Как подключить заземление в щитке частного дома: как правильно сделать своими руками, схема для 220В и 380В

Содержание

Подключение заземления в щитке в частном доме. Заземление нуля в частном доме

Подключение заземления в щитке в частном доме — важный аспект обеспечения безопасности на объекте. Эта мера — одна из главных, когда речь заходит о защите от электротравм. Исходя из требований ПУЭ, заземление — это заведомо и специально обустроенное соединение потребителей с заземляющей конструкцией

Что можно использовать в качестве заземляющего устройства?

В качестве заземлителей категорически не рекомендуется использовать арматуру: ее каленая фактура существенно снижает общую эффективность конструкции. Для создания контура допустимо применять уголки или стержни из металла для изготовления вертикальных заземлителей и металлические планки для их горизонтальных частей.

Подключение к щиту

Контур следует присоединять к основной заземляющей шине во вводном электрическом щитке. Для решения этой задачи применяют заземляющий проводник. Для его изготовления можно использовать тот же материал, что и для горизонтальной части конструкции.

Как выполняется заземление нуля в частном доме?

Крайне важно, чтобы ноль был заземлен правильно, поскольку любые ошибки в процессе монтажа способны привести к критическим, фатальным последствиям. Если вы не уверены в своих знаниях и навыках, лучше обратиться к профессионалам. Действия из перечня ниже категорически запрещены:

Соединение защиты и «нулей» (есть риск вывода фазного напряжения на корпусную часть потребителей).
Соединение нейтральной и заземляющей шины.

Правильное заземление частного дома по пуэ — залог безопасности объекта и людей, находящихся на нем.

Специфика и особенности заземления

Пример верно организованного заземления предполагает, что щиток установлен на опоре, под которой смонтирован «дублевый» контур. В самом щитке обязательно есть 2 шины: PE и N. Первая — шина заземления, вторая, соответственно, нуль. На «землю» приходит нуль с опоры и проводник заземлителя. Шины обязательно разделяет перемычка. От нейтральной шины нуль уходит в дом, туда же отправляется и защитный нуль от шины рабочего заземления.

Смысл описанной конструкции состоит в том, чтобы соединить нуль и «землю».

Именно таким щитам отдают предпочтение при подключении новых домов и определенная логика в этом есть. Вводной автомат обязательно монтируется на фазе, нуль с высоковольтной линии уходит прямиком в счетчик, а подключение к заземлителю выполняем за прибором учета. Технически ничего не противоречит тому, чтобы выполнить соединение еще до счетчика, но энергопоставляющая организация запрещает реализовывать такие решения, аргументируя запрет возможностью хищения электричества.

Какие ошибки допускают неопытные мастера, монтируя заземление в щитке частного дома?

Их перечень включает:

Применение в качестве заземляющего контура деталей, технически и физически не подходящих для этого.
Подключение контура на корпус приборов.
Монтаж отдельных выключателей в нулевом проводнике.
Неправильный расчет сечения элементов конструкции.
Применение рабочего нуля в качестве заземлителя.
Горизонтальные земли над поверхностью грунта.
Заземление на отопительную трубу.

Любое из этих решений рано или поздно, но практически неизбежно влечет за собой критические последствия!

Как выполняется ввод в дом провода заземления: специфика и особенности

От крайней части отмостки до места монтажа штырей нужно выдержать расстояние не менее 1.5 метров. Потребуется траншея в форме равностороннего треугольника, середина остается заполненной. Одна сторона — 3 метра. Глубина — не менее 70 сантиметров, но рассчитывается индивидуально для каждого случая. Ширина также выбирается индивидуально, но обычно составляет до 60 сантиметров: этого расстояния достаточно для того, чтобы выполнить предстоящие сварочные работы с максимальным комфортом.

Ближнюю к дому вершину треугольника соединяют с домом, прокапывая траншею, глубина которой составит не менее 50 сантиметров.

Каждая вершина треугольника оснащается 3-х метровым штырем. Обратите внимание: заземлитель выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 сантиметров.

