Контур заземления схема: Страница не найдена – Совет Инженера

Содержание

Контур заземления

Контур заземления классически представляет собой группу соединенных горизонтальным проводником вертикальных электродов небольшой глубины, смонтированных около объекта на относительно небольшом взаимном расстоянии друг от друга.

В качестве заземляющих электродов в таком заземляющем устройстве традиционно использовали стальной уголок либо арматура длинами 3 метра, которые забивали в грунт с помощью кувалды.

В качестве соединительного проводника использовали стальную полосу 4х40 мм, которая укладывалась в заранее подготовленную канаву глубиной 0,5 — 0,7 метра. Проводник присоединялся к смонтированным заземлителям электро- или газосваркой.

Контур заземления для экономии места обычно «сворачивают» вокруг здания вдоль стен (по периметру). Если взглянуть на этот заземлитель сверху, можно сказать, что электроды смонтированы по контуру здания (отсюда и название).

Таким образом контур заземления — это заземлитель, состоящий из нескольких электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг здания по его контуру.

Контур заземления: классический или современный?

Классический контур заземления

Большая площадь установки Крайне малая площадь установки (вплоть до монтажа в подвале дома)
Необходимы сварные работы Все элементы заземлителя легко соединяются резьбовыми соединениями (не влияет на механические и электрические свойства заземлителя)
Требуется резка материала Все детали изготовлены промышленным способом с гарантировано высоким качеством
Требуется транспортировка грузовым автомобилем Полутораметровая упаковка штырей и коробка с дополнительными элементами умещается в обычный легковой автомобиль
Длительный и физически тяжелый процесс установки, требующий привлечения сварщика
Быстрая установка своими силами. Для установки заземлителя требуется только один человек.
Элементы конструкции имеют вес не более 2х килограмм.

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками: требования к монтажу устройства

Человек XXI века настолько свыкся с электричеством, что совершенно забывает об опасности, которая в нем таится. Современные электроприборы повышают ее многократно. Чтобы всегда чувствовать себя в безопасности, следует заземлить бытовую технику.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В большинстве старых построек подача напряжения в дом осуществляется по двум проводам, из которых один фазный, а другой – нулевой. Между ними возникает разница потенциалов, которую именуют напряжением, и составляет оно обычно 220 Вольт. Все электроприборы подключаются к розетке двухконтактной вилкой. Но современные приборы на вилке имеют еще один контакт, который называется «земля».

В обычном доме с двухпроводной системой он бесполезен, а в современных квартирах служит для заземления приборов. С 1997 года во всех новостройках применяется трехпроводная система с дополнительным проводом заземления. В старых домах частного сектора остается по-прежнему два провода без заземления. Но смонтировать его своими силами совсем не трудно, и тогда можно быть уверенным в собственной безопасности.

В ряде случаев возникает ситуация, когда фазное напряжение замыкает на корпус, и бытовой прибор оказывается под напряжением, опасным человека. Причем не обязательно касаться поверхности, достаточно встать на мокрое место возле бойлера или стиральной машины. Особая опасность исходит со стороны бытовой техники, которая одновременно подключена к сети и водопроводу.

Следует заземлить следующую технику:

  1. Стиральную машину, которая обладает большой собственной электрической емкостью и во влажном помещении даже заземленная через евророзетку может щипаться. Подключенная к водопроводу из металлических труб она представляет повышенную опасность. То же самое относится к бойлеру.
  2. Микроволновую печь, в которой используются сверхвысокие частоты. Если в розетке плохие контакты, она начинает испускать лучи на уровне, опасном для здоровья. На многих изделиях сзади есть специальное место для заземления.
  3. Варочные панели, электроплиты, электродуховки. Имеют большую мощность, условия работы внутренней проводки крайне тяжелые, высока вероятность пробоя.
  4. Персональный компьютер, блок питания которого дает большую утечку. От этого снижается производительность.

Когда прибор заземлен, то в момент касания к нему человека, он не ощутит удара. Назначение заземления – отвести ток, который пробивает на корпус, в землю. Именно поэтому при касании к неисправному, но заземленному электроприбору  напряжение на корпусе не опасно для человека. Он не становится единственным проводником тока, через который тот начинает стекать в слой земли.

Зануление тоже предназначено для предотвращения поражения человека. Но подключается и работает оно по другому принципу. Если прибор оказывается под напряжением, он отключается. Многое зависит от приборов отключения, которые применяются. Это могут быть плавкие предохранители или автоматическое устройство. В любом случае они защитят человека.

Для лиц, имеющих поверхностное представление об электротехнике, проще сделать контур заземления, поскольку для его монтажа требуется больше навыков слесаря и сварщика, чем электрика.

Элементы заземления – используемые материалы

Контур заземления в частном доме состоит из проводника и заземлителя, который располагается в самой земле. Для проводника заземления  используется токопроводящая жила, которая соединяет шину на щитке с заземлителем. Ее сечение зависит от фазного провода. Если он на вводе имеет сечение до 16 мм

2, то заземляющий должен быть с таким же сечением или большим. При больших размерах фазного провода, сечение идущего на контур заземления может составлять половину. Материалы обоих проводников должны совпадать.

От верхней части заземлителей к щитку идет металлосвязь, которая заземляет его корпус. Образуется прочная металлическая конструкция, которая на щите крепится через болт, а на стержне сваркой.

Сам заземлитель имеет чрезвычайно простую конструкцию: горизонтальные проводники, проложенные в земле и вертикальные заземляющие электроды. Российские и международные требования допускают использовать в качестве материала для них сталь, черную или с различным покрытием, медь – луженую, оцинкованную или без покрытия. Стержни должны не менее чем на полметра входить в почву, которая никогда не промерзает и не пересыхает. Чтобы они гарантированно находились в постоянно увлажненной земле, их длина должна составлять 2–3 м.

Допускается различная форма элементов: полоска, пруток, уголок, труба. Для каждого из материалов существуют ограничения в отношении минимального размера. Например, стальная полоса не может быть тоньше 4 мм, независимо от ее ширины. Такие условия диктуются необходимостью противостояния коррозии. Монтаж стальных деталей производится сваркой, болты быстро разрушаются.

Стальные материалы должны соответствовать следующим требованиям:

  • прутки для стержней иметь диаметр от 16 мм и выше:
  • горизонтальные – не менее 10 мм;
  • стальные трубы диаметром 32 мм и больше.

Для надежного заземления сечение материала должно постоянно увеличиваться вдвое. Например, если пруток от шины к горизонтальным полосам 5 мм2, то они уже должны быть 10 мм2, а стержни – 20 мм2.

Ошибки в устройстве – чего нельзя делать

Вертикальных стержней должно быть несколько, одного, вбитого в грунт, недостаточно. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от площади заземлителя, которая контактирует с ней. У одного заземлителя она недостаточна для обеспечения надежной защиты. Если разнести два и больше стержня на 1–2 м, между ними возникает потенциал, площадь эффективного контакта возрастает в сотни раз. Слишком далеко разносить тоже нельзя: разорвется потенциальная поверхность, останутся просто отдельные заземлители.

Если ВЩ расположен в доме, и нет возможности подвести к нему стальную шину, используется соединение медным проводником. Существует ошибочное мнение, что достаточно закрепить опрессованный наконечник болтом, покрыв защитной токопроводящей смазкой. Она способна предохранить от коррозии только в сухом помещении. Следует обеспечить защиту шины от влаги, расположив ее на стене и закрыв в металлическом ящике.

Увлажнение способствует образованию гальванической пары и электрокоррозии, которая распространяется и под изоляцию. В аварийной ситуации происходит мгновенное перегорание контакта, тем более нельзя крепить заземляющий проводник непосредственно к заземлителю и засыпать грунтом.

Также недопустимо последовательное заземление приборов и подключение нескольких заземляющих проводников к одному контакту заземляющей шины. Это грозит тем, что авария одной установки вызовет цепную реакцию, потянет за собой другие.

Не следует использовать в качестве материала металлоизделия с упрочненной поверхностью вроде арматуры, рельс, швеллера. Повышенная плотность их поверхности препятствует созданию хорошего контакта с грунтом. Также нельзя окрашивать металл, надеясь противостоять коррозии. Ее, может, и не будет, но утрачивается всякий смысл в таком заземлении. Краска препятствует надежному контакту металла с землей.

Самый большой враг заземления – коррозия, которая иногда через несколько лет способна свести его эффективность к нулю. Поэтому перед вкапыванием стальные изделия следует покрывать специальным защитным токопроводящим покрытием.

Установка заземлительных частей – определение схемы и сборка

Перед началом работ определяемся со схемой. Их существует достаточно много, но наиболее распространенных – две: замкнутая и линейная. Каждый вариант требует примерно одинакового расхода материалов, все дело в надежности.

Замкнутая схема выполняется чаще всего как треугольник, хотя может иметь и другой вид. Она надежна в своем функционировании. При повреждении одной перемычки между штырями она продолжает работать. Для частного дома рекомендуется использовать замкнутую схему – треугольник.

При линейном способе все стержни располагаются по линии, соединяясь последовательно. Недостаток в том, что повреждение одной перемычки снижает эффективность, а если она первая, то полностью пропадает работоспособность.

Для создания контура заземления требуется вбить в грунт вертикально три штыря и соединить их заземлителями, расположенными горизонтально. Кроме того, от заземлителя следует подвести металлический прут или ленту для соединения с электрощитом. Вертикальные заземлители выполняем из стальных уголков 50×50×5 мм, горизонтальные – из стальных полос 40×4 мм. Контур и вводной щит соединяем прутком не менее 8 мм2. Можно использовать и другие материалы, о которых рассказано выше, но мы покажем изготовление на примере этих материалов.

Отступив от фундамента около одного метра, размечаем треугольник, имеющий стороны 1,2 м. По линиям разметки выкапываем траншею на глубину до 1 м. Ширину делаем достаточной для того, чтобы заниматься сварочными работами. Это траншея для горизонтальных линий заземления.

