфте) от коррозии. Смазка также используется для направляющей головки, облегчая ее снятие после заглубления очередного штыря.

Во время монтажа смазка наносится на резьбу деталей.

  ZZ-006-000
Вес общий: 0,152 кг
Вес пасты: 0,100 кг
Высота: 200 мм
Ширина: 60 мм
Толщина: 50 мм

 


Лента гидроизоляционная

Лента используется для защиты соединения штыря с заземляющим проводником от почвенной и электрохимической коррозии путем полного вытеснения воды (влаги) из места соединения, без которой процесс коррозии невозможен. При этом лента не теряет своих физических и механических свойств в течении многих лет.

Изготовлена из нетканого синтетического волокнистого материала, пропитанного и покрытого нейтральным составом на основе насыщенного нефтяного углеводорода (петролатум) и инертного кремнийсодержащего наполнителя. Остается пластичной под воздействием широкого спектра температур.

Не затвердевает и не растрескивается. Высокостойкая к неорганическим кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, высокогерметичная в отношении воды, водяного пара и газа.

С помощью этой ленты предохраняются только зажимы для подключения проводника.

  ZZ-007-030
Вес: 0,422 кг
Высота ленты: 30 мм
Диаметр бухты: 150 мм
Длина в бухте: 10 м

 


Насадка на отбойный молоток

Стальная насадка с подкаленным бойком передает усилие отбойного молотка на направляющую головку (на монтируемые штыри). Адаптирована для работы с отбойными молотками с посадочным местом SDS-Max.

  ZZ-008-000
Вес: 0,478 кг
Длина: 250 мм
Диаметр: 18 мм

 

 


Дополнительные элементы

Колодец инспекционный / контрольный ZANDZ для обслуживания (для всех типов грунта; пластик)

Полипропиленовый колодец необходим для обеспечения доступа к месту контакта заземляющего электрода (штыря заземления) и заземляющего проводника. Устанавливается над местом соединения на одном уровне с грунтом.

  ZZ-550-002
Вес 1 метра: 2,6 кг
Длина: 290 мм
Ширина: 240 мм
Высота: 205 мм

 


Проволока омедненная стальная (D 10 мм / S 80 мм²)

Проволока стальная с высококачественным медным покрытием толщиной 70 мкм применяется в качестве заземляющего проводника с большим сроком службы (30 и более лет).

Проводник поставляется в бухтах по 10/20/50 метров (GL-11150-10 / GL-11150-20 / GL-11150-50).

  GL-11150
Вес 1 метра: 0,63 кг
Диаметр: 10 мм

 


Проводник заземляющий (ПВ-1 25 мм²)

Медный одножильный, многопроволочный и многожильный проводник сечением от 4 до 185 мм² в ПВХ изоляции используется для соединения заземлителя с объектом (ГЗШ в щите).

Проводник поставляется метражом и в готовых бухтах по 3/5/10 метров 
(ZZ-500-103 / ZZ-500-105 / ZZ-500-110), опрессованных с одного конца наконечником с отверстием под болт D8 для присоединения к ГЗШ в щите.

Бухты ZZ-500-103 ZZ-500-105 ZZ-500-110
Длина: 3 м 5 м 10 м
Вес: 1,4 кг 2,3 кг 4,55 кг
Внешний диаметр:
(с изоляцией)
7,5 мм 7,5 мм 7,5 мм
Диаметр отверстия под болт: 8 мм 8 мм 8 мм

 


Устройство для выпрямления

Устройство для выпрямления предназначено для выравнивания проволоки диаметром от 6 до 10 мм и полосы заземления шириной от 20 до 45 мм и толщиной от 3 до 4 мм.

  ZZ-510-700 ZZ-510-900
Вес: 14,5 кг 12 кг
Длина: 0,3 м 0,6 м
Ширина: 0,3 мм 0,2 мм
Высота: 0,15 мм 0,2 мм
Кол-во роликов 7 шт 9 шт

 


Полосогиб ручной

Полосогиб ручной предназначен для гибки полосы заземления шириной до 40 мм и толщиной до 8 мм и проволоки диаметром до 10 мм.

 

 

 

 

 

Как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками

Мечтая о беззаботной жизни в уютном частном доме, многие совершенно забывают о банальных мерах безопасности. Это касается не только охранных систем, но и более важных конструкций, таких как громоотвод и заземление.

Главная проблема в том, что эти вещи кажутся обыденными, или наоборот абсолютно ненужными. Большинство новоиспеченных владельцев частных домов абсолютно не уделяют внимание этому вопросу, сталкиваясь с регулярными поломками бытовой техники и электроники.

Организация правильного заземления в электросети частного дома — это не потребность, это необходимость. Такая система позволяет обезопасить процесс пользования бытовыми электроприборами, и в то же время уберечь вас от колоссальных трат в случае их поломки из-за коротких замыканий и скачков напряжения.


Хотя сами контуры представляют собой вполне понятные конструкции, есть очень много нюансов, включая расчетные требования под каждый вид жилых домов. Именно поэтому мы вам расскажем не только как правильно сделать контур заземления, но и как выполнить расчеты, подготовиться к процедуре материально, подобрать необходимый инструмент.

Особенности и принципы работы заземления

Предназначение и задачи контура заземления вполне способны охарактеризовать и саму конструкцию.

Заземление — это соединение из всех элементов и «участников» электросети с заземляющим контуром, позволяющим при возникновении токов утечки безопасно отвести их в землю.

Повреждение изоляции, короткие замыкания, и практически любые другие неприятности, которые только могут возникнуть в процессе эксплуатации приборов, могут быть нивелированы за счет правильно смонтированного контура заземления.

Простыми словами — при повреждениях электропроводки электрический тока не причинит вреда вам и вашим близким.

Главная опасность коротких замыканий в том, что они не только выводят из строя электроприборы, весь накопившийся потенциал при первой же возможности будет передан проводнику, которым в случае прикосновения к оголенным проводам является именно человек. Заземление и призвано взять на себя задачу по безопасному отводу электричества в грунт при поломках в электросети.


Нужно ли вообще заземление в частных домах

Как и говорилось выше, заземляющий контур является отличной мерой безопасности для домовладельцев. Но действительно ли нужно заземление в частных домах? Сейчас всё объясним как с точки зрения безопасности, так и исходя из требований законодательных актов.

Заземление не является идеальным средством защиты от поражения электрическим током, поскольку не все конструкции способы отвести большое количество энергии практически мгновенно. Несмотря на это, даже уменьшение накопленного потенциала позволяет существенно снизить силу поражения электрическим током. В критических ситуациях это позволяет избежать массы неприятностей, включая летальный исход.

Кроме практической необходимости, стоит учесть и требования законодательных норм, которые вполне понятны и прозрачны.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ все жилые помещения обязаны быть оборудованными подобными системами защиты. Нижним порогом в требованиях для монтажа таких контуров является электроснабжение переменным током от 100 Вольт и более 40 Вт.

Таким образом 90% всех бытовых сетей в нашей стране должны оборудоваться подобными узлами для обеспечения защиты домовладельцев от травматизма.

Также контур заземления является одной из эффективных мер пожарной безопасности. Небольшие очаги возгорания, или большие пожары, приносят намного больше убытков, чем стоимость установки заземления, поэтому стоит обязательно оборудовать собственный дом подобной конструкции.

Интересный факт — отсутствие заземления в частном доме может негативно сказываться на качестве мобильной связи. Незаземленная электросеть создает массу помех для практически любой электроники, поэтому многие задаются этим вопросом лишь после того, как сталкиваются с помехами в работе оборудования.

Также стоит учесть — хотя система заземления и громоотвод имеют схожие принципы действия, контуры этих систем ни в коем случае не должны кольцеваться. В случае с ударом молнии, такой ход может привести к еще более негативным последствиям. Мощнейший электрический разряд попросту уничтожит всю электронику, а также в результате способен создать очаг возгорания внутри или снаружи дома.

Правила, нормы и базовые требования ПУЭ

Настало время познакомиться с основными требованиями к системам заземления в частных домах. Главный параметр — сопротивление контура, которое определяет надежность и эффективность системы.

Чем меньше сопротивление заземляющих устройств — тем выше их надежность.

Закон Ома гласит — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Таким образом чем меньше сопротивлении, тем больше вероятность срабатывания заземляющего контура.

Для большинства жилых домов с электросетями 380В и 220В, сопротивление не должно превышать 30 Ом. При этом если дом оснащен газовым котлом, то сопротивление не должно превышать уже 10 Ом.

Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) определяют, что каждый жилой объект в черте города обязан оснащаться специальными мерами защиты от опасных напряжений. Речь идет именно о металлических контурах заземления, которые гарантируют защиту проживающих от поражения током.

Глава 1.7, часть 1, пункт 1. 7.72 ПЭУ гласит — размеры металлических элементов подбираются с учетом окончательного показателя сопротивления (упоминалось выше), при этом параметры каждого элемента конструкции могут отличаться по своим характеристикам.

Минимальные требования к размерам всё же жестко определены:

  • Соединительная полоса — не менее 12×4 мм (сечение не менее 48 кв.мм).
  • Штыри (металлический уголок) — толщина металла не менее 4 мм.
  • Круглые арматурные штыри — площадь сечения не менее 10 кв.мм.
  • Металлические трубы — толщина стенки не менее 3,5 мм.

На первый взгляд вся эта информация может показаться слишком сложной и даже ненужной. Тем не менее данные о характеристиках заземляющего контура и используемом на участке оборудовании позволит защитить жильцов и животных, предотвратив перегрузку сетей.

Технические требования к сопротивлению заземляющих контуров

С теорией разобрались, можно переходить и разбору технической составляющей данного вопроса. Для частных домов предварительно стоит изучить главу 1.7 ПЭУ, которая регламентирует монтаж контуров заземления в сетях до 1000В. Именно в эту категорию входят все жилые частные дома, поэтому при подборе компонентов нужно руководствоваться именно этим стандартом.

В соответствии с этим документом сопротивление может достигать нескольких показателей:

  • До 0.5 Ом для электроустановок напряжением свыше 1000 Вольт с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
  • До 4 Ом для установок до 1000 Вольт (нужная нам категория частных домов, дач, коттеджей).
  • Не более 10 Ом для электроустановок с напряжением свыше 1000 В и маленькими токами замыкания на землю.
  • Не более 10 Ом, если общая суммарная мощность электроустановок не превышает 100 кВА.

Вот так и выглядит нормативная документация, позволяющая подобрать правильные параметры контуров заземления при подборе материалов и компонентов для их монтажа. Теперь же перейдем к изучению сами конструкций, позволяющих эффективно отводить большие токи замыкания в землю.

Разновидности контуров и схемы заземления

Скорость отвода тока в землю напрямую зависит от эффективности самой системы. Заземления конструктивно очень схожи с громоотводами, поскольку выполняют одну и ту же задачу, но это касается и технической составляющей.

Чем больше электродов будут одновременно отводить электрический заряд, тем меньше времени потребуется для этого.

Существует три типа заземления:

  • Модульно-штыревая — наиболее простой вид контуров, представляющий собой аналог громоотвода в виде одиночного электрода, уходящего вглубь земли. Из-за малой эффективности и узкого применения из-за отличий в твердости грунтов, практически не применяется. Несмотря на это, данный вариант намного эффективнее, чем полное отсутствие заземления в доме или на даче.
  • Линейный — компромиссное решение, поскольку эффективность разомкнутого контура значительно ниже замкнутых. Тем не менее в случае отсутствия необходимого количества пространства, линейный контур может здорово спасти ситуацию. Технически он представляет цепочку электродов, расположенных на одной линии, или по кругу на расстоянии 1-1,5 единицы относительно длины электрода. Для большей эффективности придется увеличить точек отвода.
  • Замкнутый контур (треугольник) — наиболее эффективный метод защиты от замыканий и перепадов напряжения в сети. Замкнутый треугольник позволяет быстро и эффективно отвести большой ток утечки без необходимости углубления электродов на большую глубину. Жесткое соединение штырей позволяет существенно повысить качество и эффективность контура, при этом схема позволяет существенно снизить затраты на установку.

Давайте разберем именно последний вариант, поскольку рекомендуется использовать именно этот вариант в частных жилых домах, дачах или коттеджах.

Конструкция достаточно проста, вам понадобится:

  • Три заостренных прута равной длины — 2-3 метра.
  • Три соединительных полосы равной длины — 1,2-1,5 метра.

Эти компоненты соединяются в равноугольный треугольник, из каждой вершины которого отходит по одному штырю. Для соединения лучше всего использовать электросварку, которая превратит все компоненты в надежный монолитный контур заземления.

Необходимые параметры каждого элемента мы рассматривали в начале этой статьи, поэтому сейчас стоит упомянуть о глубине и размерах треугольника.

Минимальное заглубление составляет 0,5 метра, при этом по возможности стоит увеличить этот параметр. Длина штырей находится в пределах 2-3 метров, при этом расстояние между ними в готовой конструкции варьируется от 1,2 м до 1,5 метра, на ваше усмотрение.

Вкапывать такой контур стоит в любом удобном месте недалеко от жилого дома на глубину, указанную выше. Если же вы жестко ограничены в площади участка, стоит обратить внимание на другие схемы заземлений. Помните — малоэффективное заземление лучше, чем его полное отсутствие.

