Как проверить работу заземления: Страница не найдена — Онлайн-журнал «Толковый электрик»

Как проверить заземление, выполненное своими руками

Электрические приборы представляют собой новейшее оборудование, без которого очень сложно представить человеческую жизнь. Следуя современным стандартам и совершенствованию технологий, производители делают приборы высокого качества и, соответственно, выдвигают ряд требований по эксплуатации. Например, чайник и зарядное устройство, работают от розеток, а если на вилке кабеля присутствуют клеммы «земли», значит, и пользоваться розеткой следует исключительно с клеммами. И чтобы долго не вводить читателя в заблуждение, предлагаем перейти к сути нашей статьи, а именно, разъясним, как проверить заземление в различных условиях.

Прежде чем мы начнем углубляться в тему, нужно решить еще один вопрос. Об этом ниже.

Как проверить сопротивление заземления?

Данный вопрос важен в подобной ситуации. Каждому известно, что ток совершает движение по проводникам, где наблюдается минимальное сопротивление. Значение этого сопротивления мы с вами и проверим.

Обозначение заземления

Замеры, необходимо проводить специальными приспособлениями, знакомый нам мультиметр, в этом деле не помощник. Однако, каким бы прибором не пришлось выполнять измерения, действует единственный принцип.

• Первое, что мы сделаем, это создадим контакт, для этого необходимо защитить один из участков шины.
• Находим в сарае старые металлические штыри, после чего забиваем их в землю на глубину до 70 см.
• Берем зажим и провода проверочного устройства соединяем с шиной и металлическими прутьями.
• Далее ведется вычисление сопротивления по инструкции, прилагающийся к приспособлению.

Важно! Электрическая сеть, обладающая напряжением 220 вольт, должна иметь сопротивление не более 4-х Ом.

Обсудив данный вопрос, постепенно переходим к цели.

Как проверить заземление в частном доме?

Многие из нас проживают в собственных домах, поэтому знать суть проверки заземления все-таки очень важно.

В подобной ситуации совершенно не стоит вызывать специальных работников, будет достаточно элементарных знаний в электрике и технике безопасности при работе с ней.

Даже если вы уверены в работоспособности заземления и правильном ее монтаже, проверять систему нужно регулярно. Но перед проверочными действиями, все заземление следует разделить на несколько частей.

Изначально вам нужно проверить целостность металлических конструкций. Для этого достаточно постучать железным молоточком с изолированной ручкой по металлическим элементам, если они целы, вы услышите характерное дребезжание. Грунт проверять нужно в сухую погоду.

Также рассмотрим несколько тонкостей, как проверить заземление в розетке. Для подобных ревизий важно использовать мультиметр, отвертку, индикатор и изолированный провод без защиты на обоих концах.

Схема подключения замеления и зануления

Предположительно все розетки в вашем доме находятся под заземлением, и чтобы проверить его, нужно отключить одну от напряжения, отличным помощником в этом послужит УЗО или автоматический выключатель.

• Напряжение в приборе должно равняться нулю, это подскажет тестер.
• Раскрываем корпус розетки и внимательно обследуем провод с заземляющим контактом.
• В некоторых случаях кабель выходит со стены, а в других, просто перебрасывается перемычка розетки на заземление. В первой ситуации все довольно хорошо, а последний вариант говорит о том, что у вас установлено зануление. Иногда контакт заземления даже не подсоединен. Соединение контакта, с выходящим из стены проводником, разрешает продолжить проверку.
• Делаем сборку розетки и совершаем подключение к сети. Нужно удостовериться в том, что на металлическом контакте отсутствует ток.
• Остается проверить заземление проводника. Используем индикатор, при его помощи находим фазу. Снимаем палец с сенсорного элемента и помещаем туда свободный не заизолированный конец кабеля. Другой конец этого же провода соединяем с контактом заземления прибора. Если индикатор загорелся, следовательно, заземление установлено правильно.

Внимание! Обязательно должна быть периодичность проверки сопротивления изоляции электросети и заземления оборудования.

Штырь заземления

Проверка контура заземления

Проверить контур заземления даже, если вы самостоятельно его сооружали с большой точной вероятностью не получиться. С этой целью принято использовать дорогостоящее и специально направленное оборудование. В домашних условиях мы сможем пользоваться довольно убедительным способом проверки работоспособности конструкции.

Используем для проверки потребитель, мощностью не более двух ватт, подсоединяем один конец кабеля к фазной клемме, а второй— к заземлению. Если контур работоспособен—прибор должен включиться. Здесь важно провести замер напряжения электрической цепи при включенном приборе и при его бездействии. При правильно сооруженном заземлении, показатель напряжения при сравнении должен иметь разницу не более 10 единиц. Обратите внимание, монтаж контура заземления специалисты рекомендуют проводить следующим образом:

1. вырываем траншею неподалеку от строения, которое заземляется. Глубина ее не должна превышать 0, 5 метров, делаем ее в виде треугольника, а длина самой габаритной стороны будет иметь 3 метра.
2. Используем металлические уголки для сооружения контура толщиной от 5 мм. Менее толстые материалы не прослужат долго. Вам необходимы уголки общей длиной три метра.
3. Берем кувалду и забиваем уголки в землю в каждый угол. Помните 10 см материала должно оставаться над поверхностью земли.
4. Далее все электроды объединяются в единую цепь. Для этого используйте полоски металла такой же толщины и сварку. Таким образом соединяем материал в точках каждого угла.

Контур заземления варим в форме треугольника

Важно! Приваривайте элементы заземления тщательно и выполняйте надежные швы.

На этом этапе работа по монтажу контура заземления считается оконченной, теперь остается лишь подсоединить элемент к домашней электрической сети.

Приборы для измерения заземления

В зависимости от предназначения требования к измерению заземления и его контуров варьируются, следовательно, для этого используются соответствующие приборы. Чаще всего приходится проводить тестирование контуров, для этого используется электронный тестер.

Для подобных случаев можно пользоваться цифровыми и аналоговыми вариантами. Идеально применять приспособления, находящиеся на учете в государственном реестре.

Какие ошибки совершаются в монтаже заземления?

Любой владелец дома старается создать своему жилищу всестороннюю защиту. Что же считается катастрофической ошибкой в этом направлении? Обычно люди, не знающие даже навыков работы с этой системой, прибегают к методу заземления к трубопроводам, а это слишком опасно. Если не к чему зафиксировать «землю», лучше использовать пластиковые трубы, они несколько снижают вероятность поражения электрическим током.

Важно! Любые электроустановки не должны быть подсоединены к заземлению последовательно.

Отличие в подключении заземления и зануления

Также важно выделить, что одна шина заземления, может работать в паре исключительно с одним потребителем.

Что входит в конструкцию заземления?

Любая конструкция ровно так же, как и «земля» в домашних условиях имеет определенные элементы системы. Что это за элементы, рассмотрим немного ниже.

• Заземлитель—это элемент, выполненный из металла и врытый в землю на несколько метров.
• Металлосвязь—это устройство, которое соединяет концы заземлителей и заводится в дом.
• Металлопроводники—конструкции, через которые приходит пробойный ток к системе заземления.

Создание заземления для частного дома необходимо выполнять строго по инструкции, при этом соблюдая требования и правила безопасности работы с электрическими сетями.

Системы заземления в квартирах

Вопрос о квартирном заземлении часто возникает при смене проводки или ее реконструкции. Процесс подобного оборудования кажется слишком простым, тем не менее соблюдение правил и отдельных требований обязательно. В многоквартирных домах еще со времен Хрущева оборудовалась система TN — C.

В такой ситуации не принято заземление, а щитки каждого этажа зануляются.

С рабочей системой TN — C — S сделать заземление намного легче. Ведь для каждого отдельного щитка выводиться специальная шина, которую подключить можно в любой удобный момент. Новостройки, как правило, еще на момент строительства оборудуются элементами «земли». Так как с начала 2000-го года стали использоваться проекты TN-S. В подобной ситуации стоит отбросить переживания о безопасности электрооборудования в квартире, так как застройщики позаботились об этом заранее.

Важно! Помните, что во множестве квартирных застроек электрическая сеть находится в неблагоприятном состоянии, поэтому прежде чем сделать заземление, стоит уточнить у обслуживающего сервиса все нюансы.

Существует варварский способ проверки заземления. Аккуратно, повторять данное без должных знаний опасно!

Вас могут заинтересовать:

Проверка заземления | Полезные статьи

Иногда, коснувшись металлического корпуса какого-либо бытового прибора в квартире, можно неожиданно испытать пощипывание электрического тока. Что само собой наводит на мысль о возможной неисправности устройства или о нарушениях в работе домашней электрической сети. Хорошо еще, если в домашнем распределительном щите установлено устройство дифференциального тока, которое своим срабатыванием значительно снижает время действия электрического тока на человека. Вот именно в этом случае возникает вопрос — работает ли заземление. Так как, при возникновении повреждения изоляции элементов электрической схемы электроприемника (холодильника, стиральной машины, нагревателя и др.) и при наличии в квартирном щитке УДТ, должно было произойти срабатывание защитного устройства.

О том, как проверить заземление в розетке, расскажем в этой статье. Есть достаточно простые и много раз опробованные способы. При этом будем использовать подручные устройства и приспособления, имеющиеся почти в каждом доме — цифровой мультиметр, индикаторная отвертка, небольшие отрезки провода.
Как проверить заземление мультиметром? Сначала необходимо проверить сам факт наличия напряжения в розетке. Для этого необходимо установить переключатель мультиметра в режим измерения переменного напряжения и прикоснуться щупами к контактам розетки, в которые подключается вилка электроприборов. При наличии рабочего напряжения в сети мультиметр покажет его значение – 230 В±несколько вольт.

Далее определим на какой контакт в розетке подключена фаза. Наконечником индикаторной отвертки, прижимая палец к верхней контактной пластине, необходимо поочередно прикоснуться к каждому из контактов. Естественно, при прикосновении к контакту с подключенной фазой, будет светиться лампочка отвертки. После того как фаза найдена, удерживая один щуп мультиметра на фазном контакте, вторым поочередно прикасаемся сначала к нулевому контакту, далее к контакту заземления, сравнивая при этом полученные значения на дисплее прибора. 
 
Если величина измеренного потенциала не изменилась, значит, сеть заземления в отличном состоянии. Если же при прикосновении к контакту заземления прибор показывает нулевое значение или значение ниже того, что измерено между нулем и фазой, то наличие определенных проблем очевидно. Тут будет подразумеваться либо отсутствие (разрыв) цепей заземления, либо плохой контакт.

Что делать, если нет мультиметра? Можно собрать некоторое подобие контрольной лампы из кусочков проводов и простейшей индикаторной отвертки.

Находим фазу индикаторной отверткой. Далее, оставив индикаторную отвертку подключенной к фазному контакту розетки, необходимо одним оголенным концом провода коснуться контактной площадки отвертки, а другим — контакта заземления. При отсутствии свечения неоновой лампы можно сделать вывод о неполадках в сети заземления. Но ни в коем случае нельзя пользоваться контролькой с лампой накаливания, так как ее применение запрещено правилами техники безопасности из-за травмоопасности.
При выявлении отклонений, стоит уже провести визуальную оценку фактического состояния цепей заземления в месте подключения «виновника» неприятных пощипываний. Предварительно отключив автоматический выключатель соответствующей цепи, необходимо демонтировать розетку из установочной коробки и проверить правильность подключения к контакту заземления провода или даже хотя бы его наличие. В старых домах заземления вовсе может не быть.
 

Если недостатки при демонтаже розетки не выявлены, то можно провести аналогичные проверки мультиметром в других соединениях цепи (в розетках, подключенных шлейфом, распаечных коробках), поэтапно двигаясь от соединения к соединению в направлении квартирного щита. Возможно, получится выделить участок, на котором возникла неисправность, при условии доступности всех соединений для осмотра.

 

Как узнать есть ли заземление в квартире – как проверить землю в розетке

Первые признаки отсутствия заземления

К числу наиболее значимых признаков, по которым в домах проверяется наличие или отсутствие заземления, принято относить:

• Хорошо ощутимое воздействие тока при прикосновении к металлическим частям бытовой техники: стирального автомата или водонагревателя (этот эффект надо отличать от статического разряда, ощутимого как легкое пощипывание).
• Частый выход из строя приборов, подключаемых к домашней сети.
• Наличие в электропроводке только двух жил.
• Отсутствие на розетке третьего контакта (на рисунке ниже он изображен как поперечная планка с подсоединенным к ней проводом в желто-зеленой изоляции).

Подключение провода заземления в розетке

Последние два признака определяются визуально сразу же после знакомства хозяина с жильем, тогда как первые могут быть выявлены лишь после того, как он немного обживется в квартире.

Обращаем внимание: В том случае, когда жилец переезжает в совершенно новый дом – он гарантированно получает квартиру с заземляющим контуром.

Это объясняется тем, что все строящиеся объекты согласно действующему законодательству обязательно оснащаются трехжильной проводкой.

В ее составе имеется жила в изоляции желто-зеленой расцветки, подсоединяемая к PE проводу питающей электросети и являющаяся надежным заземлением, оформленным на стороне подстанции. В многоквартирных домах старой застройки на распределительный подъездный щиток подводятся только два провода (фаза и нуль). Понятно, что заземление в них отсутствует (если только жильцы не договорились и не пробросили отдельный провод до «местного» контура, обустроенного на улице рядом с подъездом).

При желании узнать есть ли заземление на данном объекте, важно учесть еще один показательный момент. Он состоит в проверке, не поставлена ли между клеммой «земля» и нулевой жилой отдельная перемычка.

Дополнительная информация: Ее наличие может значить только одно – бывший хозяин или приглашенный электрик сделали это с целью создания искусственного зануления, что крайне нежелательно с точки зрения электрической безопасности.

Указанный прием лишь создает видимость заземления, не гарантируя никакой защиты от удара током ни в многоквартирных, ни в частных жилых строениях.

О розетках для общего знакомства

Обращение к технике проверки наличия розеточного заземления может потребоваться в любой момент. Особенно тем людям, кому придётся работать с конкретными электрическими розетками неоднократно.

Эта деталь электрической сети (бытовой или промышленной) имеет простейшую конструкцию.

Конструктивными сложностями электрическая розетка не блещет. Незамысловатая керамическая или пластиковая основа плюс металлический каркас с крышкой. И тем не менее, электрические розетки совершенствуются

Состоит розетка электрическая из плато круглой или прямоугольной формы. Сделано плато на основе материалов, которые не проводят электричество. Обычно для изготовления плато розеток применяют:

• керамику;
• фарфор;
• пластик.

Задняя часть плато имеет ровную поверхность, а на передней части имеются фигурные посадочные площадки под электрические контакторы. Материал контакторов, как правило, медь. Закрепляются контакторы на плато жёстко – при помощи клёпок, плюс внедряются в тело плато. Для соединения с электрической проводкой на контакторах имеются крепёжные винты.

Вся эта конструкция закрывается крышкой, имеющей два проходных отверстия под электрическую вилку.

Для чего нужна проверка правильности подключения заземления

Дома старой постройки не оборудованы отдельным заземлением. При проведении ремонтов многие самостоятельно (в частных домах) или при помощи электриков обслуживающих организаций переоборудуют старую систему питания TN-C, где нулевой и защитный проводники объединены на всех участках цепи, в систему TN-C-S с раздельной прокладкой нулевых и защитных проводников в квартирной разводке.

Защитный проводник в такой системе подключается к самостоятельному контуру заземления. Читайте также статью: → «Монтаж контура заземления в доме». Проводники разделяются на вводном щитке дома, и к заземляющим контактам розеток подключается защитный проводник. Для прокладки домашней сети по новым правилам применяется трехжильный провод, одна из жил которого маркируется желто-зеленой изоляцией (желтый цвет изоляции с зеленой полосой). Это и есть защитный проводник.

Современные водонагревательные устройства, например бойлеры, имеют встроенное УЗО, которое будет срабатывать только при наличии заземления в розетке. К сожалению, в правильности подключения можно быть полностью уверенным только в тех случаях, когда ремонт выполнялся самостоятельно или проверенными специалистами.

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как минимум, необходимо заглянуть в распределительный щит вашей квартиры (дома, мастерской).

По умолчанию принимаем условие: электропитание однофазное. Так будет проще разобраться в материале.

В щитке должно быть три независимых входных линии:

• Фаза (как правило, обозначается проводом с коричневой изоляцией). Идентифицируется индикаторной отверткой.
• Рабочий ноль (цветовая маркировка — синяя или голубая).
• Защитное заземление (желто-зеленая изоляция).

Если электропитающий вход выполнен именно так, скорее всего, заземление у вас есть. Далее проверяем независимость рабочего ноля и защитного заземления между собой. К сожалению, некоторые электрики (даже в профессиональных бригадах), вместо заземления используют так называемое зануление. В качестве защиты используется рабочий ноль: к нему просто подсоединяется заземляющая шина. Это является нарушением Правил устройства электроустановок, использование такой схемы опасно.

Как проверить, заземление или зануление подключено в качестве защиты?

Если соединение проводов очевидно — защитное заземление отсутствует: у вас организовано зануление. Однако видимое правильное подключение еще не означает, что «земля» есть и она работает. Проверка заземления включает в себя несколько этапов. Начинаем с измерения напряжения между защитным заземлением и рабочим нулем.

Фиксируем значение между нулем и фазой, и тут же проводим измерение между фазой и защитным заземлением. Если значения одинаковые — «земляная» шина имеет контакт с рабочим нулем после физического заземления. То есть, она соединена с нулевой шиной. Это запрещено ПУЭ, потребуется переделка системы подключения. Если показания отличаются друг от друга — у вас правильная «земля».

Дальнейшее измерение заземления проводится с помощью специального оборудования. На этом остановимся подробнее.

Когда может потребоваться проверка заземления

Проверку заземления осуществляют в нескольких случаях:

• При переселении в новую квартиру, когда нужно убедиться в том, что заземление в розетках работает;
• При самостоятельном монтаже заземления в частном доме;
• В случае плановых проверок заземляющего контура (проверяется сопротивление).

Ниже будут рассмотрены основные из способов проверки заземления в домашних условиях, без использования каких-либо специализированных средств, которыми пользуются профессиональные электрики.

Способы проверки заземления

Проверить заземление в квартире или частном доме можно несколькими способами:

• Визуальный осмотр;
• Проверка заземления мультиметром;
• Использование контрольной лампы.

Каждый из всех вышеперечисленных способов отличается своей простотой. Также, для этого не потребуется мегаомметр или какие-то другие приборы, которых, конечно же, у простых людей нет.

