Мой рассказ будет состоять из трёх частей.
1 часть. Заземление
(общая информация, термины и определения)
2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)
3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)
В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.
Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.
Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.
Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.
Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.
1 часть. Заземление
В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Б2. Защитное заземлениеБ2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)В2. Существующие нормы сопротивления заземления
В3. Расчёт сопротивления заземления
А. Термины и определения
Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).
И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.
Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).
Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.
Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).
Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.На рисунке оно показано толстыми красными линиями:
Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).
Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.
Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.На рисунке он показан толстыми красными линиями:
Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).
Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.
Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).
Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)
Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.На рисунке они показаны толстыми красными линиями:
Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.
Контур заземления — “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,
а контур заземления — толстыми красными линиями:
Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности
прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).
Б. Назначение (виды) заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.
Б2. Защитное заземление
Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29).Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.
Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:
- в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
- в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
- в составе электросети объекта
Б2.1. Заземление в составе молниезащиты
Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).
При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.
Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).
Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.
Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)
УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).
Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.
Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник (wiki), рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.
При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд 🙂 между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).
Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.
Б2.3. Заземление в составе электросети
Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.
Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.
Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
Сопротивление в основном зависит от двух условий:- площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
- электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.
Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт).Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.
(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов, используемых в расчётах заземляющих устройств).
Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.Для ориентирования приведу следующие значения:
- для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
- при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
- для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
- у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
- у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
- для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
- при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
- при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)
В3. Расчёт сопротивления заземления
Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.
Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:
Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.
В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.
Строительство заземлителей
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.
Подробнее о строительстве — в следующих частях.
Продолжение:
Алексей Рожанков, специалист технического центра «ZANDZ.ru»
При подготовке данной части использовались следующие материалы:
- Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
- Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
- ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)
Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить) - Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 (гуглить)
- Собственный опыт и знания
Заземление электроустановок делится на два основных вида – функциональное рабочее и защитное. В некоторых источниках встречаются и дополнительные виды заземлений, такие как измерительное, контрольное, инструментальное и радио.
Рабочее или функциональное заземление
В разделе ПУЭ в параграфе № 1.7.30 дано определение рабочего заземления: «рабочим называют заземление одной или нескольких точек токоведущих частей электроустановки, которое служит не в целях безопасности».
Такое заземление подразумевает электрический контакт с грунтом. Оно необходимо для нормальной эксплуатации электроустановки в штатном режиме.
Назначение функционального заземления
Для того чтобы понять, что называется рабочим заземлением, следует знать его основное назначение – устранение опасности удара током в случае соприкосновения человека к корпусу электроустановки или к её токоведущим частям, которые в данный момент находятся под напряжением.
Такая защита применяется в сетях с трёхфазной системой распределения тока. Изолированная нейтраль необходима для электросети, где напряжение не превышает 1 кВ. В сетях с напряжением свыше 1 кВ защитное заземление допускается делать с любым режимом нейтрали.
Как работает защитное (функциональное) заземление
Принцип действия функционального заземления заключается в снижении напряжения между корпусом, который в результате непредвиденной аварии оказался под током, и землёй до безопасной для человека величины.
Если корпус электроустановки, оказавшийся под током, не оснащён функциональным заземлением, то прикосновение человека к нему равносильно контакта с фазным проводом.
Если учесть, что сопротивление обуви человека, который дотронулся до электроустановки, и пола, на котором он стоит, ничтожно мала относительно земли, то ток может достигнуть опасной величины.
При правильной работы функционального заземления ток, проходящий через человека, будет безопасным. Напряжение во время прикосновения также будет незначительным. Основная часть электроэнергии будет уходить через заземляющий проводник в землю.
Различия между рабочим и защитным заземлениями
Рабочее и защитное заземление отличается друг от друга прежде всего назначением. Если первое необходимо для обеспечения правильной и бесперебойной работы электрооборудования, то второе служит для защиты людей от поражения электрическим током. Также оно защищает и оборудование от поломок в случае пробоя какого-нибудь электрического прибора на корпус. Если здание оборудовано громоотводом, такой тип заземления защитит приборы от перегрузки в случае удара молнии.
Рабочее заземление электроустановок, в случае возникновения чрезвычайной ситуации, сыграет роль защитного, но основная её функция — обеспечение правильной бесперебойной работы электрооборудования.
В неизменном виде функциональное заземление применяют только на промышленных объектах. В жилых домах используется заземляющий проводник, который подводится к розетке. Однако есть бытовые приборы в доме, которые таят в себе потенциальную опасность для потребителя, поэтому не будет лишним заземлить их, используя глухозаземлённую нейтраль.
Домашние приборы, которые требуется подключить к рабочему заземлению:
- Микроволновка.
- Духовка и плита, которые работают за счёт электричества.
- Стиральная машина.
- Системный блок персонального компьютера.
Конструкция заземления
Рабочее заземление представляет собой вбитые в землю железные штыри, играющие роль проводников, на глубину около 2-3 метров.
Такие металлические прутья соединяют заземлительные клеммы электрооборудования с шиной заземления, тем самым образуя металлосвязь.
Металлосвязь есть в каждом жилом доме. Это сварная железная конструкция, которая соединяет друг с другом верхние концы заземлителей. Её заводят к вводному щитку дома для дальнейшей разводки по квартирам.
В качестве заземляющего проводника используют шину или провод с сечением не менее 4 кв. мм, окрашенные в жёлтые и зелёные полосы. Кабель в основном используют для переноса функционального заземления от шины к шине.
В целях безопасности проводится периодическая проверка электронного сопротивления металлической связи заземления. Оно измеряется от клеммы заземления электроустановки до наиболее удалённого от неё наземного контура заземления. Показатель сопротивления в любой части рабочего заземления не должен превышать 0,1 Ом.
Для чего делают несколько заземлителей
Электроустановку нельзя оснащать только одним заземлителем, поскольку почва является нелинейным проводником. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от напряжения и площади контакта с воткнутыми штырями рабочего заземления. У одного заземлителя площадь контакта с почвой будет недостаточной, чтобы обеспечить бесперебойную работу электроустановки. Если установить 2 заземлителя на расстоянии в несколько метров друг от друга, то появляется достаточная площадь контакта с землёй. Однако следует помнить, что разносить слишком далеко металлические части заземления нельзя, поскольку связь между ними прервётся. В итоге останется только два отдельно установленных в почву заземлителя, никак не связанных друг с другом. Оптимальное расстояние между двумя контурами заземления составляет 1-2 метра.
Как нельзя осуществлять заземление
Согласно параграфу 1.7.110 ПУЭ, запрещается использовать в качестве рабочего заземления любые виды трубопроводов. Кроме того, запрещено выводить заземляющий кабель наружу и подключать его к неподготовленной контактной площадке на шине. Такой запрет объясняется тем, что каждый металл имеет свой индивидуальный потенциал. При воздействии внешних факторов образуется гальванический пар, который способствует процессу электроэрозии. Коррозия может распространиться под оболочку заземляющего провода, что повышает опасность его оплавления во время подачи больших токов на контур заземления в случае аварии. Специальная защитная смазка предотвращает разрушение металла, но действует она лишь в сухом помещении.
Также ПУЭ запрещает осуществлять поочерёдное заземление электроустановок друг с другом, подключать более одного кабеля на одну площадку заземляющей шины. Если пренебречь такими правилами, то в случае аварии на одной установке она будет создавать помехи в работе соседа. Такое явление называется электрической несопоставимостью. При неправильном подключении рабочего заземления работы по устранению недостатков опасны для жизни.