В любом случае выступающие части оснащают металлосвязью. В качестве средства монтажа — только сварка, болтовые соединения в данном случае не только неуместны, но и не безопасны детали между конструкцией и домом применяйте металлическую пластину (40*4 мм) или любой круглый проводник, сечением 10-16 мм2). Со сварочных швов обязательно сбивается шлак (хороший сварщик выполняет эту часть работы в любом случае) и производится антикоррозийная обработка.

Важно: зарывать траншеи считается допустимым строго после того, как было измерено сопротивление заземления. В большинстве случаев нормальным показателем будет считаться 4 Ом.

На границе между участком и ближайшей стеной дома в обязательном порядке к заземлителю приваривают болт, а к нему монтируется медный изолированный проводник, сечение жилы которого составит минимум 4 миллиметра.

В правильно обустроенном щитке всегда предусмотрена отдельная шина для подключения заземления. Площадка должна быть предварительно очищена с особой тщательностью и обработана консистентной смазкой. Двигаясь по цепи от шины, подключаем «землю» к необходимым линиям. Имейте в виду, что ПУЭ строго запрещает разводить землю отдельным проводником.

Даже если проводка двужильная, рациональнее выполнить ее полную замену, чем нарушать вполне четкие и обоснованные требования.

Почему отдельные заземления являются недопустимыми?

Разумеется, монтаж проводники с ноля — дело хлопотное и затратное, но это требование оправдано. Персональное заземление для розеток не только не обеспечит желаемой защиты, но и влечет за собой серьезные риски. Как только возникнет разница потенциалов (не «в случае возможного возникновения», а именно «когда», потому что эта ситуация почти неизбежна) приборы выйдут из строя, а вероятность получения электрической травмы и соответствующих последствий значительно возрастет.

Когда нужно подключить контур заземления для частного дома пуэ быстро, профессионально, безопасно и эффективно, обратитесь за помощью в нашу компанию. Мы выполним все необходимые работы в комплексе, «под ключ».

Выполним не только монтажные работы, но и полный расчет в соответствии с требованиями нормативов, благодаря чему готовая конструкция получится не только эффективной, но и на 100% безопасной.

Высокая оперативность и безупречное качество достигается благодаря профессионализму и высокой квалификации сотрудников. Все необходимые расчеты выполняются индивидуально, для каждого отдельного случая. Материалы подбираются с учетом максимальной эффективности заземляющей конструкции и ее безопасности. Остались вопросы? Свяжитесь с нами прямо сейчас и получите подробную, развернутую консультацию об услугах нашей компании.

Куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Ни для кого не секрет, что огромное количество домов в нашей стране имеют старую систему заземления TN-C. Это когда в квартирах разведена двухпроводная электропровода. Один провод фаза «L», а второй провод проводник «PEN» (совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводники).

Сегодня постепенно, но очень медленно, идет модернизация электроснабжения многоквартирных домов, т.е. перевод на более современную и безопасную систему заземления TN-C-S. Если в вашем доме это уже произошло, то это просто счастье для вас )))

А вот ремонт старой электропроводки в квартирах ложится на плечи самих хозяев. Здесь многие люди рассуждают здраво и при капитальном ремонте меняют всю электропроводку. Если у вашего дома система заземления новая TN-S или уже модернизированная TN-C-S, то вы просто обязаны подключать все розетки трехжильным кабелем, т.е. проводники N и PE должны быть самостоятельными жилами.

Если у вашего дома все еще старая система заземления TN-C, то во время замены электропроводки также используйте трехжильные кабели. Смотрите вперед в будущее. А вдруг в скором будущем в ваш дом приедут электрики и проведут модернизацию электроснабжения всего дома. В этой ситуации вам нужно будет только подключить нулевые защитные проводники к шине заземления этажного щита. Если вы не позаботитесь о будущем, сэкономите немного денег и проложите двухжильные кабели, то чтобы вашу квартиру перевести на безопасную систему заземления необходимо будет снова делать капитальный ремонт с заменой всех кабелей.