Зачем заземлять электрическую цепь

Многих обывателей вгоняет в ступор информация, что ноль и жила заземления в розетке могут быть посажены на один и тот же провод на этажном щитке (или главном распределительном щитке дома). Возникает закономерный вопрос – для чего тянуть третий провод, если два из них все равно замкнуты между собой?

На практике здесь применяется фундаментальный принцип – все в природе двигается по пути наименьшего сопротивления от большего к меньшему. Вода стекает сверху вниз, тепло передается от горячего тела холодному, а электрический ток течет туда, где сопротивление проводников меньше.

Если в электрической цепи без заземления происходит короткое замыкание, то механизм его действия примерно следующий:

1. Сила тока и напряжение в сети скачкообразно возрастает в десятки раз.
2. Если проводка слабая, то она перегорает.
3. Если жила проводки достаточной толщины (сечения) чтобы выдерживать возросшие нагрузки, то она разогревается, от чего воспламеняется изоляция.
4. Перегорела проводки или нет, но если во время короткого замыкания человек касается любой металлической детали прибора, то он получает поражение электрическим током, причем значения его на порядок выше, чем просто в розетке. В первом случае это кратковременный удар, а во втором – пока ток не найдет слабое место проводки и не сожжет его, после чего цепь разомкнется.

Если заземление есть, то все не так печально:

1. Сила тока и напряжение возрастают, но при этом у них сразу есть «куда побежать» — заземляющий провод.
2. Естественное сопротивление человеческого тела намного больше, чем у меди, алюминия или стали, поэтому даже если человек держится за металлически части прибора, то ток попросту «пройдет мимо» по более легкому пути. Отсюда и одно из требований к заземляющей проводке – она должна быть выполнена по возможности одним цельным проводом – скрутки допускаются на этажном щитке, на вводном автомате, а по квартире дальше идет одна цельная жила.

На обычной проводке стоят автоматические выключатели, которые срабатывают если нагрузка в цепи превышает допустимые нормы. На заземляющем проводе, при нормальной работе цепи, напряжения не должно быть вообще, поэтому в связке с ним логично использовать УЗО, реагирующее на ток утечки, обычно незначительный. Как итог – при коротком замыкании ток выключается сразу же, а не вследствие плавления проводки.

Подробнее о том что происходит при коротком замыкании в цепи смотрите в этом видео:

Выше рассматривается роль заземления с точки зрения электробезопасности, но оно так же служит для предотвращения электрических помех, которые могут негативно влиять на работу компьютеров и других тонких приборов. Подробнее смотрите в этом видео:

Проверка параметров защитного заземления

Кроме очевидных составляющих системы защитной «земли»: таких, как контактная колодка, провода, идущие к электроустановкам, соединение с контуром в грунте, важную роль в обеспечении защиты играет собственно земля. Соответственно надо убедиться в следующем:

1. Между всеми элементами контура (штыри, соединительные шины, проводник в помещение до клеммной колодки) есть надежное электрическое соединение с минимальным сопротивлением.
2. Попавшее на контур напряжение (в случае аварии), растекается по физической земле с максимальным током. Это возможно лишь при хорошем контакте между металлом и грунтом.
3. Физические условия местности (грунта) могут обеспечить надежный контакт даже при плохих (с точки зрения электротока) условиях. А именно, пересыхание грунта, растрескивание земли в местах установки заземлителей.

Разумеется, никто не проводит измерения параметров на каждом элементе заземляющей системы. Это потребуется лишь в случае несоответствия нормам, для поиска так называемого «слабого звена».

По какому принципу проводится проверка защитного контура заземления?

Необходимо создать полный аналог заведомо работающего контура, и сравнить показатели с тестируемым объектом. Для этого существуют комплексы проверки рабочего заземления.

Сразу оговоримся: изготовить такой комплект самостоятельно возможно, но дорого и нецелесообразно. Равно как и проверка параметров защитного заземления с помощью стандартных средств измерений (мультиметр), не покажет достоверной картины. Да и сформировать высокое напряжение, необходимое для измерения параметров растекания, тестер не сможет. Поэтому лучше либо брать оборудование напрокат, либо приглашать мастера.

Вы можете купить подобный набор, но вряд ли он себя окупит в обозримом будущем. Даже с учетом того, периодичность проверки заземляющих устройств составляет один раз в году (и для жилых, и для промышленных объектов), проще получать разовый доступ к оборудованию.

Косвенные доказательства

Вот еще несколько ситуаций, при возникновении которых Вы можете быть уверенным, что заземление в частном доме, квартире либо на даче не подключено или по крайне мере плохо работает:

• водонагреватель либо стиральная машинка бьется током;
• когда играет музыка в колонках, слышен небольшой шум.

Также рекомендуем просмотреть видео, в котором показано, как самому проверить сопротивление заземляющего контура специальным измерителем:

Технология проверки «земли» прибором

Вот по такой просто методике можно самостоятельно узнать состояние защитного контура. Надеемся, что теперь Вы знаете, как проверить заземление в частном доме либо квартире своими руками!

Будет интересно прочитать:

• Как проверить транзистор мультиметром
• Проверка электросчетчика в домашних условиях
• Почему в розетках две фазы

Использование приборов для тестирования розеток

Только при использовании специализированных приборов для проверки можно судить о безопасности розетки. Тем не менее, применять подобное оборудование имеют право только лица, у которых имеет разрешение, ведь обычно приборами тестируют розетку, не отключая напряжение.

С помощью оборудования проверяют подачу электроэнергии на общую цепь и розетки. Этот щиток обычно находится в подъезде или квартире жильцов.

Внешний вид электрощитка

Все розетки находятся под напряжением в 220 В (иногда меньше), поэтому создается реальная опасность для человека, который собирается их тестировать с помощью приборов. Особенно тогда, когда он мало знаком с устройством электросети.

Как устроено заземление, и зачем проверять его параметры

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заземление нужно для соединения корпуса электроустановки с рабочим нулем. Глядя на несколько абзацев выше, можно подумать, что это абсурд. На самом деле имеется ввиду возможность протекания тока от защитного заземления, через физическую землю (грунт), до рабочего нуля ближайшей подстанции. Фактически, это будет короткое замыкание.

Соответственно, при попадании фазы на корпус электроустановки, сработает защитный автомат, и поражения электротоком не будет.

Зачем же нужна проверка сопротивления заземления? Для организации аварийного короткого замыкания, необходима большая сила тока. Если сопротивление контура заземления будет слишком велико, сила тока (в соответствии с законом Ома) снизится, и защитный автомат не сработает.

Еще одна опасность большого сопротивления защитной «земли» в том, что сопротивление тела человека может оказаться меньше. Тогда, при касании рукой аварийной электроустановки, вы гарантированно будете поражены электротоком.

Когда на корпусе электроустановки окажется фаза, часть напряжения уйдет на компенсацию утечки в физическую землю. Если остаток потенциала превысит 50 вольт, опасность сохранится.

Равно как и защитный автомат без заземления не отключит фазу при попадании на корпус. Он сработает лишь при замыкании нуля с фазой. Полную защиту дает установка автомата и одновременное подключение контура защитной «земли». Существенно повышает уровень безопасности еще и УЗО.

И, наконец о том, что представляет собой контур заземления.

Если вкратце, это несколько металлических штырей (при нормальных природных условиях — три), глубоко погруженных в грунт, соединенных проводниками между собой и шиной заземления в здании.

Заземление розетки и способы проверки

Проверка наличия заземления на электрических сетях может потребоваться в разных случаях:

• при смене места жительства;
• на случай аренды какой-либо недвижимости;
• когда покупают офис или бизнес;
• когда делают работу на сторонней территории и т.д.

Рассмотрим общепринятые способы проверки.

Проверка по внешним признакам

Первоначальная и простейшая проверка присутствия заземления делается визуально по внешним признакам. Потенциальному пользователю достаточно оценить внешний интерфейс электрической розетки, чтобы сделать для себя определённые выводы.

Внешние признаки электрической розетки, по которым можно судить о наличии шины заземления: 1, 2 – рабочие контакторы; 3, 4 – биметаллические пластины шины заземления

Так, если внутри розеточной чаши присутствуют характерные детали, указывающие наличие заземляющей шины, тестирование на 50% можно считать успешным. Такими деталями являются специальные прорези в корпусе изделия и проглядывающие сквозь эти прорези контактные биметаллические пластины. Располагаются эти «усы» заземления обычно в верхней и нижней области розеточной чаши.

Анализ внутренней «начинки»

Чтобы удостовериться в наличии заземления розетки с вероятностью на 75%, придётся вскрыть корпус изделия – отвернуть один винт, удерживающий розеточную крышку и снять её. Но перед тем как выполнить эту работу, следует обесточить электрические коммуникации – выключить автомат ввода электроэнергии, который обычно устанавливается внутри монтажной щитовой коробки, что находится на лестничной клетке подъезда (вариант для муниципального жилья).

После вскрытия розетки перед пользователем откроется вся существующая раскладка проводников, подключенных к монтажным клеммам прибора. Для схемы под исполнение «евро» характерным признаком разводки является наличие трёх проводников:

• фазного;
• нулевого;
• заземляющего.

Два первых провода могут иметь различные цвета. Правда, согласно установленным спецификациям, фаза обычно подводится проводом с цветами изоляции коричневый или белый, а нуль с цветами изоляции синий или чёрный. Но на практике всё может быть совсем иначе. К примеру, так:

Наглядный пример из бытовой практики, когда полностью игнорируются стандарты подключения электрических розеток. В частности, подключение выполнено проводниками, расцветка которых не соответствует правилам

Третий проводник – заземляющий, конкретно окрашивается в зелёный цвет или в жёлто-зелёный. К тому же этот провод, как правило, имеет увеличенное сечение. Заземляющий проводник внутри корпуса розетки соединяется с контактом шины, которая, в свою очередь, имеет прямую связь с биметаллическими пластинами «евро» интерфейса.

На этой картинке через монтажный канал выведены проводники, полностью соответствующие правилам монтажа электрических сетей. Расцветка проводов в данном случае корректная. Заземляющий провод имеет увеличенное сечение

Так вот, наличие подключенного провода (жёлто-зелёной, зелёной окраски) на шине «земли»  — это уже 75%  гарантии на тот счёт, что заземление в розетке выполнено. Останется только проверить работоспособность (целостность) заземляющей шины с помощью специальных приборов.

Тестирование с помощью приборов

Методика тестирования контрольными приборами даёт 100%-ую гарантию присутствия заземления в розетке. Но сам способ проверки с помощью специальных приборов разрешается применять только лицам, имеющим соответствующие допуски. Это очевидный момент. Ведь тестирование приборами, как правило, выполняется при подключенном напряжении.

Подача напряжения в квартирную электрическую сеть, в том числе на розетки, которые требуется проверить приборами на работоспособность заземляющей шины. Щиток может располагаться непосредственно в квартире или в подъезде

Розетки бытовые питаются напряжением 220В (иногда напряжением 110 В). При подключенном питании становится реальной опасность для лиц, тестирующих элементы электросети. Тем более для тех, кто не имеет понятия о принципе действия электрических сетей.

Тест лампой накаливания

Первый простой способ проверки делается с помощью обычной лампы накаливания, рассчитанной под напряжение существующей сети. Проверяющему лицу для работы нужно изготовить несложную оснастку:

1. Взять электрический патрон для лампы.
2. Подключить к патрону двухжильный провод (20-30 см).
3. Ввернуть в патрон лампу накаливания.

Концы проводников патрона необходимо зачистить на 7-10 мм от кромки. Если проводники многожильные, следует плотно скрутить жилы зачищенных концов. Для большей безопасности можно оснастить провод наконечниками. На этом подготовка оснастки завершается, можно приступать непосредственно к тесту.

Пример изготовления контрольной лампочки, благодаря которой можно выполнить тестирование заземляющей шины. По сути, можно использовать патрон с проводом от старого светильника

Включают автомат питания электрической цепи, куда входит розетка. Берут патрон с лампой и подсоединяют концы провода на привычные контакторы розетки (фаза – ноль). Лампа должна ярко светить. Такое подключение свидетельствует о целостности электрической цепи, а также об исправности сделанной оснастки. Этот шаг теста следует выполнять обязательно.

Далее проверяют работу заземления. Конец любого проводника от патрона с лампой соединяют с контактором шины заземления, а оставшийся свободным конец поочерёдно подключают на контакторы розетки. Если любое из двух подключений зажигает лампу, это значит, шина заземления исправна и подключена к «земле». Тест пройден успешно. В противном случае, заземление розетки отсутствует.

Тестирование стрелочным (цифровым) вольтметром

Для второй методики тестирования заземляющей шины потребуется стрелочный или электронный прибор, измеряющий напряжение. Здесь подойдёт стандартный тестер, например, модели Ц4353.

Специальный измерительный прибор стрелочного типа, которым измеряется не только напряжение (постоянное или переменное), но также сила тока, сопротивление, индуктивность. Желательно иметь такой прибор под руками всегда

Диапазон измерений прибора по напряжению (переменному) должен иметь верхнюю границу не менее 600 В. Сам же принцип тестирования аналогичен проверке лампой. Только вместо подсветки для контроля уже будет использоваться шкала прибора.

Пошаговое исполнение проверки стрелочным тестером:

1. Установить режим измерения переменного напряжения.
2. Диапазон измерений установить на 600 В.
3. Подключить щупы прибора на контакторы розетки (фаза – ноль).
4. Зафиксировать показания прибора на бумаге.
5. Подключить один щуп прибора на контактор заземления.
6. Поочерёдно подключить второй щуп прибора на контакторы розетки.
7. Показания зафиксировать на бумаге.

Теперь следует сравнить записанные показания, полученные в процессе проверки на шаге 6. Если любое из двух показаний равно или немного меньше, чем значение, полученное на шаге 4, это значит — шина заземления работает. Отсутствие каких-либо показаний прибора свидетельствует о нерабочей или оборванной «земле».

Цифровой аналог стрелочного прибора – мультиметр. Удобен тем, что выводит результат измерений на экран в виде цифровых значений. Между тем, по степени надёжности и точности измерений уступает стрелочному прибору

Аналогичным образом процедура выполняется цифровым вольтметром, оборудованным жидкокристаллическим дисплеем. Здесь единственное отличие в работе – более удобное восприятие результата измерений.

Почему нужно вскрывать розетку

По большому счёту, все вышеизложенные методы тестирования наличия заземления можно выполнить без съёма розеточной крышки. Но тогда гарантии на 100% не представляются возможными по одной простой причине. Нередко на практике встречаются примеры, когда шину заземления чьи-то «умелые ручки» соединяют с шиной нуля. Делается это проводной перемычкой, установленной между нулём и контактором «земли».

Такие вот казусы нередко встречаются в бытовой практике при обслуживании электрохозяйства. Это недопустимое и грубое, с точки зрения безопасности, действие. Объединять нулевой контактор с контактором заземления недопустимо

Без демонтажа крышки такое «произведение искусств» не обнаружить. Вместе с тем, проверка приборами будет показывать наличие земли. Есть риск ошибки. Поэтому вскрытие крышки актуально всегда на случай проверки. С точки зрения безопасности для пользователей розетками, соединение «нуля» с «землёй» выглядит крайне неудачным и недопустимым действием.

Земляная шина по правилам электрического монтажа всегда рассматривается отдельно взятой линией коммуникаций, косвенно привязанной к схеме электропроводки. А нулевой проводник в любой момент по неосторожности или неопытности обслуживающего персонала может быть перемещён на место фазного провода. Последствия понятны без лишних слов.

Использование в быту заземлённых электрических розеток постепенно становится нормой. Теперь уже каждая современная постройка оснащается электрическим хозяйством, где предусмотрен обязательный монтаж элементов схемы с подводкой к ним шины заземления. Так обеспечивается высокая степень безопасности для лиц эксплуатирующих здания, пользующихся розетками для работы с разной бытовой техникой.

Как измерить сопротивление контура?

Конечно, такой метод проверки требует приобретения специализированных приборов. Кроме того, тестирование сложно провести в многоэтажном доме. Тем не менее, этот способ считается достоверным.

Его принцип состоит в измерении степени сопротивления между щупом заземления и землей. Для проведения такой процедуры потребуется омметр с высокими частотами и множество проводков. Мультиметр здесь не подойдет, ведь нужен более точный прибор.

Если имеется доступ к профессиональному оборудованию, то можно проверить контурное сопротивление

Если у вас имеется подобное устройство, то возьмите три провода любой толщины. Один из них соединяется с контактом заземления на розетке (он будет укороченным). Другие провода присоединяются к прибору и металлическим кольям, которые забивают в почву (на расстоянии 100 сантиметров). При наличии стандартного напряжения сети – однофазного 220 В и трехфазного – 380 В, показания не должны быть больше четырех Ом.

Обратите внимание! Такая методика проверки актуальна обычно при наличии сухой почвы. Чаще всего ее проводят еще на этапе строительства жилья, потому что в другое время сделать это будет проблематично.

Проверка вольтметром

Для другой проверки шины заземления потребуется приобрести вольтметр со стрелкой или электронный. Здесь нам понадобится простое устройство.

Проверка вольтметром считается достоверной, ведь прибор измеряет напряжение, силу тока, а также сопротивление. Поэтому он пригодится, если вам постоянно приходится выполнять подобные действия.

Вольтметр помещается в удобную сумку-чехол, который можно повесить на плечо во время проверки

Проверка заземления помощью стрелочного вольтметра выглядит следующим образом:

1. Переключить соответствующий режим напряжения.
2. Установить диапазон измерения до 700 В.
3. Подсоединить клеммы устройства на контакты выбранной розетки.
4. Записать полученные значения.
5. Одну клемму подсоединить к заземляющему контактору.
6. Теперь по очереди подсоединять другую клемму на контакторы.
7. Полученные значения опять же следует записать.

Итоговые значения после проверки потребуется сравнить. Если числа, полученные после двух проверок больше чем то, что было на четвертом шаге, то можете не волноваться – шина функционирует. Если эти показания не отличаются — скорей всего, отсутствует «земля».

По опыту многих пользователей, удобным считается другой прибор – электронный вольтметр. Ведь он сразу же выводит полученное значение цифрами. Тем не менее, опытные специалисты не рекомендуют его использовать, потому что он уступает по точности.

Показания выводятся на экран

Цены на вольтметр

Вольтметр

Способ использования стрелочного и электронного вольтметра не отличается. Во втором случае тоже потребуется подсоединять клеммы к контакторам. Разница лишь в способе выведения показателя.

