Контур заземления что это: Контур заземления — что это такое? Установка и применение

Контур заземления: история, необходимость, обустройство

Содержание

• 1 Из истории
• 2 Потребность в заземлении
  • 2.1 Бытовая техника
  • 2.2 Защита от однофазного замыкания в сети с изолированной нейтралью
  • 2.3 Электрический обогрев пола
• 3 Где обустроить заземлитель

Контур заземления – это термин с вариантами толкований:

1. Металлическая конструкция, закопанная глубоко в грунт и имеющая относительно него малое электрическое сопротивление, служащая заземлителем.
2. Нулевые проводники в комплексе из состава оборудования целого здания, служащие для защиты металлических конструкций, в рабочем состоянии не являющихся источниками электрической опасности, от заноса на них потенциала.

Сказанное позволит сделать контур заземления самостоятельно, предостережёт от непозволительных действий.

Из истории

Как гласит предание, изобретатель заземлённой розетки (стандарта Соединенных штатов Америки) ввел дополнительный контакт, когда его домовладелица оказалась поражена током по неосторожности. Желая чуть охладиться, женщина решила, что вентилятор подойдёт. В это время через окно внутрь забрался кот и прыгнул. Хозяйка и прибор оказались на пути животного… В результате происшествия кот не пострадал. Но электрический шок заставил женщину все рассказать Филиппу Лабре (Philip Labre). Инженер проанализировал произошедшее и понял, что цепь не замкнулась бы на человека, заземли он корпус вентилятора.

Что касается прочих стран мира, осознание необходимости в заземляющем защитном контакте пришло давно. Подробнее описано в разделе про штепсельные розетки. Сегодня защитное заземление введено в схемы электроснабжения стран мира. Форма розетки отличается, но факт необходимости меры вполне осознан.

Согласно данным советской литературы в период властвования Никиты Хрущёва выработка энергии составила 230 млрд. кВт-часов. Что превышало в 120 раз показатель 1913 года. Так советские политологи пропагандировали коммунистический строй. Согласно данным отчётов в мире потребление каждые десять лет удваивалось. И СССР оказывался, понятное дело, впереди всей планеты. При этом безопасность отодвигалась на второй план, редкий человек знал, что такое контур заземления.

Случившийся в начале 70-х годов экономический кризис показал, что установившееся материальное благополучие развитых стран способно в любой момент пошатнуться. Когда цены поднялись до 12 долларов за баррель, промышленники забили тревогу. Стали думать про класс энергоэффективности бытовой техники. Первым инновационные технологии сбережения энергии опробовал штат Калифорния. А правительство следило за результатом (оправдавшим чаяния зачинщиков мероприятия).

Схематическая зарисовка заземления

Как следствие, произошёл потрясающий рост количества электрических приборов при прежнем потреблении в целом. Теперь уже стали задумываться о контуре заземления, дифференциальных автоматах, дизайне и спросе.

Потребность в заземлении

Бытовая техника

В быту без возможности заземлить корпус требуется занулить. Это общее правило, годящееся в большинстве случаев. Даже для трёхфазных цепей. Занулять не нужно корпусы и прочие части установок, проводящие ток, цепи питания которых лишены защиты дифференциальным автоматом. Это простое правило вытекает из очевидных соображений: в двухфазных цепях току все равно, где замыкаться на землю. Если авария не обнаружена немедленно (при помощи дифференциального автомата), замыкание происходит через любые части контура:

1. Трубы канализации, водоснабжения, газа.
2. Арматура зданий.
3. Электрические щиты.
4. Антенны.

Предсказать заранее, куда двинется ток, сложно. В бытовой технике занулённый предмет нужно защищать дифференциальными автоматами. Прямо не говорится, но требования ПУЭ и ГОСТ Р 50571.11 однозначно выполняют предписание. Согласно нормам, полагается занулять все (присутствуют исключения) металлические предметы на кухне и в ванной комнате, а на потребителей ставить дифференциальные автоматы защиты. Чем обеспечивается безопасность в случаях, рассмотренных выше.

