Правила заземления оборудования: Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

Большая часть домов в нашей стране оснащена системой электропередач, не имеющей заземления, по старому образцу. Необходимо помнить, что работа современных бытовых устройств без наличия заземляющего контура способствует возникновению в их деятельности различных неисправностей, и, как следствие, выходу из строя. Владельцам домов приходится самостоятельно производить устройство заземления, которое необходимо для создания электробезопасности.

Для чего нужно устройство заземления

Основной задачей заземления является отключение напряжения сети при возникновении утечки тока. Это может быть выражено в виде прикосновения человека к токоведущим частям, повреждения изоляции электрических проводов. Другой, не менее важной функцией заземления является создание нормальных условий для работы бытовых электрических устройств.

Некоторые устройства требуют кроме заземляющего контакта в розетке, еще и прямого подключения к шине заземления. Для этого имеются специальные зажимы.

Например, микроволновая печь может создавать фон, опасный для человека, если ее не подключить напрямую к заземляющей шине. На задней стенке корпуса печи может находиться специальная клемма для заземления. А если прикоснуться влажными руками к стиральной машине без заземления, то руки может неприятно щипать. Решить эту проблему можно только, подключив «землю» на корпус стиральной машины. С электрической духовкой ситуация похожа на предыдущие случаи.

Также своеобразно реагирует на наличие заземления бытовой компьютер. Если сделать заземление на корпус системного блока, то может повыситься скорость Интернета, и исчезнут всевозможные зависания.

Не менее важным является устройство заземления в частных домах. Тем более, если дом деревянный. Все дело в возможных ударах молнии. На частных усадьбах много различных частей, которые притягивают молнии: скважины, трубы, колодцы и т. д. При отсутствии молниеотвода и контура заземления, удар молнии с большой вероятностью может привести к пожару. Обычно в сельской местности нет пожарной части, или она удалена, поэтому жилые и подсобные помещения могут пострадать или полностью выгореть за короткий срок. Вместе с заземлением рекомендуется выполнять устройство молниеотвода.

Правила устройство заземления

Искусственные системы заземления используют в случаях, когда естественные элементы заземления не удовлетворяют правилам. В качестве естественных элементов могут служить водопроводные стальные трубы, находящиеся в земле, артезианские скважины, элементы зданий из металла, соединенные с землей и т.п.

Запрещается применять бензопроводы, нефтепроводы и газопроводные трубы в виде естественных заземлителей.

Для самодельных элементов заземления рекомендуется использовать металлический уголок 50 х 50 мм, в длину 3 метра. Эти отрезки забивают в землю в траншее, имеющей глубину 0,7 метра. При этом оставляют 10 см отрезков над дном. К ним приваривают проложенный в траншее стальной пруток диаметром от 10 до 16 мм, либо стальную полосу аналогичного сечения по всему контуру объекта.

По правилам в электрических установках до 1000 вольт сопротивление контура заземления должно быть не выше 4 Ом. Для установок более 1000 вольт сопротивление заземления должно быть не выше 0,5 Ом.

Варианты и особенности

Всего существует 6 систем заземления, но в частных постройках используется чаще всего 2 схемы: TN — C — S и TT. В последнее время популярна первая из этих систем. В ней имеется глухозаземленная нейтраль. Шина РЕ и нейтраль N проводится одним проводом РЕN, на входе в здание устройство заземления разделяется на отдельные ветки.

В такой схеме защита осуществляется электрическими автоматами, при этом не обязательно монтировать устройства защитного отключения. Недостатком такой схемы можно назвать следующий момент. Если повреждается проводник РЕN между подстанцией и домом, то на шине заземления в доме возникнет напряжение фазы. При этом оно не отключается никакой защитой. В связи с этим правила требуют обязательное наличие механической защиты проводника РЕN, и резервное заземление на столбах через каждые 200 метров.

Однако, в селах электрические сети в основном не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому целесообразно применять схему ТТ. Эту схему лучше применять для отдельных построек, имеющих грунтовый пол, так как есть вероятность прикосновения сразу к заземлению и грунту, что опасно при схеме TN – C — S.

Отличие состоит в том, что «земля» идет на щит от индивидуального заземления, а не от подстанции. Эта система более устойчива к возникновению повреждений защитного проводника, но требует обязательной установки устройства защитного отключения. Иначе не будет защиты от удара током. Поэтому правила называют такую схему резервной.

Монтаж заземления

Устройство заземления существует двух видов, отличающиеся способом монтажа и свойствами материалов. Один вид состоит из модульной штыревой конструкции заводского исполнения с несколькими электродами, а второй вид выполняется самостоятельно из кусков металлопроката. Эти виды отличаются заглубленными частями, а надземная часть и проводники аналогичны друг другу.

Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:

Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Устройство заземления заводского исполнения имеет недостаток это высокая стоимость набора.

Материалы и инструменты

Заземлители, изготовленные самостоятельно, должны быть выполнены из оцинкованного металлопроката: прутка, уголка, либо трубы.

Купленные наборы состоят из омедненных штырей с резьбой. Они соединяются муфтами из латуни. Провод заземления соединяется со штырем зажимом из нержавейки с применением специальной пасты. Заземлители запрещается смазывать или окрашивать.

При выборе сечения проката необходимо учесть тот факт, что при воздействии коррозии со временем сечение уменьшится.

Наименьшие сечения проката выбираются:

Оцинкованный пруток – 6 мм.
Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
Прямоугольный прокат – 48 мм².

Штыри соединяют полосой, проволокой или уголком. Ими подводят заземление до электрического щита. Размеры соединяющего проката: пруток – диаметром 5 мм, прямоугольный профиль – 24 мм².

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:

Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
Медный без изоляции – 4 мм.
Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
Изолированный медный – 1,5 мм.

Для соединения всех проводников заземления нужно применять заземляющие шины, выполненные из электротехнической бронзы. По схеме ТТ элементы щита крепятся на стенку ящика.

Заземлители, изготовленные самостоятельно, забивают в землю кувалдой, а заводские элементы с помощью отбойного молотка. В обоих вариантах целесообразно использовать стремянку. Прокат из черного металла сваривается ручной сваркой.

Земляные работы

Заземлители располагают от фундамента на расстоянии 1 метра. Размечается контур заземления в виде треугольника, окружности или линии. Расстояние между штырями должно быть не менее 1,2 м. Рекомендуется сделать треугольник с 3-метровой стороной, и длиной штырей 3 метра.

Затем копают траншею глубиной 0,8 м. Ее ширина должна быть удобной для сварки проводников. Чаще всего делают траншею шириной 0,7 м.

Подготовка электрода (штыря)

Электрод заостряется с помощью болгарки. Если металлопрокат, бывший в употреблении, то необходимо его очистить от старого покрытия. На штырь заводского исполнения навинчивается острая головка, место соединения смазывается специальной пастой.

Заглубление электродов

Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Начинать удары лучше, находясь на стремянке или подмостьях. При мягком металле удары наносят через деревянные бруски. Штыри забиваются не до конца, над поверхностью дна оставляют 10-20 см для выполнения соединения с контуром.

Заводские электроды забивают отбойным молотком. После заглубления штыря, на него навинчивают муфту и другой заземлитель. Далее процесс повторяют до достижения необходимой глубины.

Соединение электродов

Штыри обычно соединяют полосой 40 х 4 мм. Для проката из черного металла используют сварочное соединение, так как болты быстро подвергнутся коррозии, что увеличит сопротивление контура. Сваривать необходимо качественным швом.

Заземление от готового контура проводится полосой к дому, загибается и крепится на фундаменте. На краю полосы приваривают болт для крепления провода от щита.

На последний электрод монтируется крепежный хомут и закрепляется провод. Зажим герметизируют специальной лентой.

Засыпка траншеи

Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.

Устройство заземления, приобретенное в магазине, с одним штырем, может иметь в комплекте пластмассовый колодец для ревизии.

Проведение в щит

Распределительный щит фиксируется на стене здания, кроме мест с высокой влажностью. Сквозь стены провод проводят с применением трубных гильз. В щитке провод заземления соединяется с заземляющей шиной, установленной на корпусе щита, болтовым соединением.

Сопротивление заземления проверяют мультиметром. Если оно оказывается больше 4 Ом, то нужно увеличить число электродов. На разъем шины заземления также подключаются провода заземления в желтой изоляции, которые приходят в щит от потребителей. При присоединении светильников, розеток, различных устройств желтые провода заземления также подключают к своим клеммам. Например, в розетках такая клемма с винтом расположена в центре.

Заземление электроустановок и оборудования — правила и требования

Заземление – соединение корпуса электроустановки с заземляющим контуром, с целью предотвращения поражения током работающих и находящихся в непосредственной близости людей. Является обязательным элементом комплекса мер по обеспечению безопасности. Существуют различные виды электроустановок, и каждый требует особого подхода к организации заземления, поэтому важно уделить внимание технической стороне вопроса.

Классификация заземляющих устройств

Система заземления электроустановок – комплекс, состоящий из заземляющего контура и проводников, соединяющих его с корпусами оборудования для обеспечения стекания в землю избыточного тока, появившегося в результате попадания фазы на корпус. Действующая в России классификация устройств заземления (далее УЗ) подразумевает градацию по следующим признакам:

Виду нейтрали. По наличию соединения с заземляющим устройством:
- заземленная;
- изолированная.
Способу прокладывания от понижающей подстанции до электроустановки.
Способ подключения нагрузки к нейтрали.

Организация системы заземления регулируется правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Документ регламентирует порядок и признаки классификации заземляющих систем. Для обозначения маркировки используются буквы английского алфавита:

T – заземление;

N – нейтраль;

I – изолированное;

C – общая;

S – раздельная.

Такой вид маркировки позволяет определить используемый способ защиты генератора тока и предпочтительные схемы заземления электроустановок на стороне потребителя.

При монтаже линий электроснабжения общепринятыми для России считаются три системы заземления:

TN-C – обозначает, что нулевой рабочий и защитный проводники объединены в общую шину на всем протяжении трассы.
TN-S – нулевой рабочий и защитный проводники прокладываются раздельно.
TN-C-S – нулевой рабочий и защитный проводники на части трассы объединены, а на остальной прокладываются раздельно.