Видео – Как проверить заземление в частном доме

Решение проблем с подключением

Схема с несколькими источниками питания и точками заземления

Если проверка контура заземления самодельной контролькой, вольтметром или мультиметром не дала результата, понадобится:

• Включить в сеть электроприбор без касания к контакту и посмотреть, будет ли он работать.
• Выключить питание в распредщитке, достать вилку из розетки.
• Разобрать розетку и осмотреть провода, точки подключения контакта. Заземления нет, если отсутствует подсоединение.

Самостоятельные работы с электрической сетью при нарушении алгоритма могут стать причиной травм и пожаров в результате обрыва «нуля». Чтобы это предотвратить, воспользуйтесь услугами электриков.

Почему приходится разбирать розетку?

Конечно, воспользовавшись методами, приведенными выше, можно проверить заземление без разборки розетки. Тогда невозможно дать гарантию наличия заземления по распространенной причине – некоторые неопытные мастера фиксируют заземляющую шину и шину нуля. Делается это с помощью проводка-перемычки.

Такое внутреннее строение розетки не отвечает любым стандартам безопасности, ведь объединять эти два контактора опасно.

Такой способ принято называть занулением

Поэтому без предварительного демонтажа наружной части выявить такую проблему невозможно, ведь при проверке прибором будет показывать заземление, которого по факту нет.

Шина заземления по общепринятым правилам всегда должна быть отдельной, потому как нулевой проводок ошибочно может быть перемещен вместо фазы. Последствия такой халатности будут печальными даже при отсутствии ударного импульса.

Если раньше заземленные розетки можно было встретить только в производственных помещениях, то теперь их устанавливают в квартирах (новостройках) — это важный критерий безопасности жильцов, которые регулярно пользуются бытовой техникой.

При обнаружении зануления рекомендуется срочно вызвать электрика

Обратите внимание! Если после разбора розетки вы обнаружили зануление, то не стоит пытаться решить такую проблему самостоятельно, ведь это опасно для жизни. Лучшим решением будет обращение к квалифицированному мастеру.

Видео – Как отличить зануление от заземления

Инструменты и приспособления для проверки напряжения и заземления

Самые важные инструменты для работ с электрическими сетями переменного тока являются индикаторная отвертка и вольтметр. В крайнем случае можно воспользоваться обычной лампочкой, вкрученной в патрон, из которого выведены два провода с небольшими оголенными участками на концах.

Контрольная лампа – «контролька». На концах шнуров видны штекеры для удобства и безопасности пользования

Такую лампочку электрики обычно называют «контролька» . По яркости свечения контрольки можно примерно представлять величину напряжения в сети. В случае частого использования контрольки безопасней будет, если лапу поместить в защищенный от ударов корпус. Для уменьшения нагрева корпуса лампа должна быть минимальной мощности – не более 25 Вт.

Индикаторная отвертка представляет собой неоновую лампу с ограничительным резистором, заключенную в прозрачный корпус. Один из выводов подключается к проверяемой цепи, другой имеет непосредственный контакт с телом человека. Ток, необходимый для свечения неоновой лампы ничтожен, и не представляет собой опасности для человека, но, в отличие от контрольки, такой индикатор не показывает уровень напряжения, а только его наличие. Индикаторная отвертка называется так только из-за внешнего сходства с одноименным инструментом. Конструкция индикатора имеет низкую прочность и для закручивания болтов его использовать нежелательно.

Индикаторная отвертка – основной инструмент электрика. Слева виден контакт, к которому нужно прикосновение пальца.

Наиболее полные данные о наличии и величине напряжения можно получить, используя измерительный прибор – вольтметр переменного тока. Вольтметры могут быть стрелочными и цифровыми. В настоящее время пользоваться цифровыми приборами практичнее, поскольку они не боятся ударов и могут работать в любом положении. К тому же они сейчас стоят недорого. Преимущество стрелочных приборов в том, что им не нужен источник питания. Источник напряжения используется в приборе только при проверке сопротивления.

Стрелочный тестер

Цифровой тестер

Из перечисленных устройств, индикаторная отвертка при работах с электричеством должна присутствовать обязательно, а далее по степени важности следует тестер (все равно какой) и на последнем месте контролька.

Косвенные доказательства опасности электросети

Если проявить внимательность в некоторых ситуациях, то можно даже без специализированных проверок заметить отсутствие «земли» по следующим нюансам:

1. Любые бытовые устройства, которые контактируют с водой, могут время от времени «щипать» током. К этой категории относят: посудомоечную машину, стиральную машину, электрочайник, бойлер.
2. При прослушивании музыки внимательные люди замечают присутствие постороннего шума.

Из-за отсутствия «земли» бытовые приборы могут оказаться под напряжением

Проверка изоляции заземления — как самостоятельно сделать проверку сопротивления изоляции электросети и заземления оборудования

В электрических приборах необходимо заземление, чтобы снизить уровень напряжения до безопасного для окружающей среды.

Роль заземления и изоляции электросети

Заземление – это соединение электрических приборов с грунтовой массой для защиты от удара током. Если прибор не работает должным образом, то заземление может спасти человека. Самый простой заземлитель представляет собой металлический стержень, но в некоторых случаях это могут быть сложные элементы различной конфигурации.

При проверке качества заземления делаются измерения сопротивления на контуре заземления. Если такие проверки оборудования проводить регулярно и контролировать состояние заземлителя, то можно увидеть, надежно ли изолировано оборудование от перепадов напряжения.

Что представляет собой цепочка заземления

Цепочка заземления состоит из нескольких связующих элементов:

• непосредственно проводник
• фиксатор, соединяющий электрод и проводник
• электрод, помещенный в землю

Низкий уровень сопротивления такой цепи позволяет току стекать в землю, а мгновенное реагирование защитных реле помогает моментально создать изоляцию оборудования (и людей) от высокого напряжения.

Заземление и изоляция — это комплекс мер, направленных на защиту человека и техники как дома, так и на рабочем месте. Важно регулярно проверять сопротивление изоляции, чтобы убеждаться в обеспечении защиты на высоком уровне. Чтобы этот уровень был гарантирован, все значения элементов цепи заземления должны стремиться к нулю, но такие показатели сопротивления редко встречаются при проверке.

Почему уровень заземления не может быть равен нулю

С практической стороны сопротивление элемента заземления (металлического стержня) включает несколько составляющих:

• сопротивление металлической оболочки электрода и сопротивление в месте соединения проводника со стержнем заземления
• сопротивление в месте стыковки стержня с землей
• сопротивление поверхности земли попадающему в нее току – это называется сопротивление земли

Сопротивление земли является важнейшей частью заземления. Самый близкий к электроду слой грунта имеет самую маленькую поверхность и самое большое сопротивление. Если слои земли удалены от стержня, то сопротивление уменьшается.

Проверка состояния заземления и изоляции самостоятельно

Выполнить проверку изоляции электросети можно самостоятельно. Электророзетки современной бытовой техники оборудованы заземляющими элементами, что означает возможность их использования только в электрической сети, подключенной к заземляющему элементу – контуру. Показателем правильной работы контура является уровень его сопротивления.

Ток течет по цепочке с самым меньшим сопротивлением, поэтому если сопротивление контура маленькое, то будет обеспечен высокий уровень защиты. Значения сопротивления прописаны в правилах устройства электроустановок, для стандартной сети в 220 Вольт значение не превышает 4 Ом.

Чтобы замерить показатель, используется специальное оборудование — бытовым мультиметром здесь не обойтись. Сейчас существуют современные электроприборы, позволяющие сделать это быстро. Проверка значения сопротивления происходит поэтапно:

• шина должна быть очищена, чтобы обеспечить должный контакт
• в грунт вставляется пара стержней на глубину от полуметра до метра
• при помощи фиксаторов проводки оборудование крепится к шине и стержням
• проводится измерение по инструкции

Чтобы получить достоверные результаты измерения, забейте стержни вдали от подземных коммуникаций.

Проверка заземления в обычной розетке

Наличие заземляющего контакта на электророзетке еще не говорит о заземлении. Можно применить несколько способов проверки изоляции и заземления. Чтобы проверить заземление и изоляцию, понадобится мультиметр с отверткой, а также индикатор напряжения.

Фазу розетки можно определить тестером. После этого проверьте контакт индикатором: если он загорелся — розетка неисправна или неверно подключена.

Затем нужно отключить автоматы и снять электророзетку, а перед этим удостовериться, что к розетке подсоединены три провода. При выполнении такой последовательности действий розетку возвращают на место, затем подключают автоматы и продолжают проверку мультиметром. Порядок проверки мультиметром:

• сначала проверяется напряжение между нулем и фазой. Если напряжения нет, то порван нулевой провод
• далее – между грунтом и фазой. В этой ситуации напряжения может не быть при отсутствии заземления
• и напоследок – между грунтом и нулем. Отсутствие напряжения в этой комбинации говорит о занулении

Если вам ранее не приходилось самостоятельно проверять изоляцию заземления, ознакомьтесь с подробными инструкциями и проконсультируйтесь со специалистами.

Как проверить заземление? 5 лучших способов

Если внимательно рассмотреть современную розетку или вилку для подключения бытовых электроприборов, можно увидеть на ней отдельный контакт-лепесток для заземляющего провода. Он должен обязательно присутствовать в домашней разводке и быть соединенным с системой отвода опасного потенциала, в противном случае пользование обычной бытовой техникой, розетками станет небезопасным. Например, при нарушении изоляции устройства, подключенного к сети 220 В, напряжение может попасть на его электрические части, и, если человек их коснется, поражение током не избежать.

Чтобы этого не случилось, применяется система заземления, которая перераспределяет ток между пользователем техники и заземляющим контуром. Как известно, ток идет по пути наименьшего сопротивления. При наличии заземления он устремляется по третьему лепестку в розетке в землю, т. к. сопротивление человека по сравнению с элементами защиты от поражения током, чрезвычайно велико. В итоге на тело «приходится» не более 10 мА: это значение безопасно для здоровья. Все «остальное» моментально уходит в грунт. Однако есть оговорка: развитие положительного сценария возможно только при исправном заземлении. А как его проверить? Для этого нужно понимание работы всей системы и ее отдельных элементов.

Из чего состоит и как действует заземление

Условно можно выделить пару основных частей. Одна из них – заземлитель, могущий быть естественным или искусственным. В первом случае это, например, арматура ж/б фундамента, имеющая общий вывод в виде отдельной проволоки. Во втором – сварная конструкция, состоящая из нескольких соединенных между собой металлических стержней, погруженных в грунт на глубину 1,5-2,5 м. Второй элемент системы – проводник, соединяющий заземлитель с розетками, т. е. бытовой техникой. По общепринятым нормам, чаще всего провод, играющий эту роль, помещается в изоляцию желтого цвета с зеленой полосой.

Зачем нужно проверять заземление и как

Даже если монтаж электросети в доме осуществлялся профессиональными электриками, регулярные проверки необходимы. Причин несколько:

• существующие болтовые соединения с течением времени могут ослабевать: например, в розетках при чрезмерно частом включении/выключении вилок;
• подверженность коррозии элементов заземлителя под слоем грунта: стержней, соединительной полосы, отходящего провода.

Если вы, например, только въехали в квартиру и вас убеждают, что заземление есть и оно работает, неплохо для начала проверить его наличие в принципе. Наличие желтого проводка с зеленой линией, подсоединенного к соответствующему лепестку в розетке – еще не повод говорить, что заземление в доме есть и оно работает. Проверить это несложно, процедура осуществляется несколькими способами.

С помощью тестера

Сначала желательно выяснить, где фазовый контакт с помощью индикатора в виде отвертки с прозрачной ручкой: при касании нужной клеммы щуп засветиться (пометьте или запомните контакт). далее понадобится обычный, можно из разряда недорогих, вольтметр. Поставьте предел измерений в секторе АС (переменный ток) на любое максимальное значение, близкое к 220 вольт, но превышающее его: например, 250 или 500. Один щуп вставьте в фазу розетки, другой в ноль. При исправной сети прибор покажет значение, примерно равное 220. Теперь одним щупом прикоснитесь к лепестку заземления, вторым к фазе. Если тестер покажет 220 или немного меньше, система заземления работает. Если реакция вольтметра отсутствует, значит, нет.

Посредством лампочки

Потребуется патрон с ввернутым и заведомо исправным источником света, изолированный двухжильный провод. Зачистите оба конца от изоляции. Алгоритм действий такой же, что и при проверке тестером. Если при касании заземляющего лепестка и фазы свет горит (свечение может быть немного тусклее), заземление функционирует. Если свет от лампочки становится чрезмерно тусклым, придется проверять все элементы системы заземления. Если лампочка не горит — его нет вообще или на линии обрыв. Бывает и так, что заземлитель свое отслужил – коррозия «съела» стержни в земле или отгнил соединяющий провод, не контачит болтовое соединение. Но если все работает? Проверить все равно надо: на этот раз не напряжение, а сопротивление.

Приборы для тестирования работоспособности заземления

Сегодня рынок представляет достаточное количество моделей, предназначенных для работы в определенных условиях или универсальных. Условно стоит выделить несколько больших групп изделий, используемых наиболее часто:

1. Стрелочные омметры, используемые совместно с ручными генераторами. Чтобы получить измерения, их нужно крутить вручную: зато никакие химические источники питания не требуются.
2. Тоже стрелочные приборы, получающие энергию от обычных гальванических батареек.
3. Цифровые омметры. Результаты измерений выводятся на дисплей, в комплекте имеются бесконтактные клещи. Питание – от обычных низковольтных элементов.

Несмотря на развитие технологий в сфере измерительных приборов, наиболее простые из них, благодаря своей надежности, до сих пор пользуются популярностью. Поэтому работу с омметром стоит рассмотреть на примере оного из таких изделий – М416, хорошо известным профессионалам со стажем. В основе конструкции – стрелочный индикатор с несколькими пределами измерений, для питания используются три элемента напряжением по 1,5 вольта.

Проверка заземления прибором М416

Омметр установите на строго горизонтальную поверхность, при необходимости поменяйте батарейки. Прибор нужно располагать максимально близко к измеряемым точкам, чтобы длина щупов как можно меньше влияла на результаты исследований. Дальнейшие действия:

• Калибровка. Переключатель диапазонов измерений установите в положение «Контроль 5 Ом». Нажмите красную кнопку и, вращая реохорд, поставьте стрелку как можно точнее в положение «0». Отпустите кнопку: шкала будет показывать 5 Ом, что означает готовность прибора к работе.
• Замеры производятся в соответствии со схемами, нанесенными на внутреннюю часть крышки омметра.

Максимальное значение для частного дома – 30 Ом (на практике должно быть гораздо меньше). Если вы покупали комплект для заземления, более точные значения ищите в инструкции к нему.

Чтобы произвести измерения, нужно вкопать дополнительный заземляющий штырь на глубину 50 см и расстоянии 5-10 м от заземлителя: как минимум, в 5 раз больше длины стальной ленты, соединяющей стержни (стороны треугольника, если такая форма конструкции). На одинаковом расстоянии от дополнительно стержня и заземлителя установите потенциальный зонд-электрод для снятия напряжения (глубина 50 см). Теперь нужно собрать электрическую цепочку:

• между вспомогательным контрольным и штатным стержнем заземлителя последовательно включите источник переменного напряжения: например, вторичную понижающую обмотку трансформатора от сварочного аппарата;
• в разрыв провода, идущего к вкопанному заземлителю, тоже последовательно, включите амперметр;
• между заглубленной штатной конструкцией, к этой же точке, подсоедините вольтметр, второй его контакт – к зонду-электроду.

Переставьте зонд в другое место, третье и снова повторите операцию. Правильным будет считаться худший результат. Вычисление сопротивления производится по закону Ома: R=U/I. Трансформатор нужно достаточно мощный, чтобы он хоть примерно имитировал энергопотребление дома. Такой способ измерения сопротивления наилучшим образом подходит для частного дома.

Другие способы проверки приборами

Есть и более простой метод, заключающийся в использовании токовых клещей. Они представляют собой инструмент-трансформатор с амперметром, в котором уже есть первичная обмотка, а роль вторичной играет измеряемый проводник (например, стальная полоса от заземлителя). Остается заранее измерить напряжение и разделить его на полученную при помощи клещей силу тока, согласно закона Ома. Метод привлекателен тем, что для проведения измерений не нужно отключать заземлитель от оборудования (домашней сети).

Еще можно «прозвонить» самые проблемные места: соединения. Это называется «измерение переходных сопротивлений». Например, между отводом, идущим от заземлителя (уже на поверхности) и проводом, идущим к лепестку в ближайшей к нему розетке. Т. е. измерения производятся вокруг соединения. Предварительно зачистите поверхность металлической полосы до блеска металла. Если сопротивление больше 0,05 Ом, проверьте, нормально ли закручена гайка на болте: подкрутите ее. При внешних проявлениях коррозии раскрутите соединение, зачистите отдельно гайку, болт, пластину и соедините вновь. На заключительно этапе все обработайте антикоррозийным составом. У полосы можно покрасить только видимую часть: не забывайте, что ток идет только по поверхности проводника.

Как увеличить сопротивление?

Это можно сделать двумя путями. Первый из них заключается в увеличении количества вертикальных стержней. Они вбиваются на расстоянии 1 м от того штыря, к которому прикручен болт с гайкой и отводным проводом. Новый штырь соединяется со старыми с помощью сварки и стальной полоски. Второй метод – увеличение содержания соли в окружающей заземлитель почве. Правда, это поможет временно. Растворите в ведре воды пачку соли и вылейте в районе заземлителя.

Периоды проверки сопротивления заземлителя

Согласно нормам ПУЭ, проверять вкопанные заземляющие элементы нужно не реже, чем раз в 12 лет. В этом случае проверяется не только надежность соединений и сопротивление заземлителя, но и состояние металлических частей в плане противостояния коррозии. Однако общие проверки с использованием измерительных приборов, без копок, стоит производить чаще: раз в 6 лет. Внеплановое тестирование проводится в случае стихийных бедствий, техногенных катастроф.

Как проверить тестером сопротивление – каковы варианты? + видео

У кого-то такой прибор есть дома, достался в наследство и лежит в шкафу… Мы постараемся частично раскрыть его потенциал, и для начала разберем, как проверить тестером сопротивление!

Как замерить тестером сопротивление и где необходимы такие операции?