Что касается трёхфазных цепей (с глухозаземлённой нейтралью), в них зануление корпуса считается надёжной защитой. В одной из ветвей питания потенциал способен оказаться ниже почвы, ток утечки направится туда. Если корпус просто завести на контур заземления, образуется резистивный делитель, где сложно предсказать потенциал конкретной точки. Львиная доля тока пойдёт через неудачника, взявшегося за оголённую токонесущую конструкцию рукой. Занулённый корпус уже возможно, а иногда нужно заземлить.

Защита от однофазного замыкания в сети с изолированной нейтралью

С защитного заземления в цепях с изолированной нейтралью начинается книга М.Р. Найфельда из известной Библиотеки электромонтера. Из описания следует, что уравнивание с потенциалом грунта любых токонесущих конструкций становится обязательной мерой защиты. Рабочий персонал в полной безопасности. Как определить, что произошла утечка? Мощное оборудование продолжает функционировать и в описанных условиях.

Режим однофазного замыкания учебником рассматривается лишь как потенциально опасный. Оборудование продолжает работать, а аппаратура контроля изоляции просигнализирует ремонтной группе, вводя в курс грядущих событий. Налицо серьёзные трудности:

1. Потеря электроэнергии на нагрев проводки и почвы. Помимо очевидных неприятностей это грозит порчей полимерной изоляции кабелей и проводов.
2. Создаётся потенциально опасная ситуация. Возможно образование точек, где проявляется шаговое напряжение.
3. Перекос фаз, неизбежно проявляющийся в такой ситуации, становится потенциально невыгодным режимом эксплуатации для поставщика энергии и потребителей. Возможны рост или падение напряжения по другим линиям.

Бригада ЛЭП знает, как себя вести в опасной ситуации, что делать обычным гражданам и даже предприятиям? Чтобы бороться с ситуацией на месте, применяются типы реле:

1. Реле перекоса фазных напряжений работает на описанном принципе. При замыкании на землю нагрузка одной ветви сильно вырастает. Нарушается баланс напряжений по терм фазам. Реле отслеживает этот момент и отключит нагрузку или подаст сигнал тревоги.
2. Реле нулевой последовательности функционируют на основе метода симметричных составляющих. По особым правилам ток раскладывается на сумму векторов. Появление определённых составляющих в уравнениях сигнализирует о наступлении нежелательной ситуации. Напряжение нулевой последовательности сигнализирует о появлении короткого замыкания.

Небезопасным считается перекос фаз для работы оборудования. Требуется отключать холодильники (компрессоры) и кондиционеры при возникновении подобных ситуаций. Защитное заземление максимально простым путём поможет решить сложность идентификации ситуации. Особенно, если цепь контролировать трансформатором тока.

Электрический обогрев пола

Из сказанного следует, что сферы, ранее обеспечиваемые исключительно нефтью, сегодня частично переведены на снабжение электричеством. Речь, прежде всего, идёт об отоплении. Появляется повод задуматься об утеплении дома и безопасности. К примеру, система Тёплый пол занимает всю площадь комнаты. Опасность способна прийти со всех сторон:

• Влага из подвала поднимается за счёт капиллярного эффекта вверх.
• Потоп превратится в катастрофу. Опасно ходить по влажному полу.

Бетон, кирпич проводят электрический ток. Как сделать заземление системы Тёплый пол? Не стоит полагаться на статистику, мол, низкая вероятность поражения человека, но… Допустим, человек вошёл в комнату, где проведена влажная уборка, босиком – чтобы не натоптать. Взялся рукой за смеситель и получил полноценный удар током. Механизм произошедшего:

1. От перегрева или в силу старости электрическая изоляция кабеля растрескалась.
2. Бетонная стяжка стала больше похожа на кракелюр ввиду прошедшего времени.
3. Вода, налитая на пол, проникла к кабелю. Заземляющих предметов не оказалось поблизости, система продолжила работу в обычном режиме: току нет пути.
4. Когда голой ногой некто встал в лужу, а потом взялся рукой за смеситель, замкнул телом цепь. Часть тока пошла через человека, прочая – дальше по цепи обогревать помещение.