Итак, сейчас постепенно перехожу к самому главному смыслу самой статьи.

Ваш дом со старой системой заземления TN-C и вы во время замены электропроводки везде заложили трехжильные кабели. Это правильное решение. Куда подключать две жилы — это «фазу» и «ноль» понятно. В такой ситуации у людей часто возникает другой вопрос: куда нужно подключить третьи желто-зеленые жилы кабелей, которые предназначены для выполнения функций нулевых защитных проводников? В таком доме же еще нет отдельного магистрального защитного проводника.

Очень часто я слышу следующие ответы на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C:

Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.

Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.
Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления и водоснабжения, так как они заземлены.

Лично я считаю все эти ответы неверными, ошибочными и представляющими опасность для самих же хозяев квартир. Ниже постараюсь объяснить свою точку зрения. В комментариях вы можете высказать свое мнение по этому поводу.

Давайте сначала рассмотрим ситуацию в доме с новой системой заземления TN-S. Ниже нарисована элементарная схема распределительного щитка. Аналогичная схема будет и у квартирного щитка в доме с модернизированной системой заземления TN-C-S.

Теперь давайте представим аварийную ситуацию, когда на заземляющий контакт розетки попало опасное напряжение. Это может произойти из-за выхода из строя самой розетки, из-за поломки бытовой техники и т.д. Данную ситуацию я изобразил на схеме ниже для третьей по счету розетки. Предположим что фаза «L» попала на контакт розетки «PE». Поверьте, такое случается и довольно часто. Так как у нас все заземляющие контакты соединены с контуром заземления здания и потенциал земли принято считать равным нулю, то этот «аварийный» ток побежит по пути наименьшего сопротивления.

А именно его путь будет следующим: заземляющий контакт розетки — нулевой защитный проводник в квартире — шина заземления квартирного щитка — нулевой защитный проводник от квартирного до этажного щитка — шина заземления этажного щита — магистральный нулевой защитный проводник — контур заземления здания.

Таким образом получается, что опасный для человека потенциал будет «бежать» по пути наименьшего сопротивления и уходить в землю. Если эта розетка защищена УЗО или дифавтоматом, то эти защитные устройства сразу сработают и обесточат неисправную линию. Так человек будет защищен.

Ниже на схеме я стрелочками показал путь движения тока.

Теперь ниже представлена аналогичная элементарная схема распределительного щитка для дома со старой системой заземления TN-C. Тут приходят в щиток два провода «L» и «PEN», а на розетки уходит уже новая трехжильная электропроводка. На этой схеме представлена самая распространенная ситуация. Это когда все нулевые защитные проводники подключены к контактам розеток с одной стороны и подключены к общей шине заземления с другой стороны, но сама шина заземления не подключена к корпусу этажного щита.

Давайте теперь представим здесь подобную аварийную ситуацию и посмотрим что будет. В третьей розетки фаза «L» попала на заземляющий контакт розетки.

Куда дальше она побежит?

Ответ тут логичен — ни куда она не побежит, а просто опасный потенциал попадет сначала на общую шину заземления и потом от нее распространится на все заземляющие контакты всех оставшихся розеток, а через них уже на металлические корпуса электроприборов (холодильник, стиральная машина, микроволновка и т.д.). В этой системе заземления нет связи шины PE с контуром заземления и нет точки с нулевым потенциалом, к которому бы стремился ток. Вывод отсюда можно сделать такой, что в данной ситуации человек может получить поражение электрическим током и может выйти из строя бытовая техника.

Теперь давайте разберем все ответы, которые я выше уже перечислил для вопроса куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.

Мой ответ: Этого делать нельзя, так как этажный щит может быть не заземлен и опасный потенциал может оказаться на его корпусе и на металлических корпусах вашей бытовой техники. Это будет представлять большую опасность для вас и для других жильцов дома.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.

Мой ответ: Так делать нельзя. Данную ситуацию я уже выше рассмотрел в описываемом аварийном случае для дома с системой заземления TN-C.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.