Концы угольников обрезаем болгаркой под острым углом, чтобы легче было забивать. Устанавливаем их по вершинам треугольника и бьем кувалдой. Идут они довольно легко, и через несколько минут первый готов, то же самое проделываем и с остальными двумя. Если есть бур, можно просверлить колодец, чтобы меньше забивать. Над нижним уровнем траншеи стержни должны выступать сантиметров на 30.

Когда они все окажутся в земле, приступаем к соединению горизонтальными полосами, чтобы создать замкнутый контур. Применяя обычную сварку, привариваем полосы к уголкам. Используем именно сварку, потому что болтовое соединение в земле быстро разрушится. Потеря контакта приведет к утрате заземлением своей функциональности.

Если нет никакой возможности применить сварку, можно использовать болты, но только над поверхностью грунта. Их обрабатывают токопроводящей смазкой, периодически подтягивают и опять смазывают.

Собранный контур соединяем со щитком. Привариваем к уголку проволоку из стали, прокладываем по дну траншеи к электрощитку. На другом конце привариваем шайбу для создания надежного контакта в месте соединения с ВЩ. Если нет прута подходящего сечения, используем такую же полосу, что и для горизонтальных перемычек. Она даже предпочтительнее, с землей у нее большая площадь контакта, но с ней труднее работать. В крайнем случае, если не удается изогнуть полосу под нужным углом, разрезаем ее на части и свариваем из отдельных элементов.

Готовый контур заземления обрабатываем антикоррозийным составом, после чего можно засыпать землей. Изготовленная таким способом конструкция прослужит десятки лет.

Подключение потребителей – изменения в схеме проводки

Одним монтажом внешнего заземляющего устройства дело не ограничивается. Если в доме имеются три провода, то проблем никаких не возникает. Но со старой двухпроводной схемой придется повозиться. Ведь она не предусмотрена для подключения заземления.

Существует несколько вариантов, из которых можно выбрать наиболее подходящий:

  1. Устанавливаем новые евророзетки, проводим от них к щитку отдельные заземляющие провода. Через электрощит подключаем их на шину заземления.
  2. Полностью отключаем старую проводку. Отсоединяем ее от электрощита и оставляем в стене, а новую прокладываем поверх нее в пластиковых кожухах. Для розеток и выключателей используем старые гнезда.
  3. Меняем двухпроводную схему на трехпроводную. Старую можно не удалять, а оставить для освещения и подключения маломощных приборов. Трехпроводную монтируем отдельно после установки нового щита.

Но на вводе у нас осталось два провода, с подключением по системе TN-C. На трансформаторной подстанции нейтраль заземлена, по воздуху подходит фаза L и другая жила, которая совмещает в себе нулевую защиту с рабочим проводом, помечается на схемах PEN. Собственный контур заземления теперь следует подключить к домашней сети. Для этого существует два способа:

  • переделать систему с TN-C на TN-C-S;
  • подключить по системе ТТ.

В двухпроводной системе TN-C нет отдельного защитного проводника. Чтобы переделать ее на TN-C-S, применяем разделение совмещенного PEN провода на два отдельных: защитный РЕ и рабочий N. Для его определения воспользуемся индикатором: на фазном он будет светиться, а на нужном нам PEN свечение отсутствует.

В электрическом вводном щите устанавливаем шину, металлически связанную с его корпусом. Она будет служить шиной заземления РЕ, подключаем к ней провод PEN, который идет с улицы. Устанавливаем в щите еще две шины, изолированные от корпуса. К одной из них делаем перемычку, это будет шина нулевого рабочего провода N. На вторую изолированную шину подключаем фазу  L.

Применение системы ТТ не требует разделения PEN провода. При такой схеме между контуром заземления и PEN проводником отсутствует электрическая связь. Два провода входят в дом через шины, изолированные от корпуса ВЩ. Заземляется сам электрощит.

ТТ имеет преимущества перед TN-C-S системой, которая требует разделения PEN провода. Если отгорит ноль со стороны входа в системе TN-C-S, все приборы окажутся заземленными на контур, что при некоторых обстоятельствах может вызвать негативные последствия. При системе ТТ у провода PEN отсутствует всякая связь с домашним заземлением, на корпусах приборов гарантированно не будет напряжения.

Применение схемы ТТ требует обязательного наличия УЗО – устройств защитного отключения. Нелишними они будут и в системе  TN-C-S. Особенно полезными окажутся в ситуации, когда наблюдается неравномерная нагрузка фаз, и на нулевом проводнике появляется небольшое напряжение. Когда сеть электрически связана с защитным проводником, оно может появиться и на корпусе прибора. Именно тогда должна сработать защита.

Из рассмотренного выше делаем вывод, что для дома со старой проводкой лучшим вариантом является применение схемы ТТ, а внутри лучше смонтировать отдельные подводы для заземления мощных приборов.

Заземление в частном доме — как сделать контур своими руками

Основная функция заземления – защита человека от поражения электрическим током. Кроме того, благодаря наличию контура заземления уменьшается уровень магнитных помех, исходящих от электрической техники, и исчезают помехи в самой электрической сети. Также никто не отменял статическое напряжение, которое появляется на металлических корпусах, но которое может исчезнуть, если корпус надёжно заземлён.

Раньше заземление в основном применялось в промышленных электроустановках, однако сегодня даже бытовая электрическая сеть не должна обходиться без заземления. В быту корпусы электрической бытовой техники заземляются через обычную вилку европейского стандарта со специальным контактом для заземления. К этому контакту обязательно должен быть подключён защитный PE-проводник («земля»).

В случае электрического пробоя изоляции фазного провода на металлический корпус и случайном прикосновении человека к этому корпусу, движение электрического тока будет направлено в землю, минуя организм человека. Таким образом работает защита от прямого прикосновения. Кроме этого, при замыкании фазы на заземлённый корпус, появляется ток короткого замыкания (ток к.з.), который в доли секунды резко увеличивает своё значение. На ток к.з. реагирует защитный автомат, который срабатывает и полностью отключает подачу напряжения на то место, где произошло к.з.

Контур заземления своими руками — пошаговая инструкция

В настоящий момент очень популярно строительство частных домов. Кроме стандартных строительных работ, выполняются работы и по электрификации дома. Вследствие этого появляется необходимость в выполнении контура защитного заземления. Контур заземления может выполняться не только для вновь возводимых строений, но также и для домов, у которых контура не было изначально ещё при строительстве. Если на производстве контур защитного заземления выполняется электромонтажной организацией по готовому проекту, то в быту можно сделать заземление своими руками.

Для монтажа заземляющего контура необходимы следующие материалы:

● металлические электроды;

● металлическая (стальная) полоса;

● несколько болтов.

Стоит отметить, что в продаже уже давно имеются специальные комплекты для самостоятельного выполнения заземления частного дома.

Для выполнения монтажных работ понадобятся:

● лопата штыковая;

● большой молоток или кувалда;

● бытовой сварочный инвертор;

● сварочные электроды;

● болгарка.

Для частного дома контур заземления должен состоять из трёх заземляющих электродов, вкопанных или забитых в землю и соединённых между собой металлической полосой. В качестве электродов может использоваться стальной уголок 50х50х5мм. Длина уголка должна быть в пределах двух-трёх метров. Если изначальная длина уголка больше двух-трёх метров, то болгаркой отрезаются куски необходимой длины. В качестве полосы используется сталь 40х4мм.

Ни в коем случае нельзя в качестве заземлителей использовать металлическую арматуру, т.к. у неё калёная поверхность, следовательно, процесс растекания тока нарушается. Кроме того, арматура быстрее окисляется и ржавеет, что абсолютно недопустимо. Короче говоря, металл для контура заземления по истечении определённого времени не должен окисляться и ржаветь.

Отвод от контура также выполняется металлической полосой.

Монтаж контура защитного заземления для частного дома выполняется в несколько этапов.

Выбор места расположения контура

Для определения места под контур, необходимо учитывать свойства грунта. Для выполнения контура заземления больше всего подходит чернозём, менее пригодны для этих целей песок и глина. Контур заземления должен находиться рядом с домом на расстоянии около метра.

Разметка

Так как контур для частного дома выполняется в виде равностороннего треугольника, то и разметка на грунте должна быть соответствующей. Расстояние между сторонами размеченного треугольника должно быть таким, чтобы электроды можно было забивать в грунт на расстоянии друг от друга не меньше длины электрода.

Траншея под контур

После того, как выполнена треугольная разметка, выкапывается траншея по периметру разметки. Глубина траншеи должна учитывать глубину промерзания грунта в сильный мороз. Ширина должна быть достаточной для того, чтобы удобно было обваривать контур по периметру, например 0,7м.

Монтаж контура

Работы по монтажу контура начинаются непосредственно с забивания электродов. Электроды забиваются молотком или кувалдой по углам треугольной траншеи на 2-3 метра вглубь. Забивать необходимо не полностью. На поверхности траншеи должно оставаться 0,2-0,3м от длины электрода.

Затем забитые электроды соединяются между собой горизонтально расположенной металлической полосой при помощи сварки. Так образуется треугольный контур. Отсюда и название – контур заземления.

Нельзя вместо сварочного соединения использовать болтовое соединение или какое-либо другое. Причина – быстрое окисление и ржавление.

Следующим этапом будет выполнение металлического отвода от контура. Как и было сказано, отвод выполняется также металлической полосой. Полоса с одной стороны приваривается к самому контуру, а другая сторона полосы ведётся в дом через отверстие в стене. В доме полосу рекомендуется провести по внутренней стене на небольшой высоте от пола. На этой части полосы заземления привариваются болты на не слишком большом расстоянии друг от друга. К одному из таких болтов прикручивается медный поводок, которым заземляется вводной щиток дома.

После того, как полностью выполнены монтажные работы, необходимо сделать замер сопротивления растеканию тока контура заземления. Замер обычно выполняют специальным прибором. Величина сопротивления должна быть не более 4 Ом.

После замера контур заземления засыпается грунтом, после чего заземление можно уже эксплуатировать.