Реже встречаются следующие системы:

TT – нулевой рабочий и защитный проводники заземляются раздельно. Чаще всего этот способ используют в случае неудовлетворительного состояния питающей воздушной ЛЭП или для предотвращения поражения людей через токопроводящие поверхности временных сооружений.
IT – в этой схеме нейтраль изолируется от земли или заземляется через специальное оборудование. Такой вариант чаще всего используют, если необходимо обеспечить высокий уровень защиты оборудования. Поскольку при таком варианте подключения риск искрообразования минимален.

Технические требования к организации заземления электроустановок

УЗ используют для защиты людей и оборудования от разрушительного действия электрического тока. Безопасность обеспечивается путем соединения защищаемых корпусов электроустановок с землей. Работы по организации заземляющих сетей регламентируются положениями ГОСТ 12.1.030-81, согласно которым защитное заземление электроустановки следует выполнять при следующих параметрах:

при значениях номинального напряжения 380 B и более переменного тока и более 440 B и более постоянного тока – при любых значениях;
при значениях номинального напряжения 42-380 B переменного тока 110-440 B. Для работ связанных с повышенной опасностью.

Правильно организованная система заземления электроустановок способна нейтрализовать избыточный потенциал любой мощности и защитить людей, оборудование и здания от воздействия электрического тока будь то скачки, вызванные включением или отключением силового оборудования или грозовое воздействие.

Принцип работы основан на разнице сопротивлений человеческого тела и УЗ. Избыточный потенциал отводится в направлении меньшего показателя, т. е. в сторону защитного контура.

Выбор естественных заземлителей

Согласно правилам устройства электроустановок, их корпуса должны быть подключены к искусственным или естественным заземлителям. В качестве естественных используют следующие металлические объекты:

каркасы подземных металлоконструкций, имеющие непосредственный контакт с грунтом;
защитные кожухи кабелей, проложенных под землей;
металлические трубы, за исключением газо- и нефтепроводов;
железнодорожные рельсы.

Контакт объекта с естественным заземлителем должен осуществляться минимум в двух местах. Преимущества этого метода в простоте, эффективности и сокращении затрат на организацию системы электробезопасности.

Нельзя выбирать в качестве естественных заземлителей следующие объекты:

трубопроводы горючих и взрывчатых газов и жидкостей;
трубы, покрытые антикоррозийной изоляцией;
канализационные трубопроводы;
трубы централизованного отопления.

Сопротивление стеканию тока

Заземление работает по следующему принципу: ток, стекающий в землю через место замыкания, проходит вначале на корпус электроустановки и с него через УЗ в грунт. Очевидно, что при организации сетей заземления до 1000 Вольт, важно создать цепочку, обеспечивающую стекание избыточного заряда в землю.

Значения сопротивления заземления для сетей различного назначения:

Назначение сети	Максимальное значение сопротивления, Ом
Частные дома 220, 380 Вольт	30
Промышленное оборудование	4
Источник тока при напряжении 660, 380 и 220 Вольт	2, 4, 8
Частный дом при подключении газопровода	10
Устройства защиты линий связи	2 (реже 4)
Телекоммуникационное оборудование	2 или 4

Чтобы получить показатели сопротивления, установленные нормативами, следует придерживаться типовых процедур:

Увеличить площадь соприкосновения деталей заземляющего устройства с грунтом.
Обеспечить качественный контакт между элементами устройства и соединительными шинами.
Усилить проводимости почвы увлажнением или повышением ее солености.

Для контроля за соответствием сопротивления предписанным нормам следует проверять его уровень не реже одного раза в шесть лет.

Работа УЗ при нарушении защитной изоляции электрооборудования

Нарушение целостности защитной изоляции нередко приводит к замыканию фазы на корпус. Дальнейшее развитие событий зависит от качества системы электробезопасности. Возможны следующие варианты:

Заземление отсутствует, устройство защитного отключения не установлено. Самая неблагоприятная ситуация. При прикосновении к корпусу ощущается сильный удар.
Корпус подключен к системе заземления, УЗО отсутствует. Если ток утечки будет велик, сработает автомат и отключит питающую линию или цепочку. Этот вариант может привести к накоплению избыточного потенциала на корпусе, если сопротивление переходов и номинал предохранителей будут велики. Такая ситуация опасна для людей.
Заземление отсутствует, устройство защитного отключения установлено. Ток утечки вызовет срабатывание УЗО и человек успеет ощутить только слабый удар током.
Корпус подключен к заземлению, УЗО установлено – наиболее надежный вариант, обеспечивающий защиту людей и техники благодаря тому, что защитные устройства дополняют и отчасти дублируют друг друга. При замыкании фазы на корпус, избыточный потенциал стекает через систему заземления. Одновременно устройство защитного отключения реагирует на утечку и отключает подачу тока, исключая возможность поражения током людей. Если ток утечки значительно превышает возможности УЗО, может сработать автомат и продублировать его функцию.

Заземление цехового оборудования

Согласно правилам устройства электроустановок до 1000 Вольт, их классифицируют по виду заземляемых устройств:

Для типового станочного оборудования.
Для электродвигателей и сварочных аппаратов.
Для передвижных установок и эксплуатируемых электроприборов.

Заземление типового станочного оборудования

Для заземления цехового оборудования используют контур системы уравнивания потенциалов (далее СУП).

Система уравнивания потенциалов – это элемент устройства заземления, представляющий из себя контур из проводящих элементов для подключения корпусов оборудования с целью достижения равенства потенциалов.

Важно уделить внимание следующим техническим вопросам:

Определить расположение контура СУП в рабочей зоне.
Рассчитать толщину шины, используемой для соединения корпуса станка с УЗ.
Определить место наложения стационарного заземления.
Выяснить какие устройства используются для защиты опасных частей оборудования.

Контроль этих вопросов – обязанность цехового электрика, владеющего информацией о структуре и расположении элементов системы заземления и порядке подсоединения к ней корпусов станков, в том числе предписанном конструкцией станка расположении точки подключения заземляющей шины.

Заземление электродвигателей

Согласно нормам, заземление электродвигателей также является обязательным, кроме случаев, когда оборудование устанавливается на металлический пьедестал, имеющий контакт с грунтом. В остальных случаях необходимо соединить корпус с системой заземления при помощи медной жилы. Правилами указывается, что контакт с заземлением должно быть прямым у каждого электродвигателя и последовательное подключение нескольких устройств через заземляющую цепочку недопустим, поскольку обрыв линии приводит к потере контакта сразу всех электродвигателей.

Для грамотного подключения заземления необходимо предусмотреть на подводящем силовом кабеле 380 Вольт дополнительную шину, одним концом подключенную клемме заземления в распредкоробке двигателя, а вторым – к корпусу силового шкафа. При этом важно соблюсти последовательность подключения и соединить с системой заземления вначале электрический щиток. Важно также обеспечить соответствие диаметра сечения проводников установленным нормам.

Заземление сварочных аппаратов

Правила устройства электроустановок регламентируют также порядок заземления сварочных аппаратов. Заземление корпусов оборудования в данном случае является обязательным. Кроме корпуса заземляться должна и трансформаторная вторичная обмотка через один из выводов. Другой используется для подключения держателя электродов.

Возле заземляемого вывода на корпусе расположен соответствующий знак и приспособление для фиксации шины, соединяющей его с защитным контуром. Переходное сопротивление защитного контура или устройства не должно быть выше 10 Ом.

Для повышения электропроводимости системы заземления следует увеличить контактную площадь соединений, в том числе площадь соприкосновения с землей. Подключение к ЗУ должно быть индивидуальным у каждого сварочного аппарата и не должно осуществляться через заземляющую цепочку, поскольку в случае обрыва контакт с УЗ будет потерян сразу всеми аппаратами.

Защита передвижных установок

Особое внимание стоит уделить заземлению передвижных установок. Для защиты передвижных установок используют заземлители для передвижных установок ГОСТ 16556-02016. Поскольку особенности их эксплуатации затрудняют выполнение требований по обеспечению показателей переходного сопротивления, поэтому правилами устройства электроустановок допускается повышение показателя до 25Ом. Это относится только к установкам, снабженным автономным питанием и имеющим изолированную нейтраль.

Этот вид УЗ может применяется для установок с пониженным искрообразованием, не являющихся источниками питания для иного оборудования, а также для передвижных агрегатов, имеющих собственные заземлители, не задействованные в данный момент.

Передвижные установки, оснащенные автономным питанием, требуют регулярного освидетельствования на наличие повреждений защитной оболочки, поскольку имеют изолированную нейтраль и повышенный риск образования трущихся сочленений.

Защита электроприборов

При работе с электроприборами разных типов можно ориентироваться на стандартные правила обеспечения безопасности:

Защитить открытые токоведущие части.
Нарастить защитную изоляцию.
Использовать специальные приспособления для ограничения доступа к корпусам оборудования.
Если позволяет конструкция, можно как меру использовать понижение напряжения.

Во избежание пробоев изоляции и попадания фазы на корпус электроприбора эффективными являются традиционные методы:

Наличие системы заземления.
Система уравнивания потенциалов.
Усиление изоляции токоведущих частей.
В некоторых случаях как меру безопасности при работе с электрооборудованием можно использовать ограничение доступа в помещения, представляющие потенциальную опасность за счет повышенной влажности, запыленности и т.п.

Важно учесть, если помимо заземления используются другие методы защиты людей – они не должны быть взаимоисключающими и снижать эффективность друг друга.

Задействовать естественные заземлители для обеспечения защиты возможно только при отсутствии вероятности повреждения подземных конструкций, в случае протекания по ним аварийного тока.

Защита с помощью заземления и зануления

Для обеспечения электробезопасности людей нередко используют комбинированный метод заземления и зануления электрооборудования. Зануление обеспечивается соединением защитных корпусов с нейтралью подводящей силовой линии. Это позволяет преобразовать сетевое напряжение, попавшее на корпус установки, в однофазное короткое замыкание. И заземление и зануление выполняют защитную функцию, но разными методами.

