Функциональное заземление | Статьи и видео о продукции ГК Полигон
Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки ( не в целях электробезопасности ). (ПУЭ п. 1.7.30)
Примечание: фраза «не в целях электробезопасности» — акцент на надежную работу оборудования, но если сопротивление функционального заземления не более 4 Ом, то проблем с электробезопасностью не возникает в принципе.
Определение FE для сетей питания информационного оборудования и систем связи дано в следующих ГОСТах:
«Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал ( иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя )» ГОСТ Р 50571.22-2000 п.3.14 (707. 2)
«Функциональное заземление может выполняться путем использования защитного проводника (РЕ-проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.
Допускается функциональный заземляющий проводник (FE-проводник) и защитный проводник (РЕ-проводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его главной заземляющей шине (ГЗШ)»
ГОСТ Р 50571.21-2000 п.548.3.1
ПУЭ 1.1.17. Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова «должен», «следует», «необходимо» и производные от них.
Слова «как правило» означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано.
Слово «допускается» означает, что данное решение применяется в виде исключения как вынужденное (вследствие стесненных условий, ограниченных ресурсов необходимого оборудования, материалов и т.
п.).Слово «рекомендуется» означает, что данное решение является одним из лучших, но не обязательным.
Слово «может» означает, что данное решение является правомерным.
Обозначение:
FE – рабочее ( функциональное, технологическое ) заземление.
Исторически, в связи с широким распространением вычислительной техники в 90-х годах, возникла необходимость обеспечения надежной работы нового оборудования в сетях типа ТN-C.
При передаче информации по линии связи между двумя компьютерами за опорную точку принимается корпусное заземление. Заземление, выполненное проводником РЕN, по которому текут рабочие токи, приводит к разнице потенциалов между корпусами приборов. Помимо разницы потенциалов вносимых в линию связи, туда же вносятся пульсации, гармоники и высокочастотные помехи при работе оборудования с большими реактивными токами. Локальное применение отдельной системы рабочего ( функционального ) заземления позволяло «малой кровью» обеспечить устойчивую работы вычислительной техники.
Вторая причина распространения функционального заземления – «безобразное» состояние защитного заземления в существующих электроустановках. Поставщик дорогостоящего цифрового оборудования не без оснований требует от заказчика выполнения отдельного заземления для своей «нежной» техники. Третья причина – специфические требования по защите информации, специализированные испытательные лаборатории и тд.
Основные схемы выполнения функционального заземления представлены на рис.2.
Вариант «А» — наиболее опасный из представленных, с точки зрения электробезопасности и безопасности объекта в целом. Нужно иметь «очень веские» основания для применения данной схемы или быть безграмотным инженером проектировщиком. Далее будут приведены аргументы против использования данной схемы.
Вариант «В» — формальное, но законное выполнение системы функционального заземления. Фактически представляет собой качественное защитное заземление с радиальной схемой разводки. Применяется для вновь строящихся объектов.
Вариант «С» — удобная схема для реконструируемых объектов. Имеет существенное преимущество перед вариантом «В» с точки зрения воздействия помех на ответственное оборудование.
Аргумент против схемы «А» №1: разрушение целостности основной системы уравнивания потенциалов и как следствие появление разности потенциалов на независимых системах заземления в процессе эксплуатации.
Причины появления разницы потенциалов:
1.КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты ( ~110B ).
2.Внешние электромагнитные поля ( близкий разряд молнии ) из-за разницы в длине проводников. Может достигать единиц киловольт.
3.Занос потенциала на ГЗШ при срабатывании молниеприемника. Разница потенциалов достигает сотен киловольт. См. статьи «Защитное заземление. Основная и дополнительные системы уравнивания потенциала» и «Занос потенциала в электроустановку.
Аргумент против схемы «А» №2:
крайне низкие токи короткого замыкания фаза – корпус применительно к сетям типа TN-S со всеми вытекающими последствиями.
Рассмотрим простой пример:
Рис.3. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функционального заземления в сети типа TN.