Правильно выполненный контур заземления собственноручно – залог безопасности и правильной работы бытовых потребителей.

Контур заземления своими руками: устройство, расчет, монтаж

Категория: Электромонтажные работы

Если вы планируете построить или купить собственный дом, вам необходимо будет позаботиться о безопасности использования электропроводки. Ни для кого не секрет, что в подавляющем большинстве частных домов и квартир, где уже имеется электропроводка, полностью отсутствует заземление, или же оно выполнено с нарушением соответствующих правил безопасности.

В данном уроке мы расскажем умельцам о том, как правильно изготовить контур заземления своими руками и выполнить его внутренний монтаж для соединения с общей системой энергоснабжения жилья. Ниже будет наведена схема наружного и внутреннего контуров заземления, перечислены все необходимые материалы и подробно описан расчет данной системы.

Что собой представляет контур заземления

В целом устройство заземления представляет собой несколько соединенных между собой проводников, которые расположены в горизонтальной плоскости. Данная конструкция располагается рядом со зданием и выглядит как большая геометрическая фигура, составленная из электродов. Для чего же предназначен и как правильно провести монтаж контура заземления, а также какие функции он должен выполнять? Давайте перечислим основные задания, для которых изготовляется такое устройство:

  1. Обеспечение безопасности жильцов и защита их от поражения электрическим током.
  2. Защита бытовой техники и бытовых приборов от скачков сетевого напряжения.
  3. Устройство защиты здания или помещения от удара молнией.
  4. Сопротивление растеканию электрической энергии.

Вот для этих четырех основных функций и необходимо провести точный расчет, а также монтаж заземляющего контура. Схема его сборки очень проста и понятна даже школьнику, а основной расчет состоит из определения длины и сечения электродов, которые будут закопаны в грунт. Теперь приступим непосредственно к монтажу данного изделия.

Как собрать внутренний контур заземления своими руками

Для изготовления контура чаще всего используется стальная арматура, уголки и стальные трубы, которые выполняют функцию заземления. Их длина может составлять до 3 метров. После того, как выполнен необходимый расчет, трубы забивают в грунт, используя для этого кувалду. Иногда сверху контур заливается бетоном, однако делать это не рекомендуется, поскольку со временем может возникнуть необходимость в замене отдельных элементов. Если устройство залить бетоном, то отремонтировать его будет уже невозможно.

Как указывает схема, концы труб сверху соединяются стальной полосой, толщина которой должна составлять не менее 4 миллиметров. Сооружая контур заземления, укладывать куски полосы нужно в предварительно выкопанные траншеи, примерно на 0,5 – 1 метр ниже уровня грунта, после чего их нужно соединить с трубами используя сварочный аппарат. Тут уже точный расчет ни к чему, просто необходимо надежно приварить все стальные элементы.

С целью экономии места возле здания все эти группы можно расположить по периметру вокруг фундамента или же по периметру усадьбы. Монтаж контура заземления можно без проблем выполнить собственноручно, на это уйдет совсем немного времени. К готовому контуру, который образует геометрическую фигуру, подключаются все розетки и бытовые приборы, которые расположены внутри здания. Особенно данная схема важна для трехфазной сети с напряжением 380 вольт.

Характеристики контура заземления: что на них влияет

Прежде, чем начать забивать трубы и выкапывать траншеи под контур заземления, необходимо предварительно провести некоторые измерения и сделать расчет характеристик почвы, поскольку от ее сопротивления будет в целом зависеть сопротивление и надежность заземления. Данный показатель взаимосвязан с указанными ниже свойствами и факторами:

  1. Максимальная глубина погружения контура заземления.
  2. Состояние и химические характеристики земельного настила.
  3. Тип грунта (чернозем, глина и пр.) и его влажность.
  4. Материал, из которого изготовлены элементы контура.
  5. Общее число заземляющих групп и количество электродов в каждой из них.

Самым идеальным вариантом для расположения контура заземления считается чернозем, суглинки и глинистый грунт. При этом необходимо помнить, что на поверхности скал и каменных покровов сооружать заземление категорически запрещается, так как камень часто проводит ток, имея достаточно низкое собственное сопротивление.

Расчет контура и его принципиальная схема

Перед тем как сделать контур заземления для частного дома, обязательно нужно ознакомиться с элементарными расчетами и общей схемой конструкции:

  1. Расстояние от того места, где входят в дом электрические кабеля, до устройства АС контура должно составлять не менее 50 метров. Такая дистанция является самым оптимальным вариантом для установки горизонтальных и вертикальных электродов. Также не рекомендуется покрывать поверхность стальных электродов краской или битумными веществами, поскольку это существенно ухудшит электрические характеристики заземления.
  2. Для определения размеров и сечения электродов контура заземления мы предлагаем воспользоваться специальной таблицей, в которой указаны различные значения в зависимости от материала. Таблица значительно упростит расчет.
  3. Вся конструкция контура собирается из стальных уголков и ленты, которые соединяются между собой дуговой электросваркой. Во время приваривания элементов конструкции заземления необходимо проверять прочность их крепления.

Порядок изготовления и установки в грунт замкнутого контура прост и понятен. Сначала необходимо выкопать ров необходимой глубины (обычно 70-80 см). В том случае, если общая мощность потребления электроэнергии всеми приборами в доме достаточно большая, глубину траншеи лучше увеличить до 1,0-1,2 метра. Конфигурация рва должна напоминать правильный равносторонний треугольник, стороны которого составляют 1 метр. Перед тем, как начать копать ров, лучше разметить его форму на поверхности грунта.

По углам треугольной траншеи забываются, как уже было описано, трубы или уголок. От глубины их погружения будет зависеть сопротивление контура заземления. Желательно, чтобы длина забитых стальных труб составляла не менее 2 метров. При высокой жесткости грунта лучше воспользоваться буром, а не кувалдой. К торчащим концам труб крепятся стальные полосы контактно-дуговой сваркой. На этом сооружение заземления можно считать завершенным. Теперь необходима только проверка контура заземления для определения его сопротивления.

Несколько полезных советов, которые необходимо учесть при монтаже контура заземления своими руками:

  1. Концы труб или уголков, которые будут вбиваться в грунт, желательно заострить при помощи болгарки, что позволит облегчить их погружение в землю.
  2. Верхние концы уголков после забивания должны выступать над поверхностью дна траншеи на 20-30 см. Это необходимо для их более легкого соединения полосой.
  3. Готовый сваренный контур необходимо соединить с шиной заземления внутри дома, используя кабель большого сечения, и надежно зажать клеммы для хорошего контакта.
  4. Чтобы в местах сваривания сталь не подвергалась коррозии, их необходимо тщательно зачистить и покрыть влагозащитным веществом (краской, битумом).

Монтаж заземляющего контура необязательно проводить исключительно своими силами. Наоборот: и расчет, и установку произвести значительно проще, проконсультировавшись с электриками, обслуживающими участок. Таким образом, гораздо проще получить дельные советы по составу грунта и особенностям устройства заземления.

Сооружение внешнего контура не представляет никакой сложности в монтаже, просто требует физических усилий и умения работать со сварочным аппаратом, а также соблюдение техники безопасности при сварочных работах. А вот необходимые манипуляции с электрощитом далеко не всегда так просты. На этом этапе полезно и выгодно пригласить специалиста, который заодно проверить работу всей системы и составит необходимые документы.

Как сделать контур заземления — делаем заземляющее устройство

Контур заземления — это устройство, которое предназначено для того, чтобы заземлить различные части электрооборудования. Заземляющее устройство крайне важно для безопасности жильцов. Часто при покупке дачного участка или при строительстве коттеджа у владельца возникают проблемы с установкой ЗУ. Однако в реальности ничего сложного здесь нет.

Условия работы контура

Грунт для контура

На эффективность работы контура сильно влияют такие факторы, как свойства грунта, качество, количество и глубина залегания электродов. Поэтому перед тем,как сделать контур заземления, надо определить качество грунта.

ЗУ прекрасно работает в торфяных почвах, сырой глине и суглинке. А вот в скалистых и каменных породах он не функционирует.

Подготовка

Как устроен контур заземления Материалы для контура заземления Для установки контура заземления потребуется:
  • стальной уголок или электроды;
  • стальная полоса.

Необходимо вырыть рядом с вводным щитом дома траншею в виде треугольника со сторонами по 3 метра каждая. Ширина и глубина канавы должна быть в среднем полметра. Заземление должно обязательно располагаться ниже точки промерзания грунта, иначе оно перестает работать. Вершина треугольника должна быть обращена к дому.

Установка контура

Установка контура заземления

Стальные уголки будут служить вертикальными заземлителями в конструкции.

Длина такого уголка должна быть около 3 метров. Один из его концов надо предварительно заточить. По трем вершинам проделанной треугольной траншеи надо вбить уголки. (Заточка необходима для облегчения работы).

Траншея для ЗУ Теперь осталось только приварить к ним по периметру стальную полосу, и контур готов. Но это только само заземляющее устройство. Для того чтобы оно заработало, его надо еще соединить с силовым щитком дома. Поэтому от вершины треугольника до силового щита надо вырыть дополнительную траншею. По этой канавке при помощи стальной полосы надо произвести соединение контура со щитком. Траншея засыпается грунтом.

Сопротивление заземления должно быть не выше 4 Ом. Измерить его можно при помощи Ом — метра. Часто для большей эффективности делают два контура, которые потом соединяют в один и так же подводят к щитку.

Заключительные детали

Размеры контура

Вместо стальных уголков можно использовать также специальные стержни, предназначенные специально для оформления контуров. При выборе угловой и листовой стали важно обратить внимание на площадь ее поперечного сечения. Она должна быть более 150 кв. мм. Стальная труба должна иметь диаметр выше 32 мм.

Подключение к щитку

Заземляющий электрод, вне зависимости от материала, из которого он сделан, не должен быть менее 2 метров в длину. При этом на поверхности электрода не должно быть никаких покрытий. Обычная краска может сделать электрод непригодным для контура.