Монтаж заземления в частном доме своими руками

Приступаем непосредственно к процессу установки заземлительного контура на участке.

Чтобы сделать контур заземления своими руками вам понадобятся:

  • УШМ для резки и зачистки швов.
  • Гаечные ключи М12 и М14.
  • Штыковая лопата для рытья траншеи до места установки контура.
  • Кувалда для заглубления токоподводящих штырей.
  • Сварочный аппарат для сборки конструкции.

Кроме этого, в зависимости от почвы, вам может понадобится лом или перфоратор. Они могут пригодится в момент, когда вы наткнетесь на камень при рытье траншей.

Теперь уделим ещё несколько слов комплекту материалов для изготовления контура заземления.

Список необходимых материалов:

  • Металлический уголок 50×50 мм с толщиной металла 5 мм — 3 отрезка по 3 метра.
  • Стальная полоса 40 мм толщиной 4 мм — 12 метров (для одной точки заземления).
  • Болты М12 или М14 с шайбами и гайками — 2 шт.
  • Медный проводник для отвода контура от здания — медный кабель сечением 6-10 кв.мм.

Не стоит использовать в качестве заземлителей рифленую арматуру или круглую сталь диаметром менее 10 мм. Минимальные требования для заземлителя является уголок 40x40x5 ммили стальной круг диаметром от 14 мм.

Все перечисленное позволит собрать качественный и надежный заземляющий контур, который обезопасит ваших близких, и весь дом, от неприятностей с электричеством.


Перед заглублением штырей, стоит заострить один из их краев, оптимальным вариантом будет угол не менее 30 градусов. Так уголок будет намного проще заглубить в грунт.

Приступаем непосредственно к земляным работам.

Чтобы упростить вбивание штырей, можно создать три вертикальных отверстия при помощи бура, и лишь после этого вбивать заземлители в землю.Не забывайте, что вся конструкция должна быть заглублена в грунт на 0,5 метра, соответственно все параметры нужно рассчитывать начиная с этой глубины, а не поверхности земли.

После забивания штырей можно заняться свариванием всех компонентов в монолитную конструкцию. Благодаря одинаковой длине отрезков стальной полосы, у вас в любом случае получиться равнобедренный треугольник. Не забудьте расположить его так, чтобы одна из вершин «указывала» на сам дом, именно от неё нужно отвести оставшуюся полосу для связки с проводкой дома.

Также дадим вам несколько советов — лучше всего покупать материалы с запасом, исходя из максимально указанной выше длины. Это позволит перестраховать себя, при этом штыри в процессе забивания могут деформироваться, и соответственно уменьшить свою длину. Также стоит поступить и с металлической полосой, поскольку при сваривании или обрезке размеры могут измениться.

Готовые комплекты или ручная сборка?

У многих владельцев, решивших сделать контур заземления своими руками может возникнуть резонный вопрос — не проще ли воспользоваться готовыми комплектами заземления?

Нет, не проще, точнее не всегда проще, а иногда и дороже. Готовые комплекты являются компромиссным решением, поскольку с экономией времени вы получаете более высокую стоимость, при этом не всегда надлежащее качество материалов.

В большинстве магазинов продают модульные или линейные контуры, которые сравнительно дешевле, но при этом не всегда обеспечивают должного качества проводимости электричества.

Самостоятельно подобрав и соединив все компоненты вы будете на 100% уверены в качестве заземляющего контура, соответственно и в безопасности всего дома. Но не стоит отказываться от готовых комплектов — они прекрасно подойдут для обустройства небольшой дачи или коттеджа, гаражей и подсобных помещений, оборудованных электросетью.

Перед тем как вы закопаете всю конструкцию, необходимо выполнить окрашивание видимой части контура для надежной защиты от коррозии. Лучше всего зачистить всю плоскость элементов, поскольку некачественная подготовка перед покраской приведет к ускоренной коррозии металла.

После выполнения всех монтажных работ вам необходимо зарыть траншеи. Еще один совет — перед закапыванием можно залить свежий грунт соляным раствором, который повышает проводимость контура. Чтобы его приготовить руководствуйтесь пропорцией 2-3 кг соли на 10 литров воды. После нужно тщательно утрамбовать почву для лучшего контакта с контуром, малая плотность негативно сказывается на показателях сопротивления грунта.

Нюансы и подводные камни в использовании контура заземления

Как бы хорошо вы не произвели расчеты количества и качества материалов, есть нюансы, которые не зависят от них, но об этом должен знать каждый домовладелец.

В первую очередь речь идет о сопротивлении самого грунта, ведь оно разнится, в зависимости от его характеристик. Например сопротивление торфа составляет всего 20 Ом на 1 куб.м, а вот показатели песка могут достигать 1000 Ом на 1 куб.метр. Чернозем и глина практически не отличаются по своим характеристикам, их сопротивление на 1 куб.метр составляет 50 Ом и 60 Ом соответственно.

Также на уровень сопротивления влияет глубина водного горизонта, чем ближе он к поверхности, тем меньше сопротивление грунта. Обязательно учтите какой именно тип грунта в вашем регионе, и определите хотя бы приблизительные показатели сопротивления, так вы будете уверены в качестве работы заземления.

Итак, мы разобрали все важные особенности и требования к заземляющим контурам для частных домов. Если вы не знали как правильно сделать контур заземления, здесь рассмотрены все схемы, особенности и специфика процесса монтажа подобных систем.


Как проверить контур заземления после установки?

Все описанные ниже действия нужно проводить перед засыпкой траншей, поэтому не стоит спешить, повторная проверка позволить быть ещё более уверенным в надежности конструкции.

В первую очередь проведите визуальный осмотр:

  • Проверьте места соединения элементов на качество сварки, а также наличие трещин.
  • Исследуйте отсутствие следов повреждения соединительного провода и металлической полосы.
  • Осмотрите качество окрашивания элементов, при необходимости исправьте поврежденные места.

По такому же принципу необходимо проводить ежегодный контроль состояния контура заземления частного дома. Благодаря этому он будет работать долгие годы, без необходимости замены элементов.

Кроме этого, стоит уделять внимание и периодическим проверкам физических показателей контура, таких как сопротивление. ПЭУ гласит, что общее сопротивление всех повторных заземлений в любое время года не должно превышать 10 и 20 Ом для сетей с напряжением 380 В и 220 В соответственно. При этих же напряжениях сопротивление каждого отдельного элемента заземления не должно превышать 30 Ом и 60 Ом для сетей 380 В и 220 В соответственно.

Обязательно помните — кроме соответствия техническим параметрам, заземляющий контур должен соответствовать всем требованиям стандартов ГОСТ и ПЭУ, регламентирующих этот вопрос. Только полное их соблюдение позволит быть уверенным в работе заземления для частного дома на 100%.

Финальная стадия — ввод заземления в дом

Хотя все уличные работы по организации заземляющего контура мы уже разобрали, нужно еще подумать о соединении электропроводки и контура заземления.

Для соединения нужно использовать такую же шину, как и для соединения проводников. Лучше всего постараться «дотянуть» металлическую шину прямо к электрощитку, но если это не удастся, стоит сделать это хотя бы с наружной стороны дома, и после соединить при помощи медного провода сечением 6-10 мм2.

Если вам кажется что всё настолько просто, не забывайте о том что есть несколько схем подключения — TN-C-S и TN-S.

Схема TN-S — наиболее современный и надежный тип электропроводки. Такая схема совместима с трансформаторами с глухозаземленной нейтралью, при этом проводники N и PE разделены на протяжении всей линии от подстанции до потребителя. Этот вариант подразумевает использование пятижильного кабеля, благодаря чему обеспечивается максимальная эффективность и безопасность.

Схема TN-C-S — отличный вариант организации заземления на временной основе. Исходя из этой схемы, нейтральная жила N пересекается с проводником PE, при этом в таком случае необходимо несколько точек заземления. От подстанции проводится общий провод PEN, который на подводе к жилому дому разделяется на PE и N. Чаще всего подобные схемы применяются на участках новостроя, или при отсутствии современной электросети в регионе. В последнем случае необходимо дождаться проведения полноценной пятижильной системы службами электросетей.

Главным недостатком второго варианта является необходимость прокладки проводки трехжильным кабелем, который впоследствии всё равно придется заменить более надежным пятижильным. Также при необходимости подключения трёхфазной сети 380В необходимо использовать всё тот же пятижильный кабель. Исходя из всего этого выходит что затраты на монтаж проводки по этой схеме является экономически невыгодным.

Если изначально позаботиться о прокладке правильного типа проводки, внедрение заземления не станет для вас проблемой. Кроме этого, применение пятижильной линии позволит существенно сэкономить, поскольку вам не придется повторно заниматься прокладкой электросетей в собственном доме.


Оцените материал:

Устройство заземления в частном доме. Из чего состоит заземление

Ежедневно люди используют для своих нужд разнообразные электрические приборы, такие как холодильник, стиральная машина, индукционная плита, микроволновая печь и др. Более того, можно уверенно сказать, что представить себе жизнь без этих приборов сегодня уже невозможно. Электрическая бытовая техника буквально заполнила наши дома благодаря развитию в последнее время различных технологий.

Однако следует помнить об опасности, которую представляют для нас электрические приборы при нарушении их изоляции. Поэтому необходимо обязательно позаботиться об устройстве заземления в частном доме, что позволит обезопасить самого себя и своих домашних от непредвиденных ситуаций.

Мало кто имеет понятие о том, что собой представляет устройство заземления, для чего оно нужно и как работает. В случаях неисправности изоляции система отводит опасный потенциал в землю, то есть при повреждении электропроводки вы останетесь в безопасности и не будете ударены током от корпуса мощного электрического прибора. Для этой цели и предназначено устройство заземления.

В соответствии с Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ), заземление определяется в качестве системы, в которой соединяются определенная точка электрического прибора, оборудования, установки или сети с заземляющим устройством. В данной статье поговорим о том, из чего состоит устройство заземления в частном доме и квартире.

Из чего состоит заземление в частном доме

Составляющими любой системы заземления являются два основных элемента: проводник и заземляющий контур (заземлитель). Совокупность данных элементов вместе с устройством защитного заземления и называется заземлением. Отдельно разберем каждую часть схемы. Отдельно разберем каждую часть схемы.

Устройство контура заземления

Группа связанных между собой металлических проводников расположенных в грунте образуют контур заземления. Устройство контура заземления должно выступать в качестве основного элемента системы. Элементами контура заземления являются вертикальные и горизонтальные заземлители (электроды).

Критерием, влияющим на эффективность работы всей системы, является способность данных заземлителей к рассеиванию тока. При осуществлении монтажа заземляющих элементов следует учитывать большое количество факторов, от которых напрямую зависит основной показатель эффективности заземлителей, который электрики именуют как сопротивление заземляющего контура.

Вертикальные заземлители (штыри)

Вертикальными заземлителями, или штырями, являются металлические элементы, забиваемые вглубь почвы. В качестве штырей может применяться прут из металла, диаметр которого составляет 16 и более миллиметров. Необходимо отметить, что арматуру в качестве штырей применять запрещено, ведь ее каленая поверхность может приводить к изменению распределения тока. Кроме того, каленый слой в земле характеризуется относительно быстрым разрушением.

Вторым вариантом является уголок из металла с 50-миллиметровыми полочками. Преимущество данных материалов состоит в возможности вбивания их в мягкую почву при помощи кувалды. Для более легкой возможности совершения такой процедуры, один конец делается заостренным, а на второй приваривается площадка, удары по которой наносятся гораздо легче и проще.

При определении глубины забивания штырей, учитывается глубина промерзания грунта. Штыри, выступающие в качестве заземлителей, должны находиться в грунте ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. Если Ваш регион характеризуется засушливостью летнего сезона, то штыри необходимо расположить хотя бы частично во влажной почве.

Поэтому в основном применяются уголки или прут, длина которого составляет от 2 до 3 метров. Указанные размеры позволяют обеспечивать достаточную площадь соприкосновения с почвой, которая делает возможным рассеивание токов утечки.

Горизонтальные заземлители (полоса)

Горизонтальными заземлителями, или полосами, называются элементы, соединяющие все вертикальные составляющие в одну цепь. Для этих целей лучше всего использовать полосовую сталь размером 40×4 мм, но здесь может подойти и 16-миллиметровый прут или уголок. Местом расположения полосы должна быть не поверхность грунта, а специально выкопанная траншея.

Траншея является местом, где укладывается полоса, которая связывает электроды. Она должна заглубляться вниз на 0,7-0,8 метра по уровню планировочной отметки земли. Вариант с менее углубленной траншеей грозит опасностью воздействия на полосу осадков и быстрой коррозии.

Для соединения заземлителей друг с другом посредством полосы используется сварка. Затем производится вывод конца полосы на стену здания или, при возможности, ввод в здание недалеко от щитка. К полосе осуществляется приварка болта для подключения заземляющего проводника.

Соединительная полоса

Соединительная полоса является металлическим проводником, который идет от заземлителей к распределительному щиту или к защищаемому устройству. Эти цели требуют применения полосовой стали размером 40×4 мм. Для экономии и удобного выполнения поворотов и изгибов можно использовать 10-миллиметровый прут.