Мой ответ: Так делать нельзя. Суть перехода на систему заземления TN-C-S заключается в повторном заземлении PEN проводника в месте его разделения, чтобы опасный потенциал уходил в землю. В квартирном щитке этого сделать невозможно. Если при таком подключении проводников случится аварийная ситуация и фаза попадет на контакт заземления розетки, то просто получится короткое замыкание. Проводник PE соединен же перемычкой с проводником N и поэтому получается что «фаза» сразу попадает на «ноль». А мы знаем, что короткое замыкание происходит с искрами и отгоранием контактов. «Бабах» может произойти в вашей розетке или бытовой технике, что может быть очень опасно.
Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.

Мой ответ: Так тоже делать нельзя. Эта ситуация аналогична с ситуацией из ответа №3.
Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления, так как они заземлены.

Мой ответ: Так делать нельзя. Заземление стояков отопления и водоснабжения может быть нарушено. Например, кто-то этажом ниже во время ремонта вырезал старые металлические труби и поставил новые полипропиленовые. Связь металлических труб верхних этажей с «землей» будет нарушена. В такой ситуации если опасный потенциал попадет на заземляющий контакт розетки, то под напряжением окажутся стояки и трубы отопления и водоснабжения. Это очень опасно для вас и для и для других жильцов дома.

Куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Теперь перехожу с своему ответу на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C.

Лично я считаю, что нулевые защитные проводники необходимо подключать следующим образом:

В квартирном щитке нужно установить общую шину заземления и подключить к ней все приходящие от розеток третьи желто-зеленые жилы кабелей.
Во время ремонта проложить отдельный провод, например ПУГВ, для организации заземления шины PE квартирного щитка от шины PE этажного щита или использовать для этих целей трехжильный вводной кабель. В домашнем щитке нулевой защитный проводник можно подключить к шине заземления. В этажном щите его не подключать, а просто аккуратно скрутить и спрятать от посторонних лиц.
В самих розетках нулевые защитные проводники не подключать к заземляющим контактам розеток. Их нужно просто аккуратно скрутить и спрятать вглубь подрозетника.

Кто-то скажет, что лучше в самих розетках подключить нулевые защитные проводники, а не подключать их только к шине PE в квартирном щитке. Так же потом при переводе дома на систему заземления TN-C-S будет проще их только завести на шину PE и не вскрывать все розетки, которых может быть несколько десятков.

Отвечаю почему так не стоит делать. Как правило, в одну розеточную группу (линию) может входить несколько розеток. Если в них подключить нулевые защитные проводники и их общую жилу PE не подключать в щитке, то получится следующая ситуация. Все желто-зеленые жилы одной розеточной группы на пути к щитку всегда объединяются в одну линию (жилу), например, в распределительной коробке. В щиток же приходит всего один кабель от нескольких розеток. Поэтому у всех розеток из одной розеточной группы будет хорошая связь между заземляющими контактами. Если «фаза» в одной из таких розеток попадет на ее заземляющий контакт, то эта «фаза» также попадет и на заземляющие контакты остальных розеток. Так будет опасная ситуация в нескольких розетках.

Так вот, если вы подключите провода заземления по предложенной схеме, то будет исключена опасная ситуация с попаданием фазы на заземляющие контакты всех розеток и на металлические корпуса бытовой техники. Тут фаза, попавшая на заземляющий контакт розетки, дальше него никуда не пойдет и аварийная ситуация будет только в одной точке, а не во всей квартире.

Ниже представлена правильная схема подключения проводов заземления в доме со старой системой заземления TN-C. Красные крестики означают, что сюда приходит нулевой защитный проводник, но не подключается.

Надеюсь мои рассуждения и доводы по этому вопросу вам понятны. Если вы придерживаетесь другого мнения и считаете, что я не прав и ошибаюсь, то обязательно это напишите ниже в комментариях. Найти правильное и безопасное решение в подключении проводов заземления в домах с системой заземления TN-C будет очень полезно вам и мне самому. Спасибо!