Для электродов чаще всего применяются стальные стержни и уголки. Однако, в некоторых случаях, допустимо использование меди и стали в медном покрытии.

Контур заземления необходим для защиты от удара током. Хотя полностью он, конечно, не гарантирует безопасности жильцов. Для того чтобы усилить действие ЗУ, можно увеличить количество заземляющих электродов, вбив дополнительно еще 2-3 уголка.

Контур заземления в фундаменте В частных домах можно установить контур в фундаменте. Как правило, при правильной проектировке дома контур заземления делается именно там, а потом через арматуру выводится к распределительному щитку. Однако если ЗУ не было спланировано заранее, то его можно сделать даже в огороде. При этом работать поблизости будет совершенно безопасно. В случае внезапного попадания тока заряд моментально рассеется в земле. Хорошее место для контура и подпол.

Для полной безопасности желательно установить также УЗО. Это устройства защитного отключения.

Контур заземления своими руками — Ремонт220

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 29.7k. Опубликовано Обновлено

Как сделать правильное заземление своими рукамии так-ли это необходимо? Заземление применяется как защитная мера электробезопасности от поражения человека током в случае пробоя электроприборов на корпус. Его применение актуально не только в случае использования электроводонагревателей или стиральных машин в помещениях с повышенной влажностью – у любого бытового прибора может возникнуть неисправность и корпус может оказаться под напряжением. А уж если этот прибор подключен к водопроводной сети, то последствия этой неполадки могут оказаться плачевными.

Чтобы сделать монтаж заземления своими руками не нужно иметь глубоких познаний по электротехнике или опыта в электромонтажных работах. Не потребует это и больших материальных затрат – применяемый материал для заземления – 3 (можно больше) электрода, вбитых в землю и соединённых между собой полосой из металла.

Итак, чтобы сделать штыревое заземление для частного дома (на даче) нужно выкопать 3 ямки глубиной на пару штыков лопат и забить в них кувалдой 3 штыря (электрода) максимально глубоко. Расположение электродов никто не ограничивает – можно в ряд, можно треугольником. После этого надо между забитыми электродами проделать канавки для соединительных проводников электродов.

Для того, чтобы правильно сделать самому заземление, соответствующее нормам надо выполнить основные требования:

Длина каждого электрода должна быть не менее 2 м, в качестве материала можно использовать обычный стальной уголок 50 на 50 мм, водопроводную стальную трубу – главное, чтобы площадь сечения была не менее 150 мм2, а толщина стенок – не менее 3,5 мм (если выбираете трубу – минимум 32 мм). Минимальное расстояние между электродами – 1,2 м.

В качестве соединителей электродов можно использовать стальную полосу 40 мм. (минимальное  сечение должно быть не менее не менее 50 мм2). Соединяться полоса с электродами должна ТОЛЬКО СВАРКОЙ! (никаких болтов!).

Далее надо завести заземление со сделанного контура в дом. Допускается применение стального провода сечением не менее 50 мм2, но лучше использовать ту-же полосу на 40мм (4 на 40 мм). После того как вы завели эту полосу в дом, с неё делается переход (болтовое соединение) на гибкий медный провод, сечение которого должно быть равно сечению питающего фазного проводника.

Если электрический ввод выполнен напр. СИПом  16 мм2, то для перехода со стальной полосы подойдёт медный провод сечением 10 мм2, который соединяется болтовым соединением с корпусом щита (если щит металлический), или соединяется в клемме щита – «заземление».

Этот способ годится для частных домов (коттеджей). Сделать заземление подобным образом в многоквартирном доме не представляется возможным (особенно если вы живёте на 9-ом этаже). Бытует мнение, что при отсутствии заземления можно сделать зануление – соединить «земляные» жилы отходящих к нагрузке проводов с нулевым проводом. НИКОГДА НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО! Если у дома пропадет ноль (оборвется, отгорит), то корпуса ваших «заземлённых» приборов окажутся под напряжением 220 в!

Кроме того, существует такое понятие как «перекос фаз» (когда нагрузка неравномерно распределена по фазам) – в этом случае на «нуле» появляется напряжение. Поэтому делать такое «заземление», или скорее его имитацию просто опасно.

Устройство заземления в частном доме своими руками

В статье будет затронут вопрос устройства заземления в частном доме, даче или на небольшом производстве своими руками. Многие ошибочно полагают, что заземление — это ненужная, дополнительная вещь, которую из вредности, требует энергоснабжающая организация или проверяющие инспектора.

Самое главное, что должен понять любой потребитель электроэнергии — заземление это неотъемлемая часть любого электроснабжения. Это такая же необходимость, как установка автоматических выключателей в распредщитке, прибора учета и другой аппаратуры.

Чтобы качественно выполнить заземление, необходимо произвести большой объем земляных работ. Грубо рассчитывайте, что минимум, Вам придется вручную вырыть один кубометр земли. Также необходим будет сварочный аппарат и умения сварочных работ.

Самый оптимальный вариант выполнить заземление собственными руками, так как не все электрики любят это делать, да и те кто берется, в большинстве своем делают это не качественно.

И так, как же правильно делается контур заземления?

Существует два самых распространеных варианта контура заземления — треугольником и линейный, в виде сплошной полосы вдоль дома.

Оба правильные. Какой выбрать, решать Вам самим, исходя из свободного пространства возле дома.

контур заземления треугольником линейный контур заземления

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:

  • рифленая арматура
  • круглая сталь диаметром менее 10мм

Из чего можно делать:

  • круглая сталь 14мм и более (меньшим диаметром электрод проблематично забить в землю)
  • стальной уголок размерами минимум 40*40*5

Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов. Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.

Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:

    • длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра

Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.

    • расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра

Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.

Работать они будут почти как один электрод.

    • заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м

Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.

  • расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
  • после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.

Заглубление электродов

Когда весь материал и траншеи готовы приступают к процессу забивания электрода. Для облегчения процесса в яму подливают немного воды. Вертикальный электрод можно забивать двумя способами:

      • кувалдой
      • мощным перфоратором или отбойным молотком с насадкой

Первоначально верхний конец электрода будет на большой высоте. Поэтому потребуется стремянка.

Забивать до конца весь электрод в землю не надо. Минимум 20см оставляйте на поверхности, так как в этом месте нужно будет приварить полосу. Длина сварочного шва — не менее 6-10см. Сам шов прокрашивается.

Ни в коем случае не красьте горизонтальные и вертикальные заземлители.

Тем самым Вы увеличите сопротивление заземления и ухудшите связь с землей.

Чтобы улучшить контур заземления, можно его соединить с уже существующими металлическими конструкциями заглубленными в земле — например с забором.

Соединение заземления с электрощитом

Когда контур сделан, его необходимо соединить с электрощитом. Здесь уже можно использовать не полосу, а проволоку диаметром 10мм. С горизонтальным заземлителем ее связывают сваркой, а с корпусом щита при помощи болтового соединения.

Также Вы можете вывести полосу горизонтального заземлителя на поверхность возле щита, и приварив к полосе болт, медным проводником сечением 10мм2 соединить контур с щитовой. Болтовое соединение должно быть на поверхности и доступно для ревизии.

Проверив надежность соединения сварочных швов, траншею засыпают землей. На этом монтаж контура заземления окончен.

Статьи по теме

Общие сведения о контурах заземления — Рекомендации по применению


Контуры заземления могут быть настоящей помехой в системах сбора данных HVAC, поскольку их трудно обнаружить. В большинстве случаев они не причиняют вреда, но могут вызвать непредсказуемые проблемы спустя годы после установки!

Что такое контур заземления?

Контур заземления образуется, когда между клеммами «заземления» двух или более единиц оборудования имеется более одного токопроводящего пути. Проводящая петля образует большую рамочную антенну, которая легко улавливает токи помех.Чем больше петля, тем больше помех; если вы используете стальной каркас здания в качестве основания, то петля может быть такой же большой, как и все здание. Сопротивление заземляющих проводов превращает токи помех в колебания напряжения в системе заземления. Земля больше не стабильна; поэтому сигналы, которые вы пытаетесь измерить, относящиеся к этой земле, также нестабильны и неточны.

Наземные символы
Наземная мифология

Универсальная концепция, которой преподают в технических школах и инженерных колледжах, заключается в том, что «земля» всегда имеет нулевое напряжение, может бесконечно поглощать электрический ток и мгновенно безвредно рассеивать ток.Однако идеальная почва — это лабораторная абстракция, которой не существует в реальном мире.

Настоящее заземление — это проводник, поэтому между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току. Это сопротивление может изменяться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Большие токи, проходящие через землю, вызовут падение напряжения в проводниках заземления, и потребуется время, чтобы рассеяться.

Департамент сельскохозяйственной инженерии Университета штата Мичиган измерил сопротивление заземления на входах в электрические сети и обнаружил, что на территории здания может изменяться напряжение до 2 вольт. Фактически, Национальный электротехнический кодекс (NEC) допускает изменение заземления на 2,5% от напряжения параллельной цепи или на 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока (дополнительную информацию об исследовании штата Мичиган и NEC см. Ниже в разделе «Ссылки». код).

Понимание того, что идеального заземления не существует в реальном мире, является первым шагом к устранению помех контура заземления, когда они возникают.Если вы помните, что каждое заземление в здании имеет разный и произвольный «нулевой» потенциал, вы можете спроектировать надлежащие системы заземления.

Если основания такие порочные, зачем вообще заземление?

Земля необходима по двум причинам: безопасность и безопасность.

Статья 250 NEC устанавливает, что изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов должны быть заземлены на входе в здание. Земля представляет собой медный стержень, вбитый как минимум на 8 футов в землю.NEC требует, чтобы конструкционная стальная рама, водопроводные трубы и другие крупные металлические предметы были соединены с землей входа в здание. Если изоляция провода выходит из строя или провод непреднамеренно отсоединяется и соприкасается с металлическим предметом, большие токи короткого замыкания протекают от распределительного трансформатора к земле. Эти чрезмерные токи размыкают предохранители и автоматические выключатели, предотвращая нахождение оборудования под более высоким потенциалом, чем у ближайшей раковины или строительной конструкции. Если заземление в распределительном щитке по какой-либо причине отключается, то заземление на входе электропитания здания на трансформаторе обеспечивает протекание чрезмерного тока короткого замыкания, размыкая предохранители и автоматические выключатели.Защита здания от огня и находящихся в нем людей от поражения электрическим током является основной функцией системы заземления распределения электроэнергии.