Так как функциональное заземление в отличие от защитного не имеет точки соединения с ГЗШ, а соответственно с нейтралью, то токи короткого замыкания составят не сотни и тысячи ампер, как это происходит при защитном заземлении, а всего лишь десятки ампер. Ситуация усугубится тем, что в цепи отсутствует УЗО ( вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и тд. ). Максимальный ток короткого замыкания составит 36,6А.
Время отключения составит от 30 до 120 секунд и все это время на корпусе будет присутствовать практически фазное напряжение по корпусным элементам будет протекать достаточно значительный ток ( возможность возгарания ).
Использовать данный вариант для сетей типа TN-S опасно!
В случае варианта «D» FE соединено с ГЗШ посредством разрядника уравнивания потенциалов.
Проблема схемы с разрядником заключается в том, что срабатывать он будет исключительно в случае заноса потенциала при грозовых разрядах, когда разница в напряжении достаточна для срабатывания разрядника ( 600 – 900В ). В остальных случаях целостность системы основного уравнивания потенциалов электроустановки остается нарушенной и проблема электробезопасности при первичном пробое остается актуальной.
Успокоить поставщика «нежного» оборудования, о котором говорилось ранее, можно установкой в разрыв проводника уравнивания потенциалов дроссельного фильтра заземления ( Квазар Ф – ХХХРЕ изготовитель ГК «Полигон» ), как это представлено на схеме варианта «Е».
Далее рассматриваются варианты построения функционального заземления с постепенным улучшением уровня защиты ответственного электрооборудования от помех, без проблем, связанных с электробезопасностью.
Функциональное заземление применительно к учреждениям ЛПУ — для обеспечения нормальной, без помех работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования.
При отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом. См. Циркуляр №24/2009. « …Устройство независимых заземлителей для защитного и/или функционального заземления медицинского оборудования, не подключенных к ГЗШ, в зданиях с медицинскими помещениями не допускается…»
Правила устройства электроустановок заземления
Электричество—это коммуникация, которая встречается в каждом жилом помещении. Порой даже никто не задумывается о скрытой опасности, которую несет электрическая сеть, находящаяся в неправильной эксплуатации. С целью обезопасить собственную жизнь и имущество дома, люди стали практиковать установку заземляющих устройств. Самостоятельный монтаж подобной системы требует знать ПУЭ заземления.
Благодаря неблагоприятным природным и механическим воздействиям многие приборы ежедневного обихода могут выйти из строя, а, чтобы снизить подобный риск, проводится установка контура заземления.
Содержание
- 1 Чем опасно отсутствие заземления?
- 2 Выдержка из нормативных документов: ГОСТ заземления
- 3 Какие учитывают нормы устройства сетей заземления?
- 4 Что такое СНиП заземления?
- 5 Как обезопасить себя на момент проведения монтажных работ?
Чем опасно отсутствие заземления?
Если вы обратились к нашей статье, значит продумываете проект обустройства заземляющих элементов, которые требуют руководстваться установленными государством правилами, но прежде чем приступить к их изучению, давайте убедимся, что отсутствие подобной конструкции действительно опасно.
- Без заземления увеличивается шанс на происхождение коротких замыканий;
- отсутствует возможность сети контролировать подачу напряжения;
- подключение сверхтоков приведет к воспламенению;
- при ударе молнией выйдет строя вся важная аппаратура в доме;
- в случае неправильного монтажа электрической сети, ток может поразить человека.
За последнее время весьма участились случаи создания заземляющих контуров в частном секторе. Зачастую это связано с многочисленным использованием бытовой техники и большой нагрузкой на электрические цепи.
Один из вариантов установки заземления
Важно! Обустройство заземления в домашних условиях должно проходить в комплексе с установкой автоматического выключателя и УЗО.
Выдержка из нормативных документов: ГОСТ заземления
Вкратце рассмотрим несколько значимых положений из требований к заземляющим устройствам. Итак, общие положения гласят: заземление должно играть защитную роль, то есть защитить человека и оборудование от поражения опасным напряжением; устраивая контур заземления следует использовать исключительно металлические конструкции, соприкасающиеся с эквивалентом «земли»; заземлить и занулить нужно все металлические части электрических приспособлений, доступные для прикосновения человеком или животными.