Улыбнемся:

Высокое напряжение опасно для вашего здоровья, а низкое напряжение приятно или полезно )))

Эффективные методы заземления шасси

Ключевые выводы

Узнайте, что такое заземление шасси.
Узнайте, почему заземление шасси важно.
Изучите методы заземления корпуса, которые работают.

Вы когда-нибудь пробовали приседать на матрасе? Я так и сделал, так как однажды утром мне было лень вылезать из постели. Я могу сказать вам, это никогда не бывает хорошей идеей. В то время как матрас удобен для сна, мягкая поверхность означает, что основа не подходит для приседаний или любых упражнений.

Я решил постелить в спальне коврик для йоги и обнаружил, что приседания удаются намного лучше на более твердой поверхности. В электронике вам понадобится такая же стабильность в заземлении вашей печатной платы. Именно здесь вступают в игру хорошие методы заземления шасси, поскольку они предотвращают размещение компонента на мягком, подвижном матраце.

Что такое заземление шасси?

Схематическое обозначение массы шасси.

В электронике вы столкнетесь с различными типами заземления: заземление сигнала, заземление питания, заземление и, в данном случае, заземление шасси. Каждый из типов заземления определяется тем, где и как они расположены, и они служат обратным путем для тока, протекающего через электронику.

Некоторая электроника смонтирована в металлическом корпусе. Заземление шасси относится к заземляющему соединению, которое соединяет все металлические части с заземлением. Несколько примеров заземления шасси — это металлический корпус духовки, если он надежно заземлен на землю, и металлический корпус автомобиля.

Почему важно заземление корпуса?

Заземление шасси безопасно отводит чрезмерный ток на землю.

Теоретически земля является электрически нейтральной точкой. На самом деле на земле никогда не будет теоретического «нулевого» напряжения. Как и сигнальные трассы, заземляющие слои имеют импеданс, и при измерении они будут иметь небольшие уровни напряжения.

Хотя ненулевое напряжение земли редко вызывает проблемы, заземление шасси по-прежнему важно, так как плоскости заземления подвержены переходным процессам, вызывающим внезапные скачки тока. Должен быть безопасный канал для протекания избыточного тока, иначе это приведет к повреждению компонентов. Заземление шасси — это безопасный и эффективный путь отвода этого избыточного тока.

Земля изображается как стабильная опорная плоскость для сигналов электроники, но на самом деле это совсем не так. Всем сигналам нужен обратный путь, и плоскость заземления служит одним из них. Заземляющий слой сигнала, который становится обратным путем цифрового сигнала, сильно зашумлен. Заземление шасси является важной частью стратегии разделения земли для снижения шума от земли. Он обеспечивает выделенный обратный путь для тока заземления на землю.

Заземление корпуса не только помогает защитить печатную плату от скачков напряжения и шумов заземления, но также может служить защитой от электромагнитных помех. Заземленное закрытое шасси может быть эффективной клеткой Фарадея, защищающей печатную плату от внешних помех.

Применение методов заземления корпуса

Заземление корпуса может оказаться сложной задачей. Если вы не сделаете это должным образом, вы смените одну проблему на другую. Вот несколько стратегий, о которых следует помнить:

1. Используйте единую точку для заземления.

При подключении к заземлению шасси легко ввести контуры заземления. Контуры заземления могут быть источником помех, поскольку циркулирует ток и создается электромагнитное поле. Поэтому важно убедиться, что между сигнальным заземлением и заземлением корпуса установлено только одно заземление.

На печатной плате убедитесь, что аналоговая и цифровая земли подключены к одной точке. Сигнальное заземление также должно быть подключено к заземлению корпуса через одну точку. Обычно монтажные отверстия на печатной плате обозначены как заземление шасси, и их следует подключать следующим образом:

Соедините сигнальную землю с землей шасси через одну точку, чтобы избежать контуров заземления.

2. Подсоедините корпус к заземлению

Корпус нельзя оставлять в подвешенном состоянии, даже если он предназначен для заземления корпуса. Если возможно, подключите шасси к заземлению, чтобы избыточный ток можно было безопасно отвести на землю. Это также предотвращает влияние внешних шумов на цепи, поскольку переходный ток будет направлен на землю.