В этой ситуации учитывается, что сопротивление резистивного кабеля весьма высокое, через человека пойдёт значительный ток. Скептики заявят – на входе стоит дифференциальный автомат защиты, который немедленно засечёт утечку. Но, как правило, лучше опасной ситуации не допускать, чем гадать, почему пол холодный. Автомат, будучи поставлен согласно указаниям А. Земскова, вероятно, работает обособленно от освещения и розеток. Хозяин не узнает, что пол больше не греется.

Это очевидные доводы, контур заземления предлагается изначально обустроить по-иному. Если не удаётся найти экранированный резистивный кабель, чтобы занулить оплётку, допустимо подобрать металлорукав. Электрики кладут провод Тёплого пола зигзагом. Это не противоречит общим требованиям нормативных актов и однозначно снизит опасность. Допускается заземлять армирующую сетку, проложенную поверх кабеля, вдобавок общие правила рекомендуют арматуру железобетона соединять с грунтом. Естественно заземлённые конструкции допускается использовать в системах защиты.

Где обустроить заземлитель

Контур заземления соединяется с грунтом через заземлитель. Важную роль играет сопротивление между ним и почвой. По промышленным меркам общий импеданс от точки защиты не допускается больше 5 Ом. К бытовым приборам стандарты лояльнее – хватит 10 Ом. Точные значения в таблице. Конструкция заземлителя собирается из металлических полос, труб, уголков.

Допустимо обустроить заземлитель по Евростандарту, но авторы уверены, что большинство читателей поленится листать англоязычную литературу. Между тем, издание М.Р. Найфельда предоставляет данные для проведения расчётов. Согласно зависимости сопротивления стали грунту от удельного сопротивления самого грунта возможно выбрать геометрические размеры заземлителя (длину, сечение). Следует обратить внимание, что приведённое значение характеризует процесс стекания тока с заземлителя. Внутреннее сопротивление цепи находится по обычным физическим формулам. Чем проводник длиннее, тем оно значительнее.

Сопротивление почвы берётся из таблицы и зависит от вида грунта. Вдобавок автор приводит данные о единичных заземлителях. Это позволяет комбинировать полосы стали с различными конструкциями, добиваясь желаемого эффекта. Евростандарт рекомендует собрать «гребёнку». Полоса стали залегает на глубине от 0,6 метра и более, от неё вниз (до 5 метров) идут равномерно расставленные металлические прутки.

Из графика видно, что размеры заземлителя определяются преимущественно грунтом и что выгодно дойти до подземных вод, снижая объем работ. Понятно, что металл начнёт быстро гнить. Для избавления от неприятности возможно пользоваться грунтовкой (против ржавчины) по металлу либо выбрать иное место захоронения заземлителя.

Устройство контура заземления — схема и монтаж

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Содержание:

• 1 Типы заземляющих устройств
• 2 Монтаж
• 3 Бытовое заземление

Контур заземления – это устройство, которое соединяет с грунтом заземляемое электрическое оборудование для обеспечения прохождения заряда по наиболее легкому пути. Множество электроприборов, которое есть практически в любом современном доме, делает жилье небезопасным при отсутствии заземления.

При повреждении защищающей изоляции у аппаратуры, элементы, по поверхности которых не должен проходить заряд, могут оказаться под воздействием напряжения. Взявшись за ручку или прикоснувшись к корпусу, человек превращается в проводник электричества в землю, и его ударяет током. Силы тока всего в 1/10 Ампера достаточно, чтобы убить человека.

Сопротивление человеческого тела находится между 100 и 1000 Ом, поэтому устройства даже с небольшим напряжением становятся небезопасными. Поэтому необходимо заземлять металлические корпусы разных приборов и их элементы, каркасы и стенки электрощитов управления или распределения, кабельные муфты, металлические обмотки, кабелепроводы, если они состоят из проводящего материала, вторичные обмотки трансформаторов. Контур заземления в этом случае — эффективный способ защиты от электропоражения.