Требования к заземляющим конструкциям
Чтобы разобраться в том, что называется рабочим заземлением, а также какие требования предъявляются к таким конструкциям, следует знать, что для защиты людей от удара электрическим током, напряжение которого не превышает 1000 В, необходимо заземлять абсолютно все металлические части электрооборудования. Немаловажно, чтобы все конструкции, построенные в целях заземления, отвечали всем нормам безопасности, предъявляемым для обеспечения нормальной работоспособности сетей и дополнительных предохранителей от возможной перегрузки.
Опасность соприкосновения с токоведущими частями
При контакте человека с токоведущими частями электрической цепи или с металлическими конструкциями, которые оказались под напряжением в результате нарушения изоляционного слоя кабеля, возможно поражение электрическим током. Полученная травма проявляется в виде ожога на кожном покрове. От такого удара человек может потерять сознание, возможна остановка дыхания и сердца. Встречаются случаи, когда удар тока при малом напряжении приводит к смерти человека.
Меры предосторожности от поражения током
Чтобы максимально обезопасить людей от контакта с токоведущими частями электроустановки, а также с её металлическими частями, необходимо полностью изолировать опасный объект. Для этого устанавливают различные ограждения вокруг электроустановок.
Согласно Правилам устройства электроустановок, рабочим (или функциональным/технологическим) заземлением называется заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки, но не в целях электробезопасности.
Подразумевается, что оборудование работает надежно, а если сопротивление функционального заземления ≤4 Ом, то проблемы электробезопасности вообще исключены.
Понятие функционального заземления (далее FE) для сетей питания информационного оборудования и систем связи описано в следующих нормативных документах:
- ГОСТ Р 50571.22-2000, п. 3.14 (707.2): «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 50571.21-2000, п. 548.3.1: «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)».
Для правильного понимания определений, данных выше, необходимо договорится о смысле некоторых слов:
- «Как правило» подразумевает, что требование (условие, решение) является преобладающим. Его несоблюдение возможно, но требует весомых обоснований.
- «Допускается» означает, что условие следует выполнять лишь как исключение в силу вынужденных обстоятельств.
- «Рекомендуется» – решение является оптимальным, но его выполнение не обязательно.
- «Может» символизирует правомерный вариант, один из нескольких.
Причины распространения функционального заземления
Первая причина
В 90-х гг. с увеличением распространения вычислительной техники, мощность которой постоянно увеличивалась, возникла необходимость обеспечить ее надежную работу в сетях типа ТN-C.
На рис. 1 показана схема рабочего заземления с использованием PEN-проводника (совмещенного нулевого рабочего N и нулевого защитного PE):
Информация передается по линии связи между 2-мя компьютерами. Возьмем за отправную точку корпусное заземление. Заземление, выполненное проводником РЕN, по которому текут рабочие токи, приводит к разнице потенциалов между корпусами приборов. Получается, что в линию связи вносится разница потенциалов, пульсации, гармоники и высокочастотные помехи при работе оборудования с большими реактивными токами.
Решением проблемы служило локальное применение отдельной системы рабочего заземления, которое обеспечивало устойчивую работу компьютеров. Стоит отметить, что стоимость перехода на «пятипроводную» систему типа TN-S была значительно выше.
Вторая причина
Распространению функционального заземления также способствовало плохое состояние защитного заземления в электроустановках. При поставках «чувствительной» электронной техники от заказчика требовалось создание отдельного заземления.
Третья причина
Возникновение специфических и строгих требований по защите информации, особых лабораторий и других аналогичных объектов также послужило распространению FE.
Основные схемы выполнения функционального заземления
Вариант «А» существует и даже исполняется, но является самым опасным из представленных с точки зрения электробезопасности и безопасности объекта в целом. Подробные объяснения приведены ниже.
Вариант «В» является формальным подходом, выполнение системы с его использованием полностью законно. Это качественное защитное заземление с радиальной схемой разводки, которое используется для вновь строящихся объектов.
Вариант «С» – удобная схема для реконструируемых объектов. С точки зрения воздействия помех на ответственное оборудование данный вариант значительно лучше, чем «В».
Недостатки варианта «А»:
1. Разрушается целостность основной системы уравнивания потенциалов, что приводит к появлению разности потенциалов на независимых системах заземления в процессе эксплуатации.
Причины появления разности потенциалов могут быть такими:
- КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты (
110B).
2. Крайне низкие токи короткого замыкания фаза-корпус относительно сетей типа TN-S со всеми вытекающими последствиями (см. рис. 3).
Рис. 3. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функционального заземления в сети типа TN
FE не имеет точки соединения с ГЗШ и с нейтралью, и токи короткого замыкания составят только десятки ампер. Ситуация ухудшается отсутствие в цепи устройства защитного отключения. Максимальный ток короткого замыкания составит 36,6 А:
Время отключения составит 30-120 сек, и все это время на корпусе будет присутствовать практически фазное напряжение по корпусным элементам, и протекать ток большой величины, что может привести к возгоранию. При наличии автоматов с номинальным рабочим током более 32 А цепь вообще не отключится.
Повторим: вариант «А» использовать для сетей типа TN-S крайне опасно.
Ф – сетевой фильтр, ФЗ – фильтр заземления.
Вариант «D» демонстрирует соединение FE и ГЗШ с использованием разрядника уравнивания потенциалов. Вариант имеет проблему: он сработает только 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 электробезопасности при первичном пробое не обеспечивается.
Вариант «Е» разработан с учетом установки в разрыв проводника уравнивания потенциалов дроссельного фильтра заземления (например, «Квазар Ф-ХХХРЕ», изготовитель ГК «Полигон»).
Варианты «F», «G», «H» показывают построение FE с постепенным улучшением уровня защиты ответственного электрооборудования от помех без проблем с электробезопасностью.
Функциональное заземление в лечебно-профилактических учреждениях
Функциональное заземление относительно ЛПУ осуществляется для обеспечения нормальной стабильной работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования.
В циркуляре №24/2009 написано, что при отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом.
Требование подключения к главной заземляющей шине: «…Устройство независимых заземлителей для защитного и/или функционального заземления медицинского оборудования, не подключенных к ГЗШ, в зданиях с медицинскими помещениями не допускается…».
Взаимное влияние разных систем заземления отдельных помещений при наличии связи через сторонние проводящие части
В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию:
Есть 2 помещения с электрооборудованием, в каждом установлена дополнительная система уравнивания потенциалов. Помещение номер №1 подключено к системе защитного заземления (РЕ) и имеет помехообразующую нагрузку. В помещении №2 есть ответственное электрооборудование и организовано подключение к системе FE.
На рисунке видно, что между двумя системами заземления за счет сторонних проводящих частей (в данном случае система отопления) образуется «паразитная» связь с сопротивлением RСП.
В итоге по FE-проводникам протекает часть тока утечки IУ2. Вычислить величину этого тока достаточно сложно. С одной стороны, FE-проводники из медного провода с хорошей проводимостью и небольшим сопротивлением. С другой стороны, водопроводные трубы и прочие сторонние проводящие части в сумме могут обладать значительным сечением, что компенсирует плохую проводимость железа. Поэтому IУ2 = 0,5*IУ допустимое реальное соотношение.
Избавиться хотя бы от одного проводника «А», «В» или «С» невозможно по причине безопасности объекта и электробезопасности персонала.
Как вариант, можно сильно увеличить сечение проводника «D», что пропорционально уменьшит ток утечки IУ2. Но, как вы понимаете, это повлечет значительные затраты.