Эти стратегии заземления шасси помогут вам снизить уровень шума в ваших конструкциях печатных плат и защитить ваши конструкции от скачков тока и электромагнитных помех.

Если вы используете правильное программное обеспечение для проектирования и анализа печатных плат, у вас не должно возникнуть проблем с созданием правильных шаблонов заземления. OrCAD от Cadence имеет интуитивно понятный интерфейс, который позволяет вам создать хорошую систему заземления на ваших проектах печатных плат.

Если вы хотите узнать больше о том, как у Cadence есть решение для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на Linkedin Посетите вебсайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Электрическая масса

Откройте для себя

Узнайте, что такое электрическая масса, ее законодательство и особенности.

Электрические обозначения массы и земли

С юридической точки зрения, согласно постановлению № 88-1056 от 14 ноября 1988 г.

, масса составляет:

человека, который обычно не находится под напряжением, но может оказаться под ним в случае нарушения изоляции активных частей этого оборудования».

Таким образом, это проводящая часть цепи, набора цепей, конструкции или набора металлических конструкций, электрический потенциал которых должен быть равен нулю. Другими словами, электрическое напряжение может быть измерено от этой проводящей части.

Таким образом, заземление обеспечивает выравнивание потенциалов между различными устройствами и металлическими конструкциями внутри здания или транспортного средства. То есть каждое устройство и каждый металлический каркас соединены с другими устройствами и каркасами, и что благодаря этому соединению все они подводятся к одному и тому же эталонному напряжению. Чтобы это напряжение оставалось равным нулю даже в случае электрической неисправности в одном из устройств, все эти соединенные между собой массы должны быть соединены с землей.

Заземление позволяет отменить или, по крайней мере, уменьшить риск электрических разрядов в промышленных, бытовых и других установках (например, на борту транспортных средств). Каждое помещение здания должно быть оборудовано заземлением, куда также должны быть подключены водопроводные трубы, водосточные желоба, металлические каркасы, арматура бетонных конструкций и т. д. Все эти металлические массы должны быть связаны друг с другом, образуя электрическая масса, которая должна быть подключена к заземлению.

Однако заземление не всегда возможно, особенно на борту некоторых транспортных средств: На лодке корпус просто соприкасается с водой, что приводит к нулевому потенциалу. На борту автомобиля, грузовика или двухколесного транспортного средства заземление отсутствует. Вот почему вы можете почувствовать разряд электричества, когда садитесь в машину или выходите из нее. Однако это можно исправить, используя антистатический провод или заземляющую полосу, чтобы соединить шасси автомобиля с землей и привести его к нулевому потенциалу. Рельсовые транспортные средства постоянно связаны с землей через контакт с рельсом. Наконец, заземление на борту самолета заведомо невозможно, но перед посадкой или высадкой салон подключается к земле, чтобы привести его к нулевому потенциалу. Ту же процедуру необходимо выполнить перед заполнением автоцистерны, чтобы избежать возгорания или взрыва.

Чтобы понять разницу между землей и землей, важно понимать, что заземляющее соединение допускает эквипотенциальность, т. е. подключение нескольких устройств, цепей и металлических конструкций к одному и тому же потенциалу, тогда как заземляющее соединение позволяет поддерживать этот потенциал на уровне ноль вольт. Таким образом, заземление является технической необходимостью, а заземление — требованием безопасности.

Электрические символы массы и земли

В соответствии с электрическими стандартами, будь то электричество в зданиях, бытовая техника, электроника или промышленное электричество, зеленый и желтый провода используются для соединения с землей, как и для заземления. Однако также можно использовать провод без оболочки или металлическую оплетку, поскольку эти проходы обычно не должны нести электрические заряды, а если и несут, то допускать их прямое рассеяние на землю.

