Можно ли заземление подключить к нулю в щитке: Можно ли заземление подключить к нулю — советы электрика

Опубликовано в Разное
/
7 Май 2018

Содержание

соединять ли ноль и землю

Уют и комфорт в частном доме или квартире трудно представить без налаженной системы электроснабжения. Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током осложняется. Устранить риски, минимизировать последствия травм можно с помощью заземляющей системы, соединяющей точки электрической сети или энергетического потребителя с заземляющей конструкцией.

Общедомовое заземление

Конструкция и назначение заземляющих устройств

Подобные конструкции подразделяются на рабочие и защитные устройства.

  1. Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
  2. Система защитного заземления обязательна для электросетей в жилом секторе.

Установка заземляющего устройства (ЗУ) требуется в соответствии с Правилами устройства электроустановок и Правилами эксплуатации электроустановок потребителей.

Прикосновение людей к токоведущим частям, открытым в результате неправильной эксплуатации электрооборудования, дефектов конструкции, прихода в негодность изоляции и других причин, встречается часто. Некачественная конструкция ЗУ и ее монтаж может повлечь тяжелые последствия для людей: электрический шок, ожоги, нарушение работы сердца и иных органов человека поражение током часто приводит к ампутации конечностей, инвалидности и даже летальным исходам.

Система заземления состоит из наружной и внутренней частей, которые стыкуются в электрическом щитке. Наружное заземляющее устройство состоит из комплекса металлических электродов и проводников, отводящих аварийный ток от электрооборудования в землю в безопасных для людей местах. Электроды называются заземлителями. Электрические жилы – это заземляющие проводники, представляют собой штыри длиной 1,5 м, диаметром 1 мм.

Заземление в электрощите

Изготавливаются промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их основное достоинство — повышенная проводимость тока. Вбиваются в землю молотами или кувалдами на глубину 50 см, контакт с землей должен быть максимально прочным, иначе ухудшится способность конструкции отводить ток.

Простая конструкция изготавливается из одного электрода. Применяется в молниеотводах или для защиты удаленных объектов и оборудования. В индивидуальных хозяйствах предпочтение отдается многоэлектродным устройствам. Размещаются в один ряд и называются линейными профилями ЗУ. Стандартная длина цепи — 6 метров. Между собой соединяются латунными муфтами, крепление резьбовое, сварка не рекомендуется. Заземляющие проводники устанавливаются через клеммы. Скручивания, пайки жил исключаются.

По-прежнему распространено такое устройство, как контур заземления (замкнутый вариант). Сооружается на расстоянии не ближе 1 метра и не далее 10 метров от дома. Размещается в траншее в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 3 м, глубина – 50 см, ширина – 40 см. По углам вбиваются заземлители. Эта же операция проделывается с другими вертикальными электродами (не свыше пяти единиц). Заземлители в нижней опорной части свариваются с горизонтальными изделиями.

Шина заземления в щитке

Изготавливаются из меди, покрытого медью или цинком стального уголка (полка 5 мм, полоса 40 мм), Часто применяется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля. Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электротехнические свойства из-за ослабления контакта с землей.

Конструкция контура несложная, ее можно сделать собственными руками. Но работа упрощается при использовании готовых заземляющих устройств, представленных на рынке, в комплекте с которыми есть провода заземления. Финансовые потери окупятся за счет применения качественных материалов, стойких к коррозии и с большим сроком эксплуатации.

Подключение наружной части ЗУ к щитку

Для определения точного порядка подключения заземления к щитку требуется знание способа применения нейтрали. Она бывает изолированной и заземленной. Изолированная жила используется в сетях с повышенными значениями напряжения 3-35 кВ. При электроснабжении 380 В и 220 В эффективно работают оба варианта. Однако новые правила ПУЭ требуют заземлять нейтраль. Контуры должны возводиться под напряжение до 1000 В.

Популярны системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S. Двухфазная TN-C устарела, но по-прежнему применяется в строениях, имеющих длительный срок эксплуатации. Их замена связана с трудностями технического и финансового характера. В этой схеме в качестве защитного заземляющего провода используется нулевая жила. С практической точки зрения, для жильцов квартир и домов кабельная и проводниковая продукция с 4 жилами выгодна: ее стоимость ниже, монтажные работы проще.

Подключения заземления в распределительном щитке

Интерес представляет вопрос, как подключить заземление в многоэтажном доме. Проводники подключаются к общей шине ЗУ. Затем шина выводится на корпус электрического щитка на этаже. Аналогичен процесс перевода TN-C на TN-C-S в домашнем щитке. Суть заключается в подключении нулевых защитных проводников на единую шину ЗУ с последующим креплением перемычкой с нулевой шиной.

Главный недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда заземляющая конструкция придет в негодность. Регламентирующими документами введен запрет на использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.

Принцип работы TN-S основан на том, что нулевые рабочая и защитная линии подводятся к потребителю отдельными жилами от трансформаторной подстанции. В РФ и странах СНГ распространен промежуточный вариант TN-C-S, при котором разделение проводников производится непосредственно при вводе в дом. В обоих вариантах функции безопасности выполняет устройство защитного отключения (УЗО).

Однако для полноценного предупреждения и локализации последствий электрических ударов комплект защитных средств должен включать также автоматические выключатели в щитках, шину заземления РЕ для подсоединения нулевых проводников и контура заземления.

Последний обеспечивает условия для бесперебойной работы электрической техники. Кроме того, он снижает уровень излучения электрических агрегатов, кабелей и проводов, локализует шумовые явления в электросети.

Щитки и розетки заземления

Заземление в щитке проводится в следующем порядке (система TN-C-S). Два питающих провода, состоящих из фазного и совмещенного рабочего нулевого и защитного (REN), разделяются на три отдельные жилы. Для подключения фазной и рабочей жил используют изолированную от щита шину заземления. Каждая шина (N и Re) должна иметь собственную маркировку и цвет: ноль – синего, земля – желтого цвета. Жила N закрепляется на электрическом щитке с использованием изоляторов. Заземляющий контакт RE устанавливается на корпус. Между собой соединяются перемычкой из токопроводящего материала.

В дальнейшем эти провода заземления должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.

Многие пользователи отдают предпочтение варианту, когда кабели REN сохраняют свою целостность и подключаются к шине N, играя роль нулевых защитных проводников. Достоинство этой схемы заключается в том, что на свободную шину RE замыкаются провода заземления бытовых потребителей электрической энергии. При перегорании линии REN, все токоприемники будут продолжать сохранять заземляющие контакты.

Шина заземления

Ошибки при установке ЗУ

К типовым недостаткам, часто встречающимся на практике, относятся:

  1. Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
  2. Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
  3. Установка отдельных выключателей в нулевом проводнике. При выходе устройства из строя электроприборы могут оказаться под напряжением. Иногда контакт нулевого провода не прочен. Последствия те же.
  4. Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
  5. Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
  6. Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
  7. Подключение заземления к трубе отопления. Нельзя сказать, какое направление возьмут блуждающие токи, поскольку неизвестна ситуация в соседней квартире. Возрастает вероятность поражения током посторонних людей.

По завершении монтажных работ проводится проверка системы. Внимание обращается на величину сопротивления рассеиванию тока. Для проведения этой работы желательно привлечение специалиста с соответствующей аппаратурой.

Можно ли заземление подключить к нулю

Мой горький опыт электрика позволяет мне утверждать: Если у Вас “заземление” сделано как надо – то есть в щитке есть место присоединения “заземляющих” проводников, и все вилки и розетки имеют “заземляющие” контакты – я вам завидую, и вам не о чем беспокоиться.

Правила подключения заземления

В чем же состоит проблема, почему нельзя подключать провод заземления на трубы отопления или водоснабжения?

Реально в городских условиях блуждающие токи и пр. мешающие факторы столь велики, что на батарее отопления может оказаться что угодно. Однако основная проблема, в том, что ток срабатывания автоматов защиты достаточно велик. Соответственно один из вариантов возможной аварии – пробой накоротко фазы на корпус с током утечки как раз где-то на границе срабатывания автомата, то есть, в лучшем случае 16 ампер. Итого, делим 220в на 16А – получаем 15 ом. Всего каких-то тридцать метров труб, и получите 15 ом. И потек ток куда-то, в сторону не пиленого леса. Но это уже не важно. Важно то, что в соседней квартире (до которой 3 метра, а не 30, напряжение на кране почти те же 220.), а вот на, скажем, канализационной трубе – реальный ноль, или около того.

А теперь вопрос – что будет с соседом, если он, сидя в ванной (соединившись с канализацией посредством открывания пробки) коснется крана? Угадали?

Приз – тюрьма. По статье о нарушении правил электробезопасности повлекшем жертвы.

Не надо забывать, что нельзя делать имитацию схемы “заземления” , соединяя в евророзетке “нулевой рабочий” и “нулевой защитный” проводники, как иногда практикуют некоторые “умельцы”. Такая замена крайне опасна. Не редки случаи отгорания “рабочего нуля” в щите. После этого на корпусе Вашего холодильника, компьютера и т.д. очень прочно размещается 220В.

Последствия будут примерно такими же, как и с соседом, с той разницей, что за это ни кто ответственности нести не будет, кроме того, кто сделал такое соединение. А как показывает практика, это делают сами же хозяева, т.к. считают себя достаточными специалистами, чтобы не вызывать электриков.

“Заземление” и “зануление”

Одним из вариантов “заземления” является “зануление”. Но только не как в случае описанном выше. Дело в том, что на корпусе распределительного щита, на Вашем этаже имеется нулевой потенциал, а если точнее, нулевой провод, проходящий через этот самый щиток, просто-напросто имеет контакт с корпусом щита посредством болтового соединения. Нулевые проводники с расположенных на этом этаже квартир, тоже присоединяются к корпусу щита. Давайте рассмотрим этот момент поподробнее. Что мы видим, каждый из этих концов заведен под свой болт (на практике правда часто встречается по парное соединение этих концов). Вот как раз туда и надо подсоединять наш новоиспеченный проводник, который в последствии будет называться “заземлением”.

В этой ситуации тоже есть свои нюансы. Что мешает “нулю” отгореть на входе в дом. Собственно говоря, ни чего. Остается лишь надеяться, что домов в городе меньше чем квартир, а значит и процент возникновения такой проблемы значительно меньше. Но это опять же русский “авось”, который проблему не решает.

Единственно правильное решение, в этой ситуации. Взять металлический уголок 40х40 или 50х50, длинной метра 3, забить его в землю, чтобы за него не запинались, а именно, копаем яму на два штыка лопаты в глубину и максимально забиваем туда наш уголок, а от него провести провод ПВ-3 (гибкий, многожильный), сечением не менее 6 мм. кв. до, Вашего распределительного щита.

В идеале “контур заземления” должен состоять из 3х – 4х уголков, которые свариваются металлической полосой той же ширины. Расстояние между уголками должно составлять 2 м.

Только не надо сверлить в земле дыру метровым буром и опускать туда штырь. Это не правильно. Да и КПД такого заземления близко к нулю.

Но, как и в любом способе здесь есть свои минусы. Вам, конечно, повезло, если Вы живете в частном доме, или хотя бы, на первом этаже. А как быть тем, кто живет этаже на 7-8? Запастись 30-ти метровым проводом?

Так как же найти выход из создавшейся ситуации? Боюсь, что ответ на этот вопрос Вам не дадут даже самые опытные электромонтажники.