Типы заземляющих устройств

Заземляющее устройство (ЗУ) имеет несколько разновидностей. В первую очередь оно может быть искусственным и естественным. К естественным относится металлическая арматура фундамента, различные подземные коммуникации из металла. Обычно подобных заземлителей достаточно, но поскольку они не всегда отвечают всем предъявляемым к ним требованиям, то в ряде случаев прибегают к применению искусственных.

Помимо этого, заземлители делятся на вертикальные и горизонтальные, а также заглубленные. Горизонтальные и заглубленные по конструкции похожи, они изготавливаются их стальных полос или круглой арматуры, закладываются в ямы, когда устанавливаются опоры электропередач. Вертикальные ЗУ – трубы, арматура, металлические штыри, пруты и пр., забитые вертикально в землю.

Все ЗУ в соответствии с ПУЭ должны быть из меди либо черной или оцинкованной стали, их нельзя окрашивать.

Чаще всего заземлители для контура заземления используют форму равностороннего треугольника из металлопроката либо три вертикальных штыря, прута, трубы, соединеннын между собой стальной полосой, – такие одноконтурные схемы, как правило, применяют в частном секторе.

Если здание или сооружение имеет значительную площадь, то устанавливают многоконтурное устройство, в первую очередь кольцевое или прямоугольное, смонтированное вокруг дома. Это более надежная схема, так как различные части грунта на участке с заземлением могут менять свои свойства в результате изменений погодных условий, например промерзают, пересыхают и пр..

Для сложных конструкций рекомендуется прокладывать горизонтальные ЗУ из нескольких контуров по периметру фундамента, но на некотором отдалении от него.

Монтаж

Перед началом использования, необходимо проверить заземляющее устройство частного дома на сопротивление

Оно зависимо от множества факторов, вот главные из них:

1. Состояние поверхности почвы
2. Глубина расположения контура;

Тип грунта;

• Количество электродов, помещенных в грунт;
• Площадь соприкосновения и металла, из которого сделаны электроды.

Заземлительные элементы рекомендуется помещать в чернозём, глину или суглинок. Ни в коем случае нельзя помещать контур в каменную породу или скалу.

1. Там, где планируется проводить монтаж контура заземления, должно располагаться на расстоянии более 3 метров от места входа тока в дом. Под контуром не должны проходить газовые либо какие-либо другие коммуникации.
2. Вертикальные электроды для ЗУ можно сделать из стальных уголков 5*5*0,5 см с поперечным сечением 48 кв. см. Горизонтальные электроды – из стальной полосы 4*0,4 см с поперечным сечением 1,6 кв. см.
3. Перед укладкой роется яма в виде треугольника примерно 3*3*3 м либо траншея длиной 4-5 м, шириной 30-50 см и глубиной 50-80 см.
4. В треугольной яме нужно на 2,5-3 м в глубину вертикально забить уголки в вершинах треугольника. Для этого можно воспользоваться кувалдой или буром. В траншее 4-5 треугольников забиваются на расстоянии 90-100 см. Забивать их нужно так, чтобы над поверхностью оставалось примерно 20 см.
5. К оставшейся части уголков по периметру или прямой линией нужно приварить стальную полосу, которая идет в электрощит к шине PE. Это заземляющий проводник, который соединяет заземляющий контур с заземляющим выходом электрооборудования (вводным распределителем).
6. Места сварки покрыть антикоррозийным покрытием, например битумом, яму засыпать однородным грунтом без камней.

Можно также использовать другой способ, который допускают ПУЭ, — вывести на поверхность горизонтальный проводник (стальную полосу), прикрутить к нему проводник, идущий на шину РЕ главной заземляющей шину, с помощью болта.

Дополнительный проводник может быть:

• медным с сечением от 10 кв. мм;
• алюминиевым с сечением от 16 кв. мм;
• стальным с сечением от 75 кв. мм.

Вместо стальных уголков можно взять специальные стержни, которые сейчас производятся специально для устройства заземлителей. После монтажа необходимо проверить сопротивление ЗУ.

Бытовое заземление

Правильно обустроенное заземление обеспечивает безопасную и нормальную работу электроприборов.
Стоит отметить, что постоянное заземление требуется в промышленности, в быту достаточно заземлить приборы через ноль обычной электророзетки.