Работающие электрические приборы должны иметь заземление. В зависимости от цели оно может быть рабочим или защитным. Первое предназначено для корректной работы устройств, а второе – для защиты людей. Принцип действия одного и второго разный.
Основные цели и задачи заземления
Почва способна нейтрализовать электрический ток, так как степень ее напряжения равна нулю. Сопротивление – это основной показатель заземляющего устройства, по которому можно судить о его качестве и способности выполнять свое предназначение. Удельное сопротивление зависит от состава почвы, наличия в ней химических веществ – кислотных или щелочных, влажности, рыхлости. В зависимости от состава почвы может потребоваться использование какого-либо специального комплекта заземления или же полная замена грунта для корректной работы заземляющих устройств.
Заземление – это соединение какого-либо прибора, электрической установки или части сети с заземляющим устройством. Оно представляет собой заземлитель и заземляющие проводники, по которым ток стекает в грунт и нейтрализуется.
Заземлителей может быть несколько. В распределенной схеме они располагаются по периметру объекта, электрическую сеть которого необходимо обезопасить. Проводящая часть (заземлители) обычно выполняются из металла. К ним подводятся заземляющие электроды, которые имеют непосредственный контакт с почвой.
Заземляющее устройство монтируется по контуру. Контур заземления – это несколько проводников электродов, которые забиваются в грунт. Их длина – 3 метра, располагаются они на небольшом расстоянии друг от друга. В качестве соединения применяется горизонтальная металлическая полоса, которую укладывают в почву на небольшую глубину – до 1 метра. Соединение с электродами осуществляется с помощью обычной сварки. В специальных заземляющих комплектах части оборудования соединяются резьбой, что никак не влияет на рабочие свойства.
Рабочее заземление необходимо в следующих случаях:
- Защита оборудования от накопления статического электричества. Процессы, происходящие в природе, например, молнии, могут влиять на ток, протекающий в цепи, в результате чего оборудование может быть повреждено. Электроды, установленные в грунте, отводят излишки тока.
- Защита сети от замыканий.
- Защита от перенапряжения.
Пример рабочего заземления – молниеотвод, который присоединен к электродам. Особенно актуально в генераторах, трансформаторах.
Принцип защитного заземления
Защитное заземление – это комплекс мер, которые направлены на защиту оборудования и людей, которые с ним работают. Используется для устранения электромагнитных помех, возникающих из-за работающего рядом устройства, а также для нейтрализации помех при коммутации в цепи питания.
Защита от попадания молнии
Воздушная среда – это участок с большим сопротивлением, но разряд имеет мощность, превосходящую данное сопротивление, поэтому пробивает его. По пути следования из верхних слоев атмосферы к земле молния выбирает участки с наименьшим сопротивлением – мокрые участки, стены, деревья и капли воды. Этим объясняется тот факт, что разряды часто попадают в дерево – оно имеет сопротивление меньше, чем воздух вокруг. При попадании в здание ток также проходит по участкам с наименьшим сопротивлением – это металлические трубы, электрические приборы или их металлические детали, влажные стены. Если устройство не имеет заземления, прикосновение к нему в момент прохождения заряда может быть смертельным.
При установке молниеотвода на крыше заряд попадает в него, а далее движется в землю и нейтрализуется. Важно, чтобы токи не распространялись внутрь объекта, поэтому материалы, которые используются для обустройства заземления, имеют низкое сопротивление. По правилам оно не должно превышать показатель в 4 Ом. Сам молниеотвод должен быть соединен с электродами в грунте.
Защита от импульсного перенапряжения
Электронное оборудование чувствительно к скачкам напряжения или работающим в их радиусе мощным электрическим установкам. Повредить электронику может внезапно возникший разряд молнии вблизи.
В качестве примера: во время грозы может возникнуть избыточный заряд в медном кабеле, которыми соединены дома и по которым проходит ток. Заряд при увеличении его размера способен разрушить кабель. В этом случае на линии питания ставится УЗИП – устройство защиты от импульсного перенапряжения, чтобы избыток заряда стравливался в грунт.
Защита людей
Корпуса приборов, все металлические элементы способны проводить ток. Если коснуться незаземленного прибора, в котором накопилось статическое электричество, можно получить сильный удар. Это отразится прежде всего на сердечно-сосудистой и нервной системе. Снизить удар помогает резиновая обувь, прорезиненные перчатки, абсолютно сухое помещение, но люди редко ходят по квартире или офису в резиновых сапогах. Подключение третьего провода к корпусу приборов, а затем соединение его с электродами позволяет утилизировать в грунт лишний ток.
В старых частных и многоквартирных домах заземляющие мероприятия не проводились, поэтому все электрические приборы представляют потенциальную опасность для людей.
Самодельные устройства могут выглядеть следующим образом: к корпусу прибора подсоединен провод, который выводится на улицу и соединяется с вбитым в землю металлическим изделием (труба, уголок, ведро, арматура). Эти изделия являются хорошими проводниками тока, в отличие от человеческого тела, поэтому ток выбирает металл и уходит в грунт.
Отличие рабочего заземления от защитного
Рабочее и защитное заземление по правилам техники безопасности не должно совмещаться водной схеме. При атмосферных разрядах электрические приборы могут повредиться, при этом защитное заземление не сработает.
В схеме функционального (рабочего) заземления все токонесущие конструкции соединяются с электродами, установленными в грунте. Для корректной работы рабочего заземления используются также предохранители, которые принимают напряжение на себя и выходят из строя.
Рабочее заземление оборудуется в том случае, если к приборам прилагается указание производителя и требования, которые защищают данное устройство.
К защитному заземляющему устройству предъявляется больше требований, так как оно имеет более важные задачи: сохранение жизни людей.
| Назначение рабочего заземляющего устройства | Назначение защитного заземления |
| Большая мощность приборов | Трехфазные приборы мощностью менее 1 кВт |
| Электронное чувствительное оборудование | Одно- и двухфазные устройства, не имеющие контакта с грунтом |
| Медицинские приборы | Техника мощностью более 1 кВт |
| Электронная техника, которая является носителем важной информации | В схемах с предохранителями и нулевым защитным проводником |
Самое надежное заземление предусмотрено в схеме электросети дома. Кабели, которые подходят к каждой розетке, должны быть трехжильными. Третья жила соединяется с землей и отводит статическое электричество, а также предотвращает короткие замыкания и попадание молнии внутрь здания.
Требования к защитному заземлению
Чтобы заземляющие установки выполняли свои функции, они должны соответствовать определенным параметрам и указаниям производителя оборудования.
Нюансы, которые влияют на функционал:
- Сопротивление грунта из-за его физико-химических особенностей. Лучше всего проводит ток влажная глина, графитовая крошка, торф, солончаки или морская вода. Хуже – сухой песок или твердые породы – гранит, щебень, кварц, асфальт, бетон.
- Площадь контакта заземлителя с почвой. Чем больше площадь, тем более благоприятные условия создаются для перетекания тока, тем быстрее это происходит. Увеличить площадь можно, установив большее количество электродов по контуру здания. В этом случае их соединяют вместе стальной пластиной в единое целое. Если увеличить размер одного электрода, общая площадь также увеличится. Увеличить площадь помогает установка вертикального металлического контура, если нижние слои грунта имеют большее сопротивление, чем поверхностные.
Поскольку добиться идеального сопротивления почвы трудно, устройства создаются исходя из ее характеристик. Для каждой электрической установки существуют свои нормы сопротивления заземлительных устройств. Например, для электрической подстанции с напряжением более 100 кВт сопротивление не должно быть больше 0,5 Ом, а для домашней сети с системой ТТ, а также применением автоматического отключения – до 500 Ом.