Чтобы легко завести металлическую полосу в распределительный щит или в дом, сначала доводят шину заземления до наружной домовой стены. На конце приваривается болт с резьбой М 10 или М12, который позволяет присоединять провод из меди сечением 6 кв.мм и более. После этого проводник заводится в распределительный щит.

Зажим для подключения проводника (только для МОДУЛЬНОГО заземления)

Появление модульных штыревых систем было зафиксировано несколько лет назад. Эти системы представляют собой комплект штырей, забиваемых на глубину до 40 метров. Т.е. получается заземлитель большой длины, уходящий на глубину. Для соединения штырей между собой используются специальные хомуты, фиксирующие их и обеспечивающие эффективное электрическое соединение.

Подключение между заземляющим проводником и штыревым заземлителем производится при помощи болтового зажима, в котором имеются разъемы под заземляющий стержень, кабель и полосу из стали.

Защита зажима от окисления и возможность ревизии

В качестве замены готовому ревизионному люку, который идет в комплекте и имеет достаточно большие размеры, может использоваться канализационная муфта. На ее нижнюю часть производится крепление фанерной заглушки с отверстием под стержень.

Заводим заземление в дом — соединение с электрощитом

Сделанный контур нужно соединить с электрическим щитом. Делается это посредством вывода подключенной к контуру соединительной полосы на поверхность возле фасада дома, и соединения контура с щитовой при помощи медного проводника сечением 6мм2, после приварки к полосе болта.

Болтовое соединение должно находиться на поверхности, и к нему необходимо предоставить доступ для ревизионных целей.

Шина заземления в электрощите

Шина заземления, которая устанавливается в электрощите, является обычной латунной пластиной, оснащенной отверстиями для крепления наконечников кабелей через болтовое соединение. Заземляющие провода заводятся на шину заземления от всего имеющегося оборудования.

Именно к этой шине подключаются заземляющие провода всех розеток. Вот таким является устройство заземления в частном доме.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

При монтаже заземления в частном доме, необходимо соблюдать обязательное условие относительно забиваемого в землю электрода. Вбиваемые в землю вертикальные электроды, из которых состоит устройство контура заземления, должны иметь длину не менее 2,5-3 метров.

В процессе забивания электрода кувалдой, будет расплющиваться та его часть, по которой наносятся удары, поэтому в конце его нужно срезать болгаркой. Следовательно, изначально необходимо выбирать трехметровую длину электрода.

Расстояние между электродами должно превышать 2,5-3 метра (обычно приравнивается к длине самих штырей).

Для чего это делается и можно ли забить несколько горизонтальных заземлителей (штырей) рядом друг возле друга? Будет ли это эффективно?

Это связано только с тем, что ток может растекаться от заземлителей, и никоим образом не зависит от формы Вашего контура – треугольной или прямой. При забивании электродов ближе, чем на 2,5 метра, все электроды будут работать практически как один. Поэтому количество забитых электродов в таком случае не будет иметь никакого значения.

Как устроено заземление в квартире

Системы заземления, используемые в современных новостройках, которые были построены после 1998 года, — являются ТN-S и ТN-С-S, с предусмотренным в них выделенным заземлением. Проводка прокладывается по системе из трех жил, которая подключена к контуру заземления.

Основная отличительная характеристика систем распределения электрического питания в новых и старых возведениях заключается в наличии или отсутствии отдельных заземляющих проводников. До 1998 года применялись ГОСТы СССР, в соответствии с которыми не предусматривалось наличие заземляющего провода в схеме. В связи с небольшим ассортиментом бытовой техники у населения, ранее отсутствовала необходимость в таком проводе.

По мере увеличения количества бытовых приборов по домам, в электросетях возводимых новостроек начали появляться отдельные проводники заземления. Они сосредоточены в распределительных щитах, которые установлены во всех подъездах.

В данном разделе рассмотрим пример, когда в многоэтажном доме имеется устройство заземления.

ВРУ (вводное распределительное устройство) дома

Схема электрического снабжения, которая используется в настоящее время, называется TN-S. Она предусматривает разведение заземляющего провода наряду с нулевым и фазовым проводом по всему зданию и прохождение его отдельно до самой подстанции, в надежное и глубокое место под землей.

Такой системой предусматривается применение кабеля из пяти жил, который заводится в вводное распределительное устройство. Окраска трех фазных проводов производится в по цветовой маркировке. Четвертый провод является нулевым, а его окраска осуществляется в синий или голубой цвет.

Пятый зеленый или желто-зеленый провод применяется в качестве заземляющего проводника. Он подключается к ГЗШ – отдельной шине, соединенной с корпусом распределительного щита.

Магистральный провод заземления

Начиная от ВРУ и заканчивая последним этажным щитом по стоякам через каждый этажный щит проходят магистральная линия электроснабжения.

Магистраль состоит их трех фаз, нулевого и заземляющего провода. В электрощите каждого этажа имеется соответствующая шина для подключения магистрали того или иного провода.

Шина заземления в этажном щите

В этажном щите ответвление магистрального заземляющего проводника выполняется на отдельную шину. Именно к этой шине подключаются все заземляющие провода каждой квартиры. Если шина PE в щите не предусмотрена к специальным клеммным колодкам.

PE проводник в квартиру

Обычно в новостройках в каждой квартире расположен свой щиток. Питание к нему поступает отдельным кабелем трех- или пяти-проводным (в зависимости от количества фаз). В составе этого кабеля имеется отдельная жила – заземляющая. С обеих сторон она подключается к шинам PE этажного и квартирного щита.

Вот так выглядит устройство заземления в квартире. Дорогие друзья надеюсь, статья была написана доступным языком для Вас. Если остались вопросы задавайте в комментариях. Буду благодарен за репост в соц.цетях.

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

Большая часть домов в нашей стране оснащена системой электропередач, не имеющей заземления, по старому образцу. Необходимо помнить, что работа современных бытовых устройств без наличия заземляющего контура способствует возникновению в их деятельности различных неисправностей, и, как следствие, выходу из строя. Владельцам домов приходится самостоятельно производить устройство заземления, которое необходимо для создания электробезопасности.

Для чего нужно устройство заземления

Основной задачей заземления является отключение напряжения сети при возникновении утечки тока. Это может быть выражено в виде прикосновения человека к токоведущим частям, повреждения изоляции электрических проводов. Другой, не менее важной функцией заземления является создание нормальных условий для работы бытовых электрических устройств.

Некоторые устройства требуют кроме заземляющего контакта в розетке, еще и прямого подключения к шине заземления. Для этого имеются специальные зажимы.

Например, микроволновая печь может создавать фон, опасный для человека, если ее не подключить напрямую к заземляющей шине. На задней стенке корпуса печи может находиться специальная клемма для заземления. А если прикоснуться влажными руками к стиральной машине без заземления, то руки может неприятно щипать. Решить эту проблему можно только, подключив «землю» на корпус стиральной машины. С электрической духовкой ситуация похожа на предыдущие случаи.

Также своеобразно реагирует на наличие заземления бытовой компьютер. Если сделать заземление на корпус системного блока, то может повыситься скорость Интернета, и исчезнут всевозможные зависания.

Не менее важным является устройство заземления в частных домах. Тем более, если дом деревянный. Все дело в возможных ударах молнии. На частных усадьбах много различных частей, которые притягивают молнии: скважины, трубы, колодцы и т. д. При отсутствии молниеотвода и контура заземления, удар молнии с большой вероятностью может привести к пожару. Обычно в сельской местности нет пожарной части, или она удалена, поэтому жилые и подсобные помещения могут пострадать или полностью выгореть за короткий срок. Вместе с заземлением рекомендуется выполнять устройство молниеотвода.

Правила устройство заземления

Искусственные системы заземления используют в случаях, когда естественные элементы заземления не удовлетворяют правилам. В качестве естественных элементов могут служить водопроводные стальные трубы, находящиеся в земле, артезианские скважины, элементы зданий из металла, соединенные с землей и т.п.

Запрещается применять бензопроводы, нефтепроводы и газопроводные трубы в виде естественных заземлителей.

Для самодельных элементов заземления рекомендуется использовать металлический уголок 50 х 50 мм, в длину 3 метра. Эти отрезки забивают в землю в траншее, имеющей глубину 0,7 метра. При этом оставляют 10 см отрезков над дном. К ним приваривают проложенный в траншее стальной пруток диаметром от 10 до 16 мм, либо стальную полосу аналогичного сечения по всему контуру объекта.

По правилам в электрических установках до 1000 вольт сопротивление контура заземления должно быть не выше 4 Ом. Для установок более 1000 вольт сопротивление заземления должно быть не выше 0,5 Ом.

Варианты и особенности

Всего существует 6 систем заземления, но в частных постройках используется чаще всего 2 схемы: TN — C — S и TT. В последнее время популярна первая из этих систем. В ней имеется глухозаземленная нейтраль. Шина РЕ и нейтраль N проводится одним проводом РЕN, на входе в здание устройство заземления разделяется на отдельные ветки.

В такой схеме защита осуществляется электрическими автоматами, при этом не обязательно монтировать устройства защитного отключения. Недостатком такой схемы можно назвать следующий момент. Если повреждается проводник РЕN между подстанцией и домом, то на шине заземления в доме возникнет напряжение фазы. При этом оно не отключается никакой защитой. В связи с этим правила требуют обязательное наличие механической защиты проводника РЕN, и резервное заземление на столбах через каждые 200 метров.

Однако, в селах электрические сети в основном не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому целесообразно применять схему ТТ. Эту схему лучше применять для отдельных построек, имеющих грунтовый пол, так как есть вероятность прикосновения сразу к заземлению и грунту, что опасно при схеме TN – C — S.

Отличие состоит в том, что «земля» идет на щит от индивидуального заземления, а не от подстанции. Эта система более устойчива к возникновению повреждений защитного проводника, но требует обязательной установки устройства защитного отключения. Иначе не будет защиты от удара током. Поэтому правила называют такую схему резервной.

Монтаж заземления

Устройство заземления существует двух видов, отличающиеся способом монтажа и свойствами материалов. Один вид состоит из модульной штыревой конструкции заводского исполнения с несколькими электродами, а второй вид выполняется самостоятельно из кусков металлопроката. Эти виды отличаются заглубленными частями, а надземная часть и проводники аналогичны друг другу.

Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:
  • Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
  • Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
  • Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Устройство заземления заводского исполнения имеет недостаток это высокая стоимость набора.

Материалы и инструменты

Заземлители, изготовленные самостоятельно, должны быть выполнены из оцинкованного металлопроката: прутка, уголка, либо трубы.

Купленные наборы состоят из омедненных штырей с резьбой. Они соединяются муфтами из латуни. Провод заземления соединяется со штырем зажимом из нержавейки с применением специальной пасты. Заземлители запрещается смазывать или окрашивать.

При выборе сечения проката необходимо учесть тот факт, что при воздействии коррозии со временем сечение уменьшится.

Наименьшие сечения проката выбираются:
  • Оцинкованный пруток – 6 мм.
  • Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
  • Прямоугольный прокат – 48 мм2.

Штыри соединяют полосой, проволокой или уголком. Ими подводят заземление до электрического щита. Размеры соединяющего проката: пруток – диаметром 5 мм, прямоугольный профиль – 24 мм2.

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:
  • Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
  • Медный без изоляции – 4 мм.
  • Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
  • Изолированный медный – 1,5 мм.

Для соединения всех проводников заземления нужно применять заземляющие шины, выполненные из электротехнической бронзы. По схеме ТТ элементы щита крепятся на стенку ящика.

Заземлители, изготовленные самостоятельно, забивают в землю кувалдой, а заводские элементы с помощью отбойного молотка. В обоих вариантах целесообразно использовать стремянку. Прокат из черного металла сваривается ручной сваркой.

Земляные работы

Заземлители располагают от фундамента на расстоянии 1 метра. Размечается контур заземления в виде треугольника, окружности или линии. Расстояние между штырями должно быть не менее 1,2 м. Рекомендуется сделать треугольник с 3-метровой стороной, и длиной штырей 3 метра.

Затем копают траншею глубиной 0,8 м. Ее ширина должна быть удобной для сварки проводников. Чаще всего делают траншею шириной 0,7 м.

Подготовка электрода (штыря)

Электрод заостряется с помощью болгарки. Если металлопрокат, бывший в употреблении, то необходимо его очистить от старого покрытия. На штырь заводского исполнения навинчивается острая головка, место соединения смазывается специальной пастой.

Заглубление электродов

Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Начинать удары лучше, находясь на стремянке или подмостьях. При мягком металле удары наносят через деревянные бруски. Штыри забиваются не до конца, над поверхностью дна оставляют 10-20 см для выполнения соединения с контуром.

Заводские электроды забивают отбойным молотком. После заглубления штыря, на него навинчивают муфту и другой заземлитель. Далее процесс повторяют до достижения необходимой глубины.

Соединение электродов

Штыри обычно соединяют полосой 40 х 4 мм. Для проката из черного металла используют сварочное соединение, так как болты быстро подвергнутся коррозии, что увеличит сопротивление контура. Сваривать необходимо качественным швом.

Заземление от готового контура проводится полосой к дому, загибается и крепится на фундаменте. На краю полосы приваривают болт для крепления провода от щита.