При заземлении для обеспечения снижения избыточного потенциала используется дополнительное устройство. Для работы системы зануления достаточно соединить корпус электроустановки с нейтралью питающей сети.

При работе в потенциально опасных помещениях использование одного из описанных методов является обязательным. Ответственные сотрудники должны четко понимать отличие одного способа защиты от другого и знать каким должен быть контур заземления у каждого вида оборудования.

Контроль состояния защитных устройств

Правила устройства электроустановок предписывают проводить периодическую проверку работоспособности системы заземления. Она позволяет установить соответствие параметров сопротивления стеканию тока заземляющих контуров нормативным. Проверка происходит с использованием специальных измерительных приборов, подключаемых к заземляющим устройствам по определенным схемам.

Правилами также регламентируется периодичность проведения проверки. Она зависит от класса обследования, конструкции заземляющих устройств, типа и мощности используемого оборудования. Визуальный осмотр состояния системы заземления должен проводиться каждые полгода. Проверки, сопровождаемые вскрытием грунта в местах, связанных с повышенным риском – раз в 12 лет или чаще.

Грамотный подход к организации системы заземления электроустановок, четкое понимание структуры и особенностей разных типов УЗ, а также своевременный контроль их состояния, в соответствии с действующими регламентами, обеспечит безопасность сотрудников предприятия, сохранность оборудования и зданий.

Заземление электроустановок: правила и основные требования

Отсутствие заземления электрооборудования или неправильное его выполнение может привести к производственному травматизму, выходу из строя приборов автоматизации или неправильной их работе, погрешности показаний измерительной техники. Это происходит в результате пробоя изоляции между токоведущими частями и корпусом оборудования. В результате на корпусе появляется напряжение и протекает электрический ток, который может нанести травму человеку и привести к сбоям в работе электрических устройств. Чтобы этого избежать, часть установки, не находящуюся в нормальном состоянии под напряжением, соединяют с заземляющим устройством. Этот процесс называется заземлением.

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:

Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
Опоры высоковольтных линий электропередач
Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.
Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
Система TT
Система IT

Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так:
Т – (от terre) земля
N – (от neuter) нейтраль
C – (от combine) объединять
S – (от separate) разделять
I – (от isole) изолированный
По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.

Система ТN

Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей.
TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате.
TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника.

TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.

Система TT

Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.

Система IT

Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.

Требования к заземлению электродвигателя

Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.

Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу.
Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат).

Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:

Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм²	Наименьшее сечение защитных проводников, мм²
S≤16	S
16 < S≤35	16
S>35	S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.

Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания.

Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.

«Заземление оборудования» — читайте больше статей на сайте компании

Заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Каким бывает заземление?

В этом случае используют заземлители естественного типа, например арматуру, входящую в фундамент зданий. Кроме того, в качестве естественного заземлителя могут использоваться разного рода металлические подземные коммуникации, например трубопроводы, броня или оболочка кабелей. В некоторых случаях допустимо для заземления использовать и наземные коммуникации, например рельсовые пути.

В большинстве случаев это электрод, изготовленный из стали и помещенный в грунт в горизонтальной или вертикальной плоскости. В некоторых случаях используют целую группу подобных проводников, которые соединяют между собой. В таком случае заземлитель получается сложным. Если же электроды замыкаются, то это получается контур заземления. Искуственное заземление оборудования необходимо применять, когда нужно в значительной степени уменьшить токи, которые через естественные заземлители будут уходить в землю.

Чем отличаются друг от друга вертикальные и горизонтальные заземлители?

Фактически эти понятия условны, так как, например, во втором случае, совершенно необязательно, чтобы положение заземлителя в грунте было строго горизонтальным, НО очень важно, чтобы электроды, образующие собой заземлитель (заземляющий контур), находились на требуемой глубине, чтобы в случае земляных работ они не получили никаких механических повреждений.

Из-за того что поверхность земли на различных ее участках не является достаточно ровной, горизонтальные заземлители должны следовать рельефу поверхности, по возможности в точности повторяя его.

Точно так же вертикальные электроды могут быть установлены не совсем вертикально, а под незначительным наклоном, который, впрочем, не будет оказывать существенного влияния на их работу.

Установка горизонтального заземления

Горизонтальные заземлители прокладывать на глубине 0,5 м. Если земли пахотные, то глубину лучше всего увеличить до 1 м. Как правило, подобные заземлители устанавливаются с помощью специальных аппаратов.

В случае горизонтального заземлителя, расположенного слишком близко к поверхности земли, растекание электрического тока по почве будет проходить не равномерно, а на более значительной глубине такой эффект достигается без лишних затрат и усилий.

У горизонтально заложенных проводников сопротивление значительно выше по сравнению с аналогичным элетродом, установленным в вертикальное положение. Именно по этой причине чаще всего при проведении электромонтажных работ пользуются вертикальными электродами.

Лучше всего для этой цели использовать глубинные вертикальные электроды, так как они способны добраться до хорошо проводящих электрический ток слоев грунта.

Заземление оборудования в грунте

От заземляемой части электроустановки горизонтальные лучи заземляющего устройства должны расходиться в противоположных направлениях. Если же этих лучей не два, а больше, то лучше всего их располагать под углом друг к другу.

Это делают с той целью, чтобы как можно большая площадь земли использовалась рационально. Если же установить заземлители рядом друг с другом, то они будут экранироваться друг другом, следовательно, их эффективность будет в значительной степени снижена. По такой же причине на значительном расстоянии друг от друга устанавливают и вертикальные заземлители. Вертикальные заземлители лучше всего установить на расстояние, равное как минимум длине самого заземлителя.

Из-за того что потенциалы на поверхности земли могут распределиться не слишком равномерно, вокруг заземлителя будут создаваться опасные напряжения. Для того чтобы выровнять разные потенциалы, заземлитель изготавливают в форме сетки, которая должна быть сделана из горизонтальных элементов.

В почве их нужно уложить вдоль и поперек места электроустановки. Также их следует соединить друг с другом с помощью сварки. Как правило, размер одной ячейки полученной сетки составляет от 6 х 6 до 10 х 10 м.

Кроме того, в некоторых случаях потенциалы выравнивают с помощью заземлителя, который изготавливают в форме концентрических колец. Их необходимо поместить в почву и соединить с заземляемым устройством.

Напряжение на поверхности можно снизить за счет сетчатого заземлителя, только в этом случае все равно высока вероятность того, что за пределами этой сетки возможность поражения электрическим током будет сохраняться. В связи с этим нужно уложить дополнительные заземлители, глубина закладки которых должна постепенно увеличиваться. Такие дополнительные конструкции также нужно соединить с основными заземлителями.

Дополнительные меры при заземлении

<Как дополнительно обезопасить участок заземления? Площадь заземлителя и расход металла можно сократить за счет сооружения специального изолирующего заграждения, которое устанавливается по периметру заземлителя. Следует отметить, что ограждение должно быть изготовлено из диэлектрика. Такой подход позволяет не допустить растекания электрического тока по земной поверхности. Кроме того, ограждение из диэлектрика позволяет выровнять потенциал за пределами заземлителя.

Из чего лучше всего изготовить заграждение?

Для сооружения данной конструкции можно использовать любой материал, не пропускающий электрический ток, также он должен быть весьма прочным с механической точки зрения, а электрическая прочность его должна составлять не меньше 1 МВ/м. Для этой цели лучше всего подойдут изоляторы, которые изготавливают на битумной основе. Например, к ним относят бризол, производимый из отходов производства. Его электрическая прочность обычно бывает не менее 20 МВ/м.

Трудности заземления оборудования

Зачастую заземлители, изготовленные из профильной стали, не в состоянии удовлетворить те требования, которые предъявляют к заземляющим конструкциям. Допустим, в засушливой местности достаточно проблематично добиться того, чтобы данный вид заземлителя имел необходимую проводимость электрического тока. В скальных породах затруднен монтаж данного типа заземлителей, а в агрессивной среде очень сложно защитить их от коррозии и одновременно добиться необходимого уровня проводимости электрического тока. Для подобных случаев разработаны специальные конструкции искусственных заземлителей.

Какие отличительные черты заземлителя современного образца?

Возможность создания заземляющих устройств с низким сопротивлением растекания в грунтах с высоким удельным сопротивлением.
Постоянное сопротивление заземляющего устройства не зависящее от сезонного изменения климатических условий содержания влаги в грунте.
Высокая устойчивость к коррозии. Срок службы заземлителя до 30 лет (зависит от степени агрессии, вялости среды грунта).
Просты и удобны с точки зрения монтажа.

Команда ЭЛ-сервис готова рассчитать и выполнить заземление оборудования любого типа не только административных зданий, но и частных домов.

Мы сделаем качественно, быстро и не дорого.

XXI. Охрана труда при установке заземленийв распределительных устройствах

21.1. В электроустановках напряжением выше 1000 В заземляться должны токоведущие части всех фаз (полюсов) отключенного для работ участка со всех сторон, откуда подается напряжение, за исключением отключенных для работы сборных шин РУ, на которые достаточно установить одно заземление.

При работах на отключенном линейном разъединителе на провода спусков со стороны ВЛ независимо от наличия заземляющих ножей на разъединителе должно быть установлено дополнительное заземление, не нарушаемое при манипуляциях с разъединителем.

21.2. Заземленные токоведущие части должны быть отделены от токоведущих частей, находящихся под напряжением, видимым разрывом. Разрешается отсутствие видимого разрыва в случаях, указанных в пункте 17.2 Правил.

Установленные заземления могут быть отделены от токоведущих частей, на которых непосредственно ведется работа, отключенными выключателями, разъединителями, отделителями или выключателями нагрузки, снятыми предохранителями, демонтированными шинами или проводами, выкатными элементами комплектных устройств.

Непосредственно на рабочем месте заземление на токоведущие части дополнительно должно быть установлено в тех случаях, когда эти части могут оказаться под наведенным напряжением (потенциалом).

21.3. Переносные заземления следует присоединять к токоведущим частям в местах, очищенных от краски.

21.4. В электроустановках напряжением до 1000 В при работах на сборных шинах РУ, щитов, сборок напряжение с шин должно быть снято и шины (за исключением шин, выполненных изолированным проводом) должны быть заземлены. Необходимость и возможность заземления присоединений этих РУ, щитов, сборок и подключенного к ним оборудования определяет выдающий наряд, распоряжение.