Заземлители из металла не должны покрываться лакокрасочными материалами. Иногда в качестве заземляющего устройства используется подземная часть здания с металлическими конструкциями – электропроводящий бетон с арматурой внутри. Нельзя использовать газовые металлические трубы для решения проблемы заземления.
Согласно Правилам устройства электроустановок заземлению подлежат:
- Сети, напряжение которых выше 380 В.
- Особо опасные и наружные установки.
Части оборудования, подлежащие занулению и заземлению:
- Корпуса электрического оборудования.
- Вторичная трансформаторная обмотка.
- Приводы электрических приборов.
- Распределительные щиты, каркасы шкафов.
- Металлические конструкции оборудования.
- Железная оболочка кабеля.
Если напряжение не превышает 42 В переменного тока или 110 В постоянного, заземление не требуется.
Бытовое заземление
Большая часть несчастных случаев в бытовых условиях связана с касанием прибора, который имеет повреждение изоляции. Тело человека в данном случае является проводником тока. Электрические варочные плиты, стиральные и посудомоечные машины, радиаторы отопления, микроволновки, бойлеры, ПК, мойки для посуды – все это металлические конструкции, которые хорошо проводят ток и без заземления могут причинить вред здоровью.
Короткое замыкание – это соприкосновение фазного и нулевого провода в сети, что приводит к срабатыванию аварийной защиты и отключению прибора от питания. Чаще всего происходит не короткое замыкание, а утечка тока, который накапливается в корпусе бытового оборудования. Это может привести к поражению электричеством.
Для безопасности человека необходимо устанавливать розетки с заземляющими контактами. К розетке должен быть подведен трехжильный кабель. При двухжильной и трехжильной системе заземление оборудуется по-разному – от распределительной коробки или электрического щитка.
В качестве заземлителя нельзя использовать газовые, водопроводные или трубы централизованного отопления.
Работа заземления при неисправностях электрооборудования
Под неисправностью оборудования подразумевают повреждение изоляции и возникновение фазы в корпусе прибора. Если части оборудования находятся под напряжением, но не имеют защиты в виде заземления и УЗО, человек, не подозревающий об опасности, может получить удар током.
Во втором варианте утечка тока может быть не значительной, устройство защиты оборудования не среагирует на напряжение и не отключит прибор. Человек может получить незначительный удар.
Если корпус не заземлен, но УЗО установлено, оно сработает через 0,02 секунды после прикосновения человека к корпусу прибора. Этого времени не достаточно для нанесения вреда здоровью.
Самой эффективной с точки зрения безопасности схемой является наличие заземления и УЗО. При возникновении утечки тока и переходе его в грунт УЗО реагирует и отключает прибор.
Как производится расчет параметров основных заземляющих элементов
Расчет параметров заземляющего устройства выполняется по формулам. Исходными элементами являются:
- сопротивление грунта на данном участке;
- длина, толщина, диаметр электродов, а также их количество.
На практике во всех случаях бывают расхождения с намеченным планом работ, так как показатель почвы необходимо анализировать более точно. Сделать это практически невозможно: на 100 квадратных метрах необходимо пробурить около 100 мини шахт глубиной до 10 м, чтобы оценить слои почвы, ее состав и включения элементов – глины, известняка, песка и других компонентов.
Установку заземляющих устройств проводят по главному принципу заземления: наличие запаса прочности, имея усредненные значения параметров. Чем ниже получается сопротивление, тем лучше для всех электрических приборов и людей.
Установка заземлителей
Вертикальные электроды более эффективно выполняют свои функции, так как их можно установить на большую глубину. При горизонтальной укладке на небольшую глубину сопротивление увеличивается, особенно в зимний период, когда верхние слои грунта промерзают.
Для электродов применяют штыри, длина которых более 1 метра (обычно 1,5 м). Такие конструкции легко забить в грунт с помощью обычного молотка, соединение выполняется в горизонтальной плоскости не менее 0,5 м в глубину.
Для сетевого окружения, электронного, технологического или контрольно-измерительного оборудования необходимо создание единого потенциала при помощи специального проводника, подключенного к системе заземления. Это обеспечивает уравнивание потенциалов между всеми участками сети до величины потенциала земли.
Технологическое заземление предназначено исключительно для чувствительного электронного и измерительного оборудования. Необходимо принять все необходимые меры, чтобы исключить вероятность соединения элементов технологического заземления с проводниками силовых электрических систем.
Главные советы по устройству технологического заземления
Чтобы изготовить качественное заземляющее устройство необходимо уделить внимание следующим факторам:
- используйте проводники/заземлители из антикоррозионных материалов с высокой проводимостью;
- при выборе места расположения заземляющего устройства (ЗУ) необходимо исключить вероятность полного промерзания или пересыхания грунта;
- следует располагать заземляющее устройство удаленно от прочих ЗУ, например ЗУ силового электрооборудования или молниезащитной системы.
Прочие рекомендации по устройству технологического заземления:
- не присоединяйте технологическое заземление (ТЗ) к другим системам заземления или зануления;
- заземляющие проводники и кабели ТЗ не следует прокладывать параллельно с другими электрическими кабелями и проводниками;
- при устройстве ТЗ руководствуйтесь нормативной документацией;
- удаленность заземляющего устройства ТЗ от прочих заземляющих устройств должна составлять не менее 1800 мм;
- сопротивление растекания тока на землю заземляющего устройства ТЗ должно составлять не более 1 Ом.
Просмотров: 3168| Опубликовано: Понедельник, 18 Апрель 2016 14:22|
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжение вследствие замыкания на корпус. Назначение заземления – устранение опасности поражения электротоком в случае соприкосновения к корпусу.
Защитным устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется проводник или совокупность металлически соединенных между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Выносное характеризуется размещением заземлителя за пределами площадки, на которой размещено оборудование или сосредоточено в части этой площадки. Его используют в установка до 1000 В.
Контурное характеризуется размещение электродов по контуру площадки, на которой находится оборудование.
Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления и естественные – находящие в земле металлические предметы иного назначения. В качестве искусственных применяют вертикальные и горизонтальные. Вертикальные – стальные трубы диаметром 5-6 см или прутковая сталь, диаметром не менее 10 мм. Для связи вертикальных и в качестве самостоятельных применяют полосовую сталь сечением 4*12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.
Работа заземления зависит от типа грунта, типа и размера проводника, климатических условий.
48. Назначение и принцип действия защитного зануления
Зануление – преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, могущих оказаться под напряжением с глухозаземленной нейтралью. Проводник, обеспечивающий указанные соединения называется нулевым защитным проводником.
Назначение зануления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу. Принцип действия – превращение замыкания на корпус в короткое замыкание с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители и тд) и автоматически отключить поврежденную установку от сети. И снижает напряжение зануленных металлических нетоковедущих частей.
49.Назначение и принцип действия защитного отключения
Защитным отключением называется система защиты, обеспечивающая безопасность путем отключения аварийного участка или сети в целом при возникновении замыкания на корпус или непосредственно на землю, с временем действия не более 0,1—0,2 с. Основными элементами защитного отключения являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель. Основные требования следующие:
— высокая чувствительность – способность реагировать на малые изменения;
— малое время отключение;
— селективносить действия – избирательность – способность отключать от сети лишь поврежденные объекты;
— способность осуществлять самоконтроль исправности;
— достаточная надежность – постоянная готовность к действию.