На последний электрод монтируется крепежный хомут и закрепляется провод. Зажим герметизируют специальной лентой.

Засыпка траншеи

Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.

Устройство заземления, приобретенное в магазине, с одним штырем, может иметь в комплекте пластмассовый колодец для ревизии.

Проведение в щит

Распределительный щит фиксируется на стене здания, кроме мест с высокой влажностью. Сквозь стены провод проводят с применением трубных гильз. В щитке провод заземления соединяется с заземляющей шиной, установленной на корпусе щита, болтовым соединением.

Сопротивление заземления проверяют мультиметром. Если оно оказывается больше 4 Ом, то нужно увеличить число электродов. На разъем шины заземления также подключаются провода заземления в желтой изоляции, которые приходят в щит от потребителей. При присоединении светильников, розеток, различных устройств желтые провода заземления также подключают к своим клеммам. Например, в розетках такая клемма с винтом расположена в центре.

Похожие темы:

Контур защитного заземления. Схема, фото, пояснения

Автор Alexey На чтение 7 мин. Просмотров 849 Опубликовано Обновлено

Контуром заземления называют находящееся в земле соединение горизонтальных и вертикальных заземлителей (электродов).

Совокупность помещённых в грунт электродов и заземляющего провода, который соединяет данный контур и главную заземляющую шину (ГЗШ) являет собой заземляющее устройство (ЗУ). Важнейшей характеристикой ЗУ является переходное сопротивление (металлосвязь) и сопротивление контура растеканию токов в земле.

От качества выполненных работ зависит заземление каждой розетки в доме и надёжность молниезащиты.

Расчет контура

Сопротивление контура заземления зависит от:

  •  параметров заземлителей: длины, площади контакта, количества электродов, расстояния между ними;
  •  длины соединяющих заземлители проводников;
  •  удельного сопротивления грунтов;
  •  влажности почвы;
  •  солёности грунта;
  •  температуры времени года;

Чтобы правильно выполнить все расчеты, необходимо иметь инженерное образование, и разобрать множество формул.

Из практического опыта известно, что ни одна из методик расчета не учитывает в полной мере все факторы, поэтому после выполнения работ результаты измерений практически всегда неожиданны. Поэтому часто пользуются типичным проектом, проверяя соответствие параметров у готового контура.

Естественно, что в отношении контура заземления для электростанции или большого производства расчеты обязательны, но для бытового использования можно выбрать подходящую схему заземляющего устройства и качественно её воплотить в металле, правильно выбрав место установки.

Даже без произведения расчётов из таблицы можно понять, какой тип грунта будет лучше всего для заземляющего устройства.

Как правило, в частном секторе для заземления используют одноконтурную схему, которая состоит из трёх вертикальных штырей, труб или уголков, соединённых между собой стальными полосами.

Использование одноконтурного заземления для частного дома

Соединение электродов в заземляющем устройстве выполняется в виде горизонтального равностороннего треугольника с вертикальными заземлителями, находящимися на его вершинах.

Типичная схема заземления небольшого частного дома

Такой проект заземляющего контура подходит для большинства небольших коттеджей и дачных домиков, получаемых однофазное энергоснабжение, выполненное по схеме TN-С-S, с повторным заземлением и разделением совмещённого нулевого провода PEN системы TN-С.

Но намного более надёжной будет схема с несколькими контурами, из-за того, что в одном месте свойства грунта могут измениться, он может высохнуть в жару, или промёрзнуть зимой, также вследствие проведённых рядом земляных работ могут измениться подземные водяные потоки.

Схема двойного контура зземления

Наиболее лучшей схемой традиционного заземляющего контура является кольцевая, или прямоугольная, обустроенная вокруг дома.

Заземление сделанное по периметру , самое надежное

Внутренний контур является ГЗШ и обеспечивает более рациональное подключение защитного провода PE к розеткам и корпусам электрооборудования. Для обустройства внешнего контура необходимо отойти от здания на расстояние не менее полторы – двух метров. Такую же схему используют для контура заземления трансформаторной подстанции.

Схема заземления Трансформаторного пункта

Для более сложных зданий горизонтальные заземлители прокладывают по периметру фундамента, на отдалении, требующемся, чтобы не вызвать осадку грунта при земляных работах.

Также применяют контур заземления в виде сетки.

Земляные работы

Поскольку контур заземления прокладывается в земле, то без земляных работ не обойтись.

Копают траншеи или яму глубиной ниже полуметра, вбивают в дно вертикальные электроды и прокладывают горизонтальные заземлители также по дну, соединяя в единый контур.

Контур заземления по типу треугольника по вершинам вбиты вертикальные заземлители

 

Засыпают траншею однородным грунтом без камней и мусора, утрамбовывая. Часто при прокладке вводной подземной линии электропередач, чтобы сэкономить на земляных работах, прокладывают горизонтальный линейный заземлитель в данной траншее, с установкой вертикальных электродов.

Зазыпка контура заземления и вывод на шину РЕ

В данном случае необходимо будет поверх установленного заземляющего контура насыпать подушку из грунта, плотно утрамбовав, после чего насыпают прослойку из песка, для прокладки кабеля. Самое главное при данных обстоятельствах проследить, чтобы выступающие части заземлителей не соприкасались и не повредили кабель.

Независимо от типа ЗУ, его установка должна производиться ниже точки промерзания грунта, из-за того, что замерзшая вода в почве в виде льда перестаёт быть проводником, и заземление теряет эффективность.

Установка Заземляющего контура ниже точки промерзания грунта и в скале

Данное обстоятельство не имеет никакого значения в случае применения глубинных заземлителей, которые устанавливаются в скважинах на значительную глубину 20-50 м.

Материалы заземлителей и заземляющего проводника

Применяют для электродов стальной металлопрокат, или медные проводники. Не допускается применение алюминия в качестве электродов. Использовать алюминиевый кабель в качестве заземляющего проводника допускается лишь в изоляции, защищающей жилу от коррозии, но в этом случае придётся уделить повышенное внимание герметизации болтового соединения.

Для соединения электродов применяют тот же вид металлопроката, что и при сборке заземлителей.

Использование заземлителей, покрытых медью.
В данной таблице не указан сравнительно новый, инновационный материал для заземлителей –омеднённые прутки, покрытые тонким слоем (0,275 мм) меди.

стальной пруток покрытый медью для вертикального заземлителя

Для данного материала следует применять параметры, указанные для оцинкованной стали.

Выпускаются такие заземлители в виде комплектов для быстрого монтажа заземляющего устройства.


Примечательно, что с их помощью можно монтировать глубинные заземлители без бурения скважин – на первый штырь навинчивается острый наконечник, который облегчает прохождение электрода в грунт.

При помощи соединительной муфты прикручивается ударопрочная головка, Не дающая металлу и резьбовому соединению разрушаться при ударах.

По мере углубления, головку отвинчивают, вкручивают новый стержень, на него прикручивают другую муфту, снова присоединяют головку и продолжают процесс забивания модульного заземлителя до требуемой глубины.

Часто для облегчения работ, вместо кувалды используют вибромолот. К последнему штырю крепят заземляющий провод или горизонтальный заземлитель, прокладываемый в виде полосы, покрытой медью, при помощи специального хомута.

Модульная установка заземляющего контура

Такой монтаж позволяет обойтись без сварочных работ, производится достаточно быстро. Минусом может быть недобросовестная затяжка болтов, поэтому в месте крепежа будет не лишним предусмотреть небольшие колодцы для проведения технологического осмотра и подтяжки соединений.

Схема контура модульного заземляющего контура

Контур заземления из стального металлопроката

Наиболее подходящим видом проката в качестве материала для вертикальных заземлителей будет уголок или труба (круглая или профильная). Для облегчения забивания уголок или трубу надрезают под углом 30-45º.

заостренный уголок для вертикального заземлителя

Больший угол затруднит прохождение плотных слоёв грунта, а при меньшем возможно загибания металла на кончике. Забивают заземлители в дно траншеи или ямы при помощи кувалды или вибромолота. Металл от ударов кувалды неизбежно расклепается, но это не страшно – главное хорошо проварить место соединения вертикального и горизонтального заземлителя.

Вибромолот для забивания вертикального заземлителя

Проверка контура заземления

Проверяют сварные швы, простукивая их молотом, а затяжку гаек при помощи ключа. Измерять сопротивление должны производить специалисты лицензированной электрической лаборатории, они же выдадут акт.

В системе TT чем меньше сопротивление, тем лучше, но в отношении TN-С-S не стоит, чтобы сопротивление было меньше чем у трансформаторной подстанции – 4 Ом, иначе вся нагрузка на заземление воздушной линии ляжет на данный домашний контур.

Оборудование для измерений слишком дорого, поэтому существует народный метод – в идеале контур должен обеспечивать работу домашних электроприборов на максимально возможном для автомата токе. Для этого один провод от переносной розетки подключат к фазе, а другой к контуру заземления, и в розетку включают нагрузку.

На практике контур считается хорошим, если подключаемый между фазой и заземлением электронагревательный прибор мощностью 2 кВт будет исправно работать, и падение напряжения между фазой и заземлением будет не больше 10 В. Но надо быть очень осторожным, проводя такие манипуляции и не находиться в этот момент вблизи контура.

Монтаж контура заземления: порядок работы

По требованиям Правил устройства электроустановок все вновь сооружаемые электропроводки имеют дополнительный проводник. Называется он защитным проводником (РЕ), маркируется чередованием полос желтого и зеленого цвета.

Защитные проводники подключаются к корпусам электроприборов и соединяют их с контуром заземления. Бытовая техника: компьютеры, стиральные машины, электроплиты, СВЧ-печи — соединяется с защитными проводниками через заземляющие контакты розеток.

Розетка с заземляющими контактами

При пробое изоляции бытовых приборов их корпуса оказываются под напряжением. При соприкосновении с корпусом поврежденного прибора человек будет поражен электротоком. Преднамеренное соединение корпусов с землей при пробое изоляции приводит к возникновению короткого замыкания, которое отключит аппарат защиты, и поврежденное оборудование своевременно обесточится.

Даже если ток будет незначительным и отключения не произойдет, при прикосновении человека к корпусу ток через его тело будет иметь величину, не опасную для его жизни. Тело человека имеет сопротивление от десятков до сотен тысяч Ом, а сопротивление заземляющих проводников не превышает нескольких Ом. Поэтому ток через тело человека будет значительно меньше тока, уходящего в землю через защитные проводники.

Пути токов утечки через заземление и человека

Помимо защиты людей заземление корпусов приборов экранирует электромагнитные поля, излучаемые ими в процессе работы. Это снижает уровень помех, мешающих работе других приборов.

Защитные проводники нельзя подключать к нулевой шине электрощита. Старые электропроводки подвержены обрывам в цепях нулевых проводников, результатом которых неизбежно будет появление на нулевом проводе некоторого потенциала относительно «земли». Величина потенциала может доходить до 220В и, если он окажется на корпусе прибора, вас ждет серьезная травма.

Запрещено использование в качестве защитных проводников газовых труб, труб отопления и канализации. Нельзя использовать для этой цели водопроводные трубы, так как они не везде выполняются металлическими.

Для подключения заземляющих проводников необходим контур заземления.

Что такое контур заземления?

Образец контура заземления

Контур заземления – это группа электродов, забитых в землю и называемых вертикальными заземлителями. Между собой они связаны горизонтальным заземлителем при помощи сварки. Горизонтальный заземлитель выводится на стену здания или идет напрямую во вводное распределительное устройство.

Для изготовления вертикальных заземлителей используются стальные уголки или трубы, а горизонтальных – стальная полоса или круглый профиль. Их нельзя окрашивать, иначе электрический контакт с грунтом будет слабым, и контур потеряет эффективность.

Если здание имеет в составе конструкции, заглубленные в землю, то они тоже могут выполнять функции контура заземления. Они называются естественными заземлителями.

Как сделать заземление?

В изготовлении контура заземления нет ничего сложного, и его можно сделать самостоятельно.

Для этого потребуются:

  • для вертикальных заземлителей: уголок или трубы со стенками толщиной не менее 4 мм или арматура диаметром не менее 14 мм;
  • для горизонтальных заземлителей: стальная полоса сечением не менее 100мм2 и толщиной стенки не менее 4 мм;
  • для ввода в здание: жесткий или гибкий провод сечением не менее 10 мм2;
  • инструменты: лопата, болгарка, кувалда, сварочный аппарат.