Из нормативной документации можно выделить правило, которое подтверждает, что использовать нужно преимущественно естественные заземлители. Разумеется, не следует забывать о погодных условиях, так как создание контура заземления требуется проводить в сухую погоду.
Какие учитывают нормы устройства сетей заземления?
В основу монтажных работ включаются основные правила и инструкция, утверждённая государством. Как мы уже говорили выше, важно использовать естественные заземлители. Вам не потребуется установка вспомогательных электродов в том случае, если природные заземляющие контуры будут соответствовать требованиям к заземлению.
В качестве природных заземлителей принято использовать:
- земляные трубопроводы;
- скважинные трубы;
- бетонные конструкции, соприкасающиеся непосредственно с землей;
- элементы гидротехнических сооружений;
- рельсовые магистральные пути.
Нельзя для устройства контура применять чугунные детали и трубопроводы.
Заземление дома по требованиям ГОСТа
Что такое СНиП заземления?
СНиП—это комплекс собранных требований, утвержденных государственными актами и документами, относительно устройства и монтажа заземлителей и электроустановок.
Важно! Установку элементов защитного заземления или зануления следует проводить в соответствии с нормами СНиП.
Обычно в любых условиях прокладка контура заземления производится в два этапа.
Первым делом производится сооружение опор и конструкций внутри зданий и снаружи. Они предназначаются для установки щитков для приема защитных шин, а также для электрического оборудования. Зачастую, подобные работы выполняются в комбинации с основными строительными стадиями. Желательно, чтобы наружные и внутренние конструкции обустраивались, опираясь на один график.
Следующий рабочий этап заключается в непосредственном подсоединении проводников и остальных элементов, которые будут идти к контуру заземления. После проведения данных операций нужно сделать завершающий штрих, то есть установить санитарно-технические трубопроводы и вентиляционные коробки. Не забывайте придерживаться нормативов, касательно безопасности работы.
Как обезопасить себя на момент проведения монтажных работ?
Важно! Несоблюдение правил может быть смертельно опасным для вашего здоровья.
Схема систем заземления
Чтобы произвести правильно функционирующую конструкцию, рекомендуется придерживаться правил безопасности и соблюдать схему установки.
- В первую очередь соблюдайте требования относительно собственной безопасности. Работать необходимо в специальной форме и токонепроводимых рукавицах.
- Рассчитывайте размещение конструкции так, чтобы она была достаточно отдалена от основного здания, которое подвергается заземлению.
- Минимальная глубина нахождения электродов в грунте должна составлять не менее полуметра.
- Соблюдайте нужную схему для устройства. Лучше если ваш контур будет треугольной или квадратной формы. Считается, что с такой геометрией ток уйдет в землю равномерно.
Начинающим электрикам! Обратите внимание, система заземления считается завершенной, если достигнута требуемая проводимость.
Также стоит учитывать плотность грунта, если она слишком маленькая и очевидна рыхлость структуры, предпринимают процедуру ввертывания электродов. Для этой операции нужно использовать специальные инструменты, традиционными принадлежностями тут не обойтись. Для любого вида заземления существуют рациональные технологии.
Какое точное определение контура заземления? Всегда ли в контуре заземления есть планета Земля последовательно?
Контур заземления представляет собой физически достаточно большую электрическую петлю для улавливания
- электромагнитного излучения или
- динамическое магнитное поле или
- динамическое электрическое поле,
и соедините его в той или иной форме (обычно с помощью связанного потока) со схемой, которая является частью указанного контура.
Для захвата не обязательно использовать заземляющий слой, заземляющий провод/дорожку или заземление, но когда это происходит, мы называем это контуром заземления.
Чем больше площадь внутри петли, тем более выражен эффект. Длина петли часто играет роль, потому что небольшое расстояние между проводниками петли может образовать большую площадь, если длина проводящих путей достаточно велика. Это помогает держать проводящие пути близко друг к другу и скручивать пары проводов, которые могут образовывать петли, чтобы максимально уменьшить площадь захвата.