«Что такое защитное заземление?» – Яндекс.Кью
Под защитным заземлением следует понимать преднамеренное соединение корпуса любого электрического прибора, нагревательного элемента, арматуры или других металлических конструкций с землей. Так как наиболее важным для защиты человека параметром заземления является его переходное сопротивление, то его значение стараются улучшить всеми возможными способами. Чем меньше переходное сопротивление, тем лучше защита, для уменьшения этого параметра в грунт и забиваются заземлители, соединяются в специальную структуру и т.д.
В случае повреждения изоляции между корпусом и любым из токоведущих элементов на корпус перейдет потенциал сети – 220В. Соответственно, в случае отсутствия защитного заземления, прикоснувшийся к такому корпусу человек рискует получить удар электрическим током, который может оказаться для него смертельным. В случае подключения защитного заземления к корпусу такого прибора, часть потенциала будет перетекать на землю и опасность для человека будет сведена к минимуму. Принцип действия защитного заземления детально показан на рисунке ниже:
На практике защитное заземление может иметь как отдельно выделенную линию, так и совмещать или вовсе отсутствовать как единица. Разнообразие систем питания по отношению к наличию или отсутствию заземления оговаривается п.1.7.3 ПУЭ. Но для бытовых нужд лучше все, же обеспечить защитное заземление у себя дома.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжение вследствие замыкания на корпус. Назначение заземления – устранение опасности поражения электротоком в случае соприкосновения к корпусу.
Защитным устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется проводник или совокупность металлически соединенных между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Выносное характеризуется размещением заземлителя за пределами площадки, на которой размещено оборудование или сосредоточено в части этой площадки. Его используют в установка до 1000 В.
Контурное характеризуется размещение электродов по контуру площадки, на которой находится оборудование.
Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления и естественные – находящие в земле металлические предметы иного назначения. В качестве искусственных применяют вертикальные и горизонтальные. Вертикальные – стальные трубы диаметром 5-6 см или прутковая сталь, диаметром не менее 10 мм. Для связи вертикальных и в качестве самостоятельных применяют полосовую сталь сечением 4*12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.
Работа заземления зависит от типа грунта, типа и размера проводника, климатических условий.
48. Назначение и принцип действия защитного зануления
Зануление – преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, могущих оказаться под напряжением с глухозаземленной нейтралью. Проводник, обеспечивающий указанные соединения называется нулевым защитным проводником.
Назначение зануления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу. Принцип действия – превращение замыкания на корпус в короткое замыкание с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители и тд) и автоматически отключить поврежденную установку от сети. И снижает напряжение зануленных металлических нетоковедущих частей.
49.Назначение и принцип действия защитного отключения
Защитным отключением называется система защиты, обеспечивающая безопасность путем отключения аварийного участка или сети в целом при возникновении замыкания на корпус или непосредственно на землю, с временем действия не более 0,1—0,2 с. Основными элементами защитного отключения являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель. Основные требования следующие:
— высокая чувствительность – способность реагировать на малые изменения;
— малое время отключение;
— селективносить действия – избирательность – способность отключать от сети лишь поврежденные объекты;
— способность осуществлять самоконтроль исправности;
— достаточная надежность – постоянная готовность к действию.
Заземление электроустановки — преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.
Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение — защитить человека от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу элекроустановки или других ее частей, которые оказались под напряжением.
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством с целью обеспечения электробезопасности. Предназначено для защиты человека от прикосновения к корпусу электроустаноувки или других ее частей, оказавшихся под напряжением. Чем ниже сопротивление заземляющего устройства, тем лучше. Чтобы воспользоваться преимуществами заземления, надо купить розетки с заземляющим контактом.
В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек — ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.
Есть два вида заземлителей— естественные и искусственные.
К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.
В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой.
В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами.
Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.
Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество исскуственных заземлителей.
Обозначения системы заземления
Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.
Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:
T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй.
I — все токоведущие части изолированы от земли.
Вторая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:
T — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй.
N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.
Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.
S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.
Для предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо контролировать состояние изоляции проводов электроустановок.
Состояние изоляции проводов проверяют в новых установках, после реконструкции, модернизации, длительного перерыва в работе.
Профилактический контроль изоляции проводов проводят не реже 1 раза в 3 года.
Сопротивление изоляции проводов измеряют мегаомметрами на номинальное напряжение 1000 В на участках при снятых плавких вставках и при выключенных токоприемниках между каждым фазным проводом и нулевым рабочим проводом и между каждыми двумя проводами.
Сопротивление изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом
Что такое заземление?
Термин заземление обычно используется в электротехнической промышленности и означает «заземление оборудования» и «заземление системы». Заземление оборудования означает соединение заземления с токонесущими проводящими материалами, такими как кабелепровод, кабельные лотки, распределительные коробки, корпуса и рамы двигателя.
Что такое заземление и почему мы заземляем систему и оборудование? (на фото: заземляющий электрод и проводник; кредит: начи.орг)Заземление системы означает соединение заземления с нейтральными точками токопроводящих проводников , такими как нейтральная точка цепи, трансформатор, вращающееся оборудование или система, либо полностью, либо с устройством ограничения тока.
На рисунке 1 показаны два типа заземления.
Рисунок 1 — Система заземления (щелкните, чтобы развернуть схему)Что такое заземленная система?
Это система, в которой, по крайней мере, один проводник или точка (обычно средний провод или нейтральная точка обмоток трансформатора или генератора) намеренно заземлены либо полностью, либо через полное сопротивление (стандарт IEEE 142-2007 1).2).
Типы заземления системы, обычно используемые в промышленных и коммерческих энергосистемах, — это твердотельное заземление , заземление с низким сопротивлением, заземление с высоким сопротивлением и незаземленное заземление .
Какова цель заземления системы?
Заземление системы или преднамеренное соединение фазы или нейтрального проводника с землей предназначено для контроля напряжения на земле или заземлении в предсказуемых пределах.Он также обеспечивает поток тока, который позволит обнаружить нежелательное соединение между проводниками системы и землей [замыкание на землю].
Что такое замыкание на землю?
Замыкание на землю — это нежелательное соединение между проводниками системы и заземлением . Нарушения заземления часто остаются незамеченными и наносят ущерб производственным процессам завода. Отключая электропитание и повреждая оборудование, замыкания на землю нарушают поток продуктов, что приводит к потере производительности в течение нескольких часов или даже дней.
Необнаруженные замыкания на землю представляют потенциальный риск для здоровья и безопасности для персонала. Нарушение заземления может привести к угрозе безопасности, такой как неисправность оборудования, пожар и поражение электрическим током.
Замыкания на землю могут привести к серьезному повреждению оборудования и ваших процессов. При возникновении неисправности оборудование может быть повреждено и процессы могут быть остановлены, что серьезно повлияет на итоговую прибыль.
Вопросы и ответы
ВОПРОС № 1 — У меня есть защита от перегрузки по току.Нужна ли дополнительная защита от замыкания на землю?
Защита от перегрузки по току будет действовать для прерывания цепи на токи, для которых она была разработана и настроена на работу. Тем не менее, некоторые замыкания на землю, в частности, дуговые замыкания на низком уровне, приведут к значительным повреждениям и создадут источник возгорания, даже не достигнув уровня, необходимого для активации устройства защиты от сверхтока.
ВОПРОС № 2 — Существует ли опасность эксплуатации незаземленной системы на 480 В на старом заводе? Должны ли мы заземлить систему?