Порядок работы при монтаже контура заземления

  • 1. Выкапывается траншея глубиной около 0,5 м и шириной 0,5-0,3 м. Длина траншеи – около 5 м. Располагаться траншея должна так, чтобы начало ее совпадало с местом у стены здания, где контур будет выходить наружу.
  • 2. Через 1-1,5 м в траншею кувалдой забиваются заземлители. Для облегчения процесса концы заземлителей нужно заострить болгаркой.
  • 3. Заземлители соединяются между собой полосой при помощи сварки. Конец полосы выводится на стену здания или, если возможно, вводится в здание поближе к щитку. К полосе приваривается болт для подключения заземляющего проводника.
  • 4. Места соединения в траншее лучше окрасить, так как сварочные швы в земле быстро разрушаются.
Соединение сваркой вертикального и горизонтального заземлителя
  • 5. Полоса снаружи и внутри здания окрашивается чередующимися полосами желтого и зеленого цветов.
  • 6. Перед тем, как засыпать траншею, неплохо бы измерить сопротивления полученного контура. Делается это специальными приборами. Если сопротивление будет недостаточным, забиваются дополнительные электроды и присоединяются то же полосой. И так до получения нужного значения (не более 4 Ом).
  • Если приборы Вам не доступны, при определении количества электродов руководствуйтесь своими возможностями и здравым смыслом. Электродов нужно много, если грунт песчаный и еще больше, если вместо грунта – сплошные камни. На черноземе хватает 5-7 электродов для получения приемлемых результатов. Не посыпайте солью контур заземления. Проводимость его улучшится, но и сгниет он быстрее.
  • 7. Засыпаем траншею грунтом без строительного мусора.
  • 8. В щитке устанавливается дополнительная шина – РЕ. Она соединяется проводником желто-зеленого цвета с выводом контура заземления. Теперь можно соединить с шиной РЕ все корпуса электроприборов.

Оцените качество статьи:

контур заземления по пуэ нормы

 

Наша электролаборатория производит весь комплекс электротехнических измерений, результаты которых предоставляются в надзорные органы: Энергонадзор Ростехнадзор, пожарным инспекторам. Мы прошли государственную аккредитацию и имеем аттестат установленного образца. Протоколы, выдаваемые нашей организацией, имеют силу юридического документа. Мы располагаем всеми необходимыми средствами измерения. Наши специалисты обладают необходимой квалификацией, владеют методиками электротехнических измерений. Наша лаборатория всегда готова откликнуться на предложения сотрудничества.

Проверка контура заземления на соответствие нормам. Прибор MRU-101

Часто нам задают вопросы, каковы нормы контура заземления по ПУЭ, каковы нормы контура заземления по ПТЭЭП? Действительно многие вопросы, связанные с заземлением у значительной части электриков вызывают определенные трудности. Далеко не все, сдавая ежегодный экзамен, радуются, когда среди вопросов встречается вопрос, связанный с сетью заземления. Это касается как простых электромонтеров, так и инженеров электриков.

Как правило, в повседневной работе для большей части электротехнического персонала достаточно общих представлений о назначении заземления и правил присоединения частей электроустановок к сети заземления. Для энергетиков предприятий и организаций, лиц ответственных за электрохозяйство ситуация выглядит иначе.

При посещении предприятия представителями надзорных органов, энергетику необходимо предоставить им протоколы установленного образца. Такие протоколы может составить только аккредитованная электролаборатория.

Измерение сопротивления растеканию тока контура заземления на соответствие нормам. Прибор MRU-101

Результаты измерений сопротивления заземляющих устройств должны соответствовать нормам, прописанным в ПУЭ и ПТЭЭП. Оба документа исчерпывающе регламентируют требования к заземляющим устройствам.

В дальнейшем мы будем рассматривать вопросы, связанные с электроустановками до 1000 В:

Что касается норм сопротивления контура заземления, то следует уяснить, что требования ПУЭ относятся к проектируемым, вновь возводимым и реконструируемым электроустановкам. Протоколы измерений в этом случае составляются один раз в процессе приёмосдаточных работ.

В дальнейшем, при эксплуатации электроустановок начинают действовать нормы ПТЭЭП. Эти правила определяют не только нормы сопротивления контура заземляющего устройства, но и периодичность проведения измерений. Заинтересованного читателя отсылаем к ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 3 и ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36. В этих пунктах ПУЭ и ПТЭЭП содержится подробная информация о нормах сопротивления заземляющего контура.

Внимательное знакомство с этими документами показывает, что нормы, определяемые обоими документами, совпадают полностью. В них отражаются измерения, проводимые для контуров заземления электроустановок различного рабочего напряжения. Нормы приводятся для измерений сопротивления контура заземления с учетом присоединения естественных заземлителей и повторных заземлений так и без учёта оных. Приводим сводную таблицу:

Напряжение электроустановки (В) 220- 127 380-220 660-380
Сопротивление без повторных заземлителей (Ом) 60 30 15
Сопротивление с повторными заземлителями (Ом) 8 4 2

 

Под повторными заземлителями и естественными заземлителями следует понимать способ устройства заземления присоединяемых к сети электроустановок. Например, к трансформаторной подстанции присоединена осветительная сеть жилого дома. В этом случае контур заземления дома является повторным заземлением. Понятно, что измерения проводятся с присоединенными потребителями и при отключении их цепей заземления.

Надо заметить, что методика измерений довольно сложна. Например, рекомендуется проводить измерения в летнее и зимнее время года, когда удельное сопротивление грунта минимально. В другое время года к результатам измерений применяются поправочные коэффициенты. Особые требован предъявляются к местам установки измерительных электродов, например, к расположению их по отношению к подземным коммуникациям, металлическим трубопроводам.

Все нюансы проведения подобного рода измерений способны учесть только профессионально подготовленные специалисты. Для проведения измерений используется только сертифицированные измерительные приборы прошедшие государственную поверку и имеющие клеймо Госповерителя.

Если вы заинтересованы в проведении разного рода электротехнических измерений, обращайтесь к нам. Мы сотрудничаем с заказчиками из Москвы и Московской области. Наши специалисты быстро выезжают на место проведения работ и в кратчайшие сроки выполняют измерения. На все возникающие вопросы мы ответим, если вы обратитесь по контактам, размещенным на нашем сайте.

Похожие статьи

Поддержите наш проект, поделитесь ссылкой!

Как избавиться от гула, гудения и других шумов в вашей аудиосистеме

Примечание редактора, 16 июля 2017 г .: Мы обновили этот рассказ новыми иллюстрациями и новыми советами и приемами.

Итак, вы только что распаковали свое новое развлекательное оборудование, все подключили, и вы слышите гудение, вой, шипение, болтовню или любое количество других раздражающих шумов, которые, как известно, мешают звуковому оборудованию. Вы даже можете увидеть на телевизоре полосы или волны.Итак, вы приносите все это обратно в магазин только для того, чтобы посмотреть, как продавец подключает его, и все работает идеально. Что за…?

Я хотел бы сказать вам, что вы не сделали ничего плохого, но вы могли это сделать, по крайней мере, случайно. Опять же, это может быть плохая проводка, неисправное оборудование или просто шумная электронная среда. Независимо от типа шума, который вы слышите, и от его причины, вот как от него избавиться.

Примечание. Некоторым присущим шумам, например шипению ленты или шипению, когда вы увеличиваете усиление на входе.Это часть оборудования, и единственное лекарство — это, как правило, лучшее оборудование.

Контуры заземления
Упомянутые в статье

Причиной номер один необычного звукового шума и странного видео является контур заземления просто потому, что его чертовски легко создать. Наиболее частые проявления — это громкое жужжание или гудение, исходящее из динамиков, или полосы прокрутки на экране телевизора. Это также может быть гораздо более тихий, но столь же раздражающий гул или гудение, которое вы слышите только тогда, когда в остальном в комнате тихо.

Замыкание заземления в развлекательном оборудовании обычно возникает, когда одна или несколько единиц оборудования подключены к сети переменного тока (переменного тока) в разных местах, а затем соединены вместе электрическими (а не оптическими) сигнальными кабелями — RCA, HDMI, композитный, компонентный — экран которого заземлен. Проще говоря, это создает одноконтурную антенну, которая просто любит поглощать различные типы шума посредством электромагнитной индукции. Вы можете увидеть, как создается цикл, на диаграмме ниже.

Роб Шульц Одним из способов создания контура заземления является питание взаимосвязанного оборудования от разных розеток переменного тока: Земля проходит через экранирование сигнальных кабелей.

Все, что разрывает петлю, устраняет шум, и самый простой способ сделать это — подключить все к одной розетке переменного тока. Как показано ниже, просто подключите все свое оборудование к единому удлинителю, сетевому фильтру или силовому центру и подключите его к стене. Задача решена. С большинством мультимедийных устройств можно легко справиться с помощью одной цепи на 10 А, а большинство бытовых цепей по крайней мере таковы.

Роб Шульц Питание подключенного оборудования от одной розетки переменного тока устраняет большинство контуров заземления. Если гул по-прежнему слышен, проверьте, есть ли у вашей антенны или кабельного провода собственное заземление.

Могут быть случаи, когда вы просто не можете добраться до той же розетки с оборудованием. На ум приходят динамики и сабвуферы с автономным питанием. Вы можете просто «потянуть за землю», используя переходник с трех контактов на два, но это представляет потенциальную опасность поражения электрическим током. Посмотрите на Ли Харви и Stone the Crows экстремальный пример того, что может случиться с мощным оборудованием.

Если использование удлинителя нецелесообразно, вы можете купить глушитель, например Hum X от Ebtech. Но это стоит 70 долларов. Есть и другие продукты, которые делают примерно то же самое, некоторые из которых прерывают петлю в сигнальных кабелях, но все они также дороги. Если у вас есть навыки, вы можете построить свой собственный гудок примерно за 10-15 долларов. В Интернете вы найдете много информации, которая покажет вам, как это сделать, но для выполнения этой задачи требуется умеренное владение паяльником и аналогичными инструментами.

Ebtech

Hum X от Ebtech надежно устраняет шум контура заземления. Есть также онлайн-решения для самостоятельного изготовления, которые дешевле, если у вас есть навыки.

Если эти методы не помогут, проблема может заключаться в беспроводной антенне (OTA) или в коаксиальном кабеле кабельного телевидения, у которого есть собственный путь к земле. При обращении с разветвителями коаксиального сигнала я получил довольно неприятные удары. Обычно — из-за изоляции кабельных модемов, кабельных коробок и подобного оборудования — это происходит только в том случае, если вы подключаетесь напрямую к телевизору или видеомагнитофону.Если вы обнаружили, что проблема связана с сигнальным кабелем телевизора, который подключен к кабельному модему или аналогичному устройству (отсоедините его и посмотрите, исчезнет ли проблема), замените это оборудование — с ним что-то не так. Если вы подключаетесь напрямую к телевизору, есть изоляторы контура заземления по цене от 20 до 30 долларов.

Viewsonics

Изолятор контура заземления для коаксиальных (антенных и кабельных ТВ) кабелей.

Шум в сети переменного тока

Контуры заземления — далеко не единственное, что вызывает электрические помехи; Практически любое устройство с двигателем (например, фены и блендеры), а также диммеры и неисправные люминесцентные светильники будут создавать такие помехи.Он может быть слышен через ваше аудиооборудование или отображаться на экране телевизора, а может и нет. Очевидное решение проблемы шума такого типа — не использовать устройства такого типа во время просмотра телевизора или прослушивания музыки. Возможно, у вас получится сделать это, если вы живете один. Если под одной крышей есть другие люди, возможно, нет.

Если вы готовы расстаться с несколькими Бенджаминами, вы можете убедиться в чистоте переменного тока без шума контура заземления, используя онлайн-ИБП (источник бесперебойного питания) или изолирующий трансформатор.Онлайн-ИБП — это система с резервным питанием от батареи, батарея которой всегда подключена (онлайн) между входным и выходным переменным током. Для этого требуется, чтобы электрическая мощность была преобразована в постоянный ток (постоянный ток), а затем обратно в переменный, что устранит все помехи. Это также известно как двойное преобразование.

TrippLite

Tripplite SU1000XLCD стоит 630 долларов, но он лучше справляется с регулированием мощности, чем так называемые аудиофильские устройства, которые стоят в 10 раз дороже. Если вас не беспокоят контуры заземления, вы можете найти ИБП, который устранит помехи переменного тока (обратите внимание на синусоидальный выход) за чуть больше 100 долларов.

Настоящий онлайн-ИБП стоит дорого. ИБП SU1000XLCD, который Tripplite прислал мне, чтобы убрать очень грязный кондиционер в моей квартире, стоит, например, около 630 долларов. Он также тяжелый, размером с небольшой осушитель воздуха, и у него есть некоторые функции (например, мониторинг USB, чтобы он мог корректно выключить подключенный компьютер в случае сбоя питания), которые не имеют реального отношения к устранению шума. Но черт возьми, если он не на 100 процентов эффективен, а также обеспечивает удобную защиту от скачков напряжения и отключений.

Упоминается в статье
Разделительный трансформатор Tripp Lite IS1000HG

К тому же он намного дешевле, чем один из тех высококачественных стабилизаторов мощности, которые продаются доверчивым аудиофилам. Если вы не беспокоитесь об устранении шума контура заземления, вы можете обойтись не намного дороже 100 долларов с ИБП, который рекламирует синусоидальный выходной сигнал.

Изолирующий трансформатор, который немного дешевле, чем онлайн-ИБП, но абсолютно эффективен против всех видов помех в сети. Tripplite также прислал мне один из них: превосходный IS1000HG на 1000 ватт (больничного класса) с четырьмя розетками.Это около 500 долларов, но вы можете легко обойтись моделью с меньшей мощностью менее чем за 200 долларов. Изолирующий трансформатор — один из тех продуктов, название которого описывает его как тройник — в нем используется специальный экранированный трансформатор, который превращает грязный переменный ток в чистый переменный ток посредством электромагнитной индукции — да, то же самое, что вызывает шум контура заземления.