Часто одна часть шлейфа образуется, как на вашем рисунке, между разрозненным оборудованием, через их линии питания, через общую землю каких-либо сигнальных проводов между ними, или заземление шасси. Тогда мы говорим, что петля замыкается через заземление или, в некоторых случаях, через землю.
Этот случай проиллюстрирован здесь:
Когда заземление питания или земля задействованы в качестве контура, площадь контура, как правило, велика, поэтому этот тип контура наиболее известен.
Чтобы было ясно, заземление заземляющей пластины только в одной точке не образует петлю через землю. Кроме того, контур заземления не должен проходить через землю, чтобы вызвать хаос.
Источник помех может находиться близко, например, местный провод, излучающий конденсатор, печатные платы с аналоговыми/цифровыми сигналами и т. д., или далеко, например, АМ-радиостанция, линия электропередач и т. д.
Иногда мы считаем любую причину гудения или жужжания от посторонних источников контуром заземления, но для этих эффектов необязательно требуется контур. Выступающие проводники (например, тело человека) также могут работать как антенны и улавливать нежелательные сигналы.
Контур заземления не следует путать с неустойчивой пластиной заземления .
Когда достаточно большой ток проходит через заземляющую пластину/дорожку или какой-либо другой заземляющий проводник, это может привести к возникновению напряжения на этой пластине. В частях схемы, где земля используется в качестве эталона сигнализации, флуктуации потенциала земли наблюдаются как шум, добавляемый к сигналу.
Обратите внимание на нестабильное заземление с обеих сторон, если через землю (или, что то же самое, плоскость заземления) течет ток. Масса или земля для левой цепи может иметь потенциал, отличный от земли правой цепи. И если эта разница изменяется во времени (импульсы, циклы и т. д.), то она будет проявляться в виде помех, гудения, шума и т. д. в сигнале, проходящем между ними.
Вероятно, это тоже можно назвать петлей, потому что нестабильность вызвана петлевым током. Но почти все токи зацикливаются (исключения составляют пусковые и электростатические разряды). Я думаю, что полезно рассматривать захват петель и общую проводимость как отдельные явления.
Заземление в форме звезды направлено на то, чтобы избежать этой причины помех, избегая общих путей тока.
Дифференциальную передачу сигналов можно использовать для смягчения последствий, избегая заземления в качестве опорного сигнала. Обратите внимание, что дифференциальная схема справа не требует заземления в качестве эталона. Любой отскок земли не влияет на сигнал. Еще одним преимуществом дифференциальной передачи сигналов является жесткий контроль импеданса вдоль дорожки или провода, но это отдельная мотивация, которая обычно применяется к высокочастотным сигналам.
Изображения с https://www.soundandvision.com/content/sub-hum и https://www.youtube.com/watch?v=PACur_GcTJ0 и https://www.myomron.com/index. php?action=kb&article=1581 и https://community.naimaudio.com/t/star-earthing-and-hydra-power-cables/9631/2 и https://www.loopslooth.com/Ground%20loop% 20-examples.html
Как заземлить проигрыватель грампластинок (и как определить, нужно ли это делать)
Заземление проигрывателя грампластинок, вероятно, не принесет немедленных результатов.
Но это легко сделать, так почему бы и не сделать?
Даже если вам не нужно делать это сейчас, со временем вы будете рады, что сделали это.
В какой-то момент ваш проигрыватель мог начать издавать гудящий звук. Это часто происходит из-за того, что называется «контуром заземления».
Чтобы исправить контур заземления, заземлите проигрыватель.
Даже если в настоящее время у вас нет этой проблемы, она нередко возникает в какой-то момент.
Итак, давайте уделим несколько минут нашего времени и подготовимся к этому сейчас, чтобы вам никогда не пришлось иметь дело с «контуром заземления» в будущем.
Начнем с более подробного рассмотрения того, почему именно вы хотите заземлить свой проигрыватель грампластинок.