Основная опасность при работе незаземленной системы 480 В заключается в том, что при возникновении замыкания на землю единственным указанием, которое у вас будет, являются три индикатора.Напряжение на незаземленных фазах увеличится до 480 В относительно земли, напряжение на заземленном проводнике будет 0В относительно земли .
В этой системе единственный способ указать наличие замыкания на землю — это когда два источника света имеют большую яркость, чем неисправный фазовый индикатор. Чтобы определить замыкание на землю, вы должны включить каждый выключатель фидера, пока все три индикатора снова не появятся с одинаковым блеском.
Как только это будет сделано, вы продолжите вниз по этому фидеру, пока не найдете ошибку .Это звучит очень легко, но в реальном мире оказывается очень сложно.
Завод, как правило, не заземлен, потому что это непрерывная эксплуатационная установка, и следует избегать изоляции из-за замыкания на землю ! К сожалению, это приводит к обнаружению замыкания на землю. Единственный способ обнаружить замыкание на землю — это задействовать выключатели фидера.
Это то, что вы пытаетесь избежать. Таким образом, в конце концов, замыкание на землю остается в системе, потому что нет простого способа найти его.Это опасно, потому что любое обслуживание, выполняемое в системе в заземленном состоянии, зависит от полного линейного потенциала относительно земли.
Хорошей новостью является то, что есть решение! Незаземленные объекты могут быть легко преобразованы в заземленные объекты с высоким сопротивлением, а обнаружение и определение места замыкания на землю может быть выполнено без прерывания питания.
ВОПРОС № 3 — Какое влияние, если таковое имеется, на движущееся оборудование, предназначенное для установки с плавающим грунтом или незаземленной вторичной по отношению к установке, которая имеет истинно заземленную систему? Мои мысли, это не должно иметь большого значения, но я могу ошибаться.
В вашем случае (от незаземленной системы до надежно заземленной системы) нет, это не имеет значения. Однако, если вы идете другим путем (из SG в систему UNG), тогда да, это будет иметь значение. Во время нормальной работы это, скорее всего, не будет иметь значения.
Однако во время замыкания на землю это произойдет. В незаземленной системе напряжение поврежденной фазы падает до потенциала заземления (или ~ 0 В) , и неповрежденные фазы повышаются до межфазного напряжения относительно земли.
Например, система 480 В будет иметь напряжение между фазой и землей ~ 277 В при нормальной работе, поэтому она должна работать адекватно. Однако из-за замыкания на землю в одной фазе напряжение становится равным 0 В, , а две другие фазы повышаются с 277 В до 480 В между фазами и землей.
Так как этого не происходит в надежно заземленной системе, , все что рассчитано только на 300 В между фазой на землю, взорвется , например, TVSS, VFD, счетчики и т. Д.
ВОПРОС № 4 Какое напряжение вы бы прочитали, если бы вы подключили свои выводы от L1, L2 или L3 к земле 460-вольтовой сети переменного тока, трехфазной системы электропитания, с Y-соединением?
Если система с Y-соединением надежно заземлена на , вы получите 266 В от линии к заземлению .Если система с Y-соединением не заземлена или заземлена с высоким сопротивлением и система не имеет замыкания на землю, вы также читаете 266В. В случае возникновения ошибки в одной фазе, фаза, в которой возникла ошибка, будет показывать низкое напряжение около 0, а две другие фазы будут показывать около 460 В.
Ссылка // Заземление сопротивления — Q / A с экспертами отрасли от iGard
,9 Рекомендуемые методы заземления
Основа безопасности и качества электроэнергии
Заземление и соединение — это основа безопасности и качества электроэнергии. Система заземления обеспечивает путь с низким импедансом для тока повреждения , а ограничивает рост напряжения на обычно не несущих ток металлических компонентах электрической распределительной системы.
9 рекомендуемых методов заземления (фоторепортаж: ag0n.net)В условиях неисправности низкий импеданс приводит к сильному току тока короткого замыкания , что приводит к срабатыванию устройств защиты от сверхтоков, что позволяет быстро и безопасно устранить неисправность.Система заземления также позволяет безопасно переключать такие переходные процессы, как молния, на землю.
Склеивание — это преднамеренное соединение обычно не несущих током металлических компонентов с образованием электропроводного пути. Это помогает обеспечить одинаковый потенциал этих металлических компонентов, ограничивая потенциально опасные перепады напряжения.
Тщательное рассмотрение должно быть уделено установке системы заземления, которая превышает минимальные требования NEC для повышения безопасности и качества электроэнергии.
1. Оборудование Заземлители
IEEE Emerald Book рекомендует использовать заземляющие проводники оборудования во всех цепях, не полагаясь только на систему дорожек качения для заземления оборудования. Используйте заземляющие проводники оборудования с размерами, равными фазным проводникам, чтобы уменьшить сопротивление цепи и сократить время отключения устройств защиты от сверхтоков.
Оборудование заземлительСвяжите все металлические корпуса, дорожки качения, коробки и провода заземления оборудования в одну электрически непрерывную систему.Рассмотрим установку заземляющего проводника для оборудования проводного типа в качестве дополнения к заземляющему проводнику для оборудования только для кабелепровода для особо чувствительного оборудования .
Минимальный размер заземляющего проводника оборудования для обеспечения безопасности приведен в NEC 250.122, но для обеспечения качества электроэнергии рекомендуется заземляющий провод в натуральную величину.
Вернуться к оглавлению №
2. Изолированная система заземления
В соответствии с разрешением NEC 250.146 (D), и NEC 408,40 Исключение, рассмотреть возможность установки изолированной системы заземления, чтобы обеспечить чистый опорный сигнал для правильной работы чувствительного электронного оборудования.
Изолированная система заземления для разветвленных цепей (фото предоставлено: iaeimagazine.org)Изолированное заземление — это метод, который пытается уменьшить вероятность «шума», проникающего в чувствительное оборудование через провод заземления оборудования. Заземляющий контакт не подключен к ярму устройства и не подключен к металлической розетке. Поэтому он «изолирован» от заземления зеленого провода.
Отдельный проводник, зеленый с желтой полосой, проходит к щитовой панели вместе с остальными проводниками цепи, но обычно он не подключен к металлическому корпусу. Вместо этого он изолирован от корпуса и проходит через шину заземления сервисного оборудования или заземление отдельно взятой системы. Изолированные системы заземления иногда устраняют циркулирующие токи контура заземления.
Обратите внимание, что NEC предпочитает термин изолированное заземление , в то время как IEEE предпочитает термин изолированное заземление .
Вернуться к оглавлению №
3. Заземление ответвительной цепи
Замените ответвительные цепи, которые не содержат заземления оборудования, на ответвительные цепи с заземлением оборудования. Чувствительное электронное оборудование, такое как компьютеры и управляемое компьютером оборудование, требует ссылки на землю, обеспечиваемой заземляющим проводником оборудования, для правильной работы и для защиты от статического электричества и скачков напряжения.
Отказ от использования заземляющего проводника оборудования может вызвать протекание тока через низковольтные цепи управления или связи, которые подвержены неисправности и повреждению, или заземлению.
Устройства защиты от перенапряжений (SPD)должны быть подключены к заземляющему проводнику оборудования.
Вернуться к оглавлению №
4. Сопротивление заземления
Измерьте сопротивление системы заземляющих электродов к земле.