Изолирующие трансформаторы предназначены для использования с тонким диагностическим оборудованием, где даже минимально шумный переменный ток может вызвать ложные показания. Это означает, что их более чем достаточно для мультимедийных установок.

TrippLite

Задняя часть изолирующего трансформатора IS1000HG, который предназначен для устранения всех шумов переменного тока, которые могут повлиять на чувствительное испытательное оборудование. Он также работает с развлекательными системами.

Провода

На самом деле существует только одно или два жестких правила для кабелей и шума. Во-первых, никогда не прокладывайте силовой кабель через кабели аудио или видео, включая антенные провода, или рядом с ними. Современные сигнальные кабели хорошо экранированы, но если вы слышите гудение и это не контур заземления, это вполне может быть причиной.Обратите внимание, что кабели, идущие к динамикам с автономным питанием (без Wi-Fi), представляют собой кабели аудиосигнала, а не выходные кабели.

Также обратите внимание, что трехпроводные симметричные сигнальные кабели (посылаются два сигнала с обратной полярностью — точно так же, как знаменитый звукосниматель хамбакер) гораздо менее восприимчивы к гудению силового кабеля и другим шумам, чем двухпроводные кабели. Если ваше оборудование позволяет использовать балансные выходы или входы, сделайте это. Акустические кабели не должны подвергаться звуковому воздействию, поскольку по ним проходит гораздо более сильный сигнал.Но на всякий случай постарайтесь изолировать шнуры переменного тока.

Некоторое высококачественное аудиооборудование, такое как USB-ЦАП Asus Xonar Essence One и усилитель для наушников, оснащено симметричными выходами, которые практически невосприимчивы к шумам.

Другое правило для проводов заключается в том, что сигнальные кабели антенны не должны быть закольцованы (двухжильные), которые имеют тенденцию вызывать такой же шум, делая их самими антеннами. Электромагнитная индукция; это благословение, это проклятие. (Если вы об этом не знаете)

Что касается качества кабелей: плохо сделанный кабель может вызвать проблемы с шумом, но нет никакого реального преимущества в том, чтобы тратить на него целое состояние.Распространенное заблуждение — чем дороже металл, тем лучше кабель. Неправильный. Золото используется в разъемах, потому что оно не окисляется, а не потому, что это лучший проводник электричества. Это неплохо, лучше, чем никель и хром, но на самом деле немного хуже, чем серебро и медь. Забудьте о платине — она ​​звучит сексуально, но ее значение в списке проводимости составляет примерно 20 .

Упоминается в статье
Изолятор контура заземления для кабельного телевидения VSIS-EU

Медный провод с золотыми разъемами — лучшее сочетание; но опять же, не слушайте пропаганду продаж аудио в бутиках.Есть много кабелей в диапазоне от 10 до 20 долларов или даже ниже, которые также подойдут.

Одна вещь, которую вы можете проверить, хотя это в основном проблема в приложениях с высоким импедансом (более высокое усиление / напряжение, также называемых Hi-Z), таких как гитарные кабели, заключается в том, что они не являются микрофонными. Плохое или слабое экранирование и другие факторы могут фактически превратить физические удары в звуковой сигнал. Я не шучу. Я испытал это только один раз в жизни с кабелями для подключения компонентов, и это было для проигрывателя виниловых пластинок.Но если вы замечаете странные шумы, которые, кажется, совпадают с басами или вибрациями, сильно постучите пальцем по сигнальным кабелям (при включенном оборудовании), чтобы проверить, не является ли это проблемой.

Еще одна проблема с проводом: размер. Хотя провод большего сечения может помочь усилителю работать немного легче и холоднее при подключении динамиков за счет снижения импеданса (удельного сопротивления) кабеля, влияние на сигнальные кабели незначительно. То есть это неслышно для тех, кто не много заплатил за толстый провод и хочет услышать разницу.

RF-помехи

Вы когда-нибудь задумывались, почему стенки вашего стереоресивера и других электронных устройств металлические, когда кажется, что все остальное в мире сделано из пластика? Это не для прочности на разрыв, а для блокировки входящих и исходящих RFI (радиопомех). Любой проводящий материал имеет тенденцию блокировать радиочастотные сигналы и отводить их заряд на свою поверхность. Действительно, экранирование кабелей работает как клетки Фарадея.

Но практические реализации (т.е.g., не обшивать вашу телевизионную комнату медной оболочкой) клеток Фарадея может только на столько, поэтому вам может потребоваться уменьшить силу сигналов, с которыми они должны иметь дело. Я говорю о портативных телефонах, сотовых телефонах, оборудовании Wi-Fi и даже компьютерах.

Неизвестно

Если клетка Фарадея может блокировать это, у нее не должно быть проблем с РЧ, окружающим ваше мультимедийное оборудование.

Компьютеры могут генерировать много радиоволн, поэтому я избегаю причудливых прозрачных пластиковых сторон, которые позволяют им выходить и входить.Я также слышал, что беспроводные периферийные устройства, например мыши, могут вызывать помехи. Это неисправность или плохая конструкция, и единственное решение — заменить их.

Возвращаясь к сути: не беспокойтесь об этом, но неплохо было бы держать ваше РЧ-излучающее оборудование как можно дальше от мультимедийной системы. И если это устройство, которое должно находиться рядом с вашей установкой, убедитесь, что оно достаточно защищено.

Шумы кабеля USB / HDMI
Упомянутое в статье
ИБП Tripp Lite TRIPP LITE SU1000XLCD

Я использую внешний аудиоинтерфейс USB за 200 долларов, потому что он звучит намного лучше, чем все, что вы найдете на материнской плате.Поверьте, если мои старые уши слышат разницу, то она есть. Но когда я впервые начал его использовать, я иногда слышал очень слабые статические помехи. По довольно сложным причинам ток может протекать через экран USB-кабеля, что влияет на сигнал. Это раздражало.

Есть три метода устранения помех кабеля USB (и HDMI). Один из них — использовать кабель с ферритовой гильзой для шумоподавления (большой круглый наконечник на одном конце. Вы также можете купить фиксируемый ферритовый шумоподавитель). Иногда их называют ферритовыми шариками.

Неизвестно

Кабель HDMI с ферритовым фильтром помех для блокировки паразитного тока, проходящего через экран.

Второй метод — это проложить провод с меньшим сопротивлением, чем экранирование кабеля USB / HDMI, от корпуса аудиоинтерфейса USB или аудиокомпонента, подключенного через HDMI, к корпусу вашего компьютера. Провод динамика работает нормально. Электричество всегда следует по пути наименьшего сопротивления, поэтому паразитный ток проходит по заземляющему проводу, а не по экрану кабеля.Это также известно как заземляющий шунт или просто шунт.

Третий метод — установить фильтр шумов USB (я никогда не видел его для HDMI, но адаптер HDMI может работать), который на самом деле является ретранслятором USB, который разделяет соединение экрана. Они стоят около 50 долларов и, как говорят, действительно устраняют шум. Я никогда не использовал один, потому что первый и второй методы намного дешевле и никогда меня не подводили.

Аудиошум ПК

Другая причина, по которой я использую интерфейс USB, заключается в том, что вы действительно можете устранить тот шум, который я описал.Внутренние аудиорешения, особенно те, которые находятся на материнской плате, подвержены всевозможным линейным шумам и электромагнитным помехам, которые невозможно устранить. Как вы могли заметить, я просто дал вам решение — перейти на USB. Тем не менее, существуют карты PCI и PCIe, которые также могут устранить проблему, а также предоставить больше выходов для игр и объемного звучания.

Однажды вы это услышали, теперь нет.

Используя описанные выше методики, вы сможете устранить все шумы, которые не присущи вашей аудиосистеме, а также те, которые, как вы могли подумать, были ей присущи.Но если вы страдаете от шума, который я не покрыл, или у вас есть исправление, которое работает, поделитесь с нами, оставив комментарий на нашей странице в Facebook.

Примечание. Когда вы покупаете что-то после перехода по ссылкам в наших статьях, мы можем получить небольшую комиссию.Прочтите нашу политику в отношении партнерских ссылок для получения более подробной информации.

Проблемы контура заземления и как от них избавиться

Написано Томи Энгдалом, авторские права принадлежат Томи Энгдал 1997-2013 гг.

ПРИМЕЧАНИЕ: Информация, представленная здесь, считается правильной и доступна здесь автором. Автор этого документа не несет ответственности за какой-либо эффект, который может иметь эта информация или любое ее использование.

Документы использовались и рекомендовались многими людьми и считаются точными.Настолько точны, что их также называли GB AUDIO Ground loops DATA SHEET на своих веб-страницах (с моего разрешения).

Основы

Дилемма состоит в том, что решение «шумовых» проблем — это само по себе искусство. Поскольку это не возникает каждый день, у всех нас ограниченный практический опыт. Это породило индустрию для тех, кто теперь специализируется на решении проблем шума.

Хорошая система распределения электроэнергии важна для правильной работы аудиосистемы. Профессиональные аудиосистемы просто не работают хорошо с обычными удлинителями, идущими на сотни футов до сцены.Помимо питания, необходимо хорошее заземление всей системы. существенный.

Контур заземления — это состояние, при котором происходит непреднамеренное соединение с землей. через мешающий электрический проводник. Обычно подключение контура заземления существует, когда электрическая система подключена более чем через один путь к электрическому заземлению.

Когда два или более устройства подключены к общему заземление по разным путям, возникает контур заземления. Токи текут по этим многочисленным путям и развиваются. напряжения, которые могут вызвать повреждение, шум или 50 Гц / 60 Гц гудение в аудио- или видеоаппаратуре.Чтобы предотвратить землю петли, все сигнальные земли должны идти в одну общую точку а когда невозможно избежать двух точек заземления, одна сторона должна изолировать сигнал и заземление от другой.

Суть в том, что идеальной «тихой» земли не существует. Основы всех проблем с шумом в системе заземления сводятся к тому, что такое нежелательный ток. За исключением больничных систем, определение в лучшем случае расплывчато. Стандартная система электрического заземления во всем здании не предназначена для постоянного протекания через нее тока — и, тем не менее, это так, вы не можете остановить это.Причина, по которой заземление не будет и никогда не будет совершенно бесшумным, заключается в том, что провод заземляющего электрода представляет собой не что иное, как длинный провод от точки A до точки B. И чем длиннее провод, тем больше шума он будет воспринимать.

Звуковые и видео люди имеют в виду тип шумной земли с термином, подобным контурам заземления: ток, протекающий по заземляющему проводнику оборудования, металл в здании и провод заземляющего электрода. Использование любой из сегодняшних стандартных однофазных систем переменного тока на 120 или 230 вольт создает потенциальные проблемы для аудиооборудования.У компьютерщиков такая же проблема в работе и так далее.

Обычно контуры заземления возникают постфактум, когда конечный пользователь винит установщика, установщик винит производителя и на самом деле никто не виноват. Ни производитель, ни установщик обычно не могут предсказать, где возникнет петля. Только после того, как система будет установлена, можно определить если проблема будет.

Проблемы контура заземления можно исправить и избежать. Это важно, чтобы продавец, заказчик и конечный пользователь знали что эта проблема может возникнуть.Спроектировать систему — хорошая идея. чтобы избежать наиболее очевидного источника такого рода проблем, а затем подготовлен к тому, чтобы столкнуться с некоторыми проблемами при запуске системы. Проблема с контуром заземления может возникнуть в нескольких точках системы, и каждое возникновение проблемы необходимо устранять индивидуально.

Почему заземление так важно?

Заземление электрических систем требуется по ряду причин, главным образом для обеспечения безопасности людей, находящихся рядом с системой, и для предотвращения повреждения самой системы в случае неисправности.Функция защитного проводника или заземления состоит в том, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением для тока короткого замыкания, чтобы устройства защиты цепи сработали быстро и отключили питание.

Национальный электротехнический кодекс NEC определяет заземление как «проводящее соединение, независимо от того, намеренно или случайно между электрической цепью или оборудованием и землей, или с некоторыми проводящее тело, которое служит вместо земли ». Когда мы говорим о заземлении, на самом деле это два разные предметы, заземление и заземление оборудования.Заземление заземления — преднамеренное соединение проводника цепи, как правило, нейтрали с заземляющим электродом, помещенным в землю. Заземление оборудования предназначено для обеспечения правильной работы оборудования внутри конструкции. заземлен. Эти две системы заземления необходимо держать отдельно, за исключением соединения. между двумя системами, чтобы предотвратить разницу в потенциале из-за возможного пробоя из-за удар молнии. Назначение заземления помимо защиты людей, растений и оборудования — чтобы обеспечить безопасный путь для рассеивания токов короткого замыкания, ударов молний, ​​статических разрядов, EMI и RFI сигналы и помехи.

Неправильное заземление может создать смертельную опасность. Правильное заземление необходимо для правильной работы и безопасности. электрооборудования. Заземление может решить многие проблемы, но это также может вызвать новые. Одна из наиболее частых проблем — называется «контур заземления».

Что вызывает гудение в аудиосистемах?