Что требуется для разводки по дому

Для разводки по дому Вам понадобится медный провод заземления, соответствующей длины, и сечением не менее 1,5 мм. кв. и, конечно, розетка с “заземляющим” контактом. Короб, плинтус, скоба – дело эстетики. Идеальный вариант, это когда Вы делаете ремонт. В этом случае я рекомендую выбрать кабель с тремя жилами в двойной изоляции, лучше ВВГ. Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенной с корпусом щита, а второй – на “заземляющий” контакт розетки. При наличии в щите УЗО заземляющий проводник не должен нигде на линии иметь контакта с N проводником (в противном случае будет срабатывать УЗО).

Не надо так же забывать, что “земля” не имеет права разрываться, посредством каких либо выключателей.

Можно ли заземлять розетки на ноль?

вопрос к опытным электрикам. На даче при замене розетки внутри неё обнаружил проводок,идущий от “нуля” к контакту заземления на самой же розетке, точно такое же “изобретение” обнаружил и при замене проточного водонагревателя 5кВт – это допустимо при отсутствии правильного заземления? чем это грозит, как проявится в случае неполадок в электросети?

Нет, нельзя. Для этого существует 3-й провод заземления. Если его в домашней проводке нету, то каждую розетку или прибор необходимо заземлять. “0” является 4-м, либо 2-м проводом в линии эл.передачи и соединён на подстанции с глухозаземлённой нейтралью обмоток трансформатора, которые соединены “звездой”.

Последствия “заземления” на “0”(или зануления) могут быть плачевными. Представьте себе ситуацию, когда во время грозы либо других явлений и событий, фазный провод обрывается и падает на нулевой! Вот у Вас уже в доме либо два провода с одноименной фазой, хуже если с соседней (A-B,B-C,C-A), тогда это 380! Тогда всем приборам включеннім в сеть не поздоровиться, уже не говоря о поражении током людей. Как самому сделать правильно контур заземления – пишите, отвечу.

Заземлять розетки на ноль категорически нельзя!

А для умников, которые всё знают и не имеют и малейшего понятия о том, что пишут, могу порекомендовать к прочтению например этот материал. И просьба:

не нужно что то советовать, если являешься полным профаном в теме!

Человек попросил откликнуться СПЕЦИАЛИСТОВ, а не тех, кому нужны 5 кредитов.

Теперь коротко о главном.

При “занулении” и обрыве или отгорянии нуля(а это происходит часто), мы получаем фазу на корпусе, благодаря чему можем при контакте с водой, быстро отправиться на тот свет.

Случаев уже куча, поэтому остановимся на вашем вопросе. Вот если ваш проточный нагреватель занулил какой то чудак, на букву м(и при этом он остался в живых), то это просто хорошее везение.

На самом деле всё “работает” просто: жена помыла пол, он ещё влажный, а вы босиком подошли, открыли кран и прикоснулись к мойке.

Будет здорово, если вас просто шарахнет.

На практике везёт не всем.

Поэтому проще сделать заземляющий контур и забыть про то, что в вашем доме есть косяки, благодаря которым можно кого то похоронить.

Тем более, что и сам по себе контур – это не хитрое приспособление, состоящее из 3-х штырей по полтора метра в длинну(можно использовать трубы с диаметром от 50 мм, уголок, тоже желательно не менее 50-и, или арматуру на 30 мм), 3-и связывающие металлистические полосы(можно уголок от 20 мм), длинной 1.5 – 2 метра.

К одному из этих штырей привариваем болт(от 10-12 мм) и забиваем все три в землю, в форме треугольника друг от друга.

Далее сваркой соединяем их полосой, присыпаем землёй и от болта в дом заводим проволокой(от 5 мм), где от неё, так же через болт с помощью провода(например ШВВГ), подводим к тому месту(или розетке), где нам нужно заземление.

Работы – на час, а вот неприятностей, если её не сделать – на всю жизнь.

У меня возникает вопрос как может фаза оказаться на корпусе, она что изначально на корпусе? Все провода в электроприборах, обмотки эл.двигателей, эл лампочки изолированы от корпуса, а в современных бытовых приборах двойная, тройная изоляция от корпуса. И чтобы фаза оказалась на корпусе надо просто механически сломать прибор или залить водой. Нулевой провод идет от розетки до подстанции где подключается к контуру заземления, и этот нулевой провод еще называют “рабочим”. Заземляющий провод идет от розетки тоже к контуру заземления и не должен соединяться с контуром заземления на подстанции. В советские времена нулевой провод часто использовался как рабочим так и защитным занулением одновременно так как чистого заземления не было. Поэтому и встречаются сейчас розетки с перемычками от заземляющего контакта к нулевому проводу. В новых домах сейчас делают заземляющие провода, а вот в домах советского периода заземляющих проводов нет. По моему убеждению перемычки между нулем и заземлением не надо ставить, так как раньше кроме света и утюга не было приборов, а сейчас очень много эл.бытовой техники и нулевой провод защитную функцию потерял. А заземление еще далеко не везде есть. По возможности надо делать свой контур заземления на дачах и в частных домах.

Как отличить ноль от заземления подручными средствами

При ремонте или частичной замене электропроводки, электрику приходится сталкиваться с определением фазы, ноля и заземления в распаячных коробках. С определением фазы проблем никаких нет, достаточно воспользоваться отверткой-индикатором. Когда проводка проложена двумя жилами, без земли, естественно, вторая жила является нулем. Однако при ремонте проводки с тремя токоведущими проводниками, зачастую возникает вопрос: где рабочий ноль, а где защитный. Ведь по электрическим свойствам оба проводника идентичны – можно подключить даже приличную нагрузку к паре фаза-земля и не заметить разницы. При измерении напряжения мультиметром между парами фаза-ноль и фаза-земля примерно одинаковые напряжения.

Для тех, кто в танке: если вы думаете, что можно проверить мультиметром или лампой два провода из трех и там, где будет напряжение, это и есть фаза с нулем – вы заблуждаетесь! Между фазой и заземлением (занулением) напряжение также составляет около 220 вольт!

Если проводка современная, с цветной маркировкой проводов – дело упрощается. Обычно фаза маркируется коричневым или белым (при отсутствии коричневого) проводниками, ноль – синим или белым (с синей полосой). Заземление по современным стандартам маркируется желтой изоляцией с зеленой полосой. Однако здесь два НО: далеко не факт, что монтажники были в курсе об общепринятой цветовой маркировке или использовали провода для трехфазной сети с черным, коричневым и синим (белым или желтым) проводниками. Поэтому хорошему электрику не следует безоговорочно ориентироваться на цвета проводников, смонтированных другими электромонтажниками.

Методы определения

Рассмотрим способы определения нулевого и заземляющего проводников, от очень простого к более сложным.

Цепь имеет защиту по дифф-току. Если весь объект или исследуемая ветка снабжены защитой по дифференциальному току – дифф-автоматом или УЗО, задача значительно упрощается. Нужно контрольный прибор, например лампа с проводниками, подключить к фазе и к одному из исследуемых проводников. Если дифф-защита не сработала, значит лампа подключена к рабочему нолю. Если происходит срабатывание УЗО при подключении лампы – вы ее подключаете к фазе и земле. Все достаточно просто и заодно проверите устройство защитного отключения на практике.

Перед выполнением такого теста нужно убедиться в работоспособности дифф-защиты, нажав кнопку “тест” на защитном аппарате. Следует отметить, что способ будет работать при условии, что ток через лампу будет превышать номинальный дифференциальный ток аппарата. То есть, при использовании лампы накаливания (энергосберегайка не подходит) сработает УЗО с током утечки 10-30 мА. Вводное УЗО на утечку 300 мА может не сработать, для надежной проверки нужно брать прибор помощнее.

Сравнение с заземляющими контактами розеток. Данный метод будет работать если на вводе стоит двухполюсный автомат, размыкающий рабочий ноль и в помещении имеются розетки с заземлением. Вводной автомат следует отключить, тем самым мы разомкнем любую связь ноля с землей. По возможности следует отключить все приборы из розеток.

Далее следует “прозвонить” мультиметром в режиме измерения сопротивления заземляющий контакт одной из розеток с исследуемыми контактами. При соединении с нулевым проводом, мультиметр должен показывать большое сопротивление, с заземляющим контактом на неизвестной точке с землей розетки сопротивление практически нулевое.

Таким способом можно заодно проверить правильность подключенных розеток: при отключенном вводном двухполюсном автомате, нулевые и заземляющие контакты прозваниваться не должны. Ну это при условии, что проводка изначально исправна и верно смонтирована.

Лезть в щит. Если предыдущие способы реализовать нет возможности, придется лезть в “начинку” электрощита. Думаю напоминать здесь о технике безопасности не стоит: ее никто не отменял. На самом деле способ достаточно прост: нужно найти нулевой проводник, уходящий в помещение и отсоединить его от клемм щита. Затем прозвонить с исследуемыми контактами: с которым будет звониться – тот и есть нулевой проводник.

В случае с щитом вполне может возникнуть сложность, когда даже в щите сложно отличить ноль от заземления. В этом случае понадобятся токовые клещи. Нужно включить напряжение и нагрузку в помещении, и исследовать клещами неизвестные проводники в щите – где будет ток, так и рабочий ноль. Обратите внимание: метод работает только в том случае, когда вы точно знаете, что один из проводников – ноль, а другой – земля.

Все вышеописанные методы работают как с заземлением, так и с “занулением”

Определить контакты при подключении электроплиты. Иногда возникает необходимость заменить розетку электроплиты, а проводка советских времен или начала 90-х, одноцветная. Для верного определения зануления электроплиты необходимо условие – двухполюсный автомат во вводном щите, отключающий и фазу, и ноль от всей квартиры.

Итак, при включенной электроэнергии определяем фазу на ичсследуемых выводах для будущей розетки – этот контакт помечаем и откидываем в сторону, далее он нам не нужен. Потом нужно определить ноль в любой розетке в квартире – так как проводка советская, земли там нет, поэтому нолем окажется тот вывод, на котором не светится отвертка-индикатор.

Теперь обесточиваем всю квартиру и мультиметром прозваниваем ноль обычной розетки с двумя оставшимися контактами на электроплиту. Тот контакт, который звонится с нолем розетки – рабочий, а тот что не звонится – зануление (земля). Если же звонятся оба контакта – нужно искать ошибки в электропроводке. При организации зануления в советское время, его присоединяли к клемме “PEN” без каких-либо коммутационных аппаратов.

Что будет, если перепутать ноль с землей?

Если заземление исправно и выполнено в соответствии со всеми требованиями, об ошибке можно не подозревать многие годы. Мне много раз попадались неправильно подключенные электроплиты с советских времен. Однако на эти ошибки не следует закрывать глаза:

1. Приборы учета электроэнергии будут некорректно работать, из-за этого можно схлопотать приличный штраф от энергетиков, когда все выяснится.

2. При установке дифференциальных выключателей (УЗО) или дифференциальных автоматов, корректная их работа невозможна. Эти аппараты будут все время отключаться.

3. Заземление перестанет выполнять свою основную функцию – защищать человека от поражения электрическим током. В добавок, это может стать самой причиной поражений.

4. При “слабом” заземлении в частном доме оно быстро выйдет из строя и в любом случае, придется производить ремонт.

{SOURCE}

Ноль и заземление — Эксплуатация, обслуживание и ремонт оборудования

Ctamm, ещё раз, но проще: заземление не предназначено для протекания тока нагрузки.

Последствия — придумайте сами.