Под тестером измерения сопротивления заземления понимается измерительный прибор со встроенным микропроцессорным управлением. С его помощью можно узнать не только сопротивления заземлений, но также и удельное сопротивление грунта. Им хорошо определяются имеющиеся паразитные напряжения в почве. Последние модели тестеров полностью автоматические и удобны в работе. Обычно их используют для измерений систем заземлений на электростанциях, на многих промышленных предприятиях, а также в тех отраслях, где есть распределительные сети.

Обычно стандартные приборы состоят из следующих элементов: корпуса измерителя, передней и базовой панелей, панели с соединительными разъемами, клавиш обозначений органов индикации, а также управления измерителя. Последние модели таких приспособлений являются переносными приборами с внутренним источником питания. Измерение сопротивления тестером заземляющих устройств должно осуществляться так, чтобы они соответствовали общим европейским стандартам. Обычно тестеры имеют в комплекте все основные принадлежности, которые нужны для выполнения испытательных работ.

Современные приборы оборудованы электронной частью. Производители используют при изготовлении SMD-технологии, а значит, в работе не нужно дополнительное обслуживание. Дисплей ЖК выполнен по традиционной разработке, и с его помощью легко считывается вся получаемая в процессе информация. Тестеры легки и просты в использовании. Операторам не надо проходить специальное обучение и подготовку, достаточно будет только внимательно изучить инструкцию, как померить сопротивление тестером.

Прежде, чем мы узнаем, как замерить тестером сопротивление, разберем основные сферы применения этого прибора и самые частые операции, которые им выполняются. С помощью данного прибора можно осуществлять следующие работы: тестировать безопасность электроустановок, машин и механизмов, испытывать и сертифицировать структурированные кабельные сети, измерять, регистрировать и анализировать системы электрораспределения, фиксировать параметры окружающей среды, электропроводки внутри помещений и контролировать работы климатического оборудования.

Смысл проведения работ, связанных с заземлением не только закрытых, но и открытых проводящих частей электронагрузок, в том, чтобы рассчитать возможные электрические потенциалы, которые могут возникнуть на электрических нагрузках, когда имеется неисправность, к потенциалу земли.

Как проверить тестером сопротивление – методы изысканий

Есть много разных методов измерений системы заземления, которые встречаются среди пользователей. Многие из них имеют свои преимущества и ограничения. Наиболее часты следующие методы:

• с использованием внутреннего генератора и 2-мя электродами;
• используя внешнее измерительное напряжение без подключения вспомогательных измерительных электродов;
• используя внешнее напряжение и вспомогательные электроды;
• используя внутренний генератор и 2 измерительных электрода, или с помощью одних измерительных клещей;
• бесстержневой метод, в котором используются два измерительных клеща.

Если работа проводится методом с внутренним генератором и с применением двух измерительных электродов, в данном случае будет использоваться синусоидальный измерительный сигнал. Этот сигнал – идеальный вариант, в отличие от прямоугольного. Чаще используется именно синусоидальный сигнал, если измерение системы заземления имеет индуктивные компоненты как дополнение к активным сопротивлениям. Такой метод применим там, где заземление делается с помощью металлических полос, которые обходят вокруг объектов работы. Также этот подход наиболее предпочтителен тогда, когда все условия, в том числе и физические, позволяют его реализовать.

Методом, где используется внешнее измерительное напряжение без включения вспомогательных измерительных электродов, обследуют, если необходимо измерить заземления в системах ТТ. Основным преимуществом данного метода является то, что в работе не нужно использовать вспомогательные измерительные электроды. Это очень ценное условие для городов, так как мало свободного пространства на земле для того, чтобы разместить испытательные электроды. Методом, где используется не только внешнее измерительное напряжение, а также и вспомогательные электроды, активно обследуют в отдаленных населенных пунктах, в сельской местности. Для работы таким методом надо много свободного пространства.

Метод, где используется внутренний генератор и 2 измерительных электрода, или же с помощью одних измерительных клещей, работает тогда, когда не нужно разъединять электроды заземления. Часто эти электроды могут быть параллельно соединены с испытательными электродами. Бесстрежневым методом работают тогда, когда нужно проводить измерения в непростых заземляющих системах (особенно, если это множественные параллельные электроды заземления). Также этот метод используют при наличии вторичной системы с малым сопротивлением заземления. Благодаря этому методу, можно выполнять измерения без вспомогательных электродов. Важным преимуществом является то, что нет нужды разрывать шины заземлений.

Измерение сопротивления тестером – особенности процесса

А теперь обсудим самое любопытное – как измерить сопротивление заземления тестером. Любая подобная работа должна начинаться с внешнего осмотра всех элементов заземляющих контуров. Обязательно нужно проверить не только качество сварочных работ, но и качество болтовых соединений. Если при осмотре не было серьезных замечаний, то можно смело начинать выполнять измерения. Обычно помимо основного прибора в работе необходимо наличие специальных электроизмерительных агрегатов.

Чтобы полноценно и правильно измерить сопротивление заземлений, нужно знать и выполнять все общие правила работы.  Важно вначале работы обратить внимание на то, чтобы прибор находился в горизонтальном положении, и были установлены все элементы питания. Надо следить за стрелкой прибора: если положение переключателя диапазона находится в необходимом состоянии, то она должна быть на нуле. Все провода нужно подключать только по специальным схемам.

Если проводится непосредственное измерение сопротивлений и применяются, помимо зонда, и дополнительные электроды в виде металлических стержней, то они должны быть заглублены в грунт на расстоянии около 0,5 м. Все проверки сопротивлений любых заземляющих устройств должны проводиться по графику, который утверждается на предприятии. Обычно они проводятся один раз в полгода. Если самостоятельно провести анализ невозможно, то необходимо обращаться за помощью к специализированным организациям. Важно при выполнении измерений максимально обеспечивать безопасность при пользовании электричеством.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Проверка контуров заземления в СПб

Зачем нужна проверка заземления

Рассмотрим землю в качестве общего гигантского проводника для всех электрических процессов. К ней можно присоединиться в любой части планеты — как с помощью промежуточной среды, так и напрямую. Земля используется в качестве нейтрального проводника, а также для защиты от поражения током. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), заземление является преднамеренным соединением токоведущих или проводящих частей электрических установок с землей. Учитывая, что это устройство призвано защищать жизнь и здоровье человека при возникновении нестандартной ситуации, проверка заземления — дело важное и актуальное. Под нестандартной ситуацией имеется в виду несанкционированное попадание напряжения на проводящие ток детали.

Что в первую очередь защищают в квартире от утечек тока? Электрощиты, корпуса бытовой техники (холодильника, стиральной машины и пр.), ванну, полотенцесушитель и другие металлические предметы. Защитный контур состоит из проводника, соединения, заземлителя и грунта. Каждая розетка включает три контакта — «ноль», «фаза», «земля»: первая пара соединяется с электростанцией, а последняя уходит в грунт. Электрощит объединяет все провода распределителя в доме.

Случаи нарушения изоляции и утечки электричества не так редки, как кажется. Избыточное напряжение из металлических частей должно перенаправляться в землю, пока не сработает защитное оборудование. Практика доказывает, что нельзя на 100% доверять строителям и электрикам, осуществляющим схему заземления, также в самом контуре со временем снижается эффективность действия. Поэтому раз в три года выполняют проверку исправности заземления (рекомендованная периодичность для жилых помещений). Кроме того, для организации внеплановой проверки цепи заземления достаточно уловить несколько настораживающих сигналов:

• металлические корпуса бытовой техники бьются током;
• на отопительных батареях толстым слоем оседает пыль;
• в аудиоколонках и наушниках слышится посторонний шум.

Как проверять контуры заземления

Выполняется проверка контура заземления путем определения работоспособности элементов:

• электродов и грунта;
• заземляющей шины и проводника;
• соединений в цепи, то есть металлосвязей.

Для проверки грунта подходит сухое время года, кроме контроля защиты от молний. Такая потребность возникает на этапе проектирования частного дома, а именно на стадии продумывания электрокоммуникаций. Самой важной частью заземления считается сопротивление земли, его определяют с помощью специального прибора — измерителя сопротивления заземления. Чтобы провести проверку состояния заземления, потребуется очистка шины для достижения достаточного контакта, внедрение в грунт двух стержней на 0,5 — 1 метр в глубину, фиксация оборудования на стержнях и шине, а также замеры показателей по инструкции. Важный момент: для повышения точности измерений стержни не размещают около подземных коммуникаций.

Целостность металлосвязей проверяют визуально, с применением молоточка с изолированной рукояткой. Незначительное дребезжание проводника указывает на целостность контакта. Сопротивление каждого металлического соединения должно соответствовать нормативам: проверка

работы заземления на данном этапе проводится с применением омметра или мультиметра. Если значения не превышают 0,05 Ом, значит проверка целостности заземления продемонстрировала хорошие результаты.

Что делать, если проверка выявила отсутствие заземления

Если застройщиком не предусмотрено обустройство заземления, есть несколько вариантов решения проблемы. Например, в качестве временного варианта защиты следует подключить УЗО — устройство защитного отключения — которое выключит питание электроприбора или группы розеток при утечке электричества. Также специалисты советуют заменить домашнюю проводку на трехжильную: если инструментальная проверка наличия цепи заземления покажет отсутствие таковой, с новой проводкой вы будете готовы к оперативному подсоединению провода РЕ к этажной шине в щите. Модернизация электропроводки — хороший вариант.

Еще вариант — монтаж индивидуального заземляющего контура. Для этих целей крайне желательно заказать услуги электролаборатории по проверке заземления в СПб. Дело в том, что самодеятельность может закончиться весьма плачевно, в том числе и в правовом поле. Понадобится вмешательство в утвержденный проект, согласование действий с управляющей компанией. Спокойнее для всех жильцов дома, если работу берут на себя мастера — с использованием профильных точных инструментов, отчетностью и всей необходимой документацией.

Особенно хочется предостеречь любителей выборочной проверки состояния контура заземления с тягой к экспериментам. К пагубным последствиям может привести решение соединить третий провод с системой отопления или водопровода (подробнее в ПУЭ 1.7.110). Опасность заключается в том, что пробой тока происходит на металлический корпус прибора, далее напряжение переходит по стоякам батарей и водоснабжения других квартир, а простое прикосновение к трубе или текущей воде из-под крана может привести к травме или гибели человека.

Будьте осторожны, небезопасной организацией заземления считается еще несколько вариантов:

• «зануление» чревато неприятными последствиями при обрыве нулевого провода в сети;
• недопустимо заземлять приборы последовательно, то есть друг через друга;
• нельзя подсоединять несколько проводов к одной клемме шины РЕ, следуйте правилу — одна контактная площадка = один проводник.

Как самостоятельно проверить качество заземления в квартире

Для проверки системы заземления своими руками есть два метода. Первый основан на применении отвертки, тестера и изолированного провода с парой щупов на концах. Второй требует наличия длинного провода и предполагает детальную проверку сопротивления контура заземления (инструментарий для этого способа берут тот же). Отталкивайтесь от норматива: в квартире и частном доме должны заземляться все розетки и металлические предметы. Последовательность тестирования приводим в таблице.

Первый метод	Второй метод проверки защитного заземления
1. Проверка на заземление контакта в розетке. Определите тестером или подключением бытового прибора, находится ли розетка под напряжением. Если напряжение есть, отключите его в щитке через УЗО, не выключая прибор.	1. Возьмите индикаторную отвертку и с ее помощью проверьте в щите желто-зеленый провод. Это контур заземления, и он должен быть без напряжения.
2. Дальше необходимо вытащить вилку прибора из отключенной с помощью автомата розетки. Снимите крышку и обратите внимание, куда подсоединен контакт заземления. Визуально проверка наличия заземления определяется по контакту заземления: он должен уходить к отдельному проводу, ведущему в стену. Также заземляющий контакт может быть не подключен вовсе или соединятся с одной из клемм. Соберите розетку и вновь подключите устройством защитного отключения в щитовой.	2. Синий провод — это «ноль», к нему подключите щуп проводника. Другой щуп подсоединяется к желто-зеленому проводу. «Автомат» должен сработать, тогда делаем вывод о нормальном состоянии заземляющего контура на входе.
3. После визуальной проверки заземления и зануления тестируем прибором или индикаторной отверткой: требуется выяснить, не брошен ли заземляющий контакт на фазу. Потом проверяем заземление провода, с которым соединен контакт. Отверткой-индикатором ищете фазу в розетке, убираете с нее палец и на сенсор кладете щуп изолированного провода — в норме индикатор не светится. Другой конец провода доведите до заземляющего контакта: если лампочка-индикатор загорелась, проверка монтажа заземления прошла успешно.	3. В третьей фазе испытаний попытаемся провести проверку заземления на выходе щитка. Рычаг УЗО возвращается во взведенное состояние. Один конец изолированного провода остается на «0», а второй исследует по очереди каждую розетку и металлические предметы в помещении. При касании каждый раз сработает «автомат» — это признак нормы
4. Если тест показал другой результат, вызовите мастера-электрика.	4. В идеале ванная комната оборудована системой уравнивания потенциалов (СУП). В этом пластиковом боксе укладывают металлические шины и провода, и в этом месте напряжение должно отсутствовать. При проверке надежности заземления не обходите вниманием эту зону: протестируйте индикатором на отсутствие напряжения и подтяните болты.

Проверка сопротивления заземления мультиметром.

Если электрическая часть в квартире или доме уже смонтирована, в бытовых условиях проверка эффективности контура заземления определяется мультиметром — это один из многочисленных вариантов диагностики. Начинается процесс с визуального осмотра. Квартирный вводный автомат отключают, одну розетку разбирают и осматривают. К клемме должен подходить заземляющий проводник, желто-зеленый по цвету. Если это так, заземление в розетке присутствует, но если там находятся только провода синего и коричневого цвета, соответствующие нулю и фазе, защитного заземления нету. При этом проверка исправности защитного заземления все равно потребуется, даже при наличии желто-зеленого провода.

Теперь о том, как провести проверку контура заземления мультиметром. Сначала включают автомат в распределителе, чтобы в розетках появилось напряжение. На приборе следует выставить режим замеров напряжения. Щупами обеспечиваем контакт с фазой и нулем и наблюдаем, какое значения напряжения покажет прибор. Показатели должны приближаться к 220 В.

Такое же измерение надо выполнить между заземляющим и фазным контактами. Незначительное отличие от 220 В допустимо, главное просто увидеть какие-либо цифры на экране: это значит, что удалось проверить наличие заземления и измерить напряжение между контактами. Если цифровое значение на экран не выводится, контур заземления неисправен или его нет вообще.

При отсутствии мультиметра можно сделать самодельный тестер из патрона, лампочки, проводов и концевиков. Получится так называемая “контролька”, она же контрольная лампочка. Чтобы

воспользоваться самодельным тестером, следует дотронуться одним щупом к фазному контакту, а другим — к нулевому. В идеале при этом лампочка светится. Далее концевик с нуля перенесите на усик контакта-заземлителя. Свечение лампочки свидетельствует о работоспособности контура, слабый свет говорит о его изношенности, а отсутствие света — о неработоспособности защиты или перепутывании ноля с фазой при установке розетки.

Кроме описанных выше устройств, интернет-форумы рекомендуют проверять сопротивление защитного заземления аналоговыми приборами МС-08, ИСЗ-2016, Ф4103 (М1), М-416 или цифровыми MRU 105, 120, 200. Отметим, что в профессиональной среде для официальных замеров не используют популярные в народе мультиметры и мегаомметры, так как они дают лишь приблизительные значения сопротивлений. Эксперты используют специальную тестирующую аппаратуру, точность которой заверена лабораторными поверками.

Профессиональная проверка и испытания заземления

Преимущества обращения к специалистам за проверкой исправности цепи заземления неоспоримы:

• квалифицированные мастера разбираются в нормативах, регламентированных в ПУЭ, правилах электробезопасности, нормах по защите персонала и подключенных устройств от поражения током;
• проверка сопротивления заземления проводится с привлечением современных устройств — FLUKE 1653b, Megger DET14C, точность которых подтверждается ежегодными лабораторными поверками;
• особый вид работ — проверка целостности цепи заземления на производстве; к оборудованию допускают обученных сотрудников электроизмерительной лаборатории с разрешением;
• по результатам работ по профессиональной проверке и испытаниям заземления заказчик получает протокол измерения.

В процессе учитывают климатические условия на момент испытаний (температура, влажность, давление), вид и характер грунта, тип заземляющего устройства и режим нейтрали, удельное сопротивление грунта. Испытания проводятся на базе технических нормативов ПУЭ. В конечной документации отражена информация по объекту проведения мероприятий, назначению заземлителя, сезонному поправочному коэффициенту, расстоянию между электродами, а также допустимое, измеренное и приведенное сопротивление заземляющих устройств.

Рассмотрим диагностику заземления на примере прибора М-416: на этапе завершения монтажа, а также для контроля текущего состояния готового контура. Контролируется целостность стержня, оценивается необходимость реконструкции при усилении нагрузки на сеть. Критически важно выяснить номинал сопротивления, если в цепь электропитания не вмонтированы защитные устройства (УЗО, АВ).

Принцип проверки контура заземления прибором М-416:

• перед началом работ подберите прибор с наивысшим классом точности, смените батарейку и откалибруйте;
• прибор ставится строго горизонтально, а также в режиме «Контроль» устройство проверяют на пригодность (после установки переключателя на «Контроль» вращают рукоятку и наблюдают за движением стрелки, которая при нормальном функционировании приходит к отметке 5 (±0,3)).
• отыщите металлический основной штырь заземления возле дома, расположение обычно помечено настенным знаком, а сверху тянется проволока из металла;
• для проверки заземления и измерения сопротивления следует дождаться благоприятной погоды, вбить в землю основной и дополнительный электроды на глубину не менее 50 см; замеры суммарного сопротивления заземляющего стержня и грунта производят между основным и дополнительным штырями — предварительно убедитесь в отсутствии напряжения, используя указатель напряжения на корпусе электроустановки и заземляющем (зануляющем) проводнике;
• значение R-заземления на стрелочном указателе не должно превышать 10 Ом, погрешность метода не превышает 15%.

Благоприятными условиями для проведения испытаний и измерений сопротивления заземления считается светлое время суток, температура окружающей среды от -30⁰С до +40⁰С, относительная влажность воздуха не должна превышать 90% (влажность замеряется при 30⁰С). Внешних магнитных полей быть не может, кроме естественного поля земного магнетизма. На момент проверки исправности защитного заземления схема цепи должна быть смонтирована и полноценно укомплектована.