21.5. Разрешается временное снятие заземлений, установленных при подготовке рабочего места, если это требуется по характеру выполняемых работ (измерение сопротивления изоляции).

Временное снятие и повторную установку заземлений выполняют оперативный персонал либо по указанию работника, выдающего наряд, производитель работ.

Разрешение на временное снятие заземлений, а также на выполнение этих операций производителем работ должно быть внесено в строку наряда «Отдельные указания» с записью о том, где и для какой цели должны быть сняты заземления.

21.6. В электроустановках, конструкция которых такова, что установка заземления опасна или невозможна (например, в некоторых распределительных ящиках, КРУ отдельных типов, сборках с вертикальным расположением фаз), должны быть разработаны дополнительные мероприятия по обеспечению безопасности работ, включающие установку диэлектрических колпаков на ножи разъединителей, рубильников диэлектрических накладок или отсоединение проводов, кабелей и шин. Перечень таких электроустановок утверждается работодателем и доводится до сведения работников.

21.7. В электроустановках напряжением до 1000 В операции по установке и снятию заземлений разрешается выполнять одному работнику, имеющему группу III, из числа оперативного персонала.

21.8. В электроустановках напряжением выше 1000 В устанавливать переносные заземления должны два работника: один — имеющий группу IV (из числа оперативного персонала), другой — имеющий группу III; работник, имеющий группу III, имеет право быть из числа ремонтного персонала, а при выполнении работ по заземлению присоединений потребителей — из персонала потребителей. На удаленных подстанциях по разрешению административно-технического (руководящих работников и специалистов) или оперативного персонала при установке заземлений в основной схеме разрешается работа второго работника, имеющего группу III, из числа персонала потребителей; включать заземляющие ножи имеет право один работник, имеющий группу IV, из числа оперативного персонала.

(в ред. Приказа Минтруда России от 19.02.2016 N 74н)

(см. текст в предыдущей редакции)

Отключать заземляющие ножи и снимать переносные заземления единолично имеет право работник из числа оперативного персонала, имеющий группу III.

Открыть полный текст документа

Монтаж защитного заземления для электроустановок до 1кВ в стиле «10 основных правил»

Параметр	Пояснение	Пункт НТД
1. Естественное или искусственное заземление	Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.	1.7.54. ПУЭ
2. Общее или независимое заземление	Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими. При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции. Для объединения заземляющих устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.	1.7.55. ПУЭ
3. Требования к сопротивлению заземляющего устройства электроустановок	Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN или N PE проводника E ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом • м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.	1.7.101. ПУЭ
4. Повторное заземление ВЛ	На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN проводника. При этом в первую N очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл. 2.4). Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются. Повторные заземления PEN проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при N помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN проводника должны иметь размеры не N менее приведенных в табл. 1.7.4	1.7.102. ПУЭ
5. Требования к сопротивлению повторного заземления ВЛ	Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.	1.7.103. ПУЭ
6. Соединение заземлителей между собой	Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным механическим соединителем. Соединение заземляющего проводника с заземлителем должно быть надежным и с соответствующими электрическими характеристиками. Соединение может быть выполнено с помощью сварки, опрессовки, соединительного зажима или другим механическим соединителем. Механическое соединение должно монтировать в соответствии с инструкцией изготовителя. Установка соединительного зажима не должна приводить к повреждению электрода или заземляющего проводника. Паяные соединения или паяные детали, которые зависят исключительно от припоя, не следует применять самостоятельно, поскольку они не обеспечивают требуемую механическую прочность. Примечание — Если применяют вертикальные электроды, должна быть обеспечена возможность контроля соединения и замены вертикального стержня.	42.2.8, 542.3.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013
7. Сечение заземляющих проводников	Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам. Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4. Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.	1.7.113. ПУЭ
8. Знак заземления	У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак.	1.7.118. ПУЭ
9. Сечение заземляющих проводников при подключении к ГЗЩ	Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.	1.7.117. ПУЭ
10. Требования к размерам и сечению заземлителей	Минимальные размеры проложенных в земле заземляющих электродов из наиболее распространенных материалов с точки зрения коррозионной и механической стойкости. (Таблица 1 )	ГОСТ Р 50571.5.54-2013

Как должно быть выполнено заземление

Заземляющее устройство

Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
Опоры высоковольтных линий электропередач
Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем.
В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.
Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
Система TT
Система IT

Система ТN

Система TT

Система IT

Требования к заземлению электродвигателя

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S≤16	S
16 35	S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

One thought on “ Заземление электроустановок ”

Заземление представляет собой токоотводящий комплекс приспособлений.

Заземляющее устройство

Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
Опоры высоковольтных линий электропередач
Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
Система TT
Система IT

Система ТN

Система TT

Система IT

Требования к заземлению электродвигателя

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S≤16	S
16 35	S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

One thought on “ Заземление электроустановок ”

Заземление представляет собой токоотводящий комплекс приспособлений.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN РУ до I кВ, установлен ТТ?
Ответ . Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN- проводнику, по возможности сразу на ТТ. В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали трансформатора или генератора.
Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника однофазного тока?
Ответ . Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух.
Каким должно быть сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора, или вывода источника однофазного тока?
Ответ. Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственного при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 ρ раз, но не более десятикратного.
В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN- проводника?
Ответ . Должны быть выполнены на концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания.
Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое время года?
Ответ . Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.
З аземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью
Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая часть) в системе IT?
Ответ . Должно соответствовать условию:
R ≤ U _пр/I
где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;
U _пр– напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; I — полный ток замыкания на землю, А.
Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего устройства?
Ответ . Как правило, не требуется принимать значение этого сопротивления менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено условие
R ≤ U_пр/I,
а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
Заземлители
Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?
Ответ . Могут быть использованы:
o металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
o металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
o обсадные трубы буровых скважин;
o металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
o рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
o другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
o металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления?
Ответ . Использовать не допускается. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов.
Заземляющие проводники

Какое сечение должен иметь заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках до 1 кВ?
Ответ . Должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм> 2 , алюминиевый — 16 мм 2 , стальной — 75 мм?.
Главная заземляющая шина

Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины внутри вводного устройства? Ответ . Следует использовать шину PE.
Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине?
Ответ . Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) — проводника питающей линии. Она должна быть, как правило, медной. Допускается применение ее из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины?
Ответ . В местах, доступных только квалифицированному персоналу, например, щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам, например, подъездах и подвалах домов, она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак .
Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание имеет несколько обособленных вводов?
Ответ . Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.

Защитные проводники (PE-проводники)

Какие проводники могут использоваться в качестве PE-проводников в электроустановках до 1 кВ?
Ответ . Могут использоваться:
– специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
– ОПЧ электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы электропроводов, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления;
– некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований, приведенных в ответе на вопрос 300, металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).
Могут ли быть использованы в качестве PE-проводников сторонние проводящие части?
Ответ . Они могут быть использованы, если отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям: непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений; их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.
Что не допускается использовать в качестве PE-проводников?
Ответ . Не допускается использовать: металлические оболочки изоляционных труб и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.
В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники в качестве защитных проводников?
Ответ . Не допускается использовать в качестве защитных проводников нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать ОПЧ электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в другом месте.
Какими должны быть наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников?
Ответ . Должны соответствовать данным таблице 1
Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм
S≤16	S
16	16
S>35	S/2

Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных электроприемников при применении автоматического отключение питания?

За проводником заземления оборудования

Несмотря на то, что это довольно простой компонент, провод заземления оборудования (EGC) играет жизненно важную роль в вашей общей электрической системе.

Вы используете заземляющий провод (EGC) для заземления нетоковедущих металлических частей оборудования. Его функция состоит в том, чтобы поддерживать ваше оборудование как можно ближе к потенциалу земли и обеспечивать безопасный путь для протекания тока замыкания на землю. EGC подходящего размера защищает элементы схемы и оборудование и обеспечивает безопасность персонала от поражения электрическим током.Давайте подробнее рассмотрим инструкции по установке.

NEC позволяет устанавливать EGC в кабельный канал, кабельный лоток, броню кабеля или оболочку кабеля. За сек. 250-134 (б) и разд. 300-3 (b), EGC должен находиться в одной и той же кабелепроводе, кабеле или иным образом проходить с проводниками цепи. Вы выбираете EGC в зависимости от размера устройства защиты от перегрузки по току (OCPD), защищающего проводники рассматриваемой электрической цепи.

Размеры и установка EGC должны соответствовать правилам гл.250-122 и таблица 250-122. Если вам необходимо увеличить размер токоведущих проводов, чтобы компенсировать падение напряжения, отрегулируйте EGC пропорционально круговой миловой площади в секунду. 250-122 (б). NEC также позволяет запускать один EGC с несколькими цепями на одной и той же дорожке качения в секунду. 250-122 (c), если вы рассчитываете его исходя из самого большого устройства защиты от сверхтока, защищающего проводники в кабельной канавке или кабеле.

Например, если вы маршрутизируете три № 10, два № 12 и три №14 проводов в одной и той же кабелепроводе, вы можете протянуть EGC № 10 через кабелепровод, чтобы он служил средством заземления для всех проводников цепи.

При установке EGC № 6 или меньше изоляция по всей длине должна быть зеленого или зеленого цвета с одной или несколькими желтыми полосами. Вы также можете использовать полностью пустой EGC при определенных условиях. Если для работы требуется EGC размером больше меди или алюминия № 6, он должен иметь цветовую маркировку на каждом конце и в каждой точке, где доступен проводник.

NEC разрешает вам использовать следующие методы для идентификации EGC размером больше 6:

• Удаление изоляции или покрытия по всей открытой длине.

• Окрашивание открытой изоляции или покрытия в зеленый цвет.

• Маркировка открытой изоляции или покрытия зеленой лентой или зелеными наклейками.