 

Вот даже не знаю, как ещё пояснить, что между заземлением на подстанции и вашим заземлением, даже в лучшее время, сопротивление в сотню раз превосходит сопротивление алюминиевого провода сечением пол квадрата длиной от вас до подстанции.

 

Не сложно же поставить опыт, взять таз пластиковый, взять три пачки соли, автомобильный аккумулятор и лампочку от фары, которая 12 вольт и 55 ватт, ток который нужен для свечения лампы 4.6 ампера, что соответствует примерно потребителю в 1 киловат для 220 вольт. Так вот налить в таз горячей воды, засыпать в таз все три кило соли и размешать, а потом соединить аккумулятор, лампочку и 2 провода замыкая которые лампочка будет зажигаться, вот эти 2 провода прикрутить к двум кускам оцинкованного железа или нержавейки, замыкаем листы, лампа светит, берём один, бросаем на дно таза, а второй начинаем топить приближая к тому, что на дне и смотрим когда лампочка загорится и как ярко. Не совать руки в таз!!! Даже 12 вольт в солёной воде так жахнут что мало не покажется. Лист который топим лучше прибить к палке и держаться только за палку не трогая таз. Сразу очевидно станет, что дохлый киловат, в пересчёте на 220 заработает нормально только в сантиметрах между листами, а между вами и подстанцией сотни метров и дома наверно не 1 киловат нагрузка суммарная.

 

Чем черевато — да чем угодно, от шагового напряжения в дождик, до выгорания всего в доме при ударе молнии в вкопанную где-то через дорогу в землю железку, молния не дура, пойдёт по пути наименьшего сопротивления, а путь этот, наименьшего сопротивления, не через всю землю на другой конец земли, а через землю до вашего заземления, а потом через ваше заземление и в провода до подстанции, там же тоже заземление, там много заземлений, а чем больше заземлений и чем дальше они друг от друга, тем меньше их сопротивление, когда они соединены проводом.

Изменено пользователем Tardis

«Как сделать заземление в частном доме?» – Яндекс.Кью

Для организации заземления в частном доме или на дачном участке вам необходимо изначально определиться с местом прокладки контура заземления. Для этого выбирается участок земли с хорошими проводящими свойствами – глина или суглинок, желательно избегать каменистых грунтов, мест складирования строительного мусора и т.д. Контур заземления должен располагаться на удалении от дома не менее 1м и не более 10, оптимальным расстоянием будет 4 – 6м. Также контур заземления удаляется от крыльца, тротуаров и мест скопления людей, желательно, чтобы в этой части двора никто не ходил.

Далее изготовление заземления в частном доме выполняется по такому алгоритму:

  • Земляные работы – разработка траншеи для прокладки горизонтальных и забивания вертикальных заземлителей. Основное требование на данном этапе – опустить все токоведущие части ниже уровня промерзания грунта, это примерно 0,8м, но, в зависимости от региона, может отличаться.
  • Изготовление заземлителей – для этого могут подойти как заводские изделия, так и самодельные из стали или меди. Форма металлических изделий (труба, шина, прут, арматура и т.д.) значения не имеет, главное, чтобы вам удобно было работать с ними.
  • Установка заземлителей и соединение их в единый контур – можно соединять между собой сваркой, опресовкой, зажимами, болтами и т.д.
  • Проверка переходного сопротивления – согласно требований п.1.7.103 ПУЭ, для бытовых сетей этот показатель не должен превышать 10 Ом, если больше, установите дополнительные вертикальные заземлители в контур.
  • Засыпьте контур землей, оставив вывод для подключения к цепи домашней проводки. Соедините заземляющий провод домашней сети с контуром заземления. Заземление готово.

Более детальную информацию вы можете почерпнуть из соответствующей статьи на сайте: https://www.asutpp.ru/kontur-zazemleniya.html

Земля, шасси и сигнальное заземление

В аналоговой конструкции связь сигнала с землей является фундаментальной проблемой (и может создавать проблемы и в цифровых проектах). Однако понятие «земля» может сбивать с толку, поскольку оно относится к трем различным ситуациям: заземление шасси, сигнальное заземление или заземление. Все три указывают на подключение к точке (теоретически) нулевого напряжения , но в другом контексте: заземление шасси для устройства, сигнальное заземление для сигналов очень низкого напряжения внутри устройства и заземление для энергосистемы.

figure-1groundingsymbols

Рис. 1: Есть три разных электрических символа для заземления, обозначающие контекст в схеме. Источник: Википедия.

Но земля как нулевое напряжение теоретически; только провод с нулевым сопротивлением будет иметь нулевое напряжение. В действительности, заземляющая пластина или шина обычно будут иметь переменные напряжения на незначительных уровнях. В необычных случаях возникают проблемы из-за того, что «нулевое» напряжение земли совсем не близко к нулю. Это наиболее вероятно, если схема или устройство работают с высоким потреблением тока, или в случаях, когда заземляющая пластина, проводник или шина имеет высокий импеданс (т.е.е., «заземляющий» материал или «заземляющий провод / шина» — это , а не как хороший проводник электричества.) Закон Ома действует независимо от того, что: V = IR. Ток (I) через любой материал с сопротивлением (R) будет иметь напряжение (В), отличное от нуля. Провода и дорожки имеют сопротивление в реальном мире и влияют, например, на обратный путь («земля») для обратных рельсов. Здравый смысл говорит, что такие соединительные провода, при которых сопротивление проводки является аддитивным (последовательно) в обратном пути для одного устройства, но не для других, создают другое напряжение на «земле» для этого одного устройства (V = IR).

Заземление шасси — это точка сбора земли, которая подключается к металлическому корпусу электрического устройства. Заземление корпуса может использоваться для экранирования и заземления во избежание поражения электрическим током. Заземление сети и (теоретически) шины питания 0 В связаны вместе и подключены к шасси в одной точке. Например, в многослойных печатных платах один или несколько проводящих слоев могут использоваться в качестве заземления шасси. Заземление шасси обычно выполняется только в одной точке.Это предотвращает обратный ток через доступные, но нежелательные средства и предотвращает ток, циркулирующий через шасси. Ток, циркулирующий через шасси, может вызвать «контур заземления». Но если шасси заземлено только в одной точке, ток не может течь через шасси, и связь между магнитным потоком и электричеством не может быть реализована. Контуры заземления, которые вызывают наведенную ЭДС (шум), особенно проблематичны для чувствительных к шуму приложений, таких как приборы и аудио.

Контуры заземления часто возникают при соединении нескольких электронных устройств вместе, потому что никакие два заземления никогда не имеют одинакового потенциала, что вызывает поток. Даже очень низкая (по напряжению) разность потенциалов заставляет ток течь от земли одного блока к другому блоку и обратно к первому блоку через дополнительное заземление, обеспечиваемое сетью распределения электроэнергии. Хотя импеданс контура заземления составляет лишь очень небольшую долю Ом, этого достаточно, чтобы вызвать такие проблемы, как шум и помехи.Распространенным решением для контуров заземления является распределение по схеме «звезда», где выбирается произвольная точка «заземление с самым низким потенциалом напряжения». В звездообразном распределении все взаимосвязанные компоненты соединены по схеме излучения наружу от «земли». Если звездное распределение выполнено аккуратно, сигнальная проводка между оборудованием, заземленным на звезду, будет иметь нулевой потенциал, что позволит избежать контуров заземления.

102121016-ground-loop-fig2

Рисунок 2: В идеальном мире все точки, помеченные как «земля», имеют ровно ноль вольт. По пути будет течь электричество.Электричество и магнетизм взаимосвязаны, что хорошо, поскольку двигатели зависят от этого отношения для работы, но не хорошо, когда поток тока нежелателен. Источник: Питер Уилсон, компаньон проектировщика схем.

Сигнальная земля — ​​это контрольная точка, от которой измеряется сигнал. Там может быть более одного опорного заземления в данной схеме. Чистое сигнальное заземление или заземление без инжектируемого шума важно для электрического оборудования, которое должно точно определять очень небольшие уровни или перепады напряжения, например, в медицинском оборудовании.Когда есть несколько путей для прохождения электричества к земле, дублированные пути заземления улавливают токи помех и преобразуют токи в колебания напряжения. Опорный уровень земли в системе больше не является стабильным потенциалом, и шум становится частью сигнала.

Печатные платы (PCB) могут унаследовать проблемы с заземлением от программ автоматической компоновки. Сигнальная земля или опорное напряжение 0В сигнала, должна быть на печатной плате и не заземлена от печатной платы, где он может забрать внешние шумы.

Напряжения сигналов намного меньше, чем напряжения, поступающие в систему, например, на силовых модулях точки входа (POE). Здравый смысл гласит, что сигнальная земля изолирована от шасси или заземления питания. Сигнальное заземление также может быть разделено между цифровыми и аналоговыми частями системы. Сигналы могут страдать от помех, создаваемых землей, когда заземление входного сигнала находится вне печатной платы, на которой находится сигнал. Однако наземные помехи можно игнорировать, если сигнал намного больше, чем вносимый шум.Заземление для обеспечения целостности сигнала на печатных платах является подробным предметом, который, однако, не может быть рассмотрен в этой статье. [I]

Земляное заземление восходит к практике использования заземляющего стержня, вбитого в поверхность земли по соображениям безопасности. Обычный контекст для заземления — в бытовых электрических системах, где ток покидает панель главной цепи через горячий провод и течет к розеткам и источникам света по мере того, как электричество потребляется (или иным образом отклоняется по жизнеспособному пути), а обратный путь обеспечивается обратно к панели через нейтральный провод.Заземление добавляет третий провод (провод заземления), чтобы обеспечить путь для тока, который не может замкнуть цепь. Например, оголенный проводящий провод может создать ситуацию, когда ток может протекать через тело человека по пути к земле, если бы не заземляющий провод, который вместо этого безопасно рассеивает ток на землю и, надеюсь, срабатывает предохранитель из-за чрезмерного потребляемый ток на землю.

Особенно важно заземление при высоком напряжении.Если электрическое оборудование имеет неисправный компонент, который вызывает контакт напряжения под напряжением с проводящим шасси, например, оборудование может продолжать работать из-за внутренней изоляции систем, но первый человек, который коснется шасси, становится путем земли и понесет серьезные травмы или даже смерть. Даже если предохранитель находится на пути к источнику напряжения, находящемуся под напряжением, все равно требуется микро или миллисекунды, чтобы предохранитель перегорел и разомкнул цепь, предотвращая протекание. Таким образом, прерыватели заземления и защиты от короткого замыкания чаще всего присутствуют там, где присутствует высокое напряжение.

Понятно, что концепция заземления является фундаментальной для электрических концепций и на практике. Последствия различаются при работе с очень высокими напряжениями по сравнению с небольшими сигналами, контуры заземления могут сработать в любой ситуации, когда заземление имеет установленный путь, и на эту тему были написаны книги. Но только после того, как кто-то проведет поиск и устранение неисправностей в течение нескольких часов, только чтобы найти ослабленный винт (влияющий на заземление шасси) или смещенную дорожку (сигнальное заземление), можно действительно понять, как электрическое заземление считается само собой разумеющимся.

[i] Уилсон, Питер. Спутник проектировщика схем . 3-е изд. Оксфорд: Newnes, 2012. Печать.

.