В каких случаях нельзя работать с приборами над проверкой заземления и измерением сопротивления? Недопустимо приступать к работе при наличии визуальных дефектов в целостности соединений, швов и иных частях контура.

Если вас интересуют замеры контура заземления, такие услуги в СПб предоставляет передвижная Электролаборатория Элтек. Услуги электролаборатории по замеру сопротивления контура заземления осуществляются в СПБ и Ленинградской области. Просто оставьте заявку на почте или по телефону на проведение испытаний по проверке заземления и лаборатория свяжется с вами. После согласования сроков проведения и стоимости работ клиент получает команду опытных мастеров для проверки защитного заземления и других услуг. После оплаты протокольная отчетность по объекту будет доставлена заказчику.

методов наземных испытаний | EC&M

Предоставлено www.MikeHolt.com.

Эта статья является пятой в серии из 12 статей о различиях между заземлением и заземлением.

Давайте начнем обсуждение, сосредоточив внимание на требованиях к объединению услуг.

Металлические части кабельных каналов и / или кожухов, содержащие рабочие провода, должны быть соединены вместе [разд. 250.92 (А)]. Используйте соединительные перемычки вокруг переходных шайб и кольцевых заглушек для сервисных дорожек качения (, рис.1 ). Вы можете использовать стандартные контргайки для механических соединений с дорожками качения, но вы не можете использовать их в качестве скрепляющих средств [разд. 250.92 (B)].

Рис. 1. Следуйте этим требованиям, чтобы правильно закрепить оборудование на месте обслуживания.

Обеспечьте сервисное соединение одним из следующих способов [разд. 250.92 (B)]:

(1) Прикрепите металлические части к рабочему нейтральному проводу. Для соединения корпуса рабочего выключателя с нулевым проводом обслуживания требуется основная перемычка [разд.250.24 (B) и п. 250,28]. В корпусе сервисного разъединителя рабочий нейтральный проводник обеспечивает эффективный путь тока замыкания на землю к источнику питания [гл. 250,24 (C)]; следовательно, вам не нужно устанавливать перемычку на стороне питания в ПВХ-кабелепровод, содержащий входные провода для обслуживания [разд. 250.142 (A) (1) и п. 352.60, исключение № 2].

(2) Присоедините металлические дорожки качения к резьбовым муфтам или ступицам с резьбой, указанным в списке.

(3) Соедините металлические дорожки качения с фитингами без резьбы.

(4) Используйте перечисленные устройства, такие как контргайки соединительного типа, втулки, клинья или втулки с соединительными перемычками к рабочему нейтральному проводнику. Перечисленный соединительный клин или проходной изолятор с соединительной перемычкой к рабочему нейтральному проводнику требуется, когда металлическая дорожка качения, содержащая служебные проводники, заканчивается кольцевым выбиванием.

Перемычка на стороне питания того типа провода, который используется для этой цели, должна иметь размер в соответствии с таблицей 250.102 (C) (1), основанный на размере / площади проводников рабочей фазы внутри кабельного канала [разд.250.102 (C)]. Контргайка соединительного типа, соединительный клин или соединительная втулка с соединительной перемычкой могут использоваться для металлической дорожки качения, которая заканчивается к корпусу без кольцевого выбивания.

Крепежная контргайка отличается от стандартной контргайки тем, что она содержит крепежный винт с острым концом, который входит в металлический корпус, обеспечивая надежное соединение. Присоединение одного конца служебного кабельного канала к служебной нейтрали обеспечивает необходимый путь тока короткого замыкания с низким сопротивлением к источнику.

Соединительные системы связи

Для систем связи должно быть предусмотрено оконечное устройство соединения [Art. 805], радио и телеаппаратура [ст. 810], CATV [ст. 820] и подобные системы [разд. 250.94]. Вы соединяете эти разные системы вместе, чтобы минимизировать разницу напряжений между ними.

Оконечное устройство для межсистемного соединения должно отвечать всем следующим требованиям [разд. 250.94 (A)]:

(1) Будьте доступными.

(2) Иметь емкость не менее трех проводов межсистемного заземления.

(3) Устанавливать так, чтобы не мешать открытию какого-либо корпуса.

(4) Быть надежно закрепленным и электрически подключенным к сервисному разъединителю, корпусу счетчика или проводнику заземляющего электрода (GEC).

(5) Быть надежно закрепленным и электрически подключенным к разъединителю здания или GEC.

(6) Указывается как заземляющее и соединительное оборудование.

Исключение: оконечное устройство межсистемного соединения не требуется, если системы связи вряд ли будут использоваться.

«Межсистемный контактный зажим» — это устройство, которое обеспечивает средства для подключения соединительных проводов систем связи (витой провод, антенны и коаксиальный кабель) к системе заземляющих электродов здания [ст. 100] ( Фиг. 2 ).

Рис. 2. Оконечное устройство для межсистемного соединения должно соответствовать всем требованиям гл. 250,94 (А).

Склеивание металлических частей

Металлические части, предназначенные для использования в качестве заземляющих проводов оборудования (EGC), должны быть соединены вместе, чтобы гарантировать, что они могут безопасно проводить ток короткого замыкания, который может быть на них наложен [разд.110.10, п. 250.4 (A) (5), п. 250.96 (A) и Таблица 250.122 Примечание].

Непроводящие покрытия, такие как краска, необходимо удалить, чтобы обеспечить эффективный путь тока замыкания на землю, или концевые фитинги должны быть спроектированы так, чтобы их удаление не требовалось [разд. 250,12].

Соединение цепей 277 В и 480 В

Металлические кабельные каналы или кабели, содержащие цепи 277 В или 480 В, оканчивающиеся кольцевыми заглушками, должны быть прикреплены к металлическому корпусу с помощью перемычки размером в сек. 250.122 [Разд. 250.102 (D)].

Там, где не встречаются выбивки увеличенного размера, концентрические или эксцентричные, или если коробка или корпус с концентрическими или эксцентрическими отверстиями указаны в списке для обеспечения надежного склеивающего соединения, перемычка не требуется. Но вы должны использовать один из методов, перечисленных в Исключении из Разд. 250,97. Например, используйте две контргайки на жестком металлическом трубопроводе или промежуточном металлическом трубопроводе, одну внутри и одну снаружи ящиков и шкафов.

Перемычки для подключения оборудования должны закрываться любым из восьми способов, перечисленных в разд.250,8 [п. 250.102 (B)]. К ним относятся перечисленные соединители давления, клеммные колодки и экзотермическая сварка.

Размер перемычки на стороне питания

Размер перемычки на стороне питания должен соответствовать размерам, указанным в таблице 250.102 (C) (1), в зависимости от размера / площади фазового проводника внутри кабелепровода или кабеля [разд. 250.102 (C) (1)].

Если фазные провода питания соединены параллельно в двух или более кабельных каналах или кабелях, установите размер перемычки заземления на стороне питания для каждого из них по Таблице 250.102 (C) (1), исходя из размера / площади фазных проводов в каждой кабельной канавке или кабель [Сек.250.102 (C) (2)].

Размер одной перемычки на стороне питания, устанавливаемой для соединения двух или более дорожек или кабелей, должен соответствовать Таблице 250.102 (C) (1), Примечание 3, исходя из эквивалентной площади фазных проводов на стороне питания [разд. 250.102 (C) (2)].

Давайте рассмотрим пример, который поможет прояснить эти требования.

Вопрос : Какой размер перемычки на стороне питания требуется для трех металлических кабельных каналов, каждая из которых содержит служебные проводники 400 тыс. Км мил?

Ответ : согласно п.250.102 (C) (2) и Таблица 250.102 (C) (1), вам понадобится соединительная перемычка 1/0 AWG на стороне питания для каждой дорожки качения. Для нескольких кабельных каналов допускается использование одной перемычки на стороне питания в зависимости от эквивалентной площади фазных проводов на стороне питания.

Размер соединительной перемычки на стороне нагрузки

Размер соединительной перемычки на стороне нагрузки устройств максимального тока фидера и ответвительной цепи в сек. 250.122 [Разд. 250.102 (D)].

Давайте рассмотрим еще один пример, который поможет прояснить эти требования.

Вопрос : Перемычка заземления оборудования какого размера требуется для каждого металлического кабельного канала, где проводники цепи защищены устройством защиты от перегрузки по току (OCPD) на 1200 А?

Ответ : Если вы используете одну соединительную перемычку для соединения двух или более металлических дорожек качения, измеряйте ее размер в секунду. 250.122, исходя из рейтинга самой большой цепи OCPD. В этом случае быстрая проверка таблицы 250.122 показывает нам, что требуется соединительная перемычка оборудования 3/0 AWG ( рис.3 ).

Рис. 3. Подбирайте перемычку для подключения оборудования в соответствии с номиналом самого мощного устройства максимального тока цепи.

Соединение систем трубопроводов и обнаженного конструкционного металла

Электрически непрерывные металлические водопроводные трубы должны быть соединены с одним из следующих [разд. 250.104 (A) (1)]:

(1) Корпус сервисного выключателя

(2) Рабочий нулевой провод

(3) GEC, если достаточное сечение

(4) Один из заземляющих электродов заземления электродная система, если GEC или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер

Соединительная перемычка системы металлических трубопроводов должна быть медной, если в пределах 18 дюймов.поверхности земли [гл. 250.64 (A)] и надлежащим образом защищены в случае физического повреждения [разд. 250,64 (В)].

Дорожка качения из черного металла, содержащая GEC, должна быть электрически непрерывной путем соединения каждого конца дорожки качения с GEC [разд. 250.64 (E)]. Точки крепления должны быть доступны.

Размер соединительных перемычек для металлических систем водопровода указан в Таблице 250.102 (C) (1), в зависимости от размера / площади проводов рабочей фазы. Они не должны быть больше меди 3/0, алюминия или алюминия, плакированного медью, или алюминия с медью толщиной 250 тыс. См, за исключением случаев, предусмотренных в разд.250.104 (А) (2) и (А) (3).

Склеивание не требуется для изолированных участков металлического водяного трубопровода, подключенного к неметаллической системе водяного трубопровода. Фактически, эти изолированные участки металлических трубопроводов не следует соединять, поскольку они могут стать причиной поражения электрическим током при определенных условиях.

Когда электрически непрерывная металлическая водопроводная система в отдельном помещении металлически изолирована от других людей в здании, металлическая водопроводная система для этого человека может быть подключена к клемме заземления оборудования распределительного устройства, распределительного щита или щита.Выберите размер перемычки в зависимости от номинального значения OCPD цепи в секунду. 250.102 (D) [Разд. 250.104 (А) (2)].

Металлическая водопроводная система здания, снабженная фидером, должна быть подключена к одному из следующих компонентов:

(1) Клемма заземления оборудования в корпусе отключения здания.

(2) Заземляющий провод фидерного оборудования.

(3) Один из заземляющих электродов в системе заземляющих электродов, если заземляющий электрод или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер.

Размер соединительной перемычки в сек. 250.102 (D), но он не обязательно должен быть больше, чем самый большой провод фазы фидера или ответвительной цепи, питающей здание.

Другие системы металлических трубопроводов в здании или прикрепленные к нему должны быть соединены [разд. 250.104 (B)]. Трубопровод считается соединенным, если он подключен к прибору, который подключен к заземляющему проводу оборудования цепи.

Информационное примечание 1. Склеивание всех металлических трубопроводов и металлических воздуховодов обеспечит дополнительную безопасность.

Информационное примечание 2: Дополнительную информацию можно найти в NFPA 54, Национальный кодекс по топливному газу, и NFPA 780, Стандарт на установку систем молниезащиты.

Открытый конструкционный металл, который соединен между собой в металлический каркас здания, должен быть прикреплен к одному из следующих [разд. 250.104 (C)]:

(1) Корпус отключения для обслуживания.

(2) Нейтраль в сервисном разъединителе.

(3) Корпус разъединителя здания для питаемых от фидера.

(4) GEC достаточного размера.

(5) Один из заземляющих электродов системы заземляющих электродов, если GEC или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер.

Комментарий автора : Это требование не распространяется на металлические элементы каркаса (например, металлические стойки) или металлическую обшивку здания.

Металлические водопроводные системы и металлические конструкции, соединенные между собой в каркас здания, должны быть соединены с вторичной обмоткой трансформатора в соответствии с сек.250.104 (D) (1) — (D) (3). Например, открытый конструкционный металл, используемый таким образом в области, обслуживаемой трансформатором, должен быть соединен с нейтральным проводником вторичной обмотки, где GEC подключается к трансформатору [разд. 250.104 (D) (2)].

Исключение № 1: Соединение с трансформатором не требуется, если металлический каркас конструкции служит заземляющим электродом [разд. 250,52 (A) (2)] для трансформатора.

Не виноват

Учитывая все детали, при соединении для тока короткого замыкания вероятно упущение или недосмотр.Это могло привести к трагическим последствиям.

Попробуйте этот метод проверки. На монтажном чертеже отметьте все точки, в которых перемычка должна обеспечивать обратный путь к источнику повреждения. Затем пройдите по установке с этим рисунком и отметьте недостающее.

Эти материалы предоставлены нам компанией Mike Holt Enterprises из Лисберга, штат Флорида. Чтобы просмотреть учебные материалы по Кодексу, предлагаемые этой компанией, посетите сайт www.mikeholt.com/code.

power — Как узнать, исправно ли заземление электрической розетки?

Я не знаю, как все устроено в Израиле, но здесь, в США, нейтраль заземлена на панели выключателя.В большинстве случаев (исключение ниже) это означает, что нейтраль и земля эквивалентны на выходе, за исключением того, что нейтраль предназначена для передачи обратного тока, а земля предназначена для безопасного обратного пути, когда что-то идет не так. Например, земля может быть привязана к металлическому шасси. Обычно это открытое соединение, но если что-то внутри замкнуто на шасси, ток будет передаваться по заземляющему проводу, а не по корпусу человека.

Таким образом, вы можете проверить, работает ли заземление, очень осторожно подключив небольшую тестовую нагрузку между горячим проводом и землей.Для этого идеально подойдет небольшая лампочка. Лампочка должна гореть так, как если бы она была подключена между горячим и нейтральным.

Теперь об исключении. Поскольку на линии заземления никогда не должно быть значительного тока (подумайте о шасси, возможно, только о небольшой емкостной связи и небольшой утечке), ток на линии заземления указывает на то, что что-то пошло не так. Это можно использовать для дополнительной безопасности, отключив горячую линию при обнаружении тока заземления. Это называется «обнаружением замыкания на землю», и вы можете получить автоматические выключатели «замыкания на землю», которые имеют это встроенное.По крайней мере, здесь вы можете найти розетки со встроенным прерывателем замыкания на землю. Они часто встречаются в ванных комнатах и ​​других местах, где человек-пользователь с большей вероятностью, чем обычно, будет заземлен.

Тест лампочки, описанный выше, поэтому не только проверяет заземляющий провод, но и, подавая ток на линию заземления, также проверяет любой прерыватель замыкания на землю на линии. Если лампочка горит нормально, значит, у вас исправная розетка с хорошим заземлением.Если лампочка загорается на долю секунды, а затем гаснет, у вас где-то есть исправный прерыватель замыкания на землю. В этом случае вам придется переустановить этот прерыватель, чтобы вернуть питание в розетку. Если лампочка совсем не горит, значит, у вас оборванный заземляющий провод, о котором следует немедленно позаботиться.

Важность наземных испытаний при обслуживании электрооборудования

Есть два типа наземных испытаний, которые следует проводить на вашем предприятии.Первое делается в процессе строительства, чтобы убедиться, что электрическая система установлена ​​правильно. Второй — плановые наземные испытания, которые необходимо завершить, чтобы убедиться, что система заземления продолжает функционировать так, как она была спроектирована. Это наземное испытание должно быть выполнено правильно, поскольку ошибки могут быть опасными и дорогостоящими.

Общие сведения о заземлении и соединении

Заземляющий путь обеспечивает прохождение электричества по пути с низким сопротивлением. Электроэнергия должна проходить от источника через нагрузку, а затем возвращаться к источнику через нейтральное соединение.Заземление предлагает дополнительный путь для безопасности. Этот обратный путь должен обеспечивать наименьшее сопротивление току. Общее требование Национального электротехнического кодекса (NEC) — сопротивление не более 25 Ом.

Соединение обеспечивает соединение со всеми заземляющими проводниками электрической системы. Системы защиты от замыканий на землю в первую очередь защищают оборудование, а защита цепи от замыканий на землю обеспечивает безопасность людей. Однако лучшая в мире система заземления не обеспечит никакой защиты, если электрические компоненты вашего предприятия не подключены к ней.Точно так же облигации не будут обеспечивать защиту без заземления.

Последствия аварий на земле

Отсутствие надежно заземленной системы может привести к потере дорогостоящего оборудования, важных данных и даже к человеческим жертвам. На оборудовании без надлежащего заземления могут возникать опасные скачки напряжения или скачки напряжения. Потеря заземления может привести к потере данных чувствительным оборудованием или их неправильной обработке.

Периодические сбои также могут создавать проблемы от случайных поражений электрическим током до отказов оборудования, которые трудно обнаружить.Часто в отказе винят оборудование, хотя на самом деле это отсутствие прочного заземления. Например, когда в зоне душа пожарного депо произошло случайное поражение электрическим током, после обширных испытаний было определено, что часть здания работает как конденсатор. Статическое электричество накапливалось, и без надлежащего заземления электричество разряжалось через человека, использующего оборудование. Проблема была прерывистой, потому что требовалось время, чтобы накопилось достаточно энергии и достигло потенциала разряда.

Причины сбоев заземления или соединения

Со временем связи или узы могут ослабнуть. Неправильные материалы, использованные для создания начального соединения, могут выйти из строя даже после того, как ранее были подходящими. Коррозия может повредить разъемы и заземляющие стержни. В одном крайнем случае химические вещества содержались в растворенных в почве стержнях заземления, которые были полностью протестированы при установке. Хотя вершины заземляющих стержней присутствовали и были видны, оставалось всего несколько дюймов материала.

Профессиональные наземные испытания

Для получения правильных данных для вашей системы заземления необходимо использовать правильные методы и оборудование. Например, тест с фиксацией или без использования колышков позволяет проводить тестирование быстрее и проще. Однако его не следует использовать для измерения сопротивления почвы. Этот метод также не рекомендуется для сложных систем заземления с металлической петлей.

Все факторы системы заземления необходимо правильно рассчитать.Например, после сильного дождя тестируемая почва может иметь гораздо меньшее сопротивление, чем при нормальных условиях.