Вторая проблема безопасности заключается в том, чтобы поддерживать оборудование в пределах его нормального рабочего диапазона напряжения. Большинство современных прямых цифровых контроллеров (DDC) будут работать правильно без заземления где-либо. Единственная загвоздка в том, что незаземленное оборудование может накапливать большие статические заряды из-за утечки изоляции. Первый человек, который подходит и касается оборудования, испытывает ужасный шок.Если статический заряд становится достаточно высоким, он разряжается до ближайшего проводника с более низким потенциалом. Мгновенные токи разряда могут достигать нескольких тысяч ампер и разрушать электронные компоненты системы. Заземление системы позволяет зарядам рассеиваться без повреждений.

Помехи сигналам от контуров заземления

Контуры заземления позволяют электрическим и магнитным помехам создавать источники напряжения шума. Эти источники напряжения добавляют к измеряемому сигналу и неотличимы от правильного сигнала.Контроллер, не зная, что он считывает неправильное значение, выполняет неправильное управляющее действие. Это может создать неудобные условия для пассажиров. Он также может приводить в движение механическое оборудование, вызывая преждевременный износ оборудования.

Помехи сигналам от магнитной индукции

Основными источниками этих шумов являются магнитная индукция и дисбаланс грунта.

Любая петля из проводящего материала образует однооборотный трансформатор, если присутствует магнитное поле, и магнитные поля возможны везде, где используется напряжение переменного тока.Магнитные поля создаются переменным напряжением, текущим по проводу, двигателями или люминесцентными лампами. В цепях очень низкого уровня оборванные провода, движущиеся в магнитном поле земли, могут даже вызвать проблемы. Магнитное поле заставляет ток течь в петле из проводящего материала, а сопротивление петли создает напряжение из этого тока.

Чем сильнее магнитное поле или чем выше частота магнитного поля, тем сильнее протекает ток. Закон Ома гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению.Таким образом, чем больше ток, тем больше источник шума напряжения.

На левом рисунке ниже показан контур заземления под действием магнитного поля. Магнитное поле заставляет электрический ток течь в контуре заземления. Сопротивление контура преобразует ток в источник напряжения между входом заземления контроллера и клеммой заземления датчика, как показано на правом рисунке ниже.

Контур заземления в магнитном поле (вверху слева) и напряжение датчика и напряжение контура заземления (вверху справа)

Помехи сигналам из-за дисбаланса грунта

Электрические нагрузки могут варьироваться в зависимости от здания, создавая различные токи в системе заземления.Если в системе заземления протекает большой ток и датчик помещен в цепь с заземлением, которая также имеет контур заземления, то к сигналу добавляется разница напряжений между двумя точками заземления.
На рисунке ниже слева показан источник тока повреждения, подающий ток в систему заземления. Если, как в исследовании штата Мичиган, напряжение в системе заземления составляет два вольта, то к сигналу датчика добавляется напряжение повреждения в два вольта, как показано на рисунке ниже справа.

Дисбаланс заземления (слева), напряжение датчика и напряжение контура заземления
Закрытие

Контуры заземления могут сделать лучшую систему управления неэффективной. Если вы считаете, что контуры заземления могут вызывать проблемы с вашей системой HVAC / R, позвоните своему представителю BAPI или загрузите примечание по применению BAPI: Избегайте контуров заземления с нашего веб-сайта по адресу www.bapihvac.com

Список литературы

ANSI / NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс 2002 — Национальная ассоциация противопожарной защиты
Стратегии строительства для минимизации паразитного напряжения на молочных фермах, Университет штата Мичиган
Генри Отт, Методы снижения шума в электронных системах, 2-е издание, Wiley and Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк , 1988

Michigan State Univ.Исследование и код NEC

Департамент сельскохозяйственной инженерии Университета штата Мичиган измерил сопротивление заземления на входах в электрические сети и обнаружил:
«Если заземляющий стержень сервисной панели вбить на 8 футов во влажную землю, которая не является настоящим песком, сопротивление между заземляющим стержнем и землей может быть всего 20 Ом. Предположим, что когда в здании используется мощность, одна десятая ампер тока нейтрали протекает на землю через заземляющий стержень. Основной электрический закон, называемый законом Ома, гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению.Умножение тока заземляющего стержня (0,1 ампера) на сопротивление заземляющего стержня (20 Ом) дает 2 вольта. Если один щуп вольтметра касается заземляющего стержня, а другой щуп вольтметра вдавливается в землю настолько далеко от заземляющего стержня, насколько дотягиваются провода, измеритель будет показывать примерно 2 вольта ».

Код NEC

Национальный электротехнический кодекс (NEC) также не помогает решить эту проблему. Статья 250 NEC требует, чтобы параллельные цепи заземлялись до ближайшего местного заземления здания, где бы в здании ни находились панели ответвительных цепей.Цифры в статье 250 показывают заземление на строительную сталь. Как указано в статье штата Мичиган, «территория» здания может варьироваться в зависимости от их измерений на величину до 2 вольт. Статья 647.4 (D) NEC (статья 647 называется «Чувствительное электронное оборудование») позволяет заземлению изменяться на 2,5% от напряжения параллельной цепи или на 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока.


Версия этого документа в формате pdf для печати

Основы контура заземления

Что такое контур заземления?

Контур заземления возникает, когда есть более одного пути заземления между двумя единицами оборудования.В дублированные наземные пути образуют эквивалент рамочной антенны, которая очень эффективно улавливает помехи токи. Преобразование сопротивления свинца эти токи превращаются в колебания напряжения. Как следствие замыкания на землю индуцированные напряжения, заземление в система больше не стабильная потенциал, поэтому сигналы движутся на шуме. Шум становится частью программы сигнал.

Контур заземления — это обычное состояние проводки, при котором ток заземления может проходить по нескольким путям, чтобы вернуться к заземляющему электроду на СЕРВИСНОЙ ПАНЕЛИ.Все компьютеры с питанием от переменного тока подключены друг к другу через заземляющий провод в общей проводке здания. Компьютеры также могут быть соединены кабелями передачи данных. Поэтому компьютеры часто соединяются друг с другом более чем одним путем. Когда существует многолучевое соединение между компьютерными цепями, результирующее устройство известно как «контур заземления». Всякий раз, когда существует контур заземления, существует вероятность повреждения из-за ВНУТРЕННИХ СИСТЕМНЫХ ЗЕМНЫХ ШУМОВ.

Контур заземления в силовом или видеосигнале возникает, когда некоторые компоненты в одна и та же система получает питание от другого заземления, чем другие компонентов, или потенциал земли между двумя частями оборудования не идентичный.

Обычно разность потенциалов в заземлении вызывает протекание тока. в межкомпонентных соединениях. Это, в свою очередь, модулирует вход схемы и обрабатывается как любой другой сигнал, подаваемый через нормальный входы. Вот пример ситуации, когда два заземляющего оборудования соединены между собой через заземление сигнального провода и заземляющий провод сети. В этой ситуации в проводе течет ток 1А. что вызывает разницу в напряжении 0,1 В между этими двумя устройствами. точки заземления.

Поскольку между электронными приборами существует разность напряжений, сигнал в соединительном проводе видит эту разницу, добавленную к сигналу. Это можно услышать как гудение на проводе, потому что переменный ток привести к тому, что разность напряжений этих потенциалов земли также будет Напряжение переменного тока. Это одна из причин шума 50 или 60 Гц, который вы слышите. в аудиосигнале (или увидеть в видеосигнале раздражающие горизонтальные полосы).

Еще одна проблема — ток, протекающий в заземляющем проводе сигнального кабеля.Этот ток проходит через кабель и через оборудование. Принадлежащий способ, которым curren parsses не разработан, это может вызвать много шума к оборудованию или другим проблемам (например, зависанию компьютера). Многие дизайнеры рассчитывают на то, что земля будет заземлена, и не оптимизируют их конструкция исключает их чувствительность к шумам от земли. Если вы дизайнер продукта, не забудьте позаботиться о том, чтобы контур заземления ток не вызывает проблем в вашем оборудовании, проектируя правильная схема заземления внутри оборудования.

Почему контур заземления является проблемой?

Контур заземления — распространенная проблема при подключении нескольких аудиовизуальных компоненты системы вместе, есть хорошее изменение, контуры заземления. Проблемы контура заземления — одна из самых распространенных проблем с шумом в аудиосистемах. Типичным признаком проблемы с контуром заземления является слышно 50 Гц или 60 Гц (в зависимости от частоты сетевого напряжения, используемой в ваша страна) шум в звуке. Наиболее частая ситуация, когда вы сталкиваетесь с проблемами контура заземления, — это когда ваш система включает оборудование, подключенное к заземленной розетке, и антенная сеть или оборудование, подключенное к разным заземленным розеткам по комнате.

Все подключено к единой электросети, которая обычно подключается к все контакты заземления во всех розетках в одной комнате. Тогда антенная сеть также заземлен к той же точке заземления. Обычно это нормально, поскольку заземления соединены друг с другом только звездообразным образом от центрального заземляющего провода (ведущего к реальной Земле через заземление кабель или металлическая труба) кабели заземления проходят через силовые кабели в оборудование.

Как только вы примете во внимание, что часть вашего оборудования связана с экранированный кабель вы, скорее всего, столкнетесь с некоторыми проблемами.Вполне возможно, что токи могут течь от одной части оборудования в кабель заземления, в другую часть оборудования, а затем обратно в первую часть через экранированный аудиокабель. Эта проволочная петля также может улавливать помехи от близлежащих магнитных полей и радиопередатчиков.