Аудио- и видеосистемы нуждаются в ориентире для их напряжений. Обычно называется общим или заземленным, хотя может и не быть фактически связанный с землей, эта ссылка остается на «нуле» вольт », в то время как другие сигнальные напряжения« качаются »положительным (вверху) и отрицательным (под этим.Физически общим может быть провод, след на печатная плата, металлическое шасси, практически все, что проводит электричество. В идеале это должен быть идеальный дирижер, но в любой практической системе это не так. По мере увеличения сложности и размера системы несовершенные проводимость общего (заземляющего) проводника неизбежно вызывает проблемы.

Гул и гудение (50 Гц / 60 Гц и его гармоники) возникают в несбалансированных системах, когда токи протекают в соединениях экрана кабеля между различными частями оборудования.Гул и гудение также могут возникать в сбалансированных системах, даже если они, как правило, более

Токи экрана кабеля и разность напряжений заземления вызываются несколькими механизмами. Второй наиболее распространенный источник шума и гудения — это разница напряжений между двумя защитными заземлениями, разделенными большим расстоянием, или разность напряжений между защитным заземлением и заземлением. (например, заземленная спутниковая антенна или источник кабельного телевидения). Эта проблема обычно называется «контур заземления». Это самый распространенный среди тяжелых проблемы с гудением.

Гул и гудение могут также индуцироваться магнитным или емкостным образом непосредственно в сигнальных кабелях. Или ток шума может просачиваться из сети через емкость между первичной и вторичной обмотками силового трансформатора переменного тока. обмотки, что приводит к тому, что часть линейного напряжения переменного тока будет ВСЕГДА иметь емкостную связь непосредственно с землей аудиосхемы. Этот сигнал линии электропередачи с емкостной связью обычно содержит значимые гармоники до 1 МГц и более. Эти сигналы вызывают протекание токов в экранах кабелей, таким образом добавляя этот шум непосредственно к звуковому сигналу.

Почему заземление без проблем сделать сложно?

Практически все проекты строительства передачи данных и вещания выполняются. в проблемы заземления. Эти проблемы возникают в первую очередь потому что существует конфликт между вопросами безопасности (земля- ing для предотвращения поражения электрическим током) и электронного шумоподавления (используя «землю» в качестве электронной «свалки» для шумов и помех. ference.) Эти два использования часто несовместимы и могут иногда находятся в прямом конфликте друг с другом. Конечная цель хорошей схемы заземления — сохранение и соблюдение аспектов безопасности при получении возможно максимальное снижение шума.Обычно это нелегкая задача.

Почему контур заземления является проблемой?

Контуры заземления являются загадкой для многих людей. Даже инженеры-электронщики, получившие образование в колледже, могут не знать, что такое контуры заземления на самом деле. Инженеры сосредоточились либо на распределении энергии (для электроэнергетической компании), либо на оборудовании, которое подключается к системе распределения электроэнергии. Не так много внимания уделялось распределению энергии и оборудованию как единому объекту, в котором возникают контуры заземления.

Контуры заземления являются наиболее частой причиной шума частоты сети переменного тока в звуковых системах. Контуры заземления обычно можно определить по низкому гудению (60 Гц в США, 50 Гц в Европе) через звуковую систему. Контур заземления в силовом или видеосигнале возникает, когда некоторые компоненты в одна и та же система получает питание от другого заземления, чем другие компонентов, или потенциал земли между двумя частями оборудования не идентичный.

Контур заземления — распространенная проблема при подключении нескольких аудиовизуальных компоненты системы вместе, есть хорошее изменение, чтобы сделать неприятный контуры заземления.Контуры заземления обычно вызывают жужжание аудиосигналов и интерференционные полосы к изображению. Контур заземления делает систему чувствительной улавливать помехи от сетевой проводки, которые могут привести к неустойчивой эксплуатация оборудования или даже повреждение оборудования. В некоторых статьях утверждается, что проблемы с проводкой и заземлением являются причиной до 80 процентов всех проблем, связанных с качеством электроэнергии, связанных с чувствительное электронное оборудование, такое как аудио / видео системы.

Аудио / видео и электроэнергетика разработали свои системы. и оборудование самостоятельно.В результате есть степень несовместимость. Обычно достаточно мощности. чувство безопасности распространения и эксплуатации недостаточно хорошее для AV-систем. Следствием этого является проблема помех контура заземления.

Всегда при работе с проблемами заземления помните, что не существует абсолютного основания . Есть определенное количество сопротивление электрическому току между всеми точками заземления. Этот сопротивление может меняться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многие другие переменные.Каким бы маленьким ни был сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем когда между этими точками заземления течет ток (и почти всегда есть ток).

Проблемы с заземлением звуковой частоты обычно находятся в диапазоне низких милливольт, так что не должно быть большого вмешательства в систему заземления, чтобы вызвать проблемы в аудиосистемах.

Помните, что абсолютных оснований нет. Между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току.Это сопротивление может изменяться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Независимо от того, насколько мало, сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Заземляющие провода между розетками и трансформаторами энергокомпании не являются идеальными проводниками, равно как и экран вашего коаксиального видеокабеля. Если бы это было так, контуры заземления не были бы проблемой. Эффекты контура заземления на видеоизображениях представлены в виде черной теневой полосы. по экрану или как разрыв в верхнем углу картинки.Это вызвано разными потенциалами земли в системе.

Общие темы

Бытовые аудио- и видеосистемы

Профессиональные аудиосистемы

Профессиональные видеосистемы

Сети передачи данных

Лабораторная среда

Советы по дизайну

Другая сопутствующая информация

НОВАЯ ФУНКЦИЯ

: Обсуждение контура заземления

Дискуссионный форум проблем контура заземления на ePanorama.net Система дискуссионных форумов создана для обсуждения всех тем, связанных с контурами заземления, и проблем, которые, по вашему мнению, могут быть вызваны контуром заземления.

Полезные ссылки на другие сайты и статьи

    Общие учебные пособия
    Проблемы с заземлением электропроводки
    Установки аудио- и видеосистем
    Решение проблем
    Конструкция оборудования
    Полезные сайты

Откуда взялась вся эта информация?

Большая часть информации получена из моих личных знаний в этой области. У меня был опыт проектирования, создания, использования, обслуживания и поиск неисправностей во многих аудио-, видео- и компьютерных сетевых системах.Я также разработал электронные устройства для аудио, видео и телекоммуникационные приложения.

Когда я обнаружил проблемы со стойкостью на те системы, которые я попытался провести хорошее расследование, в чем причина проблемы и каковы разумные способы ее решения. Различные книги, журнальные статьи и техническая документация со многих веб-сайтов также был очень полезен, когда я собрал этот веб-документ.


Если у вас есть комментарии на этой странице, пришлите их мне по адресу [адрес электронной почты защищен] или оставьте комментарии по адресу Форум для обсуждения проблем контура заземления.


Томи Энгдал <[email protected]>

Контур заземления

Контур заземления Контур заземления

Контур заземления — это неконтролируемый поворот при работе на землю это может произойти во время руления или взлета, но особенно после посадочный бросок. Это не всегда вызвано дрейфом или флюгером, хотя эти вещи могут вызвать первоначальное отклонение. Неосторожное обращение с рулем, неровная поверхность земли или мягкое пятно, которое тормозит одно из основных колес Самолет также может вызвать вираж.В любом случае первоначальный поворот имеет тенденцию сделать контур заземления самолета, будь то хвостовое колесо или носовое колесо тип.

Как объяснено в главе Подходы к посадке, из-за характеристик самолета, оснащенного хвостовым колесом, силы, вызывающие петля увеличивается по мере увеличения отклонения. Первоначальный поворот развивается центробежным сила и это, действующее в центре тяжести (который расположен позади основные колеса), самолет еще больше отклоняется.Если позволить развиваться, создаваемая центробежная сила может стать достаточно большой, чтобы опрокинуть самолет пока одно крыло не коснется земли (Рис. 10-7).

Самолеты с носовым колесом несколько менее подвержены контур заземления. Поскольку центр тяжести расположен впереди основного шасси на этих самолетах, каждый раз, когда разворачивается поворот, центробежный сила, действующая на центр тяжести, будет стремиться остановить отклонение.

Если самолет приземлится во время дрейфа или в крабе, пилот должен направить элероны к высокому крылу и остановить вираж с помощью руль.Тормоза следует использовать для коррекции поворотов или поворотов только тогда, когда руль неадекватен. Пилот должен соблюдать осторожность при применении корректирующее действие тормоза, потому что его очень легко контролировать и усугублять ситуация.

Если используются тормоза, следует задействовать достаточный тормоз на низкорасположенном колесе (за пределами поворота), чтобы остановить поворот. Когда крылья находятся примерно на одном уровне, новое направление необходимо выдерживать до тех пор, пока самолет снизился до скорости руления или остановился.

Что такое контур заземления?

Шум… Изоляция заземления решает фундаментальную проблему

Проблемы контура заземления вызваны небольшими перепадами напряжения, которые обычно существуют между «землей» на передающем и приемном концах сигнального кабеля. В несбалансированном интерфейсе (видео и потребительское аудио) эта разница напряжения заземления напрямую добавляется к сигналу.Обычно это вызывает гудение или гудение в звуке и полосы гула на видео. В сбалансированном интерфейсе (профессиональное аудио) разница напряжений заземления может выявить недостаточное подавление синфазного сигнала на входном каскаде оборудования или другие дефекты конструкции.

Изолятор заземления на пути прохождения сигнала является принципиально правильным способом устранения проблем контура заземления системы. Трансформатор делает это путем магнитной передачи сигнала через электрически изолированный барьер.

Для несимметричного интерфейса трансформатор эффективно останавливает любой ток в кабеле, вызванный разницей напряжения заземления, что останавливает шум.

Для сбалансированного интерфейса трансформатор эффективно предотвращает попадание синфазного напряжения на входной каскад оборудования, производительность которого зачастую ниже идеальной.

Трансформаторы

обладают преимуществами пассивности (не требует питания), надежности и прочности. Это делает их невосприимчивыми к большинству переходных процессов, которые могут повредить или разрушить включенные (активные) электронные изоляторы заземления.

Внутри каждого изолятора заземления Iso-Max находится трансформатор Jensen.Это функциональное ядро ​​практически каждого продукта, который мы производим. Трансформаторы Jensen легендарны своей способностью обеспечивать исключительную передачу сигнала без артефактов, искажений или деградации.



Качество без компромиссов

Большинство производителей считают, что ровный отклик в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц достаточно для обеспечения прозрачности звука. В Jensen мы знаем, что фазовая характеристика не менее, а может быть, даже важнее. Поэтому мы проектируем каждый трансформатор для расширенной полосы пропускания, особенно на нижнем уровне, потому что важно добиться хороших фазовых характеристик и, как следствие, акустической нейтральности.


Мы не останавливаемся на достигнутом. Огромные усилия прилагаются к передаче сигнала без шума. Например, во всех линейных входах, микрофонных входах, микрофонных входах и трансформаторах прямого ящика Jensen используются внутренние экраны Фарадея. Экран Фарадея представляет собой заземленную фольгу, помещенную между обмотками трансформатора для предотвращения емкостной связи. Это не только значительно улучшает подавление шума земли, но и практически устраняет радиопомехи, особенно радиоприемники AM. Большинство этих трансформаторов затем заключено в контейнер MuMETAL® (из пермьевого сплава) для дополнительной защиты чувствительного тракта прохождения сигнала от внешних магнитных помех, вызываемых диммерами, трансформаторами и источниками питания.

Сотни тысяч аудиопреобразователей Jensen работают по всему миру в студиях звукозаписи, концертных площадках и вещательных площадках — даже в космических кораблях. Jensen был выбран производителем тестового оборудования Audio Precision, а также многими производителями высококачественного аудиофильского оборудования.

Решение проблем с контуром заземления КИП

1 ноября 1999 г., 12:00, под редакцией Джона А. ДеДада, редакционного директора

Нежелательные контуры заземления могут вызвать неточные показания датчика, отрицательно влияя на сигналы приборов.

Были ли у вас проблемы с системой управления технологическим процессом и электрическими приборами? Источником могут быть контуры заземления. Что это? Согласно Стандартному словарю терминов по электротехнике и электронике ANSI / IEEE, это «потенциально вредная петля, образующаяся, когда две или более точек в электрической системе, обычно имеющих потенциал земли, соединены токопроводящей дорожкой, так что одна или обе точки не находятся на тот же потенциал земли «.

С точки зрения непрофессионала, контур заземления возникает, потому что каждое заземление связано с разным потенциалом земли.Это условие позволяет току течь между заземлениями посредством технологического контура.

В основном контуры заземления вызывают проблемы, добавляя или вычитая ток или напряжение из технологического сигнала. В результате принимающее устройство не может различать полезные и нежелательные сигналы. Следовательно, он не может точно отражать условия процесса. Вероятность создания нескольких заземлений и контуров заземления особенно высока при установке новых программируемых логических контроллеров (ПЛК) или распределенных систем управления.При таком большом количестве соединений, связанных с землей в пределах объекта, велика вероятность установления более чем одной точки.

Возможно, вам придется заземлить более чем в одной точке. Для некоторых приборов (например, термопар и некоторых анализаторов) может быть невозможно устранить контуры заземления. Это потому, что этим приборам требуется заземление для точных измерений скорости. Кроме того, все аналоговые контуры управления заземлены в одной или нескольких точках. И, как мы видели, наличие нескольких заземлений может привести к возникновению контура заземления, который может нарушить правильное функционирование инструментов.Вам также может потребоваться заземлить инструменты для обеспечения безопасности персонала.