Тщательные наземные испытания должны быть частью полного плана обслуживания электрооборудования вашего предприятия. Издание 2015 года стандарта 70E Национальной ассоциации противопожарной защиты включает новые требования к электробезопасности. Убедитесь, что ваш объект соответствует требованиям.

Об авторе

Боб Шеппард — основатель, президент и генеральный менеджер Southwest Energy Systems, испытательной и инженерной фирмы, аккредитованной Международной ассоциацией электрических испытаний.

Заземление — Peninsula Light Company

Первая линия защиты для защиты вашего оборудования и устройств и обеспечения их безопасной работы — это простой, часто забываемый и недорогой «заземляющий стержень». Этот скромный маленький металлический стержень является ключевым звеном в области электробезопасности и очень экономичным страховым полисом для защиты вашего электрического оборудования и приборов.

Согласно требованиям Национального электротехнического кодекса (NEC) бытовые электрические системы должны иметь заземленную систему, соединенную с землей через заземляющий стержень. Заземляющий стержень обычно расположен очень близко к вашей главной электрической панели обслуживания. Заземляющий стержень часто делают из меди или стали с медным покрытием, диаметром примерно ½ дюйма или больше и длиной 8–10 футов. Он должен быть электрически связан с вашей основной сервисной панелью, чтобы обеспечить надежное заземление.

Штат Вашингтон требует, чтобы максимальное сопротивление заземляющего стержня составляло 25 Ом или меньше.Если импеданс заземляющего стержня превышает 25 Ом, необходимо предпринять дополнительные меры для снижения импеданса. С 1990 года общепринятой практикой является установка двух заземляющих стержней для обеспечения безопасности.

Для быстрой визуальной проверки заземляющего провода (часто называемого проводником заземляющего электрода), который ведет к заземляющему стержню, подойдите к электросчетчику. Большинство этих счетчиков устанавливаются на внешней стене дома как можно ближе к главной служебной панели внутри дома. Ближе к нижней части стены должен выходить провод, который является связующим звеном между служебным заземлением и заземляющим стержнем.Вы не должны видеть заземляющий стержень, так как он должен быть закопан, чтобы быть эффективным.

Мы часто видели, что заземляющие стержни установлены не полностью (от 12 до 18 дюймов или более все еще торчат из земли), стержни согнуты, провода отсоединены и установлены в очень каменистой и / или сухой почве и т. Д. Результирующее сопротивление в некоторых из этих случаев оно намного превышает 1000 Ом. Самое низкое возможное сопротивление — лучшее, и мы измерили некоторые из них всего 15 Ом.

К сожалению, мы не можем контролировать, насколько хорошо заземлена ваша электрическая панель.Если вы не обеспечите надлежащее заземление в соответствии с NEC, нет никакого способа уменьшить электрические повреждения, которые могут возникнуть за пределами вашей электрической панели. Если у вас есть сомнения по поводу заземления вашего предприятия или дома, обратитесь к лицензированному подрядчику по электрике.

Среди различных ситуаций, которые могут возникнуть в вашей электрической системе, наиболее распространенными являются скачки высокого напряжения и повреждение или потеря одного из сервисных проводов.

• Скачки высокого напряжения (молнии или коммутационные скачки). Отсутствие надлежащего заземления электрической системы может привести к перемещению повышенных первичных напряжений в систему электропроводки помещения, что приведет к поражению электрическим током и / или возгоранию из-за нарушения изоляции 600 В. на проводниках.

• Повреждение или потеря одного из рабочих проводов. Отсутствие надлежащего заземления электрической системы может привести к тому, что напряжение на землю во время нормальной работы повысит напряжение в проводке в помещении до двукратного превышения нормального напряжения. Это может быть связано с емкостным реактивным сопротивлением в схеме, которое также может вызвать нагрузку на изоляцию 600 В на проводниках и привести к преждевременному выходу из строя электрического оборудования.

Другой важной проблемой, связанной с чувствительным электронным оборудованием, является правильная установка и работа устройств защиты от перенапряжения (SPD).Лучшее оборудование для защиты от перенапряжения намного менее эффективно без правильно установленной и обслуживаемой системы заземления. УЗИП работает, шунтируя повреждающие электрические скачки от вашей чувствительной электроники к земле, и для правильной работы им требуется наилучшее заземление.

Таким образом, вы обязаны иметь и поддерживать одобренную кодексом NEC систему заземления как часть вашей электрической системы.

Роль испытаний в практике надлежащего заземления — Часть 1 —

«Кодекс соответствия»
В своей обычной форме заземление обычно рассматривается как не более чем стержень, вбитый в землю, чтобы обеспечить безопасное отведение молнии. удары.В некотором смысле Национальный электротехнический кодекс ‚(NEC‚) косвенно обеспечивает основу для этой концепции. Кодекс требует, чтобы одиночный стержень или другой одобренный электрод был установлен в почву и испытан. Если тестируется на 25 Вт или меньше, установка «соответствует нормам». В противном случае второй стержень или другой электрод устанавливают на расстоянии не менее 6 футов. Повторное тестирование не требуется. Обычно можно ожидать, что дополнительный электрод уменьшит измерение примерно на 40%, но это все еще почти ничего не говорит о том, каким может быть окончательное значение.

Однако код встречи — это еще не все, что нужно для защиты заземления. Кодекс представляет собой рабочую директиву по обеспечению электробезопасности. В нем молчаливо признается, что почвенные условия настолько изменчивы, что настаивать на универсальном абсолюте было бы непрактично и несправедливо. От домовладельца, который имеет несчастье жить в районе с высоким удельным сопротивлением почвы, нельзя разумно ожидать, что он проложит заземляющий стержень на полпути к Китаю. Если одно неадекватно, добавление второго даст существенное улучшение, и, в конечном итоге, «что-то лучше, чем ничего».

Аналогично, в «Кодексе соответствия» подразумевается, что объект является безопасным, но не обязательно функциональным. Кодекс касается безопасности, а не производительности. Здание может быть защищено от молнии и электрических повреждений, но все же иметь «шум» на линиях передачи данных. Знакомый стандарт мощностью 25 Вт на самом деле очень щадящий, выбранный из соображений практичности и базовой защиты, а не оптимального дизайна. Теоретически можно было бы заземлить электрическую систему с нулевым сопротивлением. Но это, конечно, невозможно в реальном мире.Реалистичная альтернативная цель — подойти как можно ближе, существенно сократив огромный разрыв между «созданием кода» и теоретическим совершенством.

На «выходной» стороне 25 Вт может быть почти обратная зависимость между сопротивлением и характеристиками. Помимо NEC, не существует универсального стандарта сопротивления заземления. Однако отраслевые практики и рекомендации по страхованию установили некоторые знакомые правила: 5 Вт для типичной коммерческой площадки, 3 Вт для химического завода, 2 Вт (или даже меньше!) Для компьютерных залов и операций по управлению технологическим процессом, 1 Вт для крупных предприятий. подстанции и генерирующие установки.И если уж на то пошло, эти практики становятся все более требовательными. Растущая зависимость от компьютерных операций, управления процессами и функций передачи данных / телекоммуникаций сделала присутствие «шума» недопустимым. При таких узких сигналах данных, как 3 В или даже 1,5, различия между «X» и «Os» могут быть скремблированы шумом, который ничего не значит для работы стандартного оборудования 120/240. Регулировка напряжения важна как никогда раньше, а заземление имеет решающее значение для уменьшения внутренних шумов, а также внешних неисправностей и помех.

Поэтому популярный образ одинарного стержня для молниезащиты — это только начало. В этой статье будут рассмотрены наземные испытания, поскольку они подходят для реализации максимальной эффективности заземления. Чтобы достичь высокого уровня защиты, нужно сначала уметь проводить измерения. Практика наземных испытаний часто злоупотребляется, прежде всего из-за того, что не удается распознать его уникальные свойства. Правильное измерение состоит из двух элементов: оборудования и процедуры.

Правильное оборудование
Хорошее измерение грунта начинается с правильного оборудования.Наземные испытания представляют собой проблемы, в отличие от любых других в области электрических испытаний. Первая строка ошибки связана с ошибочной логикой: для измерения сопротивления требуется омметр. Неправильный! Для проведения наземного тестирования требуется тестер заземления; то есть прибор, специально разработанный для удовлетворения уникальных факторов, связанных с испытанием неограниченной земли. Распространенной ошибкой является использование универсального мультиметра, когда один вывод подключен к тестовой земле, а другой — к произвольной опорной земле.Эта процедура обеспечит измерение, но главный вопрос в том, что он на самом деле измеряет? Этот метод страдает как минимум от трех потенциальных источников ошибок: помехи, посторонние сопротивления и произвольное расположение эталона.

Этот факт легко упускать из виду, но земля несет много «шума» от переходных процессов, пытающихся найти свой путь обратно во вторичные обмотки трансформатора. Мультиметры — это тестеры постоянного тока, и на их показания будет влиять любое напряжение, которое может присутствовать в почве.Оператор может узнать об этом путем дестабилизации дисплея, но нет специального индикатора для предупреждения. Во-вторых, показание… повлияло или нет… — это последовательное сопротивление, которое включает почву и все остальное в контуре. Было бы неплохо, если бы это было ноль, но это маловероятно. Предполагается, что эталонное заземление вносит незначительный вклад, но это только предположение, в значительной степени непроверяемое. Чаще всего используется система водопровода, но если она была отремонтирована с помощью пластиковой трубы или муфт, ее полезность будет сведена на нет.Наконец, даже если эталонный датчик не создает помех или дополнительного сопротивления, показания могут быть ненадежными. В этих последних обстоятельствах универсальный мультиметр может обеспечить хорошее считывание сопротивления почвы между двумя точками. Это может быть точное измерение сопротивления заземления… а может и нет. Это можно принять только на веру.

Рисунок №1: Электрод заземления и непосредственная окружающая почва

Большинство электрических испытаний выполняется на дискретных схемах, разработанных человеком.Элементы известны, и их свойства могут быть рассмотрены в обычном порядке. Не с наземными испытаниями. Таким образом, электрическое соединение с заземляющим электродом включает в себя всю планету Земля. Теоретически «истинное» измерение сопротивления должно производиться на «бесконечном расстоянии»; т.е. включая всю планету. Конечно, этого нельзя делать, да и не должно быть. Область, непосредственно окружающая электрод, обеспечивает 99,999 … n% сопротивления, а остальная часть планеты представляет только теоретический интерес.Таким образом, «исследуемым объектом» является электрод и окружающий его грунт (рис. 1). Этим нельзя манипулировать, как прибором. Скорее, тестер должен быть приспособлен к возможностям.

Рисунок № 2: Четырехконтактный тестер заземления

Выделенные тестеры заземления
Специальные тестеры заземления работают с переменной прямоугольной волной определенной частоты, отличной от той, которая может быть вызвана общими гармониками (рис. 2).

Они распознают собственный сигнал и, в отличие от мультиметра, не обращают внимания на «шум».Если переходные процессы в почве являются экстремальными, до такой степени, что возможности фильтрации тестера игнорируются, предупреждающие индикаторы сообщают оператору о существовании проблемы, чтобы ошибочные показания не регистрировались вслепую. Кроме того, сигнал переменного тока позволяет использовать провода практически неограниченной длины, которые требуются при тестировании больших сетей в плохих почвенных условиях. Наконец, тестер заземления не является двухконтактным устройством, а разработан по принципу четырехпроводного моста Кельвина. Наличие двух отдельных клемм для тока и двух отдельных клемм напряжения позволяет оператору полностью контролировать испытательную установку.Надежность теста не зависит от фиксированных опорных площадок. Оператор перемещает датчики точно в нужное место, чтобы точно знать, что измеряется. Кроме того, отдельный зонд напряжения позволяет обследовать всю испытательную площадку, чтобы распознать местные аномалии, определить характерные условия для данной области и подтвердить показания, как будет описано при обсуждении методов. Конфигурация Кельвина дополнительно устраняет все посторонние сопротивления, например, от проводов и контактов, так что тестер обеспечивает точное измерение, а не приближение.

Правильная процедура
Правильный прибор должен сопровождаться правильной процедурой. Ни в одной области электрических испытаний процедура не является более важной, чем при наземных испытаниях. Это не просто вопрос подключения и нажатия кнопки. Объект испытания неконтролируемый и неконтролируемый… значительный и неизвестный объем земли, окружающий заглубленный электрод в трех измерениях. Электрические цепи обычно изготавливаются из относительно чистых материалов с узкими допусками, но не в этом случае!

Поскольку почва почти бесконечно изменчива, как с точки зрения состава, так и с точки зрения временного воздействия погоды, до испытаний невозможно узнать, какой объем составляет эффективное сопротивление на конкретном участке.В литературе полно таблиц, в которых даются рекомендации, но это только предложения, предназначенные для того, чтобы дать хорошие шансы выполнить приемлемый тест в первом испытании. Простое размещение зондов и снятие показаний обеспечит точное измерение сопротивления почвы между двумя точками, испытательным электродом и потенциальным зондом. Это может быть или не быть эффективным сопротивлением, с которым столкнется ток короткого замыкания. Чтобы сделать это определение, сайт должен быть тщательно защищен. Работа одного тестера этого не обеспечивает.Он должен быть увеличен с помощью надлежащей процедуры.

Падение потенциала
Основа для всех принятых методов определяется стандартом 81 IEEE (Института инженеров по электротехнике и электронике) и называется «Падение потенциала».

Рисунок № 3: График падения потенциала

При использовании отдельного датчика напряжения процедура состоит в нанесении на график сопротивления от испытательного электрода до регулярной последовательности точек в направлении датчика тока. Эта процедура определяет профиль почвы, указывает на неоднородности и неоднородности и дает гораздо больше информации, чем одно измерение.В идеале тест на падение потенциала должен давать график, похожий на рис. 3.

Это показывает, что если бы измерение проводилось бесконечно близко к испытательной земле, сопротивление было бы бесконечно малым, как и следовало ожидать. Это очевидно из того простого факта, что, например, на расстоянии одной ноги очень мало почвы, которая могла бы оказать сопротивление. Однако такое измерение не имело бы практической ценности (кроме случаев, когда можно было обмануть неподготовленного клиента или инспектора!). По мере того, как зонд перемещается дальше и снимаются дополнительные показания, увеличивающееся прохождение через почву увеличивает сопротивление, так же как двухфутовый провод обеспечивает большее сопротивление, чем один футовый участок того же провода.Но на пути к текущему исследованию происходит забавная вещь! Показания выравниваются и остаются практически одинаковыми, пока приближение к токовому щупу не сузит путь и не наложит дополнительное сопротивление. Следовательно, график поднимается к концу.

Отличительная форма графика обусловлена ​​объемом почвы. Почва является «хорошим проводником» из-за ее огромных размеров и повсеместного распространения. Ток короткого замыкания через заземляющий электрод не ограничивается прямым путем от точки a до b, как в спроектированной схеме.Скорее, он излучается во всех направлениях на 360 ° от электрода. Текущий путь расширяется, а не идет по прямой. Грунт в относительно узких пределах вокруг электрода оказывает некоторое сопротивление, но на большем расстоянии площадь становится настолько обширной, что нет увеличения сопротивления, достаточно большого, чтобы его можно было измерить. Объем почвы является причиной того, что график в конечном итоге достигает стабильного плато, и если бы это было не так, заземление было бы невозможно.

Рисунок №4: Неидеальный график, недостаточное расстояние между зондами

Построение графика падения потенциала показывает взаимосвязь между пространством и сопротивлением.Значение, при котором показания перестают расти, является мерой эффективного сопротивления испытательного заземления. Это может быть практически любое значение вплоть до сотен Ом. Но если он выше 25, это не соответствует Кодексу и не функционирует в качестве эффективного основания. Расстояние, на котором это происходит, определяет объем почвы, который является определяющим фактором. Это может быть всего несколько футов в чистом грунте, но может быть несколько сотен футов и более в областях с высоким удельным сопротивлением. Поскольку это соотношение … объем против сопротивления … настолько гибкое, как тестер, так и процедура должны быть адаптированы для удовлетворения требований.

Выполнение полного теста на падение потенциала достаточно строгое, чтобы выдержать любую проверку. Если испытательный электрод имеет большой «отпечаток» или электрическое поле в почве… либо из-за физических размеров, либо из-за плохой проводимости почвы… токовый зонд может перекрываться и закрывать точку максимального сопротивления испытательного заземления. В такой ситуации, когда потенциальный зонд перемещается, он наткнется прямо на наложенное сопротивление, связанное с токовым зондом. В результате получится график, похожий на рис.4. Одна из сильных сторон этого метода состоит в том, что он предоставляет встроенное доказательство. Если строится график, подобный изображенному на рис. 4, токовый датчик перемещается дальше и процедура повторяется. Подобных доказательств нет ни в одном другом приборе, кроме специального тестера заземления.

Методы испытаний
Такой идеальный график, как на рис. 3, вряд ли может быть получен при реальном испытании. Полевой опыт становится ценным союзником. Закопанные предметы могут вызвать провалы и неровности. Вариации почвы, особенно на стройплощадках с различной степенью укладки, могут создавать волнистое плато.Но нечитаемый график — явный признак неприемлемости теста. Оператор должен повторить, возможно, в другом направлении, но он не будет сбит с толку из-за «плохого» чтения, не осознавая этого. Ограничения этого метода состоят в том, что он требует много времени и работы, а также может потребовать большего расстояния, чем доступно, особенно в городских условиях. Соответственно, было разработано множество вариаций и дополнительных методов, некоторые для общего применения, а некоторые — для конкретных ситуаций. Дополнительные методы часто основаны на упрощении концепции падения потенциала, а иногда и на других математических абстракциях.Методы испытаний служат двум целям: предоставить доказательство того, что показание действительно представляет собой эффективное сопротивление, а не какое-то случайное измерение, и разрешить некоторое упрощение с точки зрения скорости или средств решения некоторой конкретной проблемы.

Те, которые направлены на сокращение времени тестирования, — это упрощенный метод падения потенциала, правило 62%, метод «мертвой земли» и метод, который из-за отсутствия какого-либо настоящего имени можно назвать методом «глазного яблока». Те, которые предназначены для решения проблем, особенно ограниченного пространства, а не ограниченного времени, — это метод наклона, метод звезда-треугольник и «пересекающиеся кривые».Наконец, для измерения электропроводности самой почвы существует метод Веннера.

В Части 2 мы подробно рассмотрим каждый из этих методов тестирования.