Примите разумные меры для обеспечения того, чтобы сопротивление заземления составляло 25 Ом или менее для типичных нагрузок .Во многих промышленных случаях, особенно при наличии электронных нагрузок, существуют требования, для которых необходимо, чтобы значения составляли всего 5 Ом или менее , что во много раз меньше 1 Ом.
Измерение сопротивления заземления методом падения потенциала (фоторепортаж: eblogbd.com)Для этих особых случаев создайте программу технического обслуживания чувствительных электронных нагрузок для измерения сопротивления заземления каждые полгода, первоначально, с использованием измерителя сопротивления заземления . Сопротивление заземления следует измерять не реже одного раза в год.
При проведении этих измерений должны быть приняты соответствующие меры безопасности , чтобы снизить риск поражения электрическим током .
Запишите результаты для дальнейшего использования. Изучите значительные изменения в измерениях сопротивления заземления по сравнению с историческими данными и исправьте недостатки системы заземления. Проконсультируйтесь со специалистом по электротехнике для получения рекомендаций по снижению сопротивления заземления, где это необходимо.
Вернуться к оглавлению №
5.Стержни заземления
NEC позволяет размещать заземляющие стержни на расстоянии всего 6 футов друг от друга, но сферы влияния стержней с буртиками.
Рекомендуемая практика заключается в размещении нескольких заземляющих стержней как минимум вдвое больше длины стержня. Устанавливайте грунтовые стержни с глубоким приводом или с химическим усилением в горной или каменистой местности и там, где почвенные условия плохие. Детальное проектирование систем заземления выходит за рамки этого документа.
заземляющий электродВернуться к оглавлению №
6.Кольцо заземления
В некоторых случаях может быть целесообразно установить медное заземляющее кольцо , дополненное приводными заземляющими стержнями , для нового коммерческого и промышленного строительства в дополнение к металлическим водопроводным трубам, конструкционной строительной стали и электродам в бетонной оболочке, так как требуется Кодекс.
Заземляющие кольца обеспечивают удобное место для соединения нескольких электродов системы заземления, таких как несколько заземляющих устройств, молниезащита, несколько вертикальных электродов и т. Д.
Установите заземляющие кольца полностью вокруг зданий и сооружений и ниже линии замерзания в траншее, смещенном в нескольких футах от зоны охвата здания или сооружения. Там, где низкий, полное сопротивление заземления необходимо, дополните заземляющее кольцо приводными заземляющими стержнями в триплексной конфигурации на каждом углу здания или сооружения и в средней точке каждой стороны.
Аварийный генератор, соединенный с кольцевым заземлением и дополнительно заземленный на арматурные стержни в его бетонной площадке (фото любезно предоставлено: psihq.ком)Минимальный размер проводника NEC для заземляющего кольца — 2 AWG , но чаще используются размеры до 500 ксм / . Чем больше проводник и чем длиннее проводник, тем больше площадь поверхности соприкасается с землей и тем ниже сопротивление к земле.
Вернуться к оглавлению №
7. Заземляющая электродная система
Шина заземляющего электрода (фото предоставлено: electric-contractor.net)Свяжите все присутствующие заземляющие электроды , включая металлические подземные водопроводные трубы, конструкционную конструкционную сталь, электроды в бетонной оболочке, трубчатые и стержневые электроды, пластинчатые электроды и заземляющее кольцо, а также все подземные металлические трубопроводные системы, которые пересекают заземляющее кольцо, к системе заземляющих электродов.
Свяжите заземляющие электроды отдельных зданий в университетском городке вместе, чтобы создать одну систему заземляющих электродов.
Свяжите все электрические системы , такие как питание, кабельное телевидение, спутниковое телевидение и телефонные системы, с системой заземляющих электродов. Соедините наружные металлические конструкции, такие как антенны, радиовышки и т. Д., С системой заземляющих электродов. Свяжите молниезащиту нисходящих проводников с системой заземляющих электродов.
Вернуться к оглавлению №
8. Система молниезащиты
Медные системы молниезащиты могут превосходить другие металлы как по коррозии, так и по техобслуживанию. NFPA 780 (Стандарт на установку систем молниезащиты) следует рассматривать как минимальный проектный стандарт.
Система молниезащиты зданий (фото предоставлено Schneider Electric)Система молниезащиты должна быть подключена только к системе высокого качества, с низким сопротивлением и надежным заземляющим электродом.
Вернуться к оглавлению №
9. Устройства защиты от перенапряжения (SPD) (ранее называвшиеся TVSS)
Настоятельно рекомендуется использовать устройства защиты от перенапряжений. Консультируйтесь со Стандартом IEEE 1100 (Изумрудная Книга) для соображений дизайна. Система защиты от перенапряжений должна быть подключена только к высококачественной, надежной системе заземления с низким сопротивлением.
Устройство защиты от перенапряжения — однолинейная схема (кредит: Schneider Electric)Как правило, устройство защиты от перенапряжений не должно устанавливаться после источника бесперебойного питания (ИБП).Обратитесь к руководству производителя.
Вернуться к оглавлению №
Ссылка // Рекомендуемые методы проектирования и установки медных строительных проводных систем — Copper Development Association Inc.
,Электрическое заземление — Компоненты, Методы и типы заземления — Установка электрического заземления
Электрическое заземление, Заземление, Методы заземления, Типы заземления, Компоненты заземления и его характеристики В отношении электрического заземления для электроустановок.
Что такое электрическое заземление или заземление?
Для подключения металлических (проводящих) частей электрического прибора или установок к земле (заземлению) называется Заземление или Заземление .
Другими словами, чтобы соединить металлические части электрических машин и устройств с заземляющей пластиной или заземляющим электродом (который погружен во влажную землю) через толстый проводник (с очень низким сопротивлением) в целях безопасности, известен как Заземление или заземление .
К заземлению или, скорее, к заземлению, означает подключение части электрического устройства, такой как металлическое покрытие из металла, заземление клемм розеточных кабелей, оставшихся проводов, которые не подводят ток к земле.Заземление можно сказать как соединение нейтральной точки системы электропитания с землей, чтобы избежать или минимизировать опасность при разряде электрической энергии.
Полезно знать
Разница между заземлением, заземлением и заземлением
Позвольте мне устранить путаницу между заземлением, заземлением и соединением.
Заземление и Заземление — это те же термины, что и заземление. Заземление — это обычно слово , используемое для заземления в североамериканских стандартах , таких как IEEE, NEC, ANSI и UL и т. Д., В то время как заземление используется в европейских , странах общего благосостояния и британских стандартах, таких как IS и IEC и т. Д.
Слово Соединение используется для соединения двух проводов (а также проводников, труб или бытовых приборов). Соединение известно как соединение металлических деталей различных машин, которые не считаются проводящими электрический ток при нормальной работе. из машин, чтобы привести их на одном уровне электрического потенциала.
Почему заземление важно?
Основная цель заземления состоит в том, чтобы избежать или свести к минимуму опасность поражения электрическим током, пожара из-за утечки тока через землю по нежелательному пути и обеспечить, чтобы потенциал проводника с током не возрастал относительно земли, чем он рассчитан. изоляции.
Когда металлическая часть электроприборов (части, которые могут проводить или пропускать электрический ток) вступает в контакт с проводом под напряжением, возможно, из-за сбоя в установке или из-за повреждения изоляции кабеля, металл становится заряженным, и на нем накапливается статический заряд. это .Если человек прикоснется к такому заряженному металлу , результатом будет сильный шок.
Чтобы избежать подобных случаев, системы электропитания и части приборов должны быть заземлены, чтобы передавать заряд непосредственно на землю. Именно поэтому нам необходимо электрическое заземление или заземление в электрических установочных системах.