Когда вы работаете с цепью двигателя, где OCPD состоит из автоматического выключателя мгновенного срабатывания или устройства защиты двигателя от короткого замыкания (в соответствии с разд.430-52), вы должны рассчитать EGC в соответствии с номинальными характеристиками устройства защиты двигателя от перегрузки. В любой конструкции EGC никогда не должен быть больше, чем самый большой незаземленный фазный провод, питающий двигатель.

Иногда вы сталкиваетесь с параллельной прокладкой проводов цепи и их прокладкой в отдельных кабелепроводах. В этом случае вы должны запустить отдельный EGC в каждом канале. Вы выбираете EGC в соответствии с Таблицей 250-122, исходя из номинала OCPD, защищающего цепь [в соответствии с разд. 250-122 (f)].Обратите внимание, что вы должны установить полноразмерный EGC в каждый кабелепровод. Как видите, Кодекс 1999 года неплохо представляет рекомендации по использованию EGC в удобном для пользователя формате.

Не пропустите новую конференцию по электромонтажу в опасных зонах семинара EC&M, которую представит Джеймс Столлкап, редактор-исполнитель EC&M и бывший главный электротехнический инспектор.

Ошибки заземления | IBEW — Международное братство электромонтажников

Заземляющий провод может быть неизолированным или изолированным, многожильным или одножильным, и должен быть надежно закреплен на месте и проложен по прямой линии от разрядного устройства к заземляющему электроду (Фото 2).Если в здании есть клемма для межсистемного соединения, заземляющий провод должен быть подключен к ней или к одному из следующих устройств:

Система заземляющих электродов.
Заземленная внутренняя металлическая система водопровода в пределах 5 футов от входа в здание.
Средства заземления, доступные для электроснабжения, вне здания.
Металлическая дорожка качения для силовых цепей.
Шкаф для сервисного оборудования.
Провод заземляющего электрода или его металлический корпус.

Если этот заземляющий провод проложен внутри металлической дорожки качения, необходимо прикрепить металлическую дорожку к нему с обоих концов. По этой причине, если дорожка качения необходима для дополнительной защиты, обычно используется ПВХ (жесткий неметаллический кабелепровод, внесенный в список UL). Заземляющий провод должен быть не меньше меди 10 AWG.

При использовании отдельных электродов необходимо подключить средство заземления разрядного блока антенны к системе заземления энергосистемы помещения медным проводом 6 AWG.Излишне говорить, что заземление спутниковой антенны выходит далеко за рамки простого вождения заземляющего стержня в точке входа.

Заземление для кабельного телевидения немного отличается. Обычно кабельное телевидение вводится в здание через коаксиальный кабель, который имеет центральный провод, изолирующую прокладку и внешний электрический экран. Из-за прокладки уменьшается емкостная связь, поэтому кабель обеспечивает высококачественный сигнал для передачи данных, голоса и видео. Неправильное заземление коаксиального кабеля, используемого для кабельного телевидения, очень распространено.

Нет блока разряда антенны, необходимого для установки спутниковой антенны. Вместо этого экран коаксиального кабеля подключается к изолированному заземляющему проводнику, который ограничен медью, но может быть многожильным или одножильным. Заземляющий провод сечением не менее 14 AWG, так что его допустимая нагрузка по току примерно равна внешнему экрану коаксиального кабеля.

Основная отличительная характеристика состоит в том, что в домах на одну и две семьи длина заземляющего провода не может превышать 20 футов, и желательно, чтобы он был короче.Если заземляющий электрод, такой как клемма межсистемного соединения, находится за пределами 20 футов, для этой цели необходимо ввести заземляющий стержень. Однако даже после того, как это специальное средство заземления установлено, чтобы соответствовать требованиям NEC, установка должна иметь перемычку не менее 6 AWG или эквивалентную, которая подключается между заземляющим электродом системы CATV и системой заземляющих электродов питания для здание. Отсутствие этой перемычки является серьезным нарушением Кодекса, уступающим только отсутствию заземления.Вы должны соединить все заземления системы, антенну, питание, кабельное телевидение, телефон и т. Д. С помощью толстой перемычки.

3. Не устанавливать GFCI там, где это необходимо. Последние редакции Кодекса предписывают более широкое использование GFCI. В жилых единицах GFCI требуются для всех однофазных розеток на 125 В, 15 А и 20 А в: ванных комнатах; гаражи; вспомогательные здания с полом на уровне класса или ниже, не предназначенные как жилое помещение, ограниченное складскими помещениями, рабочими и аналогичными помещениями; на открытом воздухе; кухни вдоль столешниц; в пределах 6 футов от внешнего края раковин для стирки, подсобных помещений и бара с раковиной; и эллинги.За исключением жилых помещений, GFCI требуются на всех розетках 125 В, однофазных, 15 А и 20 А в ванных комнатах, кухнях, крышах, на открытом воздухе и в пределах 6 футов от внешнего края раковин.

Другие области, требующие использования GFCI, включают: лодочные подъемники, подвесы для самолетов, фонтанчики для питья, торговые автоматы, подключенные к электросети и розетки, моечные машины высокого давления, гидромассажные ванны, карнавалы, цирки, ярмарки (и т.п.), с электроприводом. покрытия для бассейнов, переносные или передвижные электрические знаки, оборудование для электрификации парковочных мест для грузовиков, лифты, лифты, эскалаторы, движущиеся дорожки, подъемники платформ / лестничные подъемники, фиксированные электрические кабели для обогрева помещений, фонтаны, коммерческие гаражи, электрооборудование для естественных и искусственных тел воды, подогрева трубопроводов, лечебных бассейнов и ванн, лодок, строительных площадок, медицинских учреждений, причалов / лодок, бассейнов, транспортных средств для отдыха, чувствительного электронного оборудования, спа-салонов и джакузи.

4. Неправильное подключение заземляющего провода оборудования к нейтрали системы. Вы должны подключать заземленный нейтральный провод к обычно не токоведущим металлическим частям оборудования, дорожкам качения и корпусам только через главную перемычку заземления (или, в случае системы с отдельным подключением, через перемычку заземления системы). Установите это соединение на средстве отключения службы, а не ниже по потоку. Когда вы покупаете новую входную панель, в комплект обычно входит винт или другая основная перемычка.К нему прилагаются инструкции, согласно которым он должен устанавливаться только тогда, когда панель будет использоваться в качестве сервисного оборудования.

Установка основной перемычки соединения в коробку, используемую в качестве вспомогательной панели, питаемой 4-проводным механизмом подачи проволоки, является серьезной ошибкой. Также неправильно не установить его, когда панель используется в качестве сервисного оборудования. Неправильное резервное подключение заземленной нейтрали к проводам заземления оборудования может привести к возникновению нежелательного циркулирующего тока и наличия напряжения на металлических инструментах или корпусах устройств.К сервисному разъединителю следует подключить заземленную нейтраль и провода заземления оборудования. Затем разделите их — чтобы никогда больше не воссоединиться. Дополнительные опциональные заземляющие стержни могут быть подключены в любом месте вдоль заземляющего провода оборудования, но не к заземленной нейтрали.

5. Неправильное заземление рам электрических плит и сушилок для одежды. До версии NEC 1996 года обычной практикой было использование нейтрали в качестве заземления оборудования. Однако теперь все рамы электрических плит, настенных духовок, навесных кухонных плит, сушилок для одежды и розетки или распределительные коробки, которые являются частью этих цепей, должны быть заземлены четвертым проводом: проводником заземления оборудования.

Исключение разрешает сохранение схемы до 1996 г. для существующих установок ответвленной цепи только там, где нет заземляющего проводника оборудования. Необходимо выполнить несколько других условий. Если возможно, лучше всего запустить новую 4-проводную ответвленную цепь от панели. Если вам необходимо сохранить старый прибор, обязательно удалите перемычку между нейтралью и рамой, если необходимо подключить провод заземления оборудования.

6. Отказ от заземления погружных скважинных насосов. Когда-то погружные насосы не требовалось заземлять, потому что они не считались доступными. Однако было отмечено, что рабочие вытаскивали насос, клали его на землю и подавали напряжение, чтобы посмотреть, будет ли он вращаться. Если из-за неисправности проводки корпус окажется под напряжением, устройство максимального тока не будет работать, что приведет к опасности поражения электрическим током. NEC 2008 года требует четвертого заземляющего провода оборудования, который теперь необходимо протянуть к верхней части обсадной трубы. Многие считают, что в трехпроводной системе с погружными насосами один провод является «заземлением».На самом деле кабель погружного насоса состоит из трех жил (плюс заземляющий провод), скрученных вместе и без оболочки. Желтый — это обычная ветвь 240 В, черный — работа, а красный — пуск, на который блок управления подает питание на короткий период времени. До введения нового требования к заземлению все было жарко.

7. Неправильное присоединение заземляющего провода к электрическим устройствам. Подключение устройств в гирляндную цепь таким образом, чтобы при удалении одного из них нарушалась целостность заземления оборудования, является распространенной проблемой.Предпочтительный способ заземления электропроводки — подсоединить входящие и исходящие заземляющие провода оборудования к короткой оголенной или зеленой перемычке. Затем перемычка с неизолированной или зеленой изоляцией подключается к клемме заземления устройства.

8. Отсутствие второго заземляющего стержня там, где это необходимо. Одиночный заземляющий стержень, сопротивление которого относительно земли не превышает 25 Ом, необходимо дополнить вторым заземляющим стержнем. После установки второго заземляющего стержня нет необходимости, чтобы они удовлетворяли требованиям по сопротивлению.На практике измерения сопротивления проводят немногие электрики.

Liebert Web: изолированное заземление

Liebert Web: изолированное заземление Энергетические системы

Изолированное заземление Liebert Корпорация

(Traducción en Español)

РЕЗЮМЕ

Изолированное заземление (IG) — это метод, часто используемый с чувствительное электронное оборудование для уменьшения синфазного шума. IG изолирует заземление чувствительного нагрузочного оборудования от кабелепровода и кабелепровода система заземления и контролирует подключение к системе заземления питания.Таким образом, потенциал земли смещается из-за паразитных токов заземления, протекающих в система кабелепроводов исключена, а кабельные каналы и кабелепроводы обеспечивают электромагнитные / радиопомехи. экранирование. ИГ иногда неверно интерпретируют как отдельный «изолированный» заземление для чувствительной нагрузки и конфигурации, основанные на этой интерпретации обычно небезопасны и противоречат требованиям Национального электротехнического кодекса. Если токи, наведенные в изолированном заземлении нагрузочного оборудования, могут поток через кабели данных, связи и управления, провод IG может фактически вносят вклад в индуктивно связанный синфазный шум при применении в цепях которые имеют соединенное между собой нагрузочное оборудование.