В этом и заключается цель заземления и соединения цепей: электричество всегда выбирает самый прямой путь к земле с наименьшим сопротивлением. Вот почему в случае неисправности электроприбора вы можете прикоснуться к нему, не почувствовав разряда и, следовательно, без опасности, если он надежно заземлен.

Как заземлить устройство

В электрической цепи, питаемой постоянным током, один из двух питающих проводов всегда соединен с металлическим корпусом устройства, т.е. с землей: по соглашению это всегда отрицательный, в то время как положительный изолирован. Электронное оборудование, состоящее из нескольких взаимозависимых цепей, требует заземления в качестве опорного потенциала для правильной работы.

В переменном токе фаза и нейтраль изолированы и поэтому не соединены с землей. К заземлению сетевой розетки подключается только корпус устройства.

Примеры применения

Фильтрация нежелательных сигналов

Особым случаем полезности электрического заземления (всегда при условии, что оно соединено с землей) является фильтрация синусоидальных сигналов с помощью фильтра, называемого «низкочастотным». проходить». Этот фильтр блокирует нежелательные высокие частоты, замыкая их на землю, пропуская при этом низкие частоты, которые мы хотим сохранить (отсюда и его название). Эта очень простая схема состоит из резистора R, включенного последовательно в цепь, и конденсатора C, расположенного в отводе. Расчет этого фильтра дается по формуле:

fc = 1/ 2 ¶ RC

fc — частота среза, выраженная в герцах. Значение сопротивления R указано в омах, а конденсатора C — в фарадах. Мы округлим 2 ¶ до 6,28.

Этот тип фильтра можно использовать для удаления высокочастотного свиста в звуковой цепи или для устранения частот гармоник в цепи питания. Существуют и другие различные ячейки, которые можно использовать для подавления низких частот (фильтр высоких частот), или для подавления как высоких, так и низких частот (полосовой фильтр), или для фильтрации определенных определенных частот, пропуская при этом некоторые другие, более низкие частоты. а также выше (режущий фильтр).

Во всех случаях нежелательные частоты должны быть эвакуированы на землю, что требует предварительного заземления. В противном случае эти нежелательные сигналы застаивались бы в цепи, что означало бы неэффективность фильтрации, а в некоторых случаях даже опасность.

Соединение с землей и с землей, если они действительно не являются частью фильтровальных ячеек, являются обязательным дополнением для их правильной работы.

Устранение излучения, интерференционных токов и высоких частот через заземляющий экран

Заземляющий экран представляет собой заземленный металлический корпус, который окружает определенные электронные схемы либо для их защиты от мешающего излучения, либо для предотвращения самих этих цепей излучающих мешающие сигналы. Чтобы быть эффективным, заземляющий экран должен быть подключен к электрической сети заземления, которая сама подключена к земле.

Некоторое электрическое или электронное оборудование по самой своей природе может генерировать нежелательные сигналы, которые мешают работе другого оборудования, находящегося поблизости.

Хорошо известным примером является излучение, создаваемое высоковольтными линиями электропередач и трансформаторами, связанными с этими линиями. Проходящие рядом с ними могут восприниматься радиоприемником и мешать приему определенных частот. Теоретически наземный экран устранит эти помехи, отправив их на землю. На практике, очевидно, невозможно изолировать эти линии, находящиеся на открытом воздухе. Эта проблема была преодолена благодаря широкому использованию более высоких радиочастот — так называемого FM-диапазона — которые менее чувствительны к этому излучению, в ущерб низкочастотным диапазонам, известным как длинноволновый и коротковолновый, которые в настоящее время используются все реже и реже. .
Однако побочные излучения все еще существуют, хотя они больше не воспринимаются. Мы просто обошли проблему.

Подобные помехи также вызываются так называемыми «импульсными» электронными источниками питания (электронное регулирование путем переключения, используемое из-за их высокой эффективности), такими как те, которые используются в микрокомпьютерах, но которые также широко используются в бытовой электронике в последние десятилетия. В начале использования импульсных источников питания было много проблем из-за излучения помех. С тех пор был достигнут прогресс в фильтрации этих цепей (см. фильтры нижних частот, предыдущий абзац) и широкое распространение получили экранирование, заземляющие соединения и заземление.