Содержание
- 1 Зачем заземлять проигрыватель?
- 1.1 Нужно ли заземлять проигрыватель?
- 2 Как заземлить проигрыватель (даже без провода заземления)
- 2.1 Необходимые материалы
- 2.2 Шаг 1: Отключите питание
- 2.3 Шаг 2: Найдите провод заземления
- 2.4 Шаг 3: Найдите провод заземления Клемма заземления
- 2. 5 Шаг 4. Проверка измерений
- 2.6 Шаг 5. Подключение
- 2.7 Шаг 6. Оцените результат
Короткий ответ: чтобы наслаждаться музыкой без фонового шума на проигрывателе. Этот гул может раздражать.
Но независимо от того, используете ли вы свой проигрыватель какое-то время или только начинаете с ним работать, жужжание — это то, чего вы легко можете избежать.
Ваш проигрыватель нуждается в электричестве и покрыт металлом. И все, что сделано из металла, проводящего электричество, может привести к контакту проводов под напряжением с металлическим корпусом с высокой проводимостью.
Это вызывает контур заземления. На более тяжелых устройствах это может вызвать шок при прикосновении к нему. Но для проигрывателей результатом контура заземления является раздражающий гул. Это происходит в еще большей степени, если ваш проигрыватель обрабатывает сигналы с чувствительной кассеты.
К счастью, избежать контуров заземления нетрудно.
Нужно ли заземлять проигрыватель?
Лучший способ ответить на этот вопрос — задать другой вопрос: хотите ли вы, чтобы пластинки, которые вы проигрываете на проигрывателе, были чистыми и четкими, не прерывались ужасным гулом, перерастающим в раздражающее крещендо, когда вы увеличиваете громкость? Если вы ответили «да», то вам необходимо заземлить проигрыватель.
Тип проигрывателя не имеет значения. Независимо от того, есть ли у вас проигрыватель с ременным или прямым приводом, в какой-то момент вы можете столкнуться с контуром заземления. Единственное, что имеет значение в том, нужно ли вам на самом деле заземлять проигрыватель, это если у вас есть усилитель со встроенным фонокорректором.
Контур заземления возникает из-за отсутствия заземления. С научной точки зрения, это результат того, что соединения шасси не имеют одинакового потенциала или напряжения земли.
Чтобы избежать гула, исходящего от проигрывателя, необходимо правильно заземлить его на усилитель. Это не только сведет к минимуму или даже избавит от гула, но и поможет вашему проигрывателю полностью раскрыть свой потенциал, обеспечивая наилучшее качество звука, которое он может воспроизвести.
Но перед тем, как заземлить проигрыватель, вам, вероятно, следует выяснить, действительно ли гул вызван контуром заземления.
Гул контура заземления — это один из двух гудков, которые вы можете услышать. Гул контура заземления составляет 120 герц, а другой — 60 герц. Вам придется исключить 60-герцовый гул, чтобы понять, не пора ли слегка запачкать руки и заземлить проигрыватель.
Вы, наверное, думаете, что это звучит слишком научно, и только эксперт может различить два гудения. Это не относится к делу. Любое нетренированное ухо может ясно услышать разницу
Думайте о 60-герцовом гуле как о слоне, катящемся по саванне, низком и медленном, и думайте о 120-герцевом гуле как о разъяренной осе. Гул на частоте 120 герц намного выше по тону и более агрессивен, чем гул на частоте 60 герц, низкий и спокойный. Если вы все еще не уверены, эта страница может помочь.
Если ничего из этого не помогло, есть еще три способа выяснить, боретесь ли вы с гулом 120 или 60 Гц.
Если вы увеличиваете и уменьшаете громкость, появляется ли гул? Становится ли он громче, когда громкость увеличивается, и тише, когда громкость уменьшается?
Затем выберите другие входы и обратите внимание, есть ли шум на других. Если они это делают, и гул не изменил громкость, когда вы регулировали громкость, то проблема заключается в контуре заземления.
Если громкость меняется, а гул появляется только на одном (или нескольких) входах, то гул, скорее всего, исходит от источника(ов) рассматриваемого входа(ов).