Заземление оболочки кабеля сверхвысокого / высокого напряжения | Электротехнические примечания и статьи

Заземление оболочки кабеля сверхвысокого / высокого напряжения:

Введение:

  • В городских районах подземные кабели высокого напряжения обычно используются для передачи и распределения электроэнергии. Такие высоковольтные кабели имеют металлические оболочки или экраны, окружающие проводники, и / или броню и металлические провода, окружающие кабели. Ожидается, что во время замыканий на землю, применяемых к напрямую заземленным системам, эти металлические пути несут значительную часть общего тока замыкания, который в противном случае протекал бы через общую массу земли, возвращаясь к нейтрали системы.Эти альтернативные пути возврата необходимо учитывать при определении степени повышения потенциала сети на электростанции из-за замыканий на землю.
  • Для безопасности и надежной работы экраны и металлические оболочки силовых кабелей должны быть заземлены. Без заземления экраны работали бы при потенциале, значительно превышающем уровень земли. Таким образом, они были бы опасными для прикосновения и вызывали бы быстрое разрушение оболочки или другого материала, находящегося между экраном и землей.Это вызвано емкостным зарядным током изоляции кабеля, который составляет порядка 1 мА / фут длины проводника.
  • Этот ток обычно течет на промышленной частоте между проводником и заземляющим электродом кабеля, обычно экраном. Кроме того, экран или металлическая оболочка обеспечивают обратный путь при повреждении в случае нарушения изоляции, обеспечивая быстрое срабатывание защитных устройств.
  • Чтобы уменьшить циркулирующий ток и разность электрических потенциалов между оболочками одножильных трехфазных кабелей, оболочка заземляется и закрепляется на одном или обоих концах кабеля.Если кабель длинный, необходимо выполнить двойное соединение, что приведет к возникновению циркулирующих токов и увеличению общих потерь мощности. Повышение сопротивления оболочки за счет уменьшения ее поперечного сечения и увеличения удельного сопротивления может снизить его почти до уровня потерь в сердечнике.
  • Однако в случае замыкания на землю значительная часть тока короткого замыкания протекает через повышенное сопротивление оболочки, создавая в оболочках гораздо более высокую мощность, чем в неисправном сердечнике. Простое решение: стержень проводника, закопанный в почву над или под кабелем, может отвести эту мощность от оплетки.

Экран кабеля:

(1) Назначение экрана кабеля:

  • Экран кабеля контролирует напряжение электрического поля в изоляции кабеля.
  • Экран кабеля Обеспечивает обратный путь для нейтрали кабеля и тока повреждения.
  • Если экран заземлен с двух сторон, он обеспечивает защиту от электромагнитного излучения.
  • В целях безопасности объединение опасного высокого напряжения с потенциалом земли.

(2) Назначение экранов кабелей на обоих концах:

  • Потери электроэнергии в кабельной цепи зависят от токов, протекающих в металлических оболочках кабелей, поэтому, уменьшая токи, протекающие в металлической оболочке с помощью различных методов соединения, мы можем увеличить допустимую нагрузку по току (допустимую нагрузку) кабель.
  • Он обеспечивает обратный путь тока короткого замыкания с низким импедансом и обеспечивает нейтральную точку для цепи.
  • Обеспечивает защиту от электромагнитного поля.

(3) Наведенное напряжение и циркулирующий ток в экране кабеля:

  • Электромагнитная связь между сердечником и экраном Электромагнитный экран.
  • Если экран кабеля скреплен в одной точке, электрическая цепь отсутствует, и mmf генерирует напряжение.
  • Если экран кабеля соединен с обоих концов, МДС вызовет протекание циркулирующего тока, если есть электрическая непрерывность.
  • Циркулирующий ток создает противоположное магнитное поле.
  • Следует использовать подходящий метод соединения, чтобы соответствовать пределу постоянного напряжения и поддерживать циркулирующий ток на приемлемом уровне.

Метод прокладки кабеля:

  • Три одножильных кабеля в трехфазной цепи могут быть размещены в различных формах. Типичные образования включают трилистники (треугольные) и плоские образования.

(1) Формирование трилистника:


  • Для минимизации электромеханических сил между кабелями в условиях короткого замыкания и предотвращения вихретокового нагрева в близлежащих стальных конструкциях из-за магнитных полей, создаваемых токами нагрузки, три одножильных кабеля, содержащие три фазы трехфазного кабеля. Фазовая цепь всегда зажата в форме «трилистника».
  • Преимущество:
  1. Этот тип формирования минимизирует циркулирующие токи оболочки, индуцируемые магнитным потоком, соединяющим жилы кабеля и металлическую оболочку или экраны из медной проволоки.
  2. Эта конфигурация обычно используется для кабелей низкого напряжения (от 33 до 132 кВ) и с проводниками меньшего диаметра.
  1. Форма трилистника не подходит для отвода тепла, потому что существует заметный эффект взаимного нагрева трех кабелей.
  2. Накопленное тепло в кабелях и кабельной траншее снижает номинальные характеристики кабеля и ускоряет его старение.

(2) Плоская формация:

  • Это наиболее распространенный метод прокладки кабеля LT.
  • Это формирование подходит для отвода тепла и увеличения номинальных характеристик кабеля.
  • Выбор формации полностью зависит от нескольких факторов, таких как метод соединения экрана, площадь проводника и доступное пространство для установки.

Тип сердечника и наведенное напряжение:

(1) Трехжильный кабель:

  • Для низковольтного оборудования, обычно ниже 11 кВ.
  • Хорошо сбалансированное магнитное поле от трех фаз.
  • Сумма индуцированных напряжений от трех фаз равна нулю по всей длине кабеля.
  • Экран кабеля должен быть заземлен с обоих концов
  • Практически нулевое наведенное напряжение или циркулирующий ток в установившемся режиме.

(2) Одножильный кабель:

  • Для высоковольтного применения, обычно от 11 кВ и выше.
  • В одножильных кабелях не используется ферромагнитный материал для экрана, оболочки и брони.
  • Наведенное напряжение в основном создается токами сердечника в его собственной фазе и двух других фазах. Если кабели проложены компактно и симметрично, наведенное в экране напряжение может быть минимизировано.
  • Для одножильных кабелей следует использовать подходящий метод соединения экрана, чтобы предотвратить чрезмерный циркулирующий ток и высокое индуцированное постоянное напряжение.высокое напряжение.

Принадлежности для приклеивания оболочки кабеля HT:

(1) Функция Link Box?

  • Link Box электрически и механически является одним из неотъемлемых аксессуаров подземной системы кабельного соединения высокого напряжения над землей, связанной с системами силовых кабелей из сшитого полиэтилена высокого напряжения.
  • Соединительные коробки используются с кабельными соединениями и концевыми муфтами для обеспечения легкого доступа к разрывам экрана в целях тестирования и ограничения нарастания напряжения на оболочке.
  • Молния, токи короткого замыкания и операции переключения могут вызвать перенапряжение на оболочке кабеля.Соединительная коробка оптимизирует управление потерями в экране кабеля на кабелях, заземленных с обеих сторон.
  • В HT Cable система соединения спроектирована таким образом, что оболочки кабеля склеиваются и заземляются или с помощью SVL таким образом, чтобы устранить или уменьшить циркулирующие токи в оболочке.
  • Соединительные коробки
  • используются с кабельными соединениями и заделками, чтобы обеспечить легкий доступ к разрывам экрана в целях тестирования и ограничить нарастание напряжения на оболочке. Соединительная коробка является частью системы соединения, которая необходима для повышения пропускной способности по току и защиты человека.

(2) Ограничители напряжения оболочки (SVL) (ограничители перенапряжения):

  • SVL — это защитное устройство для ограничения наведенных напряжений, возникающих в кабельной системе из-за короткого замыкания.
  • Необходимо установить SVL между металлическим экраном и землей внутри соединительной коробки. Разделение экрана в соединении силового кабеля (изолированное соединение) будет защищено от возможных повреждений в результате наведенных напряжений, вызванных коротким замыканием / пробоем.

Тип соединения оболочки для кабеля HT:

Обычно существует три типа соединения экрана кабеля LT / HT.

(1) Одноточечное соединение.

  1. Односторонняя одноточечная система склеивания.
  2. Сплит-система с одноточечным соединением.

(2) Система склеивания на обоих концах

(3) Система с поперечным соединением

(1) Система с одноточечным соединением:

(A) Односторонняя односторонняя система крепления:

  • Система является одноточечной связью, если ее расположение таково, что оболочки кабеля не обеспечивают пути прохождения циркулирующих токов или токов внешнего замыкания.
  • Это простейшая форма специального склеивания. Оболочки трех участков кабеля соединяются и заземляются в одной точке только по их длине . Во всех других точках между оболочкой и землей и между экранами соседних фаз кабельной цепи будет напряжение, которое будет максимальным в самой дальней точке от заземления.
  • Это индуцированное напряжение пропорционально длине кабеля и току. Одноточечное соединение может использоваться только для ограниченной длины маршрута, но в целом принятый потенциал напряжения экрана ограничивает длину

  • Следовательно, оболочки должны быть надежно изолированы от земли.Поскольку нет замкнутой цепи оболочки, за исключением ограничителя напряжения оболочки, ток обычно не течет в продольном направлении вдоль оболочки, и потери тока циркуляции оболочки не возникают.
  • Обрыв в экране кабеля, отсутствие циркулирующего тока.
  • Нулевое напряжение на заземленном конце, постоянное напряжение на незаземленном конце.
  • Дополнительный провод заземления с изоляцией из ПВХ, необходимый для обеспечения пути тока короткого замыкания, если возврат с земли нежелателен, например, в угольной шахте.
  • SVL устанавливается на незаземленном конце для защиты изоляции кабеля во время повреждения.
  • Наведенное напряжение, пропорциональное длине кабеля и току, протекающему по кабелю.
  • Нулевое напряжение относительно напряжения сети заземления на заземленном конце, постоянное напряжение на незаземленном конце.
  • Циркулирующий ток в проводе заземления не имеет значения, поскольку магнитные поля от фаз частично сбалансированы.
  • Величина постоянного напряжения зависит от величины тока, протекающего в сердечнике, намного выше, если есть замыкание на землю.
  • Высокое напряжение на незаземленном конце может вызвать искрение и повредить внешнюю оболочку из ПВХ.
  • Напряжение на экране во время повреждения также зависит от состояния заземления.

Постоянное напряжение на незаземленном конце при замыкании на землю .

  • Во время замыкания на землю в энергосистеме ток нулевой последовательности, переносимый проводниками кабеля, может вернуться по любым доступным внешним путям. Замыкание на землю в непосредственной близости от кабеля может вызвать большую разницу в повышении потенциала земли между двумя концами кабельной системы, создавая опасность для персонала и оборудования.
  • По этой причине для установки одноточечного кабеля требуется параллельный заземляющий провод , заземленный на обоих концах кабельной трассы и установленный очень близко к проводникам кабеля, чтобы проводить ток короткого замыкания во время замыканий на землю и ограничивать рост напряжения. оболочки при замыканиях на землю до приемлемого уровня.
  • Параллельный провод заземления обычно изолирован во избежание коррозии и переставляется, если кабели не перекладываются, чтобы избежать циркулирующих токов и потерь в нормальных условиях эксплуатации.
  • Напряжение на незаземленном конце при замыкании на землю состоит из двух составляющих напряжения. Наведенное напряжение из-за тока короткого замыкания в сердечнике.

Преимущество:

  • Нет циркулирующего тока.
  • Нет нагрева экрана кабеля.
  • Экономичный.