Чтобы избежать или ограничить проблемы, связанные с паразитным излучением, некоторые установки размещают в помещениях, особенно хорошо соединенных с землей, или даже в закрытых металлических корпусах, образующих сеть заземления, практически герметичную для внешних сигналов и излучения. Получается эффект клетки Фарадея.
Это особенно касается компьютерных залов и веб-серверов, радио- и телевизионных передатчиков, трансформаторов сети EDF или промышленных установок и т. д.

Электроизмерительные лаборатории не создают помех, но чувствительны к внешним помехам. Следовательно, они также защищены одним и тем же процессом экранирования.

Оптимальное заземление и электрическое экранирование достигается с помощью заземляющих полос или заземляющей оплетки. Из-за этой доказанной эффективности экранирование металлической оплеткой используется во всех кабелях, передающих слабые сигналы и чувствительных к электрическим помехам. Например, телевизионные антенные кабели, передающие слабые сигналы на высоких частотах, состоят из центральной жилы, через которую проходят высокочастотные сигналы, окруженной концентрическим плетеным экраном из меди или луженой меди.

Заземление и цепи заземления для молниезащиты

Это соединение может быть выполнено электрическим кабелем, но чаще всего мы используем заземляющую оплетку. Преимущество плетенки в том, что она более гибкая и лучше подходит для механического изгиба или скручивания. Например, плоская оплетка позволяет оптимальным образом соединить две перпендикулярные поверхности электрической коробки или металлического каркаса двигателя с другой проводящей конструкцией (рельсом или электрическим желобом) и, в более общем случае, несоосными плоскостями.

Чтобы быть эффективным, заземляющее соединение должно быть как можно короче и иметь максимальную контактную поверхность: Из-за своей плоской формы заземляющая оплетка является наиболее подходящим проводником для этой цели.

Кроме того, оплетка имеет гораздо более низкий импеданс, чем провод или кабель из того же материала, особенно на высоких частотах. Это подразумевает более низкое сопротивление и, следовательно, лучший электрический контакт. Полное сопротивление ленты еще ниже, но она намного жестче и не обладает такой гибкостью, как оплетка.

Как заземлить устройства, цепи и металлические корпуса?

Кроме того, оплетка имеет гораздо более низкий импеданс, чем провод или кабель из того же материала, особенно на высоких частотах. Это подразумевает более низкое сопротивление и, следовательно, лучший электрический контакт. Импеданс ремешка еще ниже, но он намного жестче и не дает такой гибкости, как оплетка.

Таким образом, оплетка является предпочтительным проводником для заземления.
Заземляющая оплётка имеет стандартные размеры или может быть изготовлена по индивидуальному заказу, различной ширины, длины и толщины, в зависимости от размеров конструкций, которые она должна соединять, а также напряжений и сил, которые она позволяет передавать. Мы также говорим о токе короткого замыкания на землю, от которого зависит размер оплётки. Он варьируется в зависимости от того, используется ли оплетка для соединения наименьшей части автомобильного аккумулятора с землей, для использования в промышленной или бытовой установке или для защиты от молнии.

Материалом, используемым для заземляющей оплётки, обычно является медь из-за её хорошей проводимости и пластичности.
Во избежание окисления медную оплетку можно лужить. Также есть алюминиевые оплетки. Этот материал менее проводящий и механически менее гибкий, чем медь, но его преимущество заключается в том, что он менее подвержен изменениям. Алюминиевая оплетка используется реже.
Оплетка крепится с помощью обжимных отверстий, в которые вставляются соединительные винты. Длина оплетки обычно определяется расстоянием между двумя отверстиями. Диаметр отверстий пропорционален размерам оплетки и определяет размер используемых винтов.
Форма тесьмы может быть плоской или круглой.

В зависимости от назначения механические характеристики оплётки:

Подключение заземления в щитке в частном доме. Заземление нуля в частном доме