В результате нежелательный сигнал будет усиливаться до тех пор, пока не будет слышно и явно нежелательно. Даже разница в напряжении ниже чем 1 мВ может вызвать раздражающий жужжащий звук в вашей аудиосистеме.

Проблема со слышимым шумом, исходящим от вашей аудиосистемы, когда другой электронные компоненты (холодильник, кулер для воды и т. д.)) может быть результатом загрязненного заземляющего / нейтрального проводника в вашей проводке кондиционера и контур заземления в нашей аудиосистеме. Этот может произойти при включении определенного типа устройств. Обычно их мощность поставки нелинейны и выбрасывают мусор обратно на нейтраль и / или заземляющие проводники. Обычно линейные кондиционеры или устройства ИБП не подходят. что-нибудь, чтобы помочь решить эту проблему.

Распространенные причины неполадок компьютерной системы

Много раз, когда пользователь думает, что его система «плохая» или «испортилась» неисправность имеет электрическую или магнитную природу.Проблемы с монитором очень часто вызваны близлежащими магнитными полями, гармоники нейтрального провода или наведенные / передаваемые электрические помехи. Периодические зависания компьютеров очень часто вызваны: контур заземления, электрическое явление, которое иногда проявляется сам, когда система и ее периферийные устройства неправильно подключены к различных электрических цепей . Многие даже не знают, что их стена розетка правильно подключена и заземлена, что абсолютно необходимо для компьютера и периферийное оборудование для надежной и безопасной работы.

Вы исключили заземление в своей компьютерной системе? Контуры заземления могут вызвать проблемы с подключениями к локальной сети, если не правильно подключен. Контур заземления, вызванный подключением RS-232 к другому компьютеру может вызвать зависание компьютера.

Когда контур заземления не является проблемой

Контур заземления не вызывает проблем при соблюдении всех перечисленных ниже условий. вещь верна:

  • Ни один из проводов контура не пропускает ток
  • Петля не подвергается воздействию внешних изменяющихся магнитных полей.
  • Рядом отсутствуют радиопомехи

Если в каких-либо проводах есть ток, значит, есть потенциальная разница, которая заставляет ток течь и по другим проводам что вызывает проблемы.Петля также будет действовать как катушка и забирать ток из изменяющегося магнитного поля. поля вокруг него. Проволочная петля также действует как антенна, принимающая радио. сигналы.

О каком размере проблемы разности потенциалов земли идет речь?

В литературе говорится о синфазном шуме от 1 до 2 вольт в «хорошо заземленных» установках и более 20 Вольт в «слабо заземленных» установках. В литературе также говорится о токе, измеряемом в сети. служебное заземление (в большом здании) в амперах.

Откуда эта разница тока и напряжения?

Утечка тока конденсаторов между горячим и заземленным и между нейтралью и землей в течение Например, основные фильтры, вызовите ток в заземляющих проводах (и контурах заземления). Ток утечки обычно измеряется в миллиамперах (обычно меньше чем 1 мА в компьютерном оборудовании) на одно оборудование. Когда вы подводите итог, может быть, сотни такого оборудования вы легко можете получить в амперах.

Емкость между линией и землей больших нагревателей и двигателей, для Например, может быть намного больше, чем емкость конденсаторов фильтра.Токи от этого источника обычно порядка 1 ампер (а не 0,1 А или 10 А)

Даже очень небольшое индуцированное напряжение может вызвать очень большой ток в контур заземления, потому что сопротивление (и индуктивность) очень низкий. Эти токи действительно могут составлять десятки ампер. Индукция тока может быть вызвана, например, кабелями, по которым проходят большие токи. и от трансформаторов.

Что могут сделать эти заземляющие токи и разность напряжений?

Небольшая разница в напряжении просто приводит к добавлению шума к сигналам.Это может вызвать жужжание звука и помехи для видеосигнала. и ошибки передачи в компьютерные сети.

Более высокие токи могут вызвать более серьезные проблемы, такие как искрение в соединениях, повреждает оборудование и сгорает проводка. Мой собственный опыт в этой области ограничен к искрообразующим разъемам, нагревательным кабелям и поврежденным платам последовательного порта компьютера. Я читал о сгоревших сигнальных кабелях и дымящих компьютерах из-за перепад заземления и вызванные ими большие токи.Так что будьте осторожны об этой потенциальной проблеме и не выполняйте глупых установок.


Томи Энгдал <[email protected]>

Проблемы контура заземления и способы их устранения

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

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

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

Основы

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

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

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

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

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

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

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

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

Почему заземление так важно?

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

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

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

Что вызывает гудение в аудиосистемах?

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

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

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

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

Почему заземление без проблем сделать сложно?

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

Почему контур заземления является проблемой?

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

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

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

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

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

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

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

Общие темы

Аудио- и видеосистемы бытовые

Профессиональные аудиосистемы

Профессиональные видеосистемы

Сети передачи данных

Лабораторная среда

Советы по дизайну

Другая сопутствующая информация

НОВАЯ ФУНКЦИЯ: Обсуждение контура заземления

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

Полезные ссылки на другие сайты и статьи

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

Откуда взялась вся эта информация?

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

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


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


Томи Энгдал <[email protected]>

Основы заземления | Что такое контур заземления?

Контур заземления — это нежелательный путь тока в электрической цепи. Контуры заземления возникают всякий раз, когда заземляющий провод электрической системы подключается к заземляющей пластине в нескольких точках.

Не только контуры заземления могут вызывать шум в сигнальных кабелях прибора, но в тяжелых случаях могут даже перегревать сигнальный кабель прибора и, таким образом, представлять опасность возгорания!

Явление контуров заземления показано на схематической диаграмме ниже:

Причины замыкания на землю

Существует несколько причин возникновения контуров заземления в любой установке КИПиА.Некоторые из них перечислены ниже:

  • Разница потенциалов между точками заземляющего провода, к которым были подключены выводы заземления.
  • Индуктивная муфта
  • Емкостная муфта
  • Использование инструментов с внутренним заземлением внутри уже заземленного контура
  • Экраны кабелей заземлены с обоих концов
  • Заземленные термопары с неизолированными преобразователями
  • Четырехпроводные передатчики, используемые в качестве входа для приемного прибора, заземленного на другое заземление

Существует несколько методов ограничения контуров заземления, которые вносят нежелательное шумовое напряжение в сигнальные кабели прибора.

Однако есть два наиболее эффективных метода уменьшения контуров заземления:

  • Одноточечное заземление
  • Использование дифференциальных входов

Одноточечное заземление включает заземление контрольно-измерительной аппаратуры в одной точке. Такой подход значительно снижает шумовое напряжение, создаваемое контурами заземления из нескольких точек заземления.

Дифференциальные входы используются для подавления напряжения шума, которое может появиться в измерительной цепи.

Одним из очень эффективных способов полной изоляции измерительной системы от контуров заземления является использование инструментов с батарейным питанием. Однако из-за ограниченного срока службы батареи они используются редко.

Импедансная муфта (или кондуктивная муфта)

Если две или более электрических цепей имеют общие проводники, между разными цепями может быть некоторая связь.

Когда сигнальный ток из одной цепи возвращается по общему проводнику, он создает напряжение ошибки на обратной шине, которое влияет на другие сигналы.Напряжение ошибки связано с сопротивлением обратного провода.

Один из способов уменьшить влияние импедансной связи — минимизировать импеданс обратного провода.

Второе решение — избежать контакта между цепями и использовать отдельные возвратные линии для каждой отдельной цепи.

Индуктивная муфта

Когда по проводу проходит электрический ток, он создает магнитное поле; если этот провод находится рядом с другим проводом, по которому также проходит электрический ток или сигнал, создаваемые ими магнитные поля взаимодействуют друг с другом, в результате чего в проводах индуцируется шумовое напряжение.

Это принцип, по которому происходит индуктивная связь в проводке сигнального кабеля КИП.

Как мы уже знаем, индуктивность — это свойство, присущее любому проводнику, благодаря которому энергия накапливается в магнитном поле, образованном током, протекающим через провод.

Взаимная индуктивность между параллельными проводами образует мост. посредством чего переменный ток через один провод может индуцировать переменное напряжение по длине другого провода.

Это становится еще более явным, если у нас есть силовые кабели и сигнальные кабели инструментов, проходящие через один и тот же канал или канал.

Простой способ уменьшить индуктивную связь сигналов — просто разделить проводники, несущие несовместимые сигналы.

Вот почему электрические силовые проводники и сигнальные кабели инструментов почти никогда не встречаются в одном и том же кабелепроводе или работают вместе.

Наиболее практичный метод уменьшения индуктивной связи и обеспечения устойчивости к магнитному полю сигнальным проводам прибора — скручивать пару проводов, а не позволять им лежать вдоль параллельных прямых линий.Это значительно снижает влияние электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция снижается, потому что, когда провода скручены так, чтобы создать серию петель вместо одной большой петли, индуктивные эффекты внешнего магнитного поля имеют тенденцию нейтрализоваться, тем самым уменьшая наведенное шумовое напряжение на сигнальных проводах прибора из-за внешнее магнитное поле.

контуров заземления

контуров заземления

[На главную] [ Вверх]

Ground Loops Radio Оборудование

Контуры заземления Транспортные средства

Контуры заземления Аудио Системы

Как заземлить Возникают петли (технические)

Автостоянки и Заземление

Примечание. обсуждение применяется только к основаниям внутри платформы или системы.Оно делает не применяется к кабелям или проводке вне здания, где повреждение светом или другие скачки напряжения вызывают беспокойство.

Проблемы контура заземления обычно возникают, когда соединительные порты заземлены к пунктам, работающим с перепады напряжения. Разница напряжений обычно возникает из-за высоких токов. на другом заземленном пути. Проблемные перепады напряжения обычно возникают из-за падение напряжения вдоль Сильноточный провод, заземленный с обоих концов на общую землю.Это может создают разность потенциалов вдоль пути заземления сигнального провода, и это напряжение передается в чувствительную схему.