Однако некоторые приборы нуждаются в заземлении наглухо. Например, электроемкая стиральная машина-автомат, особенно при повышенной влажности, может пробивать заряд на корпус, в результате чего при прикосновении к ней или мокрому белью можно ощутить легкий удар тока.

Для микроволновок предусмотрена клемма, с помощью которой можно установить дополнительное заземление. Обычно она расположена на задней панели прибора. Она нужна для того, чтобы в случае недостаточного контакта в розетке печь не выдавала волны на опасном на здоровье уровне. Помимо этого, наглухо заземляют варочные поверхности, духовки, индукционные печи, холодильники.

Также рекомендуется заземлять стационарные ПК, у которых изменения напряжений в сети приводят к ухудшению качества работы. В этом случае заземлитель можно закрепить к любому винту задней панели.

Стоит помнить, что качественное заземление обезопасит дом, его жителей, убережет от поломок бытовую технику. При этом ЗУ несложно сделать самостоятельно.

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

КОНТУРОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ – что это такое и как их избежать?

февраль 17 2018

• Все о горшках

Контур заземления может вызвать гудение и гудение вашей гитары.

Период.

Они ВСЕГДА вызывают гудение и жужжание вашей гитары? Нет, не в 100% случаев. Но не лучше ли исключить такую ​​возможность, если вы перемонтируете свою гитару?

Традиционный способ подключения гитар состоит в том, чтобы иметь общую землю как для сигнальной земли, так и для механической земли/корпуса. Внешний выступ потенциометра припаян к задней части потенциометра. Затем потенциометры либо соединяются куском провода, припаянным между корпусами потенциометров, либо все потенциометры касаются металлического экрана. В конце концов, все заземления подключаются к клемме (-) выходного разъема. Смешивание и/или соединение двух типов заземления может привнести шум в ваш сигнал.

Контур заземления возникает, когда сигнальная земля имеет два или более пути к клемме (-) выходного разъема. Это наиболее очевидно, когда потенциометры гитары касаются экрана (металлической пластины или металлической фольги), и потенциометры соединены вместе проводом, припаянным к задней части корпуса потенциометра. Поскольку сигнал заземления проходит от потенциометра к потенциометру как по соединяющему их проводу, так и по соединяющему их экрану, возникает контур заземления. Контуры заземления могут вызывать гул.

Производители известны этим. В Stratocasters, например, они накладывают небольшое количество фольги на накладку, а затем припаивают кусок провода между потенциометрами, заземляя их вместе, а также создавая контур заземления. Причина, по которой они это делают, довольно проста, если подумать. Накладки производятся компанией, которая поставляет их Fender®, и производитель накладок применяет защиту. Жгут проводов изготавливается сотрудниками Fender® на отдельной сборочной линии. Провод заземления между потенциометрами скрепляет жгут проводов перед его установкой в ​​накладку. Никто не считает, что соединительные провода (или экран) создают контур заземления.

Такая же ситуация и с телекастерами. Вместо того, чтобы кастрюли касались экрана, они касались металлической пластины управления. Что хорошо. Металлическая контрольная пластина заземляет кастрюли вместе. Проблема возникает, когда потенциометры соединяются между собой дополнительным куском провода, впаянным между корпусами. Это создает контур заземления. Не хорошо.

Вот очень простой и легкий способ узнать, есть ли у вас проблема с контуром заземления: приложите палец к заземлению в проводке вашей гитары. Теперь проследите маршрут земли, не отрывая палец от соединения. Если вы можете закончить в том же месте, где вы начали, не поднимая пальца, у вас есть контур заземления.

Есть много вещей, которые нужно сделать правильно, чтобы ваша гитара создавала красивый, искрящийся, чистый звук без гула и жужжания.

Избегание контура заземления — одна из таких вещей, которую легко избежать.

Позвоните в наш магазин — (614) 600-1001 — если вы хотите больше поговорить о контурах заземления или каких-либо обновлениях для вашей гитары. Мы живем ради этого.