Синфазный шум — это любой общий нежелательный сигнал. ко всем проводам цепи одновременно по отношению к земле. Различия в потенциале между нейтралью и землей — одна из форм синфазного шума. Еще одна более неприятная форма — это различие потенциалов заземления по всей длине. электрическая система. Кроме того, подавление перенапряжения, проводка, экранирование, и заземление электрической системы здания (включая систему управления, данные и коммуникационные кабели) могут оказывать заметное влияние на уровни синфазных сигналов, которым подвержена чувствительная электроника.

Потому что потенциалы заземления оборудования (или их изменения) было замечено, что они влияют на работу определенных электронных устройств, часто существуют специальные и специальные инструкции по заземлению. Большая инструкция основаны на эмпирической проверке, а не на строгом анализе, и основные принципы электричества иногда игнорируются. Имейте в виду, что основная цель заземления — безопасность персонала, а не снижение шум. Эти две цели могут быть взаимоисключающими.Если это так, безопасность должен преобладать.

Один метод заземления, используемый в энергосистемах переменного тока низкого напряжения для уменьшения синфазных помех используется изолированное заземление (IG). IG разрешен в США Национальным электротехническим кодексом (NEC) ³ а в Канаде — Канадским электротехническим кодексом (CEC). ⁴ В обоих случаях IG является исключением из стандартных требований к заземлению. NEC 250-74 и 250-75 допускают IG только «там, где это необходимо для уменьшения электрический шум.»

Что такое изоляция?

Изоляционное заземление относится к изолированному (действительно изолированный) путь заземления от компьютера обратно к заземлению питания точка. Это , а не отдельная «чистая» система заземления для компьютера, изолирован от «грязного» хозяйственного грунта. Может быть только одно основание. Создание второго, отдельного заземления — это не только опасность, но и кодекс. нарушение, это может вызвать больше проблем с шумом, чем решить.

Концепцию IG можно увидеть, сравнив стандартную розетку. к розетке IG, как показано на рисунке 1. В розетке IG розетка клеммы заземления электрически изолированы от металлической розеточной коробки и металлические каналы и дорожки качения. Таким образом, имеется два изолированных заземления. пути обратно к заземлению единой энергосистемы. Розетки IG часто бывают окрашены в оранжевый цвет или отмечены оранжевым треугольником.

Как минимум полагается на кабелепровод или кабельный канал. заземлить розетку.Когда неметаллические трубы и самые гибкие кабелепроводы (которые не обеспечивают эффективного заземления) используются с Розетка IG, для NEC требуется отдельный заземляющий провод. розетку.

Основными причинами заземления систем питания переменного тока являются: ограничить напряжение в цепи, стабилизировать напряжение цепи относительно земли и облегчить работу устройства защиты от перегрузки по току (OPD) в в случае замыкания на землю. Для надежно заземленного источника переменного тока низкого напряжения систем, NEC-250-51 требует, чтобы все металлические корпуса электрические системы должны быть эффективно заземлены, чтобы свести к минимуму электрические потенциал удара и облегчить работу OPD для очистки земли вина.NEC определяет эффективное заземление как имеющий путь заземления, который (1) постоянно и непрерывно, (2) имеет достаточную допустимую нагрузку по току для обработки потенциального тока замыкания на землю, и (3) имеет достаточно низкий полное сопротивление, чтобы позволить OPD быстро устранить неисправность. Эти требования требуют, чтобы заземляющий провод оборудования был постоянно подключить все металлические корпуса электрической системы и любые другие токопроводящие части, которые могут оказаться под напряжением.Чтобы облегчить работа OPD для устранения замыкания на землю, заземляющих проводов оборудования должен быть подключен к точке заземления энергосистемы.

Заземление

С обычными розетками заземление оборудования провод находится параллельно пути заземления кабелепровода. Хотя земля сопротивление тракта улучшено, на земле кабелепровода могут возникать помехи. С изолированные розетки заземления, тракт заземления оборудования отделен от кабелепровод, чтобы избежать помех от заземления компьютера.

На рисунке 2 показан пример типичного источника переменного тока низкого напряжения. система с использованием стандартных розеток. Сравните это с рисунком 3, типичный система с использованием розеток IG, как это разрешено NEC. Клемма заземления розетки на Рисунке 3 не подключена к заземлению кабелепровода. система на розетке. Вместо этого к розетке подключается провод IG. клемма заземления и проложена вместе с силовыми проводниками, проходящими через один или несколько щитовых щитов, оставшихся изолированными от металлического канала и система заземления корпуса до момента его завершения на заземлении энергосистемы точка на служебном входе.

Изолированный заземляющий провод от нагрузочного оборудования должны быть проложены через кабелепровод. Экспериментальные данные5 указывают на существенно более низкий импеданс заземляющего проводника в кабелепроводе, поскольку в отличие от одного, выведенного за пределы канала.

Если короткое замыкание на землю произошло на нагрузочном оборудовании либо системы с традиционным заземлением, либо системы с заземлением IG, рисунки 4 и 5, обе схемы обеспечивают эффективный путь заземления.

Нагрузочное оборудование с жестким монтажом

Еще одна форма проводки IG разрешена в NEC 250-75 (также по исключению). Он предназначен для оборудования нагрузки с жестким монтажом, как показано на рисунке 6. Поскольку нет розетки IG, непроводящего изолятора или кабелепровода фитинг вставляется там, где кабелепровод или дорожка качения оканчиваются на нагрузке корпус оборудования.

Недавно NEC добавила исключение для проводных оборудования, но его эффективность и безопасность все еще под вопросом.Изолировать заземление грузового оборудования, металлический каркас грузового оборудования должен быть изолирован от заземленного окружения, возможно, здания сам. Есть опасения, что это может привести к возникновению шока или побочного вспышки между заземленной средой и нагрузочным оборудованием корпус при протекании больших токов заземления, например, при ударах молнии.

IG для отдельно производного источника

Компактные распределительные центры с отдельно выведенными источники (определенные в NEC / NFPA 70-1993) обычно обеспечивают наилучшее заземление для компьютерных систем.Обычно они находятся в компьютерном зале, что сводит к минимуму длина проводки к нагрузочному оборудованию. Длинные участки проводки IG между нагрузочным оборудованием и точкой заземления может вызвать общий режим проблемы с шумом из-за высокочастотного импеданса и резонанса.

На рисунке 7 показано подключение розетки IG с отдельным производный источник. Когда изолированные розетки заземления используются с отдельно производные источники, изолированная система заземления оканчивается на отдельно стоящих производный источник, а не на служебном входе.

Неправильная и небезопасная проводка IG

На рисунке 8 показана неправильная и небезопасная интерпретация. разводки IG. Этот подход является очевидной попыткой изолировать нагрузку. заземление оборудования от «грязного» заземления. Иногда экстраординарный прилагаются усилия, чтобы обеспечить хорошее соединение с землей в надежде обеспечить «тихая земля» для чувствительной электроники.

Этот подход не обеспечивает эффективного заземления. в соответствии с требованиями NEC.Учитывайте возможность замыкания на землю в Загрузите оборудование, как показано на рисунке 9.

Нет эффективного пути заземления между изолированными заземления и заземляющего электрода источника питания (служебного входа). В путь заземления между двумя заземляющими электродами может быть или не быть постоянным, непрерывно или с большой допустимой нагрузкой по току. Более того, маловероятно заземляющий тракт имеет достаточно низкий импеданс, чтобы OPD мог очистить замыкание на землю быстро и безопасно.Импеданс соединений заземляющих электродов к земле измеряется в омах, в то время как требуемый импеданс пути замыкания на землю должен быть в миллиомном диапазоне.

Поскольку изолированное заземление считается тихим, а заземление энергосистемы считается грязным, есть предполагаемая разница в потенциале между изолированной землей и землей источника питания. Любой такие различия будут проявляться как синфазное напряжение (N-G). у погрузочного оборудования.

Итак, в то время как первоначальное назначение изолированной земли было Чтобы предотвратить электрические помехи, результатом неправильного подключения IG является фактически увеличение синфазных шумовых потенциалов.Значительная земля разность потенциалов может возникнуть при больших токах заземления течет, например, при замыкании на землю, при ударе молнии или даже при электрическом заряженные грозовые тучи движутся над землей. Обычный результат неправильного Изолированная проводка IG во время этих событий приводит к повреждению подключенной нагрузки оборудование.

Нагрузочное оборудование, обслуживаемое неправильной проводкой IG, может работать обычно, за исключением особых условий, например, при замыкании на землю или гроза.

Преимущества IG Wiring

Очевидно, что кабелепроводы и кабельные каналы обеспечивают экранирование EMI / RFI содержащихся в них проводников питания и IG. Более практичный преимущество, хотя проводка xxxxx IG сводит к минимуму паразитные токи заземления (см. рис. 10).

Блуждающие токи заземления, протекающие по системе заземления вызывают изменения потенциалов земли во всей системе заземления.Блуждающие токи заземления — это реальность практически для любой энергосистемы и существуют в различных условиях, большинство из которых являются динамическими. Они могут быть результатом электростатического разряда на корпусе, замыкания на землю токи, или даже скачок емкостного тока заземления, когда нагрузка находится под напряжением.

Как показано на Рисунке 10, любой паразитный ток заземления вызовет потенциал земли щитового шкафа возрастает относительно заземление на служебном входе.Со стандартным заземлением конфигурация, оборудование компьютерных систем, заземление, относительное к силе заземления также поднимется, потому что клемма заземления на щитке подключается к корпусу и изменяется в зависимости от потенциала заземления корпуса. изменения.