Нежелательное взаимодействие, которое мы называем «контур заземления», обычно является непреднамеренным результат плохой техники подключения, плохого планирования порта источника или нагрузки или сочетание всего.


Примечание: «Порт» по определению подключение входа или выхода сигнала, обычно через гнездо, соединитель или терминал полоска. «Порты» — это точка соединения, где соединительный провод или кабель входит или выходит Устройство.

Использование шины заземления вдоль стола не вызывает «заземления». петля ». Замена проводов на звезду или прокладка отдельных заземляющих проводов на дальние общая точка, как и стержень, не исправляет контуры заземления. Несколько заземляющих проводов в далекую точку не исправьте контуры заземления или радиопомехи, кроме как по чистой случайности. Длинные изолированные заземляющие провода от оборудования на столе до общего места вне рабочего стола, например, удочка, не годится наука.

Низкая частота оборудования или контуры заземления постоянного тока вызваны мощностью падение напряжения на кабеле и отсутствие использования одноточечного заземления на одном конце пути.RFI вызваны синфазным RF на антенных кабелях или нарушение целостности экрана. Более короткий и более низкий путь заземления сопротивление между оборудованием в одной точке, тем лучше! Исключение составляет как правило, любой сильноточный источник питания или нагрузка. Источники или нагрузки сильного тока в целом НЕ должен быть привязан к наземная шина более чем в одной точке. Что-то вроде сильноточной мощности Отрицательный провод питания должен быть заземлен только со стороны оборудования. В идеале отрицательная шина должна плавать на источнике питания, но должна иметь предохранительный зажим, который это высокий импеданс при нормальных условиях при ограничении отрицательной клеммы поднимаются при неисправностях.

С за исключением сильноточного источника питания с заземленным отрицательным полюсом, который должно быть заземлено непосредственно на сильноточное оборудование, которое оно обслуживает, и только на том оборудовании, которое оно обслуживает. Самый короткий путь с наименьшим сопротивлением между оборудованием всегда является лучшим. Этот обычно требует наличия тяжелой заземляющей шины с низким сопротивлением и короткими гибкими плетеные провода, соединяющие настольное оборудование с этой настольной шиной.

Отрицательный вывод предохранители на оборудовании — тоже вообще плохая идея, но мы видим это повсюду.Из-за плохих инструкций по подключению потребовались предохранители с отрицательным выводом!

Современные автомобили используют микропроцессорную систему для изучения многих аспекты состояния двигателя. Процессор считывает внешние датчики и, используя эти данные, вычисляет время зажигания, топливо форсунка открывает окна, включает насосы и вентиляторы, управляет системой рециркуляции отработавших газов, регулирует двигатель холостой ход и множество других функций. Несколько датчиков сообщают компьютеру множество различных параметров включая положение дроссельной заслонки, втекающую в двигатель воздушную массу, охлаждающую жидкость температура, барометрическое давление, содержание кислорода в выхлопных газах, положение коленчатого вала, и другие параметры.Разница между подачей топлива на 15 лошадиных сил или подача топлива на 500 лошадиных сил может быть менее 3 вольт на некоторых датчики! Изменение на десятые доли вольта может значительно изменить критические параметры двигателя, и изменения датчика в сотых долях вольта могут заметно изменить смесь. количество. Эта чувствительность к относительно небольшим изменениям напряжения датчика является корнем Проблемы с контуром заземления системы управления двигателем. ключ к правильному управлению сложными функциями. читает датчики низкого напряжения с высоким сопротивлением, обычно работающие в диапазоне от нуля до пять вольт, точно.Шум может особенно повлиять на точность чувствительного тайминга функции.

Повреждение оборудования может произойти из-за проблемы с контуром заземления. Из-за плотного Упаковка и миниатюрная конструкция, современная электроника использует небольшие проводники (следы фольги) и компоненты. Контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы или разрушить малые резисторы. Контур заземления может вывести из строя дорогую электронную систему за доли секунды. второй. Хуже того, контур заземления, влияющий на дозирование топлива или время зажигания, может разрушить двигатель.

Мои проблемы с Послепродажная система EFI — хороший пример того, что ошибка контура заземления угрожает ресурс двигателя.

Высокая чувствительность к малым уровням напряжения лежит в основе проблемы с шумом или гудением контура заземления звука.

Второстепенная проблема — повреждение оборудования. Из-за плотного упаковка, современная аудиоэлектроника часто использует небольшие проводники из фольги и текущие чувствительные компоненты. Полупроводники малой мощности могут быть непоправимо повреждены под действием нескольких вольт или нескольких тысячных долей напряжения. амперный ток.Как и в случае с домашними компьютерами и автомобилями, контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы или разрушить небольшие резисторы или конденсаторы. Дорогой аудиокомпонент может быть испорчен доли секунды.

Когда я начал заниматься радиовещанием, наземные пути между различными частями аудиооборудования были изолированы. Инженеры заземлили щиты на симметричных линиях в одной точке пути, обычно на терминалах входного порта. Экраны на несимметричных линиях, если оборудование не было смонтировано в той же стойке, были с одной стороны плавает изолирующим трансформатором.

Единственными общими соединениями шасси были провода питания, радио частотные основания и основания безопасности. Заземляющие экраны звуковых сигналов или сигналов низкого уровня были всегда изолирован от шасси или заземления на одном конце. Это было универсально верно для всех низкоуровневых сигнальные линии. Изоляция предотвратила нежелательные сигналы контура заземления, обычно проявляющиеся в виде гула или шума, из-за создания низкоуровневых фоновый мусор. Было очень плохой практикой балансировать и заземлять шасси постоянного тока. несбалансированные линии, особенно линии с экранами толщиной менее нескольких толщин кожи или чрезмерно резистивные экраны более чем в одной точке кабельной трассы.

Низкоуровневые аналоговые измерения и сигнальные заземления также нарушены землей петли. Как правило, по крайней мере один конец участка должен быть независимым от земли или земля изолирована. Это предотвратит нарушение критического сигнала контурами заземления. напряжения и выдача ложных показаний.

Самый простой контур заземления показан ниже:

Если рассматривать систему постоянного тока с буквой «А» как источник и «B» в качестве нагрузки, напряжение «C» подтолкнет «B -» вверх на.5 вольт. Это означает, что разница между плюсом и минусом «B» будет 2,5 вольта.

И наоборот, если «B» был источником 2,5 В, а «A» нагрузка, «C» подтолкнет «A -» к более отрицательному значению, а разница «A» между + и — будут 3 вольта.

Вот почему мы должны быть уверены, что ничто не заставляет внешнее напряжение на заземляющем проводе. Единственный способ исключить возможность заземления петля, нарушающая чувствительное напряжение или даже вызывающая повреждение, будет плавать один или оба конца системы полностью заземлены.По крайней мере, один конец, либо конец источника или конец нагрузки должен быть в дифференциальном режиме. «Дифференциальный» означает только разность напряжений между + и -, а не внешнее источник. Если поместить один конец в дифференциал, он будет выглядеть так:

В приведенном выше случае «B -» будет иметь единственный точка заземления. В точке «А -» не могло быть земли. Незаземливание любого конца отрицательный и создание дифференциала нагрузки или источника устраняет контур заземления.

Решение проблемы с контуром заземления путем изготовления заземляющего проводника больше — это, как правило, не лучший способ что-то делать, хотя, безусловно, помочь за счет уменьшения падения напряжения (уменьшения сопротивления тракта).Проблема в том, что у проводников, как бы больших они ни были, всегда есть неизбежное падение напряжения с током. Это падение напряжения определяется законом Ома, где ток, умноженный на сопротивление, — это падение напряжения на пути тока. Если проводник передает высокочастотные сигналы, проблема осложняется сопротивлением и эффекты стоячей волны. Для большинства систем аудио, питания и управления мы можем просто рассмотреть сопротивление. Для более высоких частот или резко возрастающих форм волны (например, зажигания системные импульсы), мы должны учитывать реактивные части импеданса проводки.

Системы со смесью больших токов и чувствительных линии нижнего уровня доставляют гораздо больше хлопот, чем другие системы. Сильные токи могут легко создавать перепады напряжения, которые составляют значительную часть низкого сигнала уровни. Когда системы высокого и низкого уровня имеют общую основу, текущее падение напряжения по заземляющей или нейтральной проводке может передаваться на другие наземные пути. Это передает часть высокого тока в низкий система уровней.

В схемах ниже, даже с тысячными долями Ом сопротивление проводника и соединения, сильноточная цепь заземления Падение на 1/10 вольт.Сигнальный провод, даже с гораздо меньшим проводом, имеет только падение на несколько милливольт. Это потому, что ток нагрузки очень низкий.

Давайте рассмотрим несколько основных несбалансированных систем. В этих схемах:

Сигнальный провод
R1 — R4 и сопротивления соединений
R5 индикатор или сопротивление нагрузки
R6 Сильноточная нагрузка
R7-R10 Сопротивление проводника сильноточной нагрузки
VS1 Источник сигнала
VS2 Источник для сильноточной нагрузки

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.Нет тока нагрузки большой мощности и нет контура заземления.

В системе ниже общий провод заземления между верхней и нижней нейтралью. был добавлен в левом конце. Мы видим, что на напряжение сигнала ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках. Нет контура заземления и нет высокого сила тока нагрузки. Датчик низкого уровня считывает только 0,004 В от источник.

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.Ток нагрузки в R6 составляет 118 ампер, но ток не влияет на напряжение сигнала, потому что заземление сигнала у свинца только одно основание точка. Нет контура заземления.

В системе ниже мы видим, что напряжение сигнала сильно зависит от высокого текущая нагрузка. Это потому, что в вышеупомянутой системе есть контур заземления. Сигнал провод заземлен с каждого конца.

В системе ниже тяжелая заземляющая шина с очень низким сопротивлением была добавлена ​​в попытаться уменьшить сопротивление шасси или нейтрального тракта.Несмотря на то что снижается, напряжение сигнала остается под влиянием падения напряжения в верхнем токопроводы. Этот пример демонстрирует, почему лучшее исправление — избегать контуров заземления, вместо того, чтобы пытаться уменьшить количество контуров заземления за счет лучшего заземления между точками заземления системы.