Недостаток:

  • Постоянное напряжение на незаземленном конце.
  • Требуется SVL, если постоянное напряжение во время повреждения чрезмерно.
  • Требуется дополнительного заземляющего проводника для тока короткого замыкания, если обратный ток на землю нежелателен.Более сильные магнитные поля вокруг кабеля по сравнению с прочно связанной системой.
  • Постоянное напряжение на экране кабеля пропорционально длине кабеля и величине тока в жиле.
  • Обычно подходит для отрезков кабеля менее 500 м или длины одного барабана .

(B) Раздельная система с одноточечным соединением:

  • Также известна как система одинарного склеивания двойной длины .
  • Непрерывность экрана кабеля прерывается в средней точке, и необходимо установить SVL с каждой стороны изоляционного соединения.
  • Другие требования идентичны системам одноточечного соединения, таким как SVL, заземляющий проводник, перестановка заземляющего проводника.
  • Фактически две секции одноточечного склеивания.
  • Отсутствует циркулирующий ток и нулевое напряжение на заземленных концах, постоянное напряжение на соединении секционирования.

Преимущества:

  • Нет циркулирующего тока на экране.
  • Отсутствует эффект нагрева экрана кабеля.
  • Подходит для более длинного сечения кабеля по сравнению с одноточечной системой соединения и одножильной системой с прочным соединением.
  • Экономичный.

Недостатки:

  • Постоянное напряжение существует на стыке экрана и секционирующей изоляции.
  • Требуется SVL для защиты незаземленного конца.
  • Требуется отдельный провод заземления для тока нулевой последовательности.
  • Не подходит для кабелей сечением более 1000 м.
  • Подходит для кабельных секций длиной 300 ~ 1000 м, что вдвое больше длины системы одноточечного соединения.

(2) Системы с двухсторонним сплошным соединением (одножильный кабель).

  • Самый простой и распространенный метод.
  • Экран кабеля соединен с сеткой заземления с обоих концов (через соединительную коробку).
  • Для устранения наведенных напряжений в экране кабеля необходимо связать (заземлить) оболочку на обоих концах цепи кабеля.
  • Это устраняет необходимость в параллельном проводе непрерывности, используемом в одинарных системах заземления.Это также устраняет необходимость обеспечения SVL, например, используемого на свободном конце цепей одноточечного соединительного кабеля
  • Значительный циркулирующий ток в экране Пропорционально току в сердечнике и длине кабеля, а также снижает его стоимость.
  • Если допустимо, можно проложить кабель компактным трилистником.
  • Подходит для трасс длиной более 500 метров .
  • Очень маленькое постоянное напряжение порядка нескольких вольт.

Преимущества:

  • Минимум необходимого материала.
  • Наиболее экономичен, если отопление не является основной проблемой.
  • Обеспечивает путь для тока короткого замыкания, минимизируя ток возврата на землю и EGVR в месте назначения кабеля.
  • Не требует ограничителя напряжения экрана (SVL).
  • Меньше электромагнитного излучения.

Недостатки:

  • Обеспечивает путь для циркулирующего тока.
  • Эффект нагрева в экране кабеля, большие потери. Поэтому может потребоваться снижение номинала кабеля или кабель большего диаметра.
  • Передает напряжение между сайтами, когда на одном сайте есть EGVR.
  • Можно прокладывать кабели в форме трилистника для уменьшения потерь в экране.
  • Обычно применяется к короткому кабелю длиной в десятки метров. Циркулирующий ток пропорционален длине кабеля и величине тока нагрузки.

(3) Система поперечных кабелей.

  • Система является перекрестно связанной, если схема такова, что цепь обеспечивает электрически непрерывную протяженность оболочки от заземленной клеммы до заземленной клеммы, но с оболочками, секционированными и перекрестно соединенными таким образом, чтобы уменьшить циркулирующие токи оболочки.
  • In Этот тип напряжения будет индуцироваться между экраном и землей, но значительного тока не будет.
  • Максимальное наведенное напряжение появится в соединительных коробках для перекрестного соединения. Этот метод позволяет обеспечить пропускную способность кабеля на уровне, равном одноточечному соединению, но при большей длине трассы, чем последний. Это требует разделения экрана и дополнительных полей ссылок.
  • Для поперечного соединения длина кабеля делится на три примерно равных участка.Каждое из трех переменных магнитных полей индуцирует в экранах кабелей напряжение со сдвигом фаз 120 °.
  • Поперечное соединение происходит в ящиках звеньев. В идеале, векторное сложение индуцированных напряжений приводит к U (Rise) = 0. На практике длина кабеля и условия прокладки будут изменяться, что приведет к небольшому остаточному напряжению и незначительному току. Так как ток отсутствует, потерь в экране практически нет.
  • Сумма трех напряжений равна нулю, поэтому концы трех секций могут быть заземлены.
  • Суммирование индуцированного напряжения на секционированном экране от каждой фазы, что приводит к нейтрализации наведенных напряжений в трех последовательных второстепенных секциях.
  • Обычно один барабан (около 500 м) на вспомогательную секцию.
  • Положение секционирования и положение кабельного соединения должны совпадать.
  • Прочно заземлены в местах соединения основных секций.
  • Переставьте сердечник кабеля для уравновешивания суммируемых наведенных напряжений.
  • Соединительную коробку следует использовать на каждом секционирующем соединении и сбалансировать полное сопротивление на всех фазах.
  • Профиль величины наведенного напряжения вдоль экрана основного участка кабельной системы с поперечным соединением.
  • Практически нулевой циркулирующий ток и напряжение на удаленной земле на глухозаземленных концах.
  • Для получения оптимального результата существует два «креста». Один из них — это перемещение жилы кабеля, пересекающего жилу кабеля, на каждой секции, а второй — перекрестное соединение экранов кабеля, фактически без перемещения экрана.
  • Перекрестное соединение экрана кабеля : Подавляет наведенное напряжение в экране на каждом стыке основной секции.
  • Перестановка кабелей: Обеспечивает одинаковую величину суммируемых напряжений. Большее постоянное напряжение на экране внешнего кабеля.
  • На экране присутствуют постоянные напряжения, и большинство секционных соединений кабелей и соединений должны быть установлены как система изолированного экрана.

Требование транспонирования для сердечника кабеля.

  • Если сердечник не переставлен, значит он плохо нейтрализован, что приводит к возникновению циркулирующих токов.
  • Кабель должен быть переставлен, а экран должен быть скреплен поперечным швом в каждой позиции секционирования для оптимальной нейтрализации

Преимущество:

  • Не требуется заземляющий провод.
  • Фактически нулевой циркулирующий ток на экране.
  • Постоянное напряжение на экране контролируется.
  • Технически превосходит другие методы.
  • Подходит для кабельной сети на большие расстояния.

Недостаток:

  • Технически сложно.
  • Дороже.

Сравнение методов склеивания:

Метод заземления

Постоянное напряжение на конце кабеля

Требуется ограничитель напряжения оболочки

Заявка

Одностороннее соединение

Есть

Есть

До 500 метров
Двухстороннее соединение

Короткие соединения до 1 км и подстанции, которые практически не применяются для высоковольтных кабелей, а скорее для кабелей среднего и низкого напряжения
Поперечное соединение

Только в точках перекрестного соединения

Есть

Соединения на большие расстояния, если требуются стыки

Потери в оболочке в зависимости от типа соединения:

  • Потери в оболочке зависят от тока и создаются индуцированными токами, когда ток нагрузки протекает по проводникам кабеля.
  • Токи оболочки одножильных кабелей индуцируются «трансформаторным» эффектом; то есть магнитным полем переменного тока, протекающего в проводнике кабеля, которое индуцирует напряжения в оболочке кабеля или других параллельных проводниках.
  • Электродвижущие силы, индуцированные оболочкой (ЭДС), вызывают два типа потерь: потери на циркулирующий ток (Y 1 ) и потери на вихревые токи (Y2), поэтому общие потери в металлической оболочке кабеля составляют: Y = Y1 + Y2
  • Вихревые токи, циркулирующие в радиальном и продольном направлениях по оболочкам кабеля, генерируются по схожим принципам эффекта скин-эффекта и близости i.е. они индуцируются токами в проводниках, токами, циркулирующими в оболочке, и токами, протекающими в непосредственной близости от проводников с током.
  • Они образуются в кабельной оболочке независимо от системы соединения одножильных или трехжильных кабелей.
  • Вихревые токи, как правило, имеют меньшую величину по сравнению с контурными (циркулирующими) токами сплошных кабельных оболочек, и ими можно пренебречь, за исключением больших сегментных проводников, и они рассчитываются в соответствии с формулами, приведенными в стандарте IEC60287.
  • Циркуляционные токи генерируются в оболочке кабеля, если оболочки образуют замкнутую петлю при соединении вместе на удаленных концах или промежуточных точках вдоль трассы кабеля.
  • Эти потери называются потерями на циркулирующий ток в оболочке, и они определяются величиной тока в проводнике кабеля, частотой, средним диаметром, сопротивлением оболочки кабеля и расстоянием между одножильными кабелями.

Заключение:

  • Существует много разногласий относительно того, следует ли заземлять экран кабеля с обоих концов или только с одного конца.Если заземлено только на одном конце, любой возможный ток короткого замыкания должен проходить от места замыкания до заземленного конца, вызывая сильный ток в обычно очень легком проводе экрана. Такой ток может легко повредить или разрушить экран и потребовать замены всего кабеля, а не только поврежденного участка.
  • Если оба конца заземлены, ток короткого замыкания будет делиться и течь к обоим концам, что снижает нагрузку на экран и, следовательно, снижает вероятность повреждения.
  • Многократное заземление, а не просто заземление на обоих концах, — это просто заземление экрана кабеля или оболочки во всех точках доступа, например, люках или коробках.Это также ограничивает возможное повреждение щита только поврежденным участком.

Каталожные номера:

  1. Mitton Consulting.
  2. EMElectricals

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

.

Как должны быть связаны друг с другом земли и общие?

Мы уже вкратце рассмотрели заземление (если таковое имеется), заземление шасси и общие земли (часто ошибочно называемые «землей»). Они не существуют как несвязанные связи в системе. Вопросы, связанные с подключением общего пользования и земли, являются предметом бесчисленных статей, научных статей, заявлений поставщиков, анекдотов и даже книг.

Существует множество правил относительно того, как подключать общие цепи друг к другу, к заземлению шасси (если оно есть) и к заземлению (опять же, если оно есть).Каждое из этих правил имеет множество законных исключений, что означает, что окончательное решение определяется нормативными требованиями, передовой инженерной практикой и целями производительности.

  • Какая связь между принципиальной схемой и физическими соединениями?

Есть небольшая связь. На схеме показаны физические соединения, но не схема или фактическая конфигурация. Он показывает, что вы получите, если проверите соединения с помощью тестера непрерывности.Однако для земель и общин большая часть истории заключается в том, как и где они связаны друг с другом, какими средствами, на каком расстоянии и т. Д. Схема показывает мало или совсем не показывает этой информации.

  • В чем ключевое различие между наземной / общей топологией схематической диаграммы и реальной реализацией?

В принципе, земля является эквипотенциальной плоскостью, и она имеет нулевое сопротивление постоянному току и полное сопротивление переменного тока при измерении между любыми двумя точками.В реальном мире всегда будет некоторое сопротивление между двумя точками, протекание тока и, как следствие, падение напряжения. Помните, что более точным термином для того, что мы называем «напряжение», на самом деле является «разность потенциалов», и он имеет значение только между двумя определенными точками. Всякий раз, когда есть ток и падение напряжения, заземление больше не является идеей. Следовательно, реальные пути проводов, дорожек на печатной плате и областей на плате будут только приблизительно соответствовать идеальной плоскости нулевого сопротивления.