В схеме IG, показанной на Рисунке 11, заземление для грузового оборудования изолирован от металлического канала и корпуса наземная система. Блуждающие токи заземления протекают по кабелепроводу и корпусу системы, и изменения потенциала земли ограничены кабелепроводом и корпусом наземная система.В проводке IG нет паразитных токов, поэтому земля Ссылка на загрузочное оборудование не затронута.

Недостатки техники подключения IG

Есть возможность наведенного тока по IG-проводник и кабельная разводка во взаимосвязанных системах.

В большинстве электрических кабелепроводов или кабельных каналов, несколько отдельных вместо заводского кабеля используются жилы (см. рисунок 12).Таким образом, положение IG-проводника относительно силовых проводов произвольно. Если заземляющий провод не находится на равном расстоянии между силовыми проводниками, магнитные поля, связанные с токами, протекающими в силовых проводниках не будет сбалансирован в заземляющем проводе. Чистое магнитное поле переменного тока будет наводить ток в заземляющий провод, если он является частью полного путь, по которому может течь ток (контур заземления).

IG-цепей, по-видимому, исключает проблему индуцированного заземляющие токи, потому что Провод IG, заземленный только на один конец, не образует полную петлю, через которую может течь ток — если только есть взаимосвязанные системы, связанные данными, связью или контролем кабели между отдельными блоками нагрузки, как показано на рисунке 13.

Кабели, соединяющие нагрузочное оборудование, могут завершить цикл для индуцированные токи в проводнике ВГ. И потому что индуцированные токи вынуждены течь по соединительным кабелям, повышается вероятность опрокидывания или повреждения чувствительной нагрузки. Наведенные токи в кабелях может быть особенно проблематичным, если сигналы, проходящие по кабелям могут быть нарушены частотами энергосистемы, т.е.е., 60 Гц и гармоники 60 Гц. Аудио и видео оборудование и аналоговые сигнальные процессоры особенно чувствителен к частотам энергосистемы.

Наведенные токи в соединительных кабелях привели к Широко распространена практика заземления экрана кабеля только на одном конце. Хотя такая практика может разорвать петлю, она допускает возможность повреждающее или опасное напряжение, возникающее в системе, особенно во время замыкание на землю, молния или другие скачки напряжения.

Обычно стандартные методы заземления вызывают меньше проблем с наведенными токами заземления. Это связано с тем, что индуцированные токи заземления имеют тенденцию течь без практических последствий в петлях, образованных заземляющим проводом и систему кабелепровода, минуя петли с более высоким импедансом, которые включают соединительные кабели.

Иногда непреднамеренно используются методы подключения IG при прерывании пути заземления кабелепровода или кабелепровода. Частая причина использование неметаллических корпусов в агрессивных средах.Другой представляет собой прямое заглубление неметаллического канала в землю или бетон. В результате могут возникать наведенные токи в соединенных между собой системах. Может также могут возникнуть проблемы с помехами EMI / RFI, если исключить металлическое экранирование.

Практические правила

Простое правило, которое следует помнить при установке проводки IG: следующее:

От изолированной розетки заземления, изолированной земли провод должен следовать за проводкой до первого заземления нейтрали. точка соединения, и быть подключенным к земле только в этой точке.Изолированный Земля не должна выходить за пределы этой точки или подключаться к отдельному заземляющий электрод (строительная сталь, металлическая водопроводная труба или ведомый стержень). И самое основное из всех правил при обосновании производительности системы — следуйте NEC — безопасность прежде всего.

Ссылки:

H.W. Денни, Заземление для контроля ЭМИ , Дон White Consultants, Inc., Гейнсвилл, штат Вирджиния, 1983. Хорошая информация о основы борьбы с шумом.

E.C. Soares, Заземление электрических распределительных систем по безопасности , Marsh Publishing Company, Inc., Уэйн, штат Нью-Джерси, 1966.

ANSI / NFPA 70-1993, Национальный электротехнический кодекс , Национальный Ассоциация противопожарной защиты, Batterymarch Park, Куинси, Массачусетс, 1992.

4 CSA Std. C22.1, Канадский Электрический код , Канадская ассоциация стандартов, Онтарио, Канада, 1990.

5 Р. Х. Кауфманн, «Некоторые основы проектирования цепи заземления оборудования », AIEE Transactions , ноябрь 1954, стр.227-232.

Дополнительные ссылки для информации по изолированному заземлению:

Т.М. Грузс, «Компьютерные системы нуждаются в изолированном заземлении, которое безопасен и не шумит », Computer Technology Review , Spring 1988, стр. 103-108.

W.H. Льюис, «Использование и злоупотребление изолированным заземлением», Транзакции IEEE в промышленности Приложение , Vol. 25, № 6, Ноябрь / декабрь 1989 г., стр. 1093–1101.

Рекомендуемая практика IEEE для питания и заземления Чувствительное электронное оборудование, Изумрудная книга, IEEE Std., 1100–1992.

Т.М. Грузс, «Как и почему изолированное заземление», Седьмая Международная конференция по качеству электроэнергии, Intertec International, Октябрь 1993 г., стр. 685-698.

SL-24275

LIEBERT WEB УВЕДОМЛЕНИЕ И УСЛОВИЯ
Авторские права © 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, Liebert Corporation.
Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу [email protected].

% PDF-1.4 % 452 0 obj> эндобдж xref 452 79 0000000016 00000 н. 0000002685 00000 н. 0000001876 00000 н. 0000002876 00000 н. 0000002902 00000 н. 0000002948 00000 н. 0000002983 00000 н. 0000003184 00000 п. 0000003262 00000 н. 0000003338 00000 н. 0000003416 00000 н. 0000003494 00000 н. 0000003572 00000 н. 0000003650 00000 н. 0000003728 00000 н. 0000003805 00000 н. 0000003882 00000 н. 0000003959 00000 н. 0000004036 00000 н. 0000004113 00000 п. 0000004190 00000 п. 0000004267 00000 н. 0000004344 00000 п. 0000004421 00000 н. 0000004498 00000 н. 0000004575 00000 н. 0000004652 00000 п. 0000004729 00000 н. 0000004806 00000 н. 0000004883 00000 н. 0000004960 00000 н. 0000005037 00000 н. 0000005114 00000 п. 0000005191 00000 п. 0000005268 00000 н. 0000005345 00000 н. 0000005422 00000 н. 0000005499 00000 н. 0000005575 00000 н. 0000005651 00000 п. 0000005775 00000 н. 0000006399 00000 н. 0000006911 00000 п. 0000006947 00000 н. 0000007132 00000 н. 0000007209 00000 н. 0000007399 00000 н. 0000008046 00000 н. 0000008724 00000 н. 0000009416 00000 н. 0000010102 00000 п. 0000010871 00000 п. 0000011469 00000 п. 0000012145 00000 п. 0000012316 00000 п. 0000014986 00000 п. 0000015043 00000 п. 0000015146 00000 п. 0000015238 00000 п. 0000015323 00000 п. 0000015418 00000 п. 0000015519 00000 п. 0000015651 00000 п. 0000015740 00000 п. 0000015832 00000 п. 0000015993 00000 п. 0000016154 00000 п. 0000016281 00000 п. 0000016449 00000 п. 0000016554 00000 п. 0000016685 00000 п. 0000016795 00000 п. 0000016902 00000 п. 0000016999 00000 н. 0000017107 00000 п. 0000017198 00000 п. 0000017287 00000 п. 0000017401 00000 п. 0000017515 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 454 0 obj> поток xb«f`f` cg`a8Ġ! `

Проверка заземления и соединения в жилых плавательных бассейнах

Ник Громико, CMI® и Кэти Макбрайд

По данным внутренней инспекции InterNACHI Стандарты практики, инспектор не требуется для проверки бассейнов или спа.Однако изучение основных компонентов и функций жилых бассейнов с уделением особого внимания постоянным подземным бассейнам поможет инспекторам выявить дефекты в их состоянии и установке. Одним из важных аспектов электробезопасности является правильное заземление и соединение электрического и металлического оборудования бассейнов и спа.

Безопасность прежде всего

Важно помните, что вода и электричество несовместимы. Домашние инспекторы должны посоветовать домовладельцев проконсультироваться или нанять электрика вместо того, чтобы заниматься электричеством работают сами.Всегда соблюдайте осторожность и используйте средства индивидуальной защиты. оборудование. При осмотре будьте внимательны к своему окружению, особенно когда поблизости есть электрические компоненты и вода. близость друг к другу.

Никогда не беритесь за провода или компоненты, не отключая их от источника питания. Носить обувь на резиновой подошве и резиновые перчатки. Не стойте в воде при работе с или осмотр электрооборудования. Обязательно укажите все цепи, относящиеся к оборудование для бассейнов.При осмотре бассейна или спа-салона проверьте, нет ли незаконченного или плохого качество изготовления, особенно с электрическими компонентами, проводкой и монтаж.

При проведении только визуальный осмотр, используйте только глаза, а не руки. Не открывать все, что не требуется открывать, особенно электрические комплектующие, коробки и панели.

Проверить провод заземления соединения, ослабленные провода и кабелепроводы, а также утечки воды. Помните, что вода эффективный проводник электричества.Если есть электрическая проблема с оборудование бассейна, может произойти неисправность и зарядить весь бассейн или спа, что делает его смертельно опасным.

Заземление

Электрическое оборудование для бассейнов должно быть заземлено и подключено с помощью электропроводки. в соответствии с NFPA 70 National Electric Code® (NEC®).

Следующие должны быть заземленным:

все электрооборудование, связанное с циркуляционной системой;
все электрическое оборудование, расположенное в пределах 5 футов от внутренней стены бассейна;
все светильники сквозные и подводные светильники;
щитовые панели, обеспечивающие электроэнергией оборудование, связанное с бассейном;
GFCIs:
корпуса трансформаторов и блоков питания;
коробки распределительные; и двигатели для бассейнов
.

Заземляющие и соединительные клеммы должны быть определены как используемые для влажных и агрессивных сред. Заземление и Клеящие соединения должны быть выполнены из меди, медного сплава или нержавеющей стали. Они также должны быть внесены в список для непосредственного захоронения.