Предотвращение поражения электрическим током с помощью надлежащих методов заземления

Время чтения: 9 минут

Удар электрическим током

По оценкам, каждую неделю 58 человек гибнут в результате поражения электрическим током.

Фото 1. Правильное заземление

В электрической системе система заземления и соединения является основной защитой от поражения электрическим током.Он обеспечивает путь к земле с низким сопротивлением для защиты от электрических неисправностей. Эффективный путь тока замыкания на землю обеспечивает облегчение работы устройства максимального тока в условиях замыкания на землю. Заземление не должно рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю [см. 250.4 (A) (5)]. Использование надлежащих методов заземления и соединения, проверка и поддержание хорошего электрического заземления и установка защитных устройств — лучшие способы защиты людей и оборудования от поражения электрическим током.

Методы правильного заземления

Поддержание качественной системы заземления оборудования начинается с правильного подключения цепей. В соответствии с 250.148 (B) NEC требует, чтобы удаление любого устройства не могло прервать путь заземления. Производители розеток в ответ поставили розетки только с одним заземляющим контактом. Это запретило бы электрикам подключать устройство последовательно с цепью заземления.

Соединения косичками

Распространенным методом обеспечения целостности заземляющего соединения оборудования является использование гибкого кабеля.Кодовый термин для этого «гибкого провода» — это перемычка для подключения оборудования, которая определена в Статье 100. Чтобы выполнить гибкое соединение, возьмите оба заземляющих провода и соедините их 6-дюймовым проводом того же цвета, который был зачищен на любом из них. конец. Крепко возьмите все три и свяжите их вместе проволочным соединителем. Убедитесь, что вы используете разъем правильного размера, соответствующего размеру и количеству проводов.

Рисунок 1. Розетки с одинарным заземлением

Доступны специальные соединители, облегчающие эту работу.В одном из них через отверстие в верхней части разъема вставляется неизолированный медный провод. Затем все провода связывают вместе, скручивая разъем до упора.

Готовые косички становятся популярными из-за экономии времени. Например, в некоторых разъемах теперь совмещен скручивающийся провод с предварительно обжатым жгутом. Сверхгибкий шестидюймовый провод обеспечивает беспроблемное размещение в распределительной коробке, а заземляющие кабели оснащены предварительно обжатым вилочным соединением для быстрой и простой установки устройства.

Присоединение распределительной коробки к заземляющему проводнику

Во многих электрических цепях более одного заземляющего провода оборудования входит в розетку. Согласно NEC 250.148, если в коробку входит более одного заземляющего проводника оборудования, все такие проводники должны быть сращены или присоединены к коробке или к коробке.

Фото 2. Коннектор косички

Единственное исключение — изолированные розетки, указанные в Разделе 250.146 (D), где изолированные розетки требуются для уменьшения электрического шума (электромагнитных помех).

Для металлических распределительных коробок заземляющие проводники от каждого устройства также должны быть подключены к коробке с помощью указанного заземляющего устройства или заземляющего винта, которые не используются ни для каких других целей.

Присоединение клеммы заземления розетки к распределительной коробке

Устройство может быть подключено к распределительной коробке с помощью перемычки. В соответствии с NEC 250.146, перемычка заземления оборудования должна использоваться для подключения клеммы заземления розетки заземляющего типа к заземленной коробке, если она не заземлена, как в 250.146 (A) — (D).

(A) Если коробка установлена ​​на поверхности, должен быть разрешен прямой контакт металла с металлом между вилкой устройства и коробкой или контактным устройством, которое соответствует требованиям 250.146 (B), для заземления розетки на коробку. По крайней мере, одна из изолирующих шайб должна быть удалена с емкостей, не имеющих контактной вилки или устройства, соответствующего 250.146 (B), для обеспечения прямого контакта металла с металлом. Это положение не применяется к розеткам, установленным на крышке, если комбинация коробки и крышки не указана как обеспечивающая приемлемое заземление между коробкой и розеткой.

(B) Контактные устройства или хомуты спроектированы и внесены в список как самозаземляющиеся. допускается в сочетании с поддерживающими винтами для создания цепи заземления между ярмом устройства и коробками скрытого типа.

(C) Напольные коробки предназначены и перечислены как обеспечивающие удовлетворительное заземление между коробкой и устройством.

(D) Там, где это требуется для уменьшения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, должна быть разрешена розетка, в которой вывод заземления специально изолирован от средств крепления розетки.Клемма заземления розетки должна быть заземлена изолированным заземляющим проводом оборудования, проложенным с проводниками цепи. Этому заземляющему проводнику должно быть разрешено проходить через один или несколько щитовых щитов без подключения к заземляющему зажиму щитового щита, как разрешено в 408.40, Исключение, так, чтобы он заканчивался в том же здании или структуре непосредственно на зажиме заземления оборудования соответствующей производной системы или услуги .

Клемма заземления розетки соединяется с изолированным заземляющим проводом оборудования, который проходит вместе с проводниками цепи и может проходить через одну или несколько субпанелей без подключения к клеммной колодке заземления щита, как разрешено в Разделе 408.40 Исключение.

Обратите внимание, что использование изолированного заземляющего проводника оборудования не снимает требования к заземлению системы кабельных каналов и распределительной коробки.

Обеспечение эффективного пути заземления

Фото 3. Разъем «косичка» (на фото вывод к прибору укорачивается).

Хорошая система электрического заземления требует большего, чем выполнение нескольких требований NEC; это также должна быть эффективная система заземления. Путь к земле — это заземленный провод системы и соединение оборудования с землей, а также путь для паразитного тока.Если электричество следует по пути наименьшего сопротивления, то цепь (путь) заземления должна иметь меньшее сопротивление, чем индивидуальное, чтобы защитить их. Практическое правило защиты людей — поддерживать полное сопротивление заземления менее одного Ом. Обратите внимание, что в Кодексе нет установленных значений для этого сопротивления, кроме максимальных значений сопротивления, указанных для стержневых, трубных или пластинчатых электродов, которые составляют 25 Ом.

Ложные основания

Заземленный (часто нейтральный) провод, как правило, может быть подключен к земле только на нейтральной шине средства отключения [см. 250.24 (А) (5) и 250.142 (В)]. Основная перемычка на сервисе соединяет заземленный провод и заземляющий провод оборудования в этой точке. Перемычка основного заземления служит важным звеном на пути тока замыкания на землю от рабочего разъединителя до обмоток источника (обычно трансформатора электросети). . Иногда из-за ошибки или незнания заземленный (нейтральный) провод и заземляющий провод оборудования соединяются вместе на стороне нагрузки средства отключения обслуживания, что нарушает общие требования 250.24 (А) (5). Это часто называется ложным или незаконным заземлением и может создавать нежелательный или нежелательный ток в цепи заземления. Если заземленный провод и заземляющие проводники оборудования подключены в любом другом месте здания, весь заземленный металл может стать частью цепи возврата заземленного (нейтрального) проводника для несбалансированного тока нейтрали, который может создавать различные потенциалы напряжения на электронном оборудовании. При использовании обычных тестеров розеток это состояние обычно отображается как нормально подключенное.

Земля Земля

Путь к земле простирается за пределы главной панели к системе заземления, известной как система заземляющих электродов, как указано в Разделе 250.50. Заземление может быть одним заземляющим стержнем, несколькими заземляющими стержнями, матом или сеткой или различными другими проводящими элементами, которые устанавливают соединение с землей. Кодекс требует, чтобы все элементы, перечисленные в пунктах 250.52 (A) (1) — (6), при их наличии, были соединены вместе для образования системы заземляющих электродов. Есть одно исключение для электродов в бетонном корпусе, но это касается только фундаментов существующих зданий или сооружений.В разделе 250.56 рассматривается сопротивление заземления, указывая, что, если заземляющий электрод (стержневой, трубный или пластинчатый) не имеет сопротивления заземления 25 Ом или менее, дополнительный электрод любого из типов, перечисленных в 250,52 (A) (2 ) через (7) должны быть добавлены и установлены на расстоянии не менее 1,8 м (6 футов) от первого электрода. Систему заземляющих электродов можно проверить с помощью тестера сопротивления заземления или токоизмерительных клещей.

При испытании сопротивления заземляющего электрода стержневого, трубного или пластинчатого типа после установки будет соответствовать требованиям NEC в 250.56, не всегда достаточно обеспечить защиту персонала или электронного оборудования.

Фото 4. Токоизмерительные клещи сопротивления заземления

Сопротивление заземляющего электрода сильно зависит от удельного сопротивления почвы. Поскольку удельное сопротивление почвы зависит от влажности и температуры, сопротивление системы заземления будет варьироваться в разные сезоны года. Чтобы обеспечить эффективную систему заземляющих электродов, включите заземляющий электрод или заземление как часть стандартных процедур тестирования на вашем предприятии.Токоизмерительные клещи для измерения сопротивления заземления позволяют электрикам измерять сопротивление заземляющего электрода за долю времени, необходимого с помощью традиционного трехточечного испытания на падение потенциала.

Прерыватели цепи при замыкании на землю

Кодекс требует установки прерывателей цепи замыкания на землю (GFCI) в жилых домах для защиты от поражения электрическим током. Сосуды в ванных комнатах, гаражах, на открытом воздухе, в подвальных помещениях, недостроенных подвалах, кухнях, возле раковин в барах, хозяйственных раковинах и раковинах для стирки требуют защиты.Все 125-вольтовые 15- и 20-амперные розетки в лодочных домах должны иметь GFCI, так же как и любые ответвленные розетки для лодочного подъемника для жилых единиц (дополнительную информацию см. 210.8 (A)). Кодекс также требует защиты GFCI для многих установок, не относящихся к жилым домам. [См. 210.8 (B) для более полного списка тех областей, где требуется эта прерыватель цепи защиты от замыкания на землю].

Розетка GFCI — это устройство со встроенной схемой для обнаружения тока утечки на землю на стороне нагрузки устройства.Когда GFCI обнаруживает ток утечки в диапазоне 4–6 миллиампер, он прерывает подачу питания на сторону нагрузки устройства, предотвращая опасное замыкание на землю. [См. Определение устройства GFCI класса A прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI) в статье 100 для получения дополнительной информации].

Эти устройства следует регулярно проверять, поскольку они зависят от механических соединений, которые со временем могут выйти из строя. Согласно недавнему исследованию, проведенному Институтом Левитона, в среднем 15 процентов GFCI не работали при тестировании.«Скачки напряжения от молнии, коммутации сети и других источников — все это сказывается на устройствах, поэтому Underwriters Laboratories (UL) требует, чтобы GFCI проверялись ежемесячно».

Отказ оборудования

Когда чувствительное электронное оборудование выходит из строя, первая реакция — поднимать руки вверх и винить в этом низкое качество электроэнергии. Из-за этого проблема кажется неуправляемой и неподвластной нам. Большинство из этих проблем находятся под нашим контролем, потому что 80 процентов всех проблем с качеством электроэнергии обнаруживаются в системе распределения, заземления и соединения.

Помимо предотвращения возможности возгорания, хорошее электрическое заземление с низким сопротивлением и система соединения будут служить для защиты электронного оборудования. Соединение с высоким сопротивлением, такое как свободный провод, вызовет колебания или падение напряжения при приложении большой нагрузки. Если напряжение упадет достаточно низко, это может привести к блокировке, сбросу или полному отключению электронного оборудования. Заземление — еще одна проблема для электронного оборудования. Хотя полное сопротивление заземления в 1 Ом или менее может защитить людей от поражения электрическим током, оно может быть недостаточной защитой для электронного оборудования.IEEE рекомендует, чтобы полное сопротивление заземления было менее 0,25 Ом для надлежащей защиты.

Изолированное заземление и выделенные цепи

В некоторых случаях легче изолировать чувствительное электронное оборудование, чем повторно подключить всю цепь. Это можно сделать, запустив изолированное заземление для рассматриваемого оборудования или запустив новую выделенную цепь. Кодекс в настоящее время не включает термин «выделенная цепь»; тем не менее, термин «отдельная ответвленная цепь» определен; и такая схема часто устанавливается для чувствительного электронного оборудования.Отдельные ответвленные цепи могут также включать изолированные заземляющие проводники, установленные в соответствии с положениями 250.146 (D).

Изолированное заземление защищает оборудование от другого оборудования в той же цепи заземления. Электронное оборудование может создавать электрические помехи в цепи заземления, которые могут мешать работе другого оборудования в цепи. Важно отметить, что изолированное заземление не защитит оборудование от гармонических искажений, проходящих через общий нейтральный проводник типичных многопроволочных ответвленных цепей.

В некоторых случаях запуск выделенной цепи (индивидуальной ответвленной цепи) необходим для полной изоляции части оборудования и обеспечения защиты.

Статья 285 устанавливает правила и охватывает использование ограничителей импульсных перенапряжений. Эти устройства защищают силовые, телефонные и кабельные линии от скачков напряжения. Переходные процессы — это короткие импульсы большой амплитуды, вызванные выделением энергии в электрической системе. Эти импульсы энергии могут быть вызваны внутренними источниками, такими как конденсатор, выделяющий энергию в систему, или внешними источниками, такими как освещение.

Заключение

Скрытые опасности, связанные с разветвленной проводкой, очень серьезны, но, к счастью, меры предосторожности просты. Мы можем защитить себя и оборудование, используя сертифицированные устройства и испытательное оборудование от известных производителей, а также применяя политику тестирования ответвлений. Эти политики должны включать проверку правильности проводки, тестирование устройств, проверку целостности ответвленной цепи и измерение целостности системы заземления.

Установщики

должны всегда проверять все устройства сразу после установки, чтобы проверить правильность подключения и проверить устройства. Инспектор по электрике, как правило, не несет ответственности за проверку установки после ее завершения. Подрядчик по установке, как правило, несет ответственность за этот тип испытаний. Розетки следует проверять, чтобы избежать распространенных ошибок проводки, таких как неправильная полярность или обрыв нейтрали. Проверка уровня напряжения с помощью тестера напряжения быстро подтверждает, что розетка правильно подключена на 120 или 220 В переменного тока.Проверка целостности коммутатора подтверждает его правильную работу. На рынке доступны различные тестеры для быстрого и точного тестирования этих устройств.

Проверить электрические цепи под нагрузкой, чтобы проверить целостность параллельной цепи. Испытание на падение напряжения может выявить соединения с высоким сопротивлением, что может привести к возгоранию, пробою изоляции и снижению эффективности электрической системы, что может способствовать нестабильной работе оборудования.

Проверить целостность системы заземления, которая включает не только заземляющие провода оборудования, но также стержень заземления или систему заземляющих электродов.Путь с низким сопротивлением в обеих этих системах важен для защиты от поражения электрическим током. Эффективный путь тока замыкания на землю гарантирует, что устройства максимального тока будут работать в условиях замыкания на землю. См. 250.4 (A) (5).

Таким образом, тестирование ответвленных цепей является важной частью электромонтажа любой цепи. Он проверяет правильность подключения устройств и позволяет защитить себя от скрытых дефектов в электрической системе.

LearnEMC — Заземление

Правильное заземление — важный аспект проектирования электронной системы как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости.Земля играет решающую роль в определении того, что происходит в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Правильные стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучаемые излучения.

С другой стороны, неправильное заземление может подорвать безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы. За последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной сбоев системы, связанных с электромагнитной совместимостью.

Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Итак, можно задаться вопросом, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием — текущей отдачей. Тот факт, что возвратные токопроводы в цифровой электронике часто обозначаются как заземление или GND, может сбивать с толку. Когда токопроводящие обратные токопроводы рассматриваются как заземляющие (или когда заземляющие проводники используются для обратных токов), результатом часто становится конструкция со значительными проблемами ЭМС.

Определение земли

Хорошая стратегия заземления начинается с четкого понимания цели заземления. Прежде всего, заземление служит опорным нулевым напряжением цепи или системы. Это хорошо понимали несколько десятилетий назад. В 1992 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) определил такое заземление [1],

4.152 — заземление. (1) Крепление корпуса оборудования, рамы или шасси к объекту или конструкции транспортного средства для обеспечения общего потенциала.(2) Подключение электрической цепи или оборудования к земле или к некоторому проводящему телу относительно большой протяженности, который служит вместо земли.

Было хорошо известно, что заземление является опорным потенциалом, а заземляющие проводники обычно не токоведущие.

Рисунок 1. Розетка на 110 В в США

В США заземленные 110-вольтовые розетки имеют три клеммы, как показано на Рисунке 1. Горячая клемма имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания.Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадратического значения и действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 Vrms, но не пропускает ток при нормальных условиях. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, идущим обратно к одной и той же точке в электрической сервисной коробке (точке, которая электрически соединена с землей вне здания).

Поскольку нейтральный и заземляющий провода идут в одно и то же место, они электрически взаимозаменяемы.Фактически, если бы они были электрически закорочены в розетке с однопроводным подключением обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем же прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать тому, чтобы он был надежным опорным потенциалом.

Возможно, наиболее важным моментом, который следует учитывать при заземлении для обеспечения безопасности и ЭМС, является то, что заземление не является током возврата.Земля и ток — это очень важные концепции, но это не одно и то же. Земля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ путем возврата токов к их источнику. Земля — ​​это, по сути, эталон нулевого напряжения для цепей и систем продукта. Концепция заземления играет решающую роль при проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

Важность заземления для безопасности

Важной частью разработки безопасных электрических продуктов и систем является знание того, где и когда небезопасные напряжения могут появляться на различных проводящих поверхностях.С точки зрения безопасности, заземление является опорным нулевым напряжением, а напряжение на каждом другом проводе — это разница между его напряжением и землей. Для зданий ориентиром на землю обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все крупные металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко подключаются к заземлению или привязаны к нему.

Строительная площадка — это обычно металлические прутья, вбитые в землю возле входа в электроснабжение.Эти стержни подключены к коробке выключателя, от которой заземление распределяется на все электрические розетки через нетоковедущие провода. Они также соединяются с любым металлом, который распространяется по всему зданию, например с водопроводными трубами или строительной сталью.

Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью обычно требуются для заземления металла на провод заземления, чтобы гарантировать, что он не может достичь опасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании.Если происходит неисправность, которая вызывает короткое замыкание между силовым проводом и оголенным металлом, заземление коробки выключателя обеспечивает протекание большого количества тока. Это заставляет выключатель размыкаться и обесточивает прибор.

Рисунок 2. Схема, иллюстрирующая базовую работу GFCI.

Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов основан на хорошем соединении заземления розетки с блоком выключателя.В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильным подключением может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы исключить возможность короткого замыкания силового соединения на оголенный металл, за счет исключения оголенного металла и / или обеспечения срабатывания автоматического выключателя в случае короткого замыкания.

Также растет количество электротехнической продукции со встроенными устройствами прерывания цепи замыкания на землю (GFCI).GFCI работают, обнаруживая дисбаланс тока между проводами подачи и возврата питания. При первом признаке того, что дисбаланс тока превышает безопасный порог, GFCI отключает питание.

Заземление безопасности может совпадать с заземлением ЭМС, а может и не совпадать, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании для ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепей часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности.Это представляет собой уникальную конструктивную проблему для инженеров EMC, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты, хорошо соединенные на высоких частотах.

Важность заземления для электромагнитной совместимости

Проблемы ЭМС часто возникают из-за того, что два больших металлических объекта находятся под разным потенциалом. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к превышению допустимого уровня излучаемого излучения. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

Заземление — это, по сути, искусство определения нулевого опорного напряжения и соединения металлических предметов или цепей с этим опорным сигналом через низкоомное нетоковедущее соединение. Правильная стратегия заземления EMC гарантирует, что большие металлические конструкции не могут двигаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным излучениям или проблемам с защитой. Склеивание металлических предметов для поддержания на них одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же нулевому заземлению — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

Наземные конструкции

Почти все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это заземляющие провода, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлический каркас или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и / или корпус.

Конструкция заземления служит местной опорной точкой нулевого напряжения. Нельзя допускать, чтобы что-либо крупное и металлическое приобретало потенциал, значительно отличающийся от потенциала земли.Обычно это достигается путем прикрепления всех крупных металлических объектов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Этого также можно достичь, достаточно изолировав большие металлические объекты и убедившись, что нет возможных источников, которые могут вызвать развитие потенциала между ними.

Рисунок 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

Например, рассмотрим спутник, показанный на рисунке 3. Его наземная структура представляет собой металлический корпус, в котором находится большая часть электроники.Чтобы передать значительную электромагнитную мощность на спутник или из него, необходимо установить напряжение между наземной структурой и чем-то еще значительного электрического размера. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме наземной конструкции) являются две группы солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти массивы с цепями внутри спутника.

Прикрепление массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что между большими проводниками не возникнет значительного напряжения, которое может служить непреднамеренно передающими или приемными антеннами для шума.Соединительные провода также необходимо прикрепить к заземляющей конструкции. Обычно это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на частотах шума, в то же время позволяя токам мощности и сигнала течь без ослабления.

Стратегия заземления, примененная к спутнику в этом примере, может использоваться практически с любым другим устройством или системой, имеющей наземную структуру. Основная философия заключается в том, что сама наземная конструкция представляет собой половину непреднамеренной антенны.Излучаемая связь может возникать только в том случае, если между заземляющей конструкцией и другим проводящим объектом значительных электрических размеров возникает напряжение. Прикрепление всех объектов значительного электрического размера к заземляющей конструкции предотвращает их превращение в другую половину непреднамеренной антенны.

Эта стратегия заземления важна не только для удовлетворения требований к излучению и помехоустойчивости, она также играет ключевую роль в соблюдении требований к кондуктивным помехам и помехозащищенности, когда конструкция заземления является как опорным нулевым напряжением, так и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

Три важных момента в отношении наземных сооружений:

1. Конструкция заземления должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но не должна быть электрически малогабаритной. Иногда вы можете услышать, как кто-то утверждает, что земли не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на расстоянии четверти длины волны на поверхности неодинаков. Этот аргумент необоснован, поскольку наземные конструкции не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле.Фактически, вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

   Земля служит защитным заземлением для большинства систем распределения электроэнергии, даже если земля определенно не является электрически малой при 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал Земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Наземные конструкции служат в качестве местных источников нулевого напряжения. Они не должны быть электрически маленькими.

2. Конструкция заземления не должна закрывать электронику.Наземная конструкция не является защитным ограждением. Это просто что-то большое и металлическое, которое служит локальным источником нулевого напряжения для всего остального, большого и металлического.

3. Конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, с интересующими амплитудами и частотами). Токи, протекающие по проводнику или внутри него, заставляют магнитный поток наматывать проводник. Магнитный поток, охватывающий проводник, индуцирует на нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может приводить в движение одну часть конструкции заземления относительно другой части.

Наземные конструкции могут проводить токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность как наземные конструкции. Например, в большинстве автомобилей рама используется в качестве пути обратного тока для огней и некритичных датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить заземляющей структурой на более высоких частотах.

Важно отметить, что, хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи индуцированного шума.Фактически, правильное использование конструкции заземления зависит от ее способности переносить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом, чтобы контролировать непреднамеренные напряжения.

Заземляющие провода

Заземляющие проводники — это соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые крепят большие металлические предметы к заземляющей конструкции. Как и заземляющие конструкции, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция — поддерживать напряжение между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. Е. Сопротивление плюс индуктивное реактивное сопротивление), чтобы их полное сопротивление, умноженное на максимальный ток, который они могут нести, ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары проводов подключен к заземляющей конструкции через 1-сантиметровый контактный штырь, как показано на рисунке 4. Витая пара проводов передает псевдодифференциальный сигнал 100 Мбит / с с синфазным шумом. ток 0.3 мА при 100 МГц. Напряжение, управляющее экраном кабеля относительно платы, приблизительно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет примерно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет примерно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и потребуется предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

Рисунок 4. Витая пара с экраном, подключенным к заземляющей конструкции.

Гальваническая коррозия

Когда заземляющее соединение выполняется путем скрепления болтами двух плоских металлических поверхностей, сопротивление соединения может быть более важным, чем индуктивность. Это особенно верно, когда поверхность раздела между ними подвергается коррозии.

Потенциал гальванической коррозии — это мера того, насколько быстро разнородные металлы будут корродировать при контакте.Коррозия зависит от наличия электролита, например воды; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

На диаграмме на Рисунке 5 указаны анодные индексы нескольких распространенных металлов рядом с их названиями. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое возникает между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные индексы вычитаются, как указано в таблице.В зависимости от окружающей среды соединения между материалами с разницей напряжений более 0,95 В обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

Земля против обратного тока

Как указано в начале этой главы, заземление и возврат тока — это две очень разные функции. К сожалению, в реальных изделиях многие токопроводы имеют маркировку «заземление». Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам и наоборот.

Например, схематическая часть платы на рисунке 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих заземлений. Маловероятно, что разработчик этой схемы хотел четыре разных источника нулевого напряжения. Фактически, четыре заземления соединены перемычками, что указывает на то, что разработчик намеревался иметь одну опорную цепь нулевого напряжения.

Рисунок 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

Схема платы, показанная на Рисунке 7, показывает слой с двумя изолированными цепями, помеченными «GND» и «AGND».Изоляция заземления затрудняет поддержание одинакового потенциала всех крупных металлических объектов в системе. Как правило, это следует делать только в случае необходимости из соображений безопасности. Так почему же эти «земли» изолированы?

Рисунок 7. Один слой разводки платы с двумя заземлениями.

В двух приведенных выше примерах причина того, что «наземные» сети были изолированы, заключается в том, что они на самом деле не были заземлением. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов.Разработчикам не нужны были изолированные источники нулевого напряжения. Они изолируют обратные токопроводы, пытаясь избежать связи по общему сопротивлению.

Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан со звуковыми цепями, если они используют одни и те же возвратные проводники. . Например, рассмотрим простую доску, показанную на рисунке 8a.Он имеет два цифровых компонента: цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователь и усилитель для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует землю в качестве обратного пути. На частотах килогерц и ниже возвратный по плоскости ток распространяется с распределением, примерно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся от усилителя к цифро-аналоговому преобразователю, следует по пути, примерно представленному синими линиями на рисунке 8b.

Рис. 8. Простая плата смешанного сигнала слева (a) и примерное распределение обратного тока на заземляющем слое (b).

В текущем распределении явно много совпадений. Это приводит к общему сопротивлению, поскольку токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземляющей поверхности с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющей поверхности было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то индуцированное напряжение в аналоговых цепях было бы порядка 100 мкВ.

Пятьдесят лет назад инженеры, проектирующие аудиосхемы, заметили, что напряжения, наведенные в аудиосхемах из-за связи общего импеданса с цифровыми схемами, часто были неприемлемыми. В акустическом сигнале люди слышали цифровой шум.

Очевидным решением было изолировать обратные токи цифрового сигнала от обратных токов аналогового сигнала. В то время платы с более чем двумя слоями не были распространены, поэтому популярным подходом было разделение текущей возвратной плоскости.Пример этого показан на рисунке 9.

Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости обратного тока слева (а) и приблизительным распределением обратного тока на плоскости заземления (b).

Поскольку низкочастотные токи не могут проходить через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном для аналоговых токов, и значительно снижает связь по общему импедансу.

На относительно простых двухслойных платах 1960-х и 1970-х годов зазор между аналоговыми и цифровыми схемами часто был эффективным способом устранения недопустимых перекрестных помех из-за связи общего импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что люди в конце концов пришли к мысли, что между цифровыми и аналоговыми цепями всегда должен быть промежуток между заземляющими плоскостями. Так родилось правило дизайна, и дизайнеры досок любят правила дизайна. Пятьдесят лет спустя многие дизайнеры плат по-прежнему придерживаются этого правила дизайна, хотя оно больше не имеет смысла.Фактически, лучшее правило проектирования современных плат — никогда не допускать зазора между аналоговыми и цифровыми схемами заземления.

Чтобы проиллюстрировать, почему это так, рассмотрим схему платы на рисунке 10. Она имеет те же компоненты, что и в предыдущем примере, и, как и в предыдущем примере, имеет зазор между аналоговой и цифровой схемами. Однако в этом случае зазор окружает аналоговую схему с трех сторон.

Рис. 10. Ужасно смешанная компоновка сигнальной платы слева (а) и гораздо лучшая альтернативная компоновка справа (b).

График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, проиллюстрирует отличную развязку между цифровым и аналоговым обратным токами. Но предыдущие графики обратного тока не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что есть четыре цифровых дорожки, соединяющих цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Для этих сигналов также требуются обратные токи. Эти токи должны поступать от контакта заземления ЦАП на контакт заземления цифрового компонента.Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь зазор заставляет эти токи делить ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот пробел потенциально усугубляет ситуацию.

Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой цепями имеет решающее значение. Пятьдесят лет назад часто было трудно определить правильное место для разрыва. В современных платах с высокой плотностью зазоры между плоскостями, как правило, нереально и совершенно ненужно для решения несуществующей проблемы.

Существует по крайней мере три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

1. Цифровые и аналоговые сигналы, как правило, работают на гораздо более высоких частотах, чем 50 лет назад. На частотах выше примерно 100 кГц обратные токи на заземляющем слое ограничиваются областями непосредственно под дорожками сигнала. Поскольку они не распространяются по плоскости, зазоры между плоскостями не улучшают изоляцию между цепями.

2. Даже на частотах кГц и ниже сопротивление заземляющих поверхностей печатной платы составляет менее 1 мОм / квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на заземляющую пластину, способны вызывать только милливольты (наихудший случай) напряжения в других схемах, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может стать проблемой.

3. В тех ситуациях, когда миллиом соединения недопустимы, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое .Например, лучшим решением проблемы сцепления в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостью. На рисунке 10b показано, как возврат аналогового тока с помощью дорожки на верхнем слое полностью позволяет избежать общей проблемы связи импеданса. В платах, которые имеют много аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно будет необходимо соединить их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы излучаемого излучения. Маршрутизация изолированных возвратных сигналов на соседних слоях значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

Обратите внимание, что аналоговая линия возврата тока на рисунке 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления цифро-аналогового преобразования. Переходное отверстие не несет аналоговых или цифровых обратных токов. Его единственная функция — гарантировать, что аналоговая и цифровая схемы имеют одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводником, тогда как плоскость и дорожка являются токопроводящими проводниками.

Одноточечное и многоточечное заземление

Предположим, что аналоговая трасса возврата тока на рисунке 10b имеет два сквозных соединения с цифровой плоскостью возврата тока, как показано на рисунке 11.Теперь аналоговый обратный ток имеет два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться в самолете. Ток будет разделен в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться в плоскость. Аналогичным образом, некоторый цифровой ток будет течь по аналоговой обратной линии тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему сопротивлению.

Рисунок 11. Добавление второго соединения между двумя изолированными возвратными токами может означать, что они больше не изолированы на низких частотах.

Вообще говоря, два пути возврата тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Сквозное соединение на рисунке 10b является примером одноточечного заземления. Одноточечное заземление — важная концепция в ЭМС, хотя ее часто неправильно понимают проектировщики, которые не проводят должного различия между проводниками с обратным током и заземлителями.

Рисунок 12. Одноточечное заземление.

На рисунке 12 показана концепция одноточечного заземления.Изолированные цепи или системы связаны с одной точкой через нетоковедущие заземляющие проводники. На рисунке 13 показана другая реализация, в которой заземляющие проводники подключаются более чем в одной точке, но все они по-прежнему привязаны к одной точке. Одним из примеров этого является заземление в зданиях. Каждое заземленное устройство имеет выделенный проводной путь к электросети здания, но параллельные пути создаются водопроводными соединениями или изделиями, внешние металлические поверхности которых находятся в электрическом контакте.Подключение заземляющих проводов более чем в одной точке не снижает эффективности схемы заземления.

Рисунок 13. Еще одна реализация с одноточечным заземлением.

Хотя одноточечное заземление является важной концепцией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения, оно не работает, если по заземляющим проводам проходят сигнальные или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь могут возвращаться через намеченный синий провод или проходить по дополнительному соединению в правую цепь и обратно в среднюю цепь через «одноточечную» землю.

Рисунок 14. Это НЕ одноточечное заземление.

Путь на рисунке 14 от одноточечного соединения к средней цепи к правой цепи и обратно к одноточечному соединению иногда называют контуром заземления.Контуры заземления часто считаются несовместимыми с одноточечным заземлением и часто упоминаются как источник связи общего сопротивления; но это неверно. На рисунке 13 показан контур заземления, и он по-прежнему является хорошей реализацией одноточечного заземления. Контур заземления на Рисунке 14 включает в себя сегмент, который вообще не заземлен. Синий провод в средней цепи может называться «землей» на схеме платы, но это проводник для обратного тока.

Как правило, с контурами заземления все в порядке, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления.Если один или несколько проводников в петле представляют собой низкочастотный обратный проводник, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему сопротивлению.

На рисунке 15 показан еще один пример неправильного применения концепции единой точки заземления. Этот пример взят из инструкции производителя по применению, в которой покупателям рассказывается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея заключалась в том, чтобы все три фазы имели такое же опорное напряжение нулевого напряжения, что и двигатель.Реализация призвала вернуть все токи переключения и ток двигателя в одну и ту же точку.

Рисунок 15. Одноточечный возврат по току (плохая идея).

Конечно, это не одноточечное заземление. Это одноточечный текущий возврат. Хотя все проводники обозначены как заземление на схеме и на плате, они не являются заземлением. Это токопроводы с обратным током.

Отправка всех коммутируемых токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем в противном случае.Это обеспечивает высокий общий импеданс, а также взаимную индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигателя не будет иметь одинакового опорного нулевого напряжения.

По сути, важно помнить, что одноточечное заземление является важной стратегией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи и устройства имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. С другой стороны, одноточечные возвратные токи часто являются основной причиной серьезных проблем электромагнитной связи.

Рисунок 16.Многоточечная земля.

Альтернативой стратегии одноточечного заземления является стратегия многоточечного заземления. Пример этого показан на рисунке 16. Вместо одной точки земля определяется локально. По сути, это концепция наземной конструкции, описанная ранее.

Обычно системы, использующие структуру заземления, подключают цепи и модули, которые не изолированы от конструкции заземления более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

Рисунок 17. Гибридная стратегия заземления.

В этом случае соединение между средней и правой цепями позволяет низкочастотным обратным токам течь по заземляющей конструкции. На этих частотах структуру правильнее было бы описать как структуру с обратным током. При разработке стратегии заземления важно понимать, что проводящая конструкция может выполнять функцию заземления на одних частотах и ​​функцию возврата тока на других.

Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму автомобиля, чтобы соответствовать требованиям по излучению и эмиссии на высоких частотах, но ни один модуль не позволяет токам высокой частоты возвращаться на раму. Таким образом, на высоких частотах рама представляет собой многоточечную наземную структуру.

На более низких частотах критически важная связь будет осуществляться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы токи сигнала не попадали в кадр (и токи кадра не попадали в сигналы).Тем не менее, основания власти не обязательно будут изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по 12-вольтовым проводам питания, возвращаются к батарее по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток — кГц) рама не является наземной структурой, это структура с током возврата. Силовой ток, протекающий по корпусу из-за одного модуля, может вызвать сотню милливольт на заземляющих соединениях других модулей, но большинство модулей не будут подвержены влиянию сотен милливольт на очень низких частотах.

Предположим, что схема слева на рисунке 17 представляет распределение мощности на стартер для двигателя внутреннего сгорания. Эта схема может потреблять сотни ампер тока при запуске двигателя. Если позволить этим токам вернуться на раму транспортного средства, это может привести к недопустимому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае можно было бы принять решение изолировать возврат от стартера и подключить его к раме в одной точке.

Стратегии заземления

Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для электромагнитной совместимости или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь его. Проблемы обычно возникают, когда с заземляющим проводом обращаются как с токоотводящим проводом или с токоотводящими проводниками как с заземляющими проводниками.

Правильные стратегии возврата тока обычно сосредоточены на обеспечении путей с низкой индуктивностью для высокочастотных токов и поддержании контроля над путями низкочастотных токов.

Правильные стратегии заземления направлены на определение и защиту нулевого опорного напряжения для каждой цепи и системы.

Один из способов отследить, выполняют ли проводники в первую очередь функцию заземления или функцию возврата тока, — это соответствующим образом пометить их. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основная функция которой — возврат цифровых токов. к их источнику.Половина успеха в разработке хорошей стратегии заземления — это правильное признание и сохранение целостности истинных оснований.

Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение конструкции грунта. На уровне системы наземная конструкция всегда представляет собой металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата подключается к раме, то заземление платы должно быть там, где это соединение происходит. Если рамы нет или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто вход питания 0 В).

Вообще говоря, все крупные металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. Д.) Должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительного нежелательного сцепления. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между корпусом или шасси и любыми токоведущими цепями.