Также имейте в виду, что любые токи, протекающие в земле или в общей цепи, могут откуда-то и уходить куда-то, их не существует в цепи «вакуум».Земля или общий вывод являются частью обратного пути для тока, протекающего от источника питания и шин, через цепь и обратно к источнику питания. Таким образом, следует отметить следующие вопросы: «Откуда идет ток земли?» И «Куда он идет?»

  • Как обычно связаны общие точки и их пути?

В общем, все общие аналоговые цепи должны быть соединены вместе, но только в одной точке, в так называемой «звездообразной» топологии, Рисунок 1 ; аналогично общие цифровые цепи обычно также подключаются к этой уникальной точке.Задача дизайнера и макета состоит в том, чтобы определить путь, по которому каждый из этих объектов достигает точки звезды. Пути должны быть короткими, прямыми и независимыми от других путей. Как правило, заземление и общие пути не должны проходить параллельно друг другу, так как они могут наводить поперечные токи.

Рис. 1: Цифровые токи, протекающие в аналоговом обратном пути, создают ошибочные напряжения. (от Analog Devices)

  • Следует ли всегда подключать точки заземления и общего пользования?

Опять же, рекомендации по подключению заземления и общего пользования являются только рекомендациями, а не абсолютными.Хотя обычно ответ — «да», есть много важных исключений. Например, при использовании электрически изолированной цепи для измерения напряжения на верхней батарее в стеке (, рис. 2 ) важно, чтобы общая часть измерительного входного каскада и общая часть остальной схемы — независимо от того, была ли она заземлена. не — не быть связанными друг с другом, так как это полностью разрушит критическую изоляцию.

Рис. 2: Мониторинг аналогового напряжения одиночной батареи в верхней части последовательного стека батарей требует особого внимания к заземлению и безопасности; в большинстве случаев требуется изоляция переднего конца со стороны батареи от остальной системы, поэтому любое соединение между их двумя «общими» точками не допускается.(от Analog Devices)

Всякий раз, когда существует разность потенциалов между двумя концами заземляющего / общего пути или между двумя заземленными / общими точками, которые соединены вместе, результирующий ток и напряжение представляют собой то, что называется контуром заземления. В общем, контуры заземления могут вызывать проблемы, потому что этот поток тока противоречит требованиям хорошего заземления / общей среды. Во многих случаях используются соединения с низким импедансом или даже изолирующие цепи (без омического / гальванического пути между двумя точками), которые используются для минимизации или даже разрыва контуров заземления.

  • А как насчет систем с питанием от сети переменного тока?

Эта потребность в соединении общих и заземляющих элементов во многих (но не во всех) конструкциях также применима к системам с питанием от переменного тока. Хотя подключение заземления переменного тока к заземлению шасси и различных общих источников является нормальной практикой и часто является обязательным, во многих случаях заземление переменного тока необходимо держать отдельно (например, медицинские системы из-за опасений по поводу крошечных токов утечки и безопасности пациента) . Эта изоляция переменного тока обычно реализуется с помощью трансформатора между двумя секциями.

  • Каким образом делается окончательное определение «наилучшего» или «правильного» способа соединения земли и общего пользования?

Если задействована линия переменного тока или более высокие напряжения / токи, топология начинается с нормативных требований и требований безопасности для топологии и физической реализации, включая ключевые размерные параметры, такие как путь утечки и зазоры, Рисунок 3 . Многие инженеры продолжают использовать общепринятые рекомендации, не забывая при этом о противоречивых требованиях, которые они предъявляют при использовании в сочетании с другими ограничениями схем и систем.Кроме того, эти рекомендации могут фактически противоречить друг другу, в зависимости от заявки автора и личного опыта. \

Рис. 3. Определение и минимальные размеры для требований пути утечки и зазоров зависят от рабочего напряжения и определяются различными регулирующими органами и агентствами по безопасности. (из руководства PCB Design Tech Guide)

Использование или, по крайней мере, начало использования проверенного, протестированного эталонного проекта с подробными файлами макета — это шаг, который также учитывают многие инженеры, чтобы они могли, по крайней мере, увидеть, что успешно выполнила другая группа разработчиков.Реальность такова, что для принятия решения и заключения о том, что и где подключать, требуются как наука, так и искусство, а также опыт и знание нормативных требований — отчасти из-за неопределенности относительно того, где будет течь ток, как это диктуется уравнениями Максвелла.

Список литературы

(Существует бесчисленное множество рекомендаций по качеству любой длины и технического уровня; это лишь некоторые из них.)

  1. «Оставаясь хорошо заземленным» (Analog Devices)
  2. AN-42036, «Система заземления печатных плат и высокопроизводительные преобразователи постоянного тока в постоянный ток FAN2001 / FAN2011» (Fairchild / ON Semiconductor)
  3. Указания по применению 1681, «Методы заземления» (Intersil Corp.)
  4. «Изоляция при мониторинге высоковольтных батарей на транспорте» (Analog Devices)
  5. «Рекомендации по заземлению и соединению» (Cisco)
  6. «Техническое руководство по проектированию печатных плат»
.

Ток синфазного режима

Ток синфазного режима

Верхняя страница

RFI в лачуге

Общие Режим Шум

Устранение проблем и необходимое сопротивление

перейти к Common_Mode_Choke

см. Тестирование балуна

Перейти на эту страницу к моделям диполей

На этой странице поясняются синфазные токи. Токи, протекающие без равных близко расположенных обратных токов называются синфазными токами .Причина синфазных токов проводники соединить друг с другом. Синфазные токи обычно отстают желаемый EM излучение и прием. Нежелательные синфазные токи также могут протекать через чувствительные оборудование, вызывающее RFI, или паразитные помехи в системе из-за шума источник.

Мы должны реалистично оценивать цели. Был Тревожная тенденция указывать нереалистичный импеданс для синфазного дросселя.

В симметричных линиях по обоим проводникам течет синфазный ток.В сбалансированном линии, уровни несимметричного тока подтверждают синфазный режим. Сбалансированные токи не подтверждают , что система свободна общий режим. Токи могут быть равными в обоих проводниках даже при 100% синфазном режиме!

В коаксиальных кабелях с экранирует толщину более нескольких слоев кожи, синфазный поток течет исключительно на внешний слой щита. Невозможно заставить токи синфазного режима к внутренней части щитов толщиной более нескольких слоев кожи.коаксиальные линии и экранированные провода

См. Текущий баланс

Обычный модовые токи вызывают связь между проводниками, а также электромагнитное излучение (передача или получение). Синфазные токи переносят ВЧ прямо в проводка в рабочем положении, способствующая возникновению проблем с оборудованием. Аналогичным образом, если РЧ-сигнал входит, он также подключается к антенне. Это может увеличить шум и помехи для полезных сигналов при приеме. Внутри ветчины лачуга или вдоль фидерной линии антенны, токи синфазного режима ответственны за проникновение нежелательных шумов, радиочастотных помех, радиочастотных ожогов, и множество других болезней.Синфазные токи эффективно переносят излучающие часть антенной системы вниз по фидерной линии или металлический несущая конструкция. Синфазные токи могут доходить до стола и станционное оборудование, и даже через подключения к линиям электропередач. Проблемы течь в обе стороны.

Синфазные токи также выполняют полезную функцию. В любой антенне синфазные токи в антенне элемент (ы) несут ответственность за излучение. С этой точки зрения мы не может иметь радиосвязь без общего режима.У каждой антенны где-то есть ток синфазного сигнала, иначе она бы не излучала.

Есть должна быть достаточная изоляция между общим режимом «хорошей» системы и нежелательный общий режим, чтобы сделать нежелательные эффекты незаметными . Ключевое слово незаметно, так как нулевая или универсальная произвольная спецификация нереально. Обычно мы не хотим, чтобы линии подачи заметно действовали как антенны, и мы, конечно, не хотим, чтобы электрические шумы в домашняя проводка или окружающая среда, чтобы проникнуть в антенну.Лучшая идея — сохранить значительные или опасные уровни синфазного тока от наших антенных систем вне чувствительное оборудование, а также уменьшить шум и нежелательные сигналы, возвращающиеся к антенна, где они могут игнорировать полезные сигналы. Вещи, кажется, получили вне всякой причины, когда проводимые сигналы падают ниже неизбежной пространственной связи, дальнейшее подавление бессмысленно. Рабочие системы также имеют пределы импеданса. намного ниже пределов испытательного стенда.

Правильная обработка линии подачи также предлагает улучшен иммунитет к урону от молнии.С синфазными токами обычно лучше бороться у источника или как можно ближе к источнику источник как практичный без ущерба для эффективности.

Самое главное, лечит обычно не являются универсальным решением. Самое эффективное лечение и работа требуется зависит на конкретной установке. Чтобы понять, как подавитель синфазного сигнала или дроссель работает и требуемое сопротивление, мы должны понять баланс. Кроме того, мы должны иметь разумное представление об анализе схем. и пределы импеданса сосредоточенных компонентов на радиочастотах, а некоторые идея, как вещи соединяются на расстоянии.Я сделаю все возможное, чтобы описать эти ограничения без усложнения. Я могу создавать вещи, которые проходят очень высокие испытания сопротивления на испытательном стенде, но они не могут иметь практического применения при подключении к длинные случайные кабели.

Сбалансированный и Несбалансированные системы

Чаще всего баланс описывается только по току в каждом проводник ЛЭП. Это совершенно неадекватно и может ввести в заблуждение или запутайте нас. Мы не можем знать баланс, не зная напряжения, тока и фаза.

Идеально сбалансированные линии и идеально несбалансированные все линии имеют равные и противоположные токи, входящие и выходящие из проводников на каждом конце, как и несбалансированные линии.Все исправно работает двухпроводные линии передачи, коаксиальные или параллельные, несут равные и точно противоположные фазные токи в двух проводниках. Неизлучающий коаксиальный линии и параллельные линии (двухпроводная или лестничная линия) имеют в точности равные и противоположные текущие токи, входящие или выходящие из каждого проводника на любом заданном конце линия передачи. (См. Коаксиальный строк по этой ссылке)

Единственное определение пола баланса электрическое поле в пространстве вокруг линии, или напряжение в проводнике «земля» или пространство вокруг линии.

Мы можем установить эти правила для правильной работы линии электропередачи:

  1. коаксиальные и симметричные линии имеют равные и противоположные токи в каждый проводник

  2. идеально несимметричных линий имеют нулевой электрический поле (напряжение) за пределами линии, окаймляющей космос, другие объекты или «землю»

  3. идеально симметричные линии имеют равные и противоположные электрические поля, выходящие в пространство вокруг линии или связанные с «землей».Эти поля для всех практических целей сводят на нет несколько расстояний между проводниками. от ЛЭП

Симметричные линии и симметричные антенны

Диполи и дуплеты по своей сути являются симметричными антеннами. Относительно симметричная установка антенны будет иметь очень мало общего режима, вносимого антенну, даже если антенна не идеальна. Проблемы могут быть созданы расположение антенны или фидерной линии, но это обычно требует довольно значительного ошибка конструкции или планировки.Большинство проблем с балансировкой при использовании сбалансированных кормушек на диполях или дуплетах генерируются на тюнере или балуне. Несимметричные антенны, такие как антенны с центральным питанием или антенны с торцевым питанием, создавать серьезные проблемы общего режима. Чем дальше питатель смещен от центра, тем хуже проблема общего режима. Это означает, что дуплеты с центральной подачей менее проблемны, антенны со смещенным питанием между ними, и Антенны с торцевым питанием — это наихудшие из возможных проблем с общим режимом. Что касается Фактически, антенны с торцевым питанием на 100% работают в синфазном режиме в точке питания!