Светильники и соответствующее оборудование также должно быть заземлено. Все узлы освещения и светильники необходимо подключать к изолированному медному заземлению. провод не менее 12 AWG. Где неметаллический трубопровод установка изолированной медной перемычки 8 AWG может быть требуется в трубопроводе.Светильники для влажных ниш, снабженные гибким шнуром, должны все открытые нетоковедущие металлические части должны быть заземлены.

Заземляющий провод оборудования должен быть проложен с фидерами между клемма заземления щитка оборудования бассейна и клемма заземления применимого сервисного оборудования.

Соединение
Требуется соединение получить все металлические части электрооборудования и неэлектрический металл части конструкции бассейна / спа для достижения равного электрического потенциала.Склеивание металлических частей электрооборудования образует низкоомный путь для короткого замыкания ток обратно в цепь источника для отключения устройства защиты от перегрузки по току. Для заземления оборудования, следует провести отдельный изолированный медный заземлитель. к клемме заземления оборудования на главной сервисной панели. Листовой металл Винты нельзя использовать для соединения заземляющих проводов.

Следующие части бассейнов, спа и гидромассажных ванн должны быть соединены между собой проводниками не менее 8 AWG, или с использованием жесткого металлического кабелепровода, включая:

токопроводящие оболочки бассейнов, включая заливной бетон, напыленный бетон и бетонные блоки с окрашенными или оштукатуренными покрытиями;
Сталь конструкционная арматурная;
сетка медная жила;
поверхности по периметру, выступающие на 3 фута по горизонтали за внутренние стены бассейна, спа или гидромассажной ванны.Поверхность по периметру, которая простирается менее чем на 3 фута и отделена от бассейна перегородкой, должна требовать эквипотенциального соединения на стороне бассейна от перегородки. Должно быть обеспечено соединение с поверхностями по периметру, которые должны быть прикреплены к бассейну, спа и гидромассажной ванне, армируя стальную или медную проволочную сетку как минимум в четырех точках вокруг бассейна, спа или гидромассажной ванны. Есть некоторые исключения;
металлические детали;
подводное освещение;
металлическая фурнитура;
электрооборудование; и
все фиксированные металлические детали.

Склеивание стыковочное металлические части для образования токопроводящей дорожки, которая приведет к электрическая непрерывность между компонентами, чтобы гарантировать, что электрическая потенциал будет одинаковым во всем. Это называется эквипотенциальным склеивание. Сохранение электрического потенциала на одном уровне снижает опасность создается блуждающими токами в бассейне или в земле вокруг бассейна. Соединение (или склеивание) всего металлического в бассейне и вокруг него поможет устранять градиенты напряжения (или различия в электрическом потенциале) с одного часть бассейна в другую, а от металлического оборудования в бассейн вода.

Ниже приводится общий список элементов, требующих эквипотенциального соединения:

все металлические части бассейна и спа;
металлическая арматура бассейна, спа, бортика, раковины, каркаса и т.д .;
кожухи и кронштейны навесных светильников;
цельнометаллическая фурнитура;
металлические части оборудования;
электрические приборы и органы управления;
металлические кабели и кабельные каналы, металлические трубопроводы и все металлические части; и
водонагреватели с номиналом более 50 ампер.

Соединительный провод должен быть не менее 8 AWG. или более крупная твердая медь.

Скрепленные детали

Все металлические части конструкции бассейна, включая арматурный металл, должны быть склеены между собой с использованием одножильных медных проводов (изолированных, покрытых или неизолированных) и не менее 8 AWG, или с жестким металлическим трубопроводом из латуни или другого коррозионно-стойкого металла. Соединения склеиваемых частей должны выполняться в соответствии с NEC® (см. к Разделу 250.8).

Все подводные металлические кожухи осветительных приборов должны быть скреплены, а также все металлические детали внутри или прикреплен к конструкции бассейна. Металлические части электрооборудования, относящиеся к система циркуляции воды — включая насосы, моторы, металлические части бассейна крышки и сопутствующее оборудование — должны быть приклеены. Все неподвижные металлические части должны быть склеены, включая кабели в металлической оболочке и кабельные каналы, металлические трубы, металлические навесы, металлические заборы, металлические двери и металлические оконные рамы.

Корпуса бассейнов

Приклеивание к требуется токопроводящая оболочка бассейна. Заливной бетон, напыленный бетон и бетонный блок с покрытиями следует считать проводящими материалами.

Неинкапсулированный конструкционная арматурная сталь должна быть скреплена стяжными проволоками. Инкапсулированный конструкционная арматурная сталь должна быть установлена с медью 12×12 дюймов проводниковая сетка. Сеть должна быть изготовлена из неизолированного твердого материала минимум 8 AWG. медные проводники, соединенные друг с другом во всех точках пересечения, и сетка должны соответствовать форме бассейна, а также быть закреплены внутри бассейна или под ним. более 6 дюймов от внешнего контура раковины бассейна.

Поверхности по периметру

По периметру поверхность, которая считается склеенной, — это площадь, простирающаяся на 3 фута горизонтально за внутренними стенами бассейна, включая грунтовые поверхности и другие виды мощения. Приклеивание к периметру Поверхности могут быть прикреплены к арматурной стальной или медной проводящей сетке бассейна минимум 4 точки по периметру бассейна.

Сводка

электрическое оборудование для бассейнов должно быть заземлено и подключено методы электромонтажа в соответствии с NFPA 70 National Electric Code®.В Помимо заземления требуется заземление, чтобы получить все металлические части электрическое оборудование и неэлектрические металлические части бассейна / спа структура для достижения равного электрического потенциала. Потому что сочетание вода и электричество могут быть фатальными, важно помните и соблюдайте все меры безопасности и правила. Домашние инспекторы следует посоветовать домовладельцам проконсультироваться или нанять электрика вместо того, чтобы делать любые электромонтажные работы сами.

Инструкции по безопасности для домашних бассейнов
Прерыватели цепи замыкания на землю
Электроды заземления для домашнего обслуживания
Воспользуйтесь бесплатным онлайн-курсом InterNACHI «Как проверить плавательные бассейны».
Пройдите бесплатный онлайн-курс InterNACHI «Как осматривать бассейны и спа» прямо сейчас.
Прочтите больше подобных статей об инспекции.

Введение в заземление для обеспечения электромагнитной совместимости

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. В 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, которое 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 розетки с заземлением на 110 В имеют три клеммы, как показано на рисунке 1. Горячий вывод имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания. Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадр. 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 за пределами 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 в целях 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 большие металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко соединяются или соотносятся с землей.

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.

Рис. 2. Диаграмма, 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 неправильной проводкой 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 гарантировать, что соединение питания не может закоротить 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 с учетом ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепи 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 ЭМС 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

Практически 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 предметов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Это также может быть достигнуто путем достаточной изоляции больших металлических предметов и обеспечения отсутствия 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 конструкции заземления) 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 возникнуть только в том случае, если между заземляющей структурой 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 помехоустойчивости, когда конструкция заземления является как опорным нулевым напряжением, так и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

Три важных момента относительно наземных сооружений:

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, потому что 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.
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.
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. Подобно наземным сооружениям, 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 разъем, 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 приблизительно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 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 соединения 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 изолировали проводники обратного тока, 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 токи низкой частоты 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 плоскости заземления всегда должны быть разделены между цифровыми и аналоговыми цепями. 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 компоновку 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 как минимум три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

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.
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.
В тех ситуациях, когда миллиом соединения недопустим, 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 трасса возврата тока на рис. 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления ЦАП. 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 обратной линии аналогового тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему сопротивлению.

Рис. 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, не проводившие должного различия между проводниками с возвратным током и заземляющими проводниками.

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.

Рис. 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 проводникам проходят сигнальные или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь имеют возможность вернуться через намеченный синий провод или пройти 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 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 предлагается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея заключалась в том, чтобы гарантировать, что все три фазы имеют 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 помечены 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 электромагнитного взаимодействия.

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.

Рис. 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 проводником 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 сосредоточены на выявлении и защите опорного нулевого 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 нет рамы 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.

Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

Для чего нужно устройство заземления

Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:

Наименьшие сечения проката выбираются:

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:

Похожие темы:

Заземление электроустановок и оборудования — правила и требования

Классификация заземляющих устройств

Технические требования к организации заземления электроустановок

Выбор естественных заземлителей

Сопротивление стеканию тока

Работа УЗ при нарушении защитной изоляции электрооборудования

Заземление цехового оборудования

Заземление типового станочного оборудования

Заземление электродвигателей

Заземление сварочных аппаратов

Защита передвижных установок

Защита электроприборов

Защита с помощью заземления и зануления

Контроль состояния защитных устройств

Заземление электроустановок: правила и основные требования

Заземляющее устройство

Классификация систем заземления

Система ТN

Система TT

Система IT

Требования к заземлению электродвигателя

Требования к заземлению сварочных аппаратов

«Заземление оборудования» — читайте больше статей на сайте компании

Установка горизонтального заземления

Заземление оборудования в грунте

Дополнительные меры при заземлении

Трудности заземления оборудования

XXI. Охрана труда при установке заземленийв распределительных устройствах

Монтаж защитного заземления для электроустановок до 1кВ в стиле «10 основных правил»

Как должно быть выполнено заземление

Заземляющее устройство

Классификация систем заземления

Система ТN

Система TT

Система IT

Требования к заземлению электродвигателя

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Рекомендуем прочитать:

One thought on “ Заземление электроустановок ”

Заземляющее устройство

Классификация систем заземления

Система ТN

Система TT

Система IT

Требования к заземлению электродвигателя

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Рекомендуем прочитать:

One thought on “ Заземление электроустановок ”

За проводником заземления оборудования

Ошибки заземления | IBEW — Международное братство электромонтажников

Liebert Web: изолированное заземление

Проверка заземления и соединения в жилых плавательных бассейнах

Рекомендуемые правила заземления — Национальный институт молниезащиты

Введение в заземление для обеспечения электромагнитной совместимости

Определение земли

Важность заземления для безопасности

Важность заземления для электромагнитной совместимости

Наземные конструкции

Заземляющие провода

Гальваническая коррозия

Земля против обратного тока

Одноточечное и многоточечное заземление

Стратегии заземления

Добавить комментарий Отменить ответ