Подписаться

Основы контуров заземления — Электрика Vol

Прохождение электрического тока по нежелательным путям в электрической цепи создает контуры заземления. Это явление происходит, когда электрическая часть оборудования имеет соединение в нескольких точках на плоскости заземления.

Контуры заземления создают помехи в сигнальных кабелях приборов. Кроме того, это может привести к перегреву кабелей и, как следствие, к пожароопасности.

Схема контура заземления

Течение тока между двумя точками заземления из-за контуров заземления. Это показано на схеме контура заземления ниже.

Причины возникновения контуров заземления

Существует несколько причин возникновения контуров заземления в любой измерительной установке. Некоторые из причин следующие.

• Разность потенциалов между клеммами заземления заземляющей пластины
• Индуктивная связь
• Емкостная связь
• Использование приборов с внутренним заземлением внутри уже заземленной петли
• Заземление экранов кабеля с обоих концов
• Использование заземленных термопар с неизолированные преобразователи
• Когда четырехпроводные передатчики используются в качестве входа для приемника, прибор с другим заземлением

Контуры заземления также создают электронные помехи в кабелях прибора и электронном оборудовании. Поэтому для надежной работы прибора необходимо устранить эту проблему.

Индуктивная, емкостная и кондуктивная связи являются основными причинами шума в электрической системе. Мы кратко обсудим эти связи, чтобы иметь общее представление.

Магнитная связь

Существует некоторая магнитная или емкостная связь, когда цепи имеют общие проводники.

Проводник с переменным током создает вокруг проводников магнитное поле. Далее, это магнитное поле, создаваемое одним проводником, соединяется с другим проводником и наоборот. Этот тип связи называется магнитной связью.

Проводник также имеет конечную индуктивность и накапливает магнитное поле при изменении тока, протекающего через него.

Шум становится более преобладающим, когда силовые и инструментальные кабели проходят по одному и тому же воздуховоду или кабелепроводу. Мы можем уменьшить шум, вызванный магнитной связью, путем раздельной прокладки силовых и сигнальных кабелей.

Полное сопротивление муфты играет важную роль в генерации шума. Большее сопротивление вызывает больше шума. Следовательно, уменьшая сопротивление обратного провода, можно уменьшить шум.

Также мы можем уменьшить шум, используя отдельные обратные провода для отдельной цепи.

Емкостная связь

Все проводники образуют конденсатор, поскольку между ними имеется изоляция. При зарядке цепи напряжение, индуцированное емкостной связью, индуцирует напряжение в другой цепи. Следовательно, меньшая емкостная связь между цепями желательна для уменьшения шума в цепи.

Как устранить контуры заземления?

Существуют различные методы устранения контуров заземления. Однако два метода очень эффективны для устранения контуров заземления.

• Одноточечное заземление
• Использование дифференциальных входов

Одноточечное заземление

При одноточечном заземлении единая земля проходит через эту плоскость. Заземление в одной точке включает в себя заземление электроники/установки КИП в одной точке. При этом шумовой сигнал, возникающий от других точек заземления, не может мешать. Таким образом, такой подход значительно снижает шум.

Использование дифференциальных входов

Подход с дифференциальными входами лучше всего подходит, когда ЭМП или РЧ-помехи обычно являются проблемой. Дифференциальные входы компенсируют шумовое напряжение и, таким образом, уменьшают шум в системе.

Использование инструментов с батарейным питанием

Использование инструментов с батарейным питанием является одним из способов устранения шума. Однако это невозможно, поскольку срок службы батареи ограничен.

Использование витой пары

Одним из практических подходов к снижению шума, вызванного индуктивной связью, является использование кабеля с витой парой. Шум, создаваемый силовым и управляющим или сигнальным кабелем, сводится на нет. И это значительно снижает влияние электромагнитной индукции.

Скручивание проводов гарантирует, что два провода находятся почти на одинаковом расстоянии от источника помех. Шум создает синфазный сигнал, который может быть подавлен на стороне приемника путем обнаружения разностного сигнала.

Электромагнитная индукция уменьшается, потому что, когда провода образуют ряд петель вместо одной большой петли, индуктивное воздействие внешнего магнитного поля имеет тенденцию компенсироваться.