Итак, если вы не можете устранить условия для контуров заземления, каков ваш следующий шаг? Вы можете использовать изоляторы сигналов. Эти устройства прерывают гальванический путь (непрерывность постоянного тока) между всеми заземлениями, позволяя аналоговому сигналу распространяться по контуру. Изолятор также может устранить электрические помехи при непрерывности переменного тока (синфазное напряжение).

Изоляторы сигналов

используют один из двух методов для выполнения своей работы. Одним из них является изоляция аналогового сигнала, в которой используется изолирующий трансформатор для прерывания, изоляции и восстановления сигнала.Другой — генерация дискретного сигнала, который прерывает, передает оптически и восстанавливает сигнал. Изоляторы сигналов, использующие последний метод, называются «оптоизоляторами». Выбор между ними зависит от требований вашей схемы.

Независимо от выбранного вами метода изоляции, изолятор должен обеспечивать изоляцию входа, выхода и питания. Если у вас нет этой трехсторонней развязки, может возникнуть дополнительный контур заземления между источником питания изолятора и входным и / или выходным сигналом процесса.

Изоляторы

, как и большинство других преобразователей, бывают двух- и четырехпроводной версии. 4-проводной тип требует отдельного источника питания и частично подходит для монтажа на задней панели. Вы можете запитать 2-проводный тип от входных или выходных контуров.

Тип входного контура позволяет изолировать сигнал процесса, когда линейное питание или мощность выходного контура недоступны. Тип выходного контура решает проблему сопряжения неизолированных полевых сигналов с такими системами, как компьютер, ПЛК или распределенная система управления, которые обеспечивают питание от контура для своих выходных устройств.

Изолятор сигналов можно найти практически для любого применения. Здесь только несколько.

• Изоляторы входного сопротивления для использования в качестве датчиков RTD, скользящих проводов, тензодатчиков и потенциометров.

• Изоляторы милливольт для использования в качестве термопар и преобразователей милливольт.

• Изоляторы тока / напряжения для использования в качестве датчиков аварийного срабатывания, уведомления об отклонении и других специальных приложений.

Поэтому, если система приборов начинает работать странно или беспорядочно, убедитесь, что вы устранили все непредусмотренные заземляющие соединения.

Боковая панель: заземление КИП

Почти все оборудование, используемое в стратегии контрольно-измерительной аппаратуры, использует общую сигнальную землю в качестве эталона для своих аналоговых сигналов. Введение любых дополнительных заземлений в цепь управления почти наверняка вызовет образование контуров заземления.

Чтобы свести к минимуму опасность введения этих контуров в сложную сеть, следует использовать выделенную шину заземления контрольно-измерительной системы и подключить к ней заземление от общего сигнала, заземления шкафа и заземления источника переменного тока КИП.Автобус привязан к земле через строительную землю и решетку заземления растений.

Но это может быть намного сложнее, чем кажется. Например, у вас редко будет только один цикл инструментовки. Фактически, у вас могут быть сотни или даже тысячи.

Многие из них упакованы вместе в шкафы контрольно-измерительной системы, предоставляемые поставщиками. Как правило, они содержат общую шину сигнала постоянного тока и общую шину источника питания. Производитель обычно связывает эти шины вместе в шкафах на главной шине заземления.

Заземление шкафа — это защитное заземление, которое защищает оборудование и персонал от опасности случайного поражения электрическим током. Он также обеспечивает прямую линию отвода статических зарядов или электромагнитных помех (EMI), которые могут повлиять на шкафы. Это заземление шкафа остается отделенным от заземления сигнала постоянного тока до тех пор, пока оно не будет подключено к главной шине заземления.

Заземление переменного тока — это одноточечное заземление системы питания переменного тока. Это заземление подключается к заземлению на главном изолирующем трансформаторе переменного тока.Он также заканчивается в одной точке сети заземления предприятия (обычно это заземляющий электрод).

Боковая панель: Как работает контур контрольного сигнала

Предположим, у вас есть измерительная петля, как показано на рисунке (в исходной статье). Как вы можете видеть, это в основном система постоянного тока, которая работает при определенном напряжении (24 В в нашем примере) по отношению к основному опорному заземлению, называемому заземлением сигнала. Сигналы приборов изменяются в диапазоне от 4 мА до 20 мА, в зависимости от значения переменной (температура, давление и т. Д.).) видно датчиком.

Допустим, точно откалиброванная схема принимает этот сигнал мА и преобразует его в сигнал от 1 В до 5 В для самописца. При 4 мА напряжение, измеренное записывающим устройством, составляет 1 В (250 Ом2,004 А). При 20 мА измеренное напряжение составляет 5 В. Обычно шкала самописца откалибрована так, чтобы напряжение считывалось непосредственно в градусах Фаренгейта, фунтах на квадратный дюйм и т. Д.

В. Что такое контур заземления?

Несколько лет назад я прикоснулся к радиатору гитары, которая была подключена к усилителю, и она взорвала усилитель и расплавила гитарную струну.Впоследствии кто-то сказал мне, что это было вызвано контуром заземления, но я никогда не понимал, что это значит.

SOS Сообщение на форуме

Ответы технического редактора Хью Робджонс: Это был не контур заземления — это был неисправный усилитель с отсутствующим защитным заземлением. Петли не было, потому что земли не было, пока касание радиатора не обеспечило недостающее звено. Если бы вы сели на радиатор, а затем взяли в руки гитару, вы бы уже могли играть Emaj7 на арфе на пушистом белом облаке!

Это очень распространенная и опасная для жизни ситуация, часто вызываемая гитаристами (или их так называемыми «техниками») в тщетных попытках остановить слышимое мычание.

Контур заземления отличается — он возникает, когда существует более одного пути заземления между двумя элементами оборудования. Обычно один путь — это экран аудиокабеля, соединяющего две части оборудования, а другой — через их защитное заземление шасси в сетевых вилках. Внутри оборудования заземление звукового экрана часто соединяется напрямую с заземлением шасси, отсюда возможность образования петли. Если два элемента оборудования подключены к одной и той же сетевой розетке, их защитные заземления шасси будут эффективно связаны вместе с одним и тем же потенциалом, и поэтому маловероятно возникновение циркулирующего тока заземления, несмотря на очевидный контур заземления.Однако, если один элемент подключен к другой сетевой розетке, его защитное заземление корпуса может быть заземлено на некотором расстоянии от земли другого оборудования, и между ними может быть небольшая разница в потенциале напряжения. Как бы глупо это ни звучало, земля не везде одинакова. Разность потенциалов между двумя заземленными поверхностями шасси может вызвать протекание небольшого тока, и, поскольку земля является опорным элементом для аудиоэлектроники, этот протекающий ток вызывает небольшое изменение точки опорного напряжения заземления.Обычно это можно услышать как негромкий гул или жужжание.

В идеале решение состоит в том, чтобы убедиться, что все заземлено в одной центральной точке, так что все имеет одну и ту же общую контрольную точку заземления. Самый простой способ сделать это — подключить все к звездообразной схеме коммутационных плат, питаемых от одной розетки (при условии подходящей мощности). Если это невозможно, самое безопасное решение — разорвать петлю, изолировав экраны аудиокабеля с одного конца. Кабель все еще экранирован, но больше нет возможности образования петли, поэтому гудящие токи не могут течь вокруг него.Установка трансформаторов в тракт прохождения сигнала также может разорвать петлю, и это решение часто встречается в системах внешнего вещания и живого звука. Для этого в DI-боксах также есть трансформаторы.

Проблемы возникают, когда неосведомленные люди решают разорвать контур, вместо этого отключив защитное заземление в сетевой вилке. Очевидно, это разрывает цикл, поэтому любой связанный с ним гул исчезнет. Но это также означает, что оборудование больше не заземлено, и поэтому любая неисправность, возникающая в оборудовании, теперь опасна для жизни! Однако иногда вам даже не нужна неисправность, чтобы вызвать опасные проблемы.У большинства оборудования есть фильтрация на входе сети, чтобы предотвратить попадание (или выход) сетевых шумов. Если вы отключите сетевое заземление в вилке, природа этой фильтрации такова, что (ранее заземленное) шасси — и все, что к нему подключено — «плавает» до половины сетевого напряжения (что составляет около 115 В в Великобритании). Это означает, что все, что должно быть надежно заземлено — все открытые металлические конструкции, включая гитарные струны — теперь находится под опасным для жизни напряжением.

Возвращаясь к инциденту с гитарой, предполагается, что струны на гитаре должны быть заземлены через гитарный провод к разъему на усилителе.Он, в свою очередь, обычно подключается к заземлению шасси усилителя и, таким образом, через сетевой штекер к заземлению электросети. Металлические радиаторы также подключаются к точке защитного заземления, как и вся домашняя сантехника.

Таким образом, если у вас есть гитарный усилитель с отключенным защитным заземлением в вилке, напряжение на шасси, скорее всего, вырастет до 115 В, и все, что должно быть на 0 В (земля), теперь готовится на газе! Положите гитарные струны на что-нибудь, что действительно заземлено (радиатор в вашем примере, но микрофонная стойка, удерживающая микрофон, который заземлен через кабель к микшеру, — еще одна очень распространенная альтернатива), и теперь у вас есть сетевое питание, протекающее непосредственно через оборудование, чтобы найти настоящую землю.Это почти наверняка серьезно повредит или разрушит усилитель, гитару и — если вы окажетесь между ними двумя — вы тоже! Классический способ смерти подающих надежды поп-звезд — это отключение усилителя с защитным заземлением от сети. Они кладут одну руку на гитарные струны, а другой тянутся вверх, чтобы удерживать правильно заземленный микрофон. Это оставляет им 115 В, прямо через сердце. Потные руки — очень хорошие проводники, и требуется всего несколько миллиампер тока, чтобы остановить сердце.Музыкантов так бьют током каждый год, и хотя я полностью сторонник дарвиновской эволюции, иногда хорошие парни тоже попадают в ловушку.

Урок состоит в том, что никогда не следует отсоединять массу от сетевой вилки. Если у вас есть проблемы с гудением, сломайте экраны на аудиокабелях или используйте изолирующие трансформаторы в DI-боксах.

контуров заземления | ODrive

Для связи электрических устройств в большинстве случаев требуется общее заземление.Лучше всего снова подключить заземление к одной точке, называемой «звездой». Если есть несколько путей к земле, образуется «контур заземления». Контуры заземления и индуктивность провода могут вызвать проблемы для сильноточной электроники, такой как ODrive. В качестве примера того, что может пойти не так, посмотрите на диаграмму ниже.

Проблема

Проблема заключается в индуктивности проводов питания между приводом ODrive и источником питания. Из-за индуктивности и высокого тока, потребляемого ODrive, V_1 не совпадает с V_2.Если напряжение, вызванное индуктивностью провода и током, достаточно велико, сигналы gpio 0–5 В могут колебаться намного выше или ниже нормального диапазона 0–5 В. Это заставляет ток течь через контакты ODrive GPIO.

Решения

Уменьшение индуктивности силового провода

Все провода имеют некоторую индуктивность. Индуктивность пропорциональна длине проводов и площади контура, образованного положительными и отрицательными проводами питания. Желательно, чтобы эти провода были как можно короче и как можно ближе друг к другу.Это уменьшает эффект проблемы, но не устраняет ее!

Изоляция

Чтобы исправить это, необходимо разорвать контур заземления. Этого можно добиться, изолировав источники питания (без общего V-) и подключив сигнальную землю между RPi и ODrive. Примером этого является один привод ODrive, подключенный к батарее, и устройство, такое как RPi, подключенное к источнику питания или другой батарее. Если используется более одного привода ODrive, и они используют общий источник питания, у вас снова есть контур заземления.

Лучший способ исправить это — изолировать соединение для передачи данных между RPi и ODrive (ами). На схеме ниже показано, куда должен идти изолятор.

Изолируя соединение для передачи данных (будь то GPIO, USB или UART), контур заземления разрывается. Изоляция может быть достигнута с помощью изолятора USB или изолятора сигнала для соединений GPIO.

Вот несколько примеров изоляторов USB: Изолятор 1, Изолятор 2. Это стандартные устройства. Если Aliexpress не подходит для вас, вы, вероятно, сможете найти их в вашем регионе у другого поставщика.В США эти типы изоляторов доступны на Amazon и Ebay.

Для соединений GPIO, таких как UART, Step / dir, PWM и т. Д., Вы можете использовать изоляторы сигналов, такие как ISO7762F от Texas Instruments. Имейте в виду, что у изоляторов есть ограничение скорости. Такие устройства, как оптопары, могут быть слишком медленными для соединений UART или шага / направления. Проверьте техническое описание!

Ограничение тока

Если изоляторы не подходят, можно использовать последовательные резисторы для ограничения тока инжекции до безопасного уровня.Поместите резистор на приемную сторону всех подключений к контактам ODrive GPIO или от них. 4,7 кОм — хорошее значение, но все от 3,3 кОм до 10 кОм должно работать. Последовательные резисторы обеспечивают некоторую защиту ODrive, но проблема контура заземления все еще может привести к тому, что GPIO будет повышаться или понижаться на короткие периоды времени.

Оставить комментарий