Автостоянка в Типичные легковые автомобили unibody — это особая ситуация. Механический строительные методы, которые делают платформу жесткой, также работают, чтобы сформировать большой тракт заземления шасси большой площади с очень низким сопротивлением.Сварная оболочка образует заземляющий провод с очень низким сопротивлением и является отличным местом для обычных заземление для сигнального и силового заземления. Хотя это и не нулевое сопротивление, Оболочка тела — самое близкое к нему. Использование четырехпроводного измерения сопротивления Мой Мустанг 1989 года измеряет менее 0,002 Ом от заземления задней аккумуляторной батареи. к земле рельса рамы переднего внутреннего крыла. Это приблизительный эквивалент 15 футов медного провода и разъемов AWG № 0. Большая часть этого сопротивления концентрируется вокруг клемм заземления (до того, как ток сможет распространение), а не по пути тела.Если я улучшил точки подключения, я может значительно снизить то небольшое сопротивление, которое сейчас имеет моя система. Это не совсем необходимо, поэтому я не заморачивался.

Нет смысла запускать тяжелый медный минус от двигатель к батарее, когда шасси уже есть и корпус, включая потери при случайном подключении, имеет меньшее сопротивление, чем хорошо сделанный кабель.

Пример заземления сопротивление:

Сопротивление любого однородного проводника обратно пропорционально площади поперечного сечения и прямо пропорционально к удельному сопротивлению и длине.Проще говоря, если мы удвоим крест площадь сечения проводника мы разрезаем сопротивление (и падение напряжения) в половина. Если мы удвоим длину, мы удвоим сопротивление и удвоим падение напряжения.

Медный провод номер 1 AWG имеет эффективный диаметр около 0,3. дюймы. Площадь круга равна пи * р в квадрате. У этого провода был бы крест площадь сечения около пи * 0,15 * 0,15 = 0,071 квадратного дюйма.

Предположим, что толщина стального корпуса составляет около 16 калибра, или около 0,06. дюймов толщиной.Площадь в один фут будет иметь 12 * 0,06 = 0,72 кв. дюймы площади поперечного сечения. Физическое сечение около десяти раз больше, чем площадь поперечного сечения медного провода.

Удельное сопротивление стали около 15 Ом на 10-6 см. В удельное сопротивление меди 1,7 Ом на 10-6 см. Мы можем разумно предположить сталь имеет примерно 15 / 1,7 = 8,8-кратное сопротивление меди для того же длина и одинаковая площадь поперечного сечения. В то время как оболочка корпуса выше материал удельного сопротивления, тело также имеет гораздо большее поперечное сечение площадь.

Это означает стальной корпус шириной в один фут, если этот корпус имеет толщину всего 0,06 дюйма, сопротивление примерно на 10% меньше, чем у аналогичного длина пути через медный провод. Легко понять, почему наземный путь через кузов автомобиля, который, вероятно, несколько футов шириной и намного толще во многих областях это малая часть сопротивления медного провода.

Поверхность пола шириной четыре фута и толщиной всего 0,06 дюйма, будет иметь поперечное сечение около 2.88 квадратных дюймов. Эквивалент медный проводник должен быть 2,88 / 8,8 = 0,327 квадратных дюйма, или диаметр = 2 * квадрат A / pi, или 0,645 дюйма в диаметре! Сопротивление тонкой стальной напольной поддона шириной 4 фута с противовесом медный кабель требует кабеля больше 4/0, а у нас даже нет рассчитывал на помощь каркасных реек, рокер-панелей или дорожек на крыше!

Давайте посмотрим, почему Ford сделал систему определенным образом и как схемы могут вводить в заблуждение.Это схема отрицательного вывода аккумуляторного кабеля на Фокс Мустанги:

Правильная схема вышеперечисленного:

В системе, описанной выше, отрицательный вывод EEC не заземлен на отрицательный полюс батареи. Отрицательный EEC фактически подключается к шасси автомобиля рядом с пусковым реле, где он имеет общую точку заземления шасси с отрицательной клеммой аккумулятора. Основания как это работает только тогда, когда аккумулятор установлен спереди и сделан точно так, как изначально сделано.Эта система приемлема, потому что:

1.) Мустанг изначально имел довольно низкое потребление тока от система зарядки.

2.) Заземлил блок от головы до файрволла.

3.) Очень короткий и тяжелый провод аккумуляторной батареи был надежно подключен. к блоку.

Схема альтернативного метода для передней батареи во избежание контуров заземления:

Задний аккумулятор для предотвращения опасности возгорания контура заземления и заземляющего провода:

Соединения отрицательного полюса аккумуляторной батареи:

С аккумулятором на задней панели нет причин долго работать отрицательные выводы от ничего к аккумулятору.Исключение составляют определенные устройства зоны багажника с плавающей площадкой, например, топливные насосы или другие электродвигатели. Это предполагает цельный автомобиль или раму большой площади. со сварной конструкцией в качестве шины заземления. В Европе основания для отрицательные клеммы АКБ для средств связи запрещены из-за пожара и угрозы безопасности.

Устройство, с аккумулятором сзади Всегда допустимо до нег пост Допустимо, но часто нежелательно Никогда не допустимо к отрицательному сообщение
Усилитель с минусом, общим с корпусом и домкраты Х
Усилитель с минусом с плавающей запятой шкаф и домкраты Х * Х **
Электродвигатель или насос с изолированным земля Х * Х **
Блок зажигания с общим минусом корпус или другие провода Х
Инвертор мощности с отрицательным общим выводом к жилью и торговым точкам Х
Инвертор мощности с минусом изолирован от шкафа и домкратов Х
Радиосистема, включая стереосистемы и системы двусторонней связи с общим минусом шкаф и домкраты X
Радиосистема, включая стереосистемы и системы двусторонней связи с минусом, изолированным от шкафа и гнезд Х * Х *

* если рядом с аккумулятором ** если далеко от аккумулятор

С аккумулятором на передней панели, прочный заземленные устройства вообще может быть подключен к минусовой батарее практически любым удобным вам способом.

Устройство, с аккумулятором спереди Всегда допустимо до нег пост Допустимо, но обычно нежелательно Никогда не допустимо к отрицательному сообщение
Усилитель с общим минусом к шкафу и домкраты Х
Усилитель с минусом с плавающей запятой шкаф и домкраты Х * Х **
Электродвигатель или насос с изолированным земля Х
Блок зажигания с минусовой общей к корпусу или другим выводам Х
Инвертор мощности с отрицательным общим выводом к шкафу и розеткам Х
Инвертор мощности с минусом изолирован от шкафа и домкратов Х
Радиосистема, включая стерео и двустороннюю с общим минусом к шкафу и гнездам X
Радиосистема, включая стерео и двустороннюю с минусом, изолированным от шкафа и гнезд Х

Причины и сокращение ~ Изучение контрольно-измерительной техники

Пользовательский поиск


Контур заземления — это нежелательный путь тока в электрической цепи.Контуры заземления возникают всякий раз, когда заземляющий провод электрической системы подключается к заземляющей пластине в нескольких точках. Контуры заземления могут не только вызвать шум в сигнальных кабелях прибора, но в тяжелых случаях могут даже перегреть сигнальный кабель прибора и, таким образом, создать опасность возгорания!

Явление контуров заземления показано на схематической диаграмме ниже:

Существует несколько причин возникновения контуров заземления в любой установке КИПиА.

Некоторые из них перечислены ниже:
  • Разница потенциалов между точками заземления, к которым подключены клеммы заземления
  • Индуктивная муфта
  • Емкостная муфта
  • Использование инструментов с внутренним заземлением внутри уже заземленного контура
  • Экраны кабелей заземлены с обоих концов
  • Заземленные термопары с неизолированными преобразователями
  • Четырехпроводные передатчики, используемые в качестве входа для приемного прибора, заземленного на другое заземление

Существует несколько методов ограничения контуров заземления, которые вносят нежелательное шумовое напряжение в сигнальные кабели прибора.Однако есть два наиболее эффективных метода уменьшения контуров заземления:

  • Одноточечное заземление
  • Использование дифференциальных входов

Одноточечное заземление подразумевает заземление установки КИПиА в одной точке. Такой подход значительно снижает шумовое напряжение, создаваемое контурами заземления из нескольких точек заземления. Дифференциальные входы используются для компенсации шумового напряжения, которое может появиться в измерительной цепи. Одним из очень эффективных способов полной изоляции измерительной системы от контуров заземления является использование инструментов с батарейным питанием.Однако из-за ограниченного срока службы батареи они используются редко.

Импедансная муфта (или кондуктивная муфта)

Если две или более электрических цепей имеют общие проводники, между разными цепями может быть некоторая связь. Когда сигнальный ток из одной цепи возвращается обратно по общему проводнику, он создает ошибочное напряжение на возвратной шине, которое влияет на другие сигналы. Напряжение ошибки связано с сопротивлением обратного провода.Один из способов уменьшить влияние импедансной связи — минимизировать импеданс обратного провода. Второе решение — избегать любого контакта между цепями и использовать отдельные возвратные линии для каждой отдельной цепи.

Что такое контур заземления?

Шум… Изоляция заземления решает фундаментальную проблему

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

Изолятор заземления на пути прохождения сигнала — принципиально правильный способ устранить проблемы контура заземления системы. Трансформатор делает это путем магнитной передачи сигнала через электрически изолированный барьер.

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

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

Трансформаторы

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

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



Качество без компромиссов

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


Мы не останавливаемся на достигнутом. Огромные усилия прилагаются к передаче сигнала без шума. Например, во всех линейных входах, микрофонных входах, микрофонных входах и трансформаторах прямого блока Jensen используются внутренние экраны Фарадея.Экран Фарадея представляет собой заземленную фольгу, помещенную между обмотками трансформатора для предотвращения емкостной связи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.