Чтобы раз и навсегда определить, вызван ли шум заземлением, отключите все входы. Если гудение полностью прекратится, у вас есть случай контура заземления.
Что ты нашел? Ваш гул вызван контуром заземления? Тогда давайте узнаем, как это исправить и слушать музыку так, как вы того заслуживаете.
Как заземлить проигрыватель (даже без провода заземления)
Необходимые материалы
- Провод заземления, прикрепленный к проигрывателю
- Около 5 футов (1,5 метра) многожильного провода с тонкой изоляцией калибра от 18 до 20, если ваш проигрыватель не имеет провода заземления
- Клемма заземления подключена к усилителю, хотя есть обходной путь, если ваш усилитель не имеет клеммы заземления
- Клейкая лента, если ваш усилитель не имеет клеммы заземления
- Плоскогубцы с иглами
Шаг 1. Отключите питание
Если вы не хотите, чтобы у вас появился шум в ушах (это никогда не произойдет, так что не беспокойтесь), выключите усилитель и проигрыватель.
Таким образом, нет опасности, что какие-либо громкие звуки будут издаваться при подключении того, что вам нужно. Риск поражения электрическим током уже чрезвычайно низок, но выключение усилителя и проигрывателя полностью исключает его.
Шаг 2. Найдите провод заземления
Обычно он крепится к нижней части металлического корпуса проигрывателя. Вы заметите провод у неподключенного медного лепесткового разъема, который обычно представляет собой плоский кусок металла с вырезанной U-образной формой.
У вашего заземляющего провода нет стандартного цвета, но большинство из них зеленого цвета. Если у вас более современный проигрыватель и вам трудно найти заземляющий провод, проверьте его под корпусом — он может быть закручен стяжкой. Если это так, разверните провод.
Если вы вообще не можете найти провод, вам придется изготовить собственный заземляющий провод. Здесь на помощь приходят 5 футов или 1,5 метра многожильного провода калибра от 18 до 20. С помощью острогубцев снимите примерно 6–8 мм изоляции с обоих концов. Дополнительные шаги для подражания.
Шаг 3. Найдите клемму заземления
Она находится на задней панели усилителя или клеммы. Если он есть, вы не должны его пропустить, потому что он четко обозначен как «Земля». Это будет выглядеть одним из двух способов — либо металлическая стойка с ребристым стержнем, либо это будет заурядная винтовая клемма. Как только вы нашли клемму заземления, ослабьте ее.
Возможно, вы обнаружите, что клемма заземления отсутствует. Не волнуйтесь, вы по-прежнему можете заземлить свой проигрыватель, используя только заземляющий кабель и сам корпус усилителя.
Шаг 4. Проверка измерений
Теперь, когда вы нашли заземляющий провод и соответствующую клемму, убедитесь, что провод действительно доходит до клеммы. Если это невозможно, переместите оборудование ближе друг к другу.
Шаг 5. Установите соединение
Помните, как на первом этапе вы выключали проигрыватель и усилитель? Что ж, теперь это становится важным.
Возьмите медный штыревой разъем провода заземления и поместите его на клемму заземления. Затем затяните соединение, но не перетягивайте его, иначе вы можете оборвать клемму.
Если на вашем усилителе нет клеммы заземления, используйте клейкую ленту, чтобы приклеить медный лепестковый разъем заземляющего провода к металлическому корпусу усилителя.
Если вы делаете свой собственный заземляющий провод, возьмите один зачищенный конец и прикрепите его к шасси усилителя, желательно к винту, а не к клемме динамика. Затем возьмите другой конец провода и прикрепите его к шасси проигрывателя, также к винту.
Это служит той же цели, что и заземляющий провод, прикрепленный к заземляющей клемме, но поиск места, которое создает наилучшее соединение и издает меньше шума, может потребовать некоторого изучения.
Простой способ определить наилучшее место — прикоснуться к концу провода на разных участках корпуса проигрывателя (при включенном питании и стараясь не касаться металла какой-либо частью тела). ).
Шаг 6.