Коаксиальные линии

Коаксиальные линии, питающие менее полностью несбалансированных нагрузок подлежат обычному режиму.Коаксиальные синфазные токи из-за электрических законы (см. закон Ленца и описание скин-эффекта) появляются на внешней стороне щита. слой. Все внутри кабеля должно работать в дифференциальном режиме!

Есть два способа значительно уменьшить или исключить общий режим. Как один решение, обычно лучшее на HF, мы можем установить исправный балун по току или синфазный дроссель в правильном положении вдоль линия подачи. На VHF или даже на верхних HF в режиме работы с одной полосой или нечетной гармоникой, с фидер расположен на расстоянии от других предметов, мы можем просто заземлить экран фидера около 1 / 4λ (или 3 / 4λ) от плавающей сбалансированной точки.

Пределы сопротивления

Системы

RF имеют практические пределы импеданса. Пределы импеданса зависит от рабочей частоты и физического размера системы. Эта ограничивает наш выбор конструкции дросселя или балуна. Это также ограничивает нашу цель импедансы.

Хотя мы можем иметь довольно высокие импедансы в небольших ВЧ-системах, слияние экстремальных сопротивление испытательного стенда в больших линиях передачи или антенных системах — это бесполезные упражнения. Позвольте мне привести пример.

Рассмотрим подвешенный коаксиальный кабель длиной один фут и диаметром в полдюйма. быть вертикально из большого листа. Импеданс такого проводника на частоте 10 МГц в где-то в диапазоне -j 5000 Ом. Логично, что в реальной системе с кабели, входящие и выходящие из дросселя или балуна, у нас не может быть полезной серии импеданс где-то рядом с этим значением. Это будет особенно актуально, если кабель были рядом с другими предметами или дольше. Эта проблема также усугубляется с с увеличением частоты, а также с увеличением физических размеров.

Мы можем указать требования, которые хорошо смотрятся на модели или на бумаге, но неработоспособны или бессмысленны в реальных системах.

Проблемы с очисткой

Сначала конструкция антенны, компоновка и проводка. Подавление последнее!

Некоторые сайты заявляют, что импеданс изолятора или дросселя составляет несколько тысяч Ом. или больше требуется для изолировать или устранить синфазные токи. Системы, требующие тысячи Ом для смягчить общие проблемы, как правило, проблема (-ы) конструкции, заземления, оборудования или компоновки.

В целом правильно построенная планировка и правильная антенна с хорошими соединениями и кабелями не получит выгоды от подавления внутри здания. Даже сильно скомпрометированный макет, например, с антенна должна быть близка к чувствительным к радиочастотам устройствам и / или оборудованию по длине волны. не будьте чувствительны к радиопомехам, если соблюдаются правильная базовая компоновка и принципы подключения. последовал. Есть побочное преимущество к хорошей проводке станции и правильному расположению линий электропередачи. В то же самое, что уменьшает проблемы синфазного сигнала в радиочастотной системе, уменьшает повреждение от освещения восприимчивость.Это связано с тем, что большинство повреждений от освещения вызвано синфазным током, Молниезащита и устойчивость к радиопомехам идут рука об руку.

Однажды станция или оборудование установлены правильно, даже относительно небольшое количество Дополнительный импеданс синфазного сигнала обеспечит значительное снижение общего Режим. Для правильной системы потребуется не более нескольких десятков или сотен Ом. дополнительная изоляция. Плохой макет нельзя улучшить с помощью почти бесконечного изолирующий импеданс. Одно можно сказать наверняка: если системе требуется больше, чем подавление CM на несколько сотен Ом система имеет основную схему или проводку проблема.Лучше всего исправить эту проблему перед добавлением дросселирование и беспокойство о получении сопротивления дросселя невозможно достичь и поддерживать в реальной системе бессмысленно.

Поместите импедансы в перспективе. На 40 метрах паразитная емкость 9 пФ составляет 2500 Ом. Неужели мы действительно думаем, что в нескольких футах провода будет меньше чем 25-100 пФ паразитной емкости связи с прочим? Кто угодно может сделать изолятор или дроссель, производящие очень большое количество в незагроможденном, управляемая, стендовая установка.Но в реальном мире у нас есть кабели и провода значительная длина лежит внутри и вокруг нашего настольного оборудования, и это меняет вещей совсем немного. Реальный мир отличается от нулевой длины проводов установка испытательного стенда. Импеданс дросселя или изоляции в тысячи Ом составляет возможно и практично в контролируемых макетах или средах, например, в точка питания болталась в космосе. На столе или рядом с другими крупными проводящими предметами например, кабели возле стрел или вышек, изоляция более нескольких сотен Ом это трудно.

В большинстве случаев комбинация заземления и очень скромного общего режима сопротивление лучше всего. Во многих случаях, когда можно получить высокую изоляцию только с только заземление, но заземление и кабели должны быть правильными!

Правильный макет

Вся правильная установка должна иметь общую точку, куда входят кабели для всех настольные функции, включая кабели питания, Интернета, управления и RF.

Заземление лачуги и электросети должно быть соединено с достаточно низким сопротивлением, лучше понизьте сопротивление соединения.
Несколько изолированных оснований создают опасные контуры заземляющего тракта, вызывающие повреждения или проблемы с радиопомехами.

Кабели к столу должны быть связаны и / или проложены внутри параллельно. Объединение или закрытие параллельной трассировки уменьшает «открытую зону» петли. образованный множеством проводников.


Что делает общий Mode Choke Do?

Синфазный дроссель изменяет синфазный импеданс системы. В изоляция, добавленная к любой системе, как и требуемый импеданс, непредсказуема.Изоляцию можно измерить только с большим дело работы. С некоторой уверенностью можно сказать одно: большие ценности общего Импеданс режима редко требуется.

Затухание с добавлением дросселя является функцией полное сопротивление источника синфазного режима, полное сопротивление синфазной линии с обеих сторон дросселя и полное сопротивление заземления линии на стороне оборудования. Эта это не простая система. Импеданс источника синфазного сигнала и оконечного сопротивления равны практически никогда нигде поблизости 50 Ом, при которых выполняются типичные измерения S21 или S12.Из-за этого,. измеренные или объявленные затухания являются бессмысленными числами, и любое общее прогнозирование системы Необходимое сопротивление дросселя практически бесполезно. Все, что можно сказать, это лучше использовать диссипативный импеданс (Q <1), а не реактивный (Q >> 1) в RFI системы подавления.

В «A» ниже передатчик управляет коаксиальным фидером. дифференциал (двухтактный). Центральный провод в этом примере — 50 Вт. передатчик, если предположить, что линии согласованы, будет на 50 вольт.Щит в идеале при 0 вольт на землю, будучи обычно заземленной точкой с землей. Текущие равны и противоположны в правильно работающих сбалансированных и несимметричных линиях, но в нормальная работа: экран находится под нулевым напряжением относительно «земли» (или шасси) определяет систему как идеально несбалансированную систему .

Если бы система была идеально сбалансированной, токи линии передачи все равно быть равными и противоположными. Напряжения передатчика от каждого фидера до шасси или земля, однако, будут равны и противоположны в сбалансированной линии система.Линия также будет иметь два параллельных проводника, одинаково подключенных к Земля или земля в космосе.

Поведение коаксиальной линии из-за скин-эффекта и взаимной связи со стороны от внутренней стенки экрана к центральному проводнику, тянет все дифференциальный ток в области внутри экранной стены. Напряжение, появляющееся на антенне управляет синфазным импедансом обеих половин «сбалансированной» антенны, прижав одну сторону антенны к другой половине антенны.

А полуволновой диполь, в зависимости от конструкции, высоты и окружения, имеет практически равные сопротивления.Мы будем использовать показанные значения в качестве темы для обсуждения. Если ток антенны составлял один ампер и по коаксиальному кабелю не было синфазного сигнала, каждый половина антенны будет иметь 25 вольт на землю в точке питания. В напряжение, возникающее на Rant2, вызывает проблемы синфазного режима, потому что это напряжение также возбуждает экран на экране снаружи.

Разрешение этого напряжения «плавать», в этом примере до 25 В, такое же, как предотвращение возникновения нежелательного внешнего защитного тока.

Если R ant2 ниже было около нуля Ом, это была бы несбалансированная антенна с очень хорошим заземлением.Чем лучше заземление, тем ниже «Rant2» ниже, тем меньше напряжение последовательно с сопротивление движению щита (B).

Эта система усложняется характеристиками антенны и прочим. В синфазный импеданс антенной системы и заземление определяют источник сопротивление и напряжение, управляющее экраном в синфазном режиме. Система дополнительно усложняется длиной кабеля1 и импульсным сопротивлением. изменяет напряжение и импеданс на синфазном дросселе.В наиболее упрощенном виде По форме система синфазных дросселей выглядит как пи-аттенюатор. Общий режим полное сопротивление источника на антенне, измененное синфазным волновым сопротивлением кабеля а также шунтирующие пути утечки и заземления изменяют напряжение и импеданс, управляющие CMC (синфазный дроссель).

Аналогично синфазный импеданс станции оборудование, вероятно довольно низкий импеданс, определяет боковую нагрузку станции на пи-аттенюатор сформирован с CMC.

Совершенно очевидно, что затухание и требуемый импеданс CMC могут быть место.Хотя никто из нас не может предсказать реальное затухание, обеспечиваемое данным CMC или предсказать, какое сопротивление CMC «достаточно», а какое — пустая трата усилий, мы можем сделать довольно разумное обобщение. Это очень безопасно скажем, любая система, требующая импеданса CMC за пределами нескольких сотен Ом компоновка, дизайн или повторное подключение помогают больше, чем просто необычайный импеданс.

Моя станция, где минимально возможный уровень шума имеет первостепенное значение, никогда не требуется более 50-100 Ом CMC для устранения всех следов проблем.Я фактически обнаружил, что заземление и хорошие связи намного более продуктивны и надежнее, чем зависимость от более высокого импеданса CMC. Как только я попаду в десятки или сотни Ом без полного подавления шума, я знаю, что имеют серьезную проблему с целостностью экрана. Я ищу настоящую проблему.

Синфазные токи, балуны и дроссели CM

Чтобы понять, как работает балун и почему балун необходимо, мы должны понимать баланс. Мы склонны думать о балансе только в количество тока в каждом проводнике линии передачи, но это мышление может ввести нас в заблуждение или запутать.Идеально сбалансированные линии и идеально несбалансированные одинаковые линии имеют равные и противоположные токи, входящие и выходящие из проводников на каждом конце!

Коаксиальные кабели с экранами толщиной более нескольких слоев кожи толстые всегда проводят равные и противоположные токи на внутренней стороне их экраны и их центральные проводники. Текущее направление и текущее соотношение между центральный проводник и внутренняя часть экрана неизлучающей коаксиальной линии ничем не отличается от токов в каждом проводнике идеально сбалансированной лестницы линия.Как в несимметричных коаксиальных линиях, так и в симметричных линиях, два проводника составляющие линию несут равные и противоположные текущие токи.

Когда токи протекают без встречных токов, мы вызовите неотразимую часть текущего синфазного тока . Общие модовые токи способствуют или поощряют внешнюю связь и излучение. В диполе антенна, или любая другая антенна, синфазные токи в антенне элемент несут ответственность за излучение.В хамшаке или по кормушке, синфазный ток отвечает за нежелательное проникновение шума, радиопомех, радиочастотные ожоги, и множество других болезней. Фактически, токи синфазного режима приводят к излучающую систему в питающую линию или оборудование станции.

Синфазные токи или токи, протекающие в них направление, не может существовать внутри коаксиальный кабель на любой частоте где экран имеет толщину в несколько толщин кожи. Глубина защитного кожуха служит для изолируйте внутреннюю часть щита от внешней стенки щита.Общий режим (в том же направлении) токи могут течь только по внешней стороне коаксиального кабеля щит. Токи дифференциального режима или нормальные токи линии передачи, протекают на внутренней поверхности щитовой стены. Токи, входящие и выходящие из экран и центральный проводник на каждом конце коаксиальной линии должны быть одинаковыми и напротив, иначе кабель будет излучать. Если коаксиальная линия не излучает, токи в экране и центральном проводе точно сбалансированы и протекают противоположно. Оба типа линий передачи, симметричные и несимметричные, будут иметь одинаковые и противоположные токи, входящие и выходящие из каждого проводника, когда они имеют минимальную радиация.

Что тогда определяет несимметричную линию, источник или нагрузку? В Ответ заключается в напряжении или электрическом потенциале между линейными проводниками и окружающая среда вокруг линии. В идеальной сбалансированной линейке электрический потенциал каждого проводника равен и противоположен по отношению к окружающую среду, окружающую линию, включая шасси или шкафы наших оборудование. В идеальной коаксиальной линии на внешней стороне экрана нет разность электрических потенциалов окружающей среды вокруг линии, включая шасси или шкафы нашего оборудования.Экран наших коаксиальных кабелей, т.к. мы обычно принимаем и понимаем, что это потенциал земли. Мы говорим, что щит заземлен.

При использовании реальных антенн коаксиальное соединение экрана точка почти никогда не имеет нулевого электрического потенциала для окружающей среды вокруг экран или указывает дальше по длине кабеля. Быть неидеальным нулевое напряжение, экраны почти всегда имеют синфазный ток, даже если небольшой процент дифференциального (нормальный режим линии передачи) тока.Например, четыре луча антенны наземной плоскости, независимо от конфигурации или настроены, никогда не имеют того же электрического потенциала, что и окружающая среда вокруг антенны или экранируйте потенциал дальше по фидерной линии. Экспериментируем с наземной антенной мы обнаруживаем, что точка питания в основном, но не идеально несбалансированный. Экран не подключен к электрически нулевой точке. Значительный ток может и часто действительно вызывает возбуждение за пределами экрана на наземная антенна, с током внешнего экрана 20% или более от основания антенны ток при заземлении и длине некоторых линий питания! Считаем наземный самолет антенна несимметричная и определенно не сбалансированная, но не идеально несбалансированный.

Диполь с коаксиальным питанием или вертикальный с одним радиальным намного хуже для баланса напряжений. Поскольку обе половины антенны имеют конечную и почти равные синфазные импедансы, обе стороны точки питания хотят иметь почти равные напряжения между собой и окружающей средой вокруг точка питания. Если бы мы могли волшебным образом создать идеальную одноточечную землю в точки питания, оба ножки этих антенн будут иметь очень близкие напряжения этот ориентир. Конечно, мы не можем сделать эту идеальную точку отсчета появляются, но линия подачи приносит заземления или опорное соединение к точка питания.Полное сопротивление третьего пути (нежелательное сопротивление пути синфазного сигнала) варьируется с длиной и маршрутизацией линии подачи, средой, через которую проходит линия подачи, и как эта линия питания заземлена. Хотя это может повлиять на КСВ и ток протекающая по этому пути зависит от КСВ, высокий КСВ не вызывает, а низкий КСВ не предотвращает появление нежелательного синфазного тока или высокочастотных помех в лачуге.

Большинство антенн не идеально сбалансированы и не идеально несбалансированный. Большинство антенн находятся в потустороннем мире где-то между идеально сбалансированный и идеально неуравновешенный.Вот почему настоящий балун, устройство, которое подает на каждую симметричную клемму напряжение, необходимое для балансировки токи в нагрузке, такой желательный тип линии передачи к антенне интерфейс.

Трубопроводы и весы

Традиционный двухпроводный линии подачи или линии передачи должен иметь очень мало, если есть, радиация. Типичный коаксиальный строки не должны иметь заметных нежелательные сигналы или шумы просачиваясь в кабель, а там не должно быть заметное излучение из кабелей.Это верно для всех радиочастот от диапазона AM-вещания и выше до UHF и применяется к любому кабелю с одинарным или двойным экраном разумной толщины. Даже дешевые экраны с покрытием 80% подходят для работы на ВЧ везде, кроме самых критические приложения.

с неэкранированным двухпроводный сбалансированные линии, некоторые небольшое количество излучение от линии, или утечка в линия существует. Утечка сумма должна быть очень низкий при правильной установке двухпроводной симметричный линий.Проблемы могут возникнуть из-за нежелательных электромагнитных помех. источник или чувствительные системы, близко к линия подачи. Проблемы с приемом нежелательного сигнала или излучения также могут возникать очень длинный открытый провод или неэкранированные симметричные линии.

Лестничные линии и неэкранированные симметричные ВЧ линии должны быть изолированы от других объектов. В идеале в пределах нескольких расстояний между проводниками от сбалансированного или неэкранированные линии. Значительные уровни электрического и магнитная индукция поля окружают линия для расстояний в несколько расстояний между проводниками ЛЭП.Линия излучение (электромагнитное излучение — другой механизм) также распространяется по линии через проводники. Нежелательное излучение в первую очередь происходит в направлениях, совпадающих с плоскостью линейных проводников, обнуление справа углы к этой плоскости.

Даже при идеальном балансе в двухпроводной неэкранированной линии возникает некоторое излучение. В небольшой пространственный разделение предотвращает идеальное подавление излучения в дальней зоне.В проводники, несущие не в фазе токи не занимая то же самое физическое пространство, вызывая очень маленькую пространственную фазовую задержку. Это означает в два Направления поля излучения не совпадают по фазе точно на 180 градусов. В количество фазовой ошибки и, следовательно, уровень излучения зависит от расстояние между проводниками в длинах волн и направление от линии. Эта эффект минимизирован путем скручивания фидерной линии на небольшой доли длина волны.

Излучение от отлично прекращено шесть дюймов с интервалом 50 футов в длину двухпроводной линия передачи на 80 метров.

Излучение та же линия на 30 МГц на 24 дБ сильнее. Это потому, что расстояние между проводниками в длины волн Шире.

Чтобы быть сбалансированный, сбалансированный линия передачи должно быть оба равны и напротив напряжения при любых конкретный момент вдоль линии как а также равные и прямо противоположно токи при любом конкретный момент вдоль линии.Если напряжение не равно и напротив, текущий не может оставаться равным и напротив сбалансированный линия передачи. Это приведет к очень большой увеличение кормовой линии радиация, потому что несовершенство вызывает общий режим токи.

Чтобы быть неуравновешенный, неуравновешенный линия передачи должны иметь равные и прямо противоположно токи, входящие и уходя на каждом указать вдоль линия. Напряжение горизонтальный градиент вдоль внешней стороны линии передачи быть нулевым.Если либо боковой градиент напряжения не ноль, или токи, входящие в линию, не равны и противоположны на экране и в центре, ток не будет оставаться нулевым снаружи экрана. Это будет результат в синфазном режиме экранирующие токи и излучение в линии питания.

Кому избегать линии подачи радиация каждые сбалансирован неуравновешенный переход должен быть правильно лечить уровень и фаза напряжение и текущий.

Для правильной балансировки должно выполняться следующее:

Напряжения от 1 до A и от 2 до A должны быть одинаковыми и напротив

Токи в 1 и 2 у источника должны быть равны и напротив

Напряжения от 1 до C и от 2 до C на нагрузке должны быть равным и противоположным

Токи из 1 и 2 на нагрузке должны быть равны и напротив

Напряжения по всей линии, при любом точка, к B должна быть равна и противоположна

Общий режим Возбуждение

синфазный текущий есть текущий это не против или противодействует равный и противоположная фаза текущий текущий на каждом шагу линия в близкорасположенном проводнике или проводники, а вне щит имеет ток течет в коаксиальном линия.

Любые линия передачи становится по крайней мере отчасти излучающий проводник если мы сделаем бедным сбалансирован неуравновешенный переход. Это может быть полезно когда мы хотим использовать кормовую линию как антенна или как обычный дирижер, но это может быть вредным в систему, если мы не хочу радиации или прием нашим кормовые линии. Когда мы возбудить кабель как показано ниже, у нас есть общие режим тока:

Источник синфазного сигнала сквозной на одном или больше проводников twinlead

Источник синфазного сигнала сквозной на одном или больше проводников в витая пара провода

Источник синфазного сигнала от начала до конца на центр, щит, или оба проводника в коаксиальный или экранированные кабели.

Когда мы возбуждаем линия передачи как показано ниже, мы создаем синфазный ток:

Экранированный коаксиальный кабель (вверху) и кабель с параллельными жилами (внизу) в этом диаграмма излучает как сингл провод сделал бы. Объекты, окружающие линию, как диэлектрики или другие проводники, пара с или взаимодействовать с этими линиями когда их кормят или так взволнован. Например, добавив ферритовый рукав поверх линии добавят потерь и / или сделать линии вести себя иначе.Импеданс система изменится, и если мы система наблюдения КСВ КСВ изменится.

Это верно даже когда токи равны в двух проводники, а может даже быть правдой, когда токи равны и напротив в одной точке системы, пока как линия так взволнован.

Ключ к обладанию линия ведет себя как линия передачи кормить его дифференциально (через два проводников) при один конец, имея нагрузка, которая поддерживает дифференциал возбуждение, а не приложение напряжения или потенциальный разница по длине один или оба проводники.

Это линия передачи как мы обычно знаем это, и как десятки уважаемый инженерное дело учебники определяют это:

Это дифференциальный режим, или режим ТЕМ. Это обычно желаемый режим возбуждения при двухпроводная линия ведет себя как нормальный неизлучающий линия, которая передает энергия от одного указать на другое.

Вышеуказанное конфигурация показывает прямой провод связь от источник для загрузки. Это переводы напряжение, ток или сопротивление напрямую по проводникам.

1/8 волновой высокий диполь

А 1/8 волны длинной (35 футов в этом корпус) коаксиальный фидер к точке земли на диполе часто не нужен балун! Вот общий режим фидера токи для этого корпус:

расположение амперы
Левая нога 0,953
источник 1.000
Правая нога 1,001
1 фут 0,052
2 0,054
3 0,056
4 0,057
5 0,058
6 0,060
7 0.061
8 0,062
9 0,064
10 0,065
11 0,066
12 0,067
13 0,068
14 0,069
15 0.070
16 0,071
17 0,072
18 0,073
19 0,073
20 0,074
21 0,075
22 0,075
23 0.076
24 0,077
25 0,077
26 0,078
27 0,078
28 0,078
29 0,079
30 0,079
31 0.079
32 0,079
33 0,079
34 0,079
35 футов 0,079

Максимальный питатель общий режим только 0,079 ампер (из источника тока 1 ампер) с очень хорошая антенна текущий баланс. Это без всякого балуна!

Тот же диполь, высота 1/4 волны:

расположение амперы
левая
.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о