Ниже приведены основные потребности заземления.
- Для защиты человеческих жизней, а также для обеспечения безопасности электрических устройств и приборов от утечки тока.
- Для поддержания постоянного напряжения в исправной фазе (если неисправность возникает на какой-либо одной фазе).
- Для защиты электрической системы и зданий от освещения.
- Служить обратным проводником в электрической системе тяги и связи.
- Во избежание возгорания в электроустановочных системах.
Различные термины, используемые в электрическом заземлении
- Земля: Надлежащее соединение между системами электроустановки через проводник к заглубленной плите в земле известно как Земля.
- Заземлено: Когда электрическое устройство, прибор или системы электропроводки подключены к земле через заземляющий электрод, оно называется заземленным устройством или простым «Заземленным».
- Заземлено: Когда электрическое устройство, прибор или электрическая установка подключены к заземляющему электроду без плавкого предохранителя, автоматического выключателя или сопротивления / импеданса, это называется «заземленным».
- Заземляющий электрод: Когда проводник (или проводящая пластина) утоплен в землю для электрической системы заземления.Известно, что это электрод Земли. Заземляющие электроды имеют различные формы, такие как проводящая пластина, проводящий стержень, металлическая водопроводная труба или любой другой проводник с низким сопротивлением.
- Заземляющий вывод : Проводник или проводящая полоса, подключенные между заземляющим электродом и системой электроустановки и устройствами, называются заземляющим проводом.
- Проводник заземления: Проводник, который подключен к различным электрическим устройствам и приборам, таким как распределительная плата, различные вилки и приборы и т. Д.иными словами, провод между заземляющим проводом и электрическим устройством или прибором называется проводником заземления. Он может иметь форму металлической трубы (полностью или частично), металлической оболочки кабеля или гибкой проволоки.
- Подводящий заземляющий проводник : Провод, подключенный между распределительной платой и распределительной платой, т. Е. Этот проводник связан с вспомогательными главными цепями.
- Сопротивление заземления: Это полное сопротивление между заземляющим электродом и землей в Ом (Ом).Сопротивление земли — это алгебраическая сумма сопротивлений заземляющего проводника, заземляющего провода, заземляющего электрода и земли.
Точки заземления
Заземление в любом случае не выполняется. В соответствии с правилами IE и правилами IEE (Института инженеров-электриков),
- Штырь заземления 3-контактных розеток и 4-контактных штепсельных розеток должен быть надежно и надежно заземлен.
- Все металлические кожухи или металлические покрытия, содержащие или защищающие любые линии или устройства электропитания, такие как трубы и трубопроводы GI, содержащие кабели VIR или PVC, переключатели с железной обшивкой, распределительные щиты с железной оболочкой и т. Д., Должны быть заземлены (заземлены).
- Корпус каждого генератора, стационарных двигателей и металлических частей всех трансформаторов, используемых для управления энергией, должен быть заземлен двумя отдельными и вместе с тем разными соединениями с землей.
- В 3-проводной системе постоянного тока средние провода должны быть заземлены на генераторной станции.
- Стойочные провода, предназначенные для воздушных линий, должны быть заземлены путем подключения, по крайней мере, одной жилы к заземляющим проводам.
Похожие сообщения: Тестирование электрических и электронных компонентов и устройств с помощью мультиметра
Компоненты системы заземления
Полная электрическая система заземления состоит из следующих основных компонентов.
- Проводник для обеспечения непрерывности заземления
- Провод заземления
- Электрод заземления
Компоненты электрической системы заземления Проводник заземления 9000 Провод Часть 1 Провод заземления Провод Провод система заземления, которая соединяет все металлические части электроустановки, например трубопровод, воздуховоды, коробки, металлические оболочки переключателей, распределительные щиты, переключатели, предохранители, регулирующие и управляющие устройства, металлические части электрических машин, таких как двигатели, генераторы, трансформаторы и металлический каркас, где установлены электрические устройства и компоненты, известны как провод заземления или провод заземления, как показано на рис. Сопротивление проводника заземления очень низкое. Согласно правилам IEEE, сопротивление между клеммой заземления потребителя и проводом заземления (в конце) не должно превышать 1 Ом. Проще говоря, сопротивление заземляющего провода должно быть меньше 1Ом .
Размер проводника заземления или провода заземления зависит от размера кабеля , используемого в цепи .
Размер Проводник заземления
Площадь поперечного сечения Проводника заземления не должна быть меньше половины площади поперечного сечения самого толстого провода, используемого в электрической проводке .
Обычно размер неизолированного медного провода, используемого в качестве заземляющего проводника, составляет 3SWG. Но имейте в виду, что не используйте менее 14SWG в качестве заземляющего провода. Медная полоса также может использоваться в качестве заземляющего проводника вместо оголенного медного провода, но не используйте ее, пока производитель не порекомендует ее.
Провод заземления или заземляющее соединение
Проводник, подключенный между проводником заземления и заземляющим электродом или пластиной заземления, называется заземляющим соединением или «проводом заземления».Точка, в которой соединяются провод заземления и заземляющий электрод, называется «точкой соединения», как показано на рис.
Провод заземления — это последняя часть системы заземления, которая соединена с заземляющим электродом (который находится под землей) через точку заземления.
Должны быть минимальные соединения в заземляющем проводе, а также меньшие по размеру и прямые в направлении.
Как правило, медный провод может использоваться в качестве заземляющего провода, но медная полоса также используется для высокой установки, и она может выдерживать большой ток повреждения из-за большей площади, чем медный провод.
Жесткий волоченный неизолированный медный провод также используется в качестве заземляющего провода. В этом методе все заземляющие проводники подключаются к общей (одной или нескольким) точкам подключения, а затем заземляющий провод используется для подключения заземляющего электрода (заземления) к точке подключения.
Чтобы повысить коэффициент безопасности установки, в качестве заземляющего провода используются два медных провода для соединения металлического корпуса устройства с заземляющим электродом или заземляющей пластиной. То есть если мы используем два заземляющих электрода или заземления, то будет четыре заземляющих провода.Не следует учитывать, что два заземляющих провода используются как параллельные пути для протекания токов короткого замыкания, но оба пути должны работать правильно, чтобы нести ток короткого замыкания, потому что это важно для большей безопасности. 
Размер заземляющего провода
Размер или площадь заземляющего провода не должна быть меньше половины самого толстого провода, используемого в установке.
Наибольший размер заземляющего провода — 3SWG , а минимальный размер должен быть не менее 8SWG .Если используется провод 37 / .083 или ток нагрузки составляет 200A от напряжения питания, то вместо двойного заземляющего провода рекомендуется использовать медную полосу. Способы подключения заземления показаны на рис.
Примечание: мы опубликуем дополнительную статью о размере Земной плиты с простыми расчетами … Оставайтесь с нами.
Заземляющий электрод или заземляющая пластина
Металлический электрод или пластина, которая погружена в землю (под землей) и является последней частью электрической системы заземления.Проще говоря, последняя подземная металлическая (пластинчатая) часть системы заземления, которая связана с заземляющим проводом, называется заземляющей пластиной или заземляющим электродом.
Металлическая пластина, труба или стержень могут использоваться в качестве заземляющего электрода, который имеет очень низкое сопротивление и безопасно передает ток повреждения к земле (земле).
Размер заземляющего электрода
В качестве заземляющего электрода можно использовать как медь, так и железо.
Размер заземляющего электрода (для меди)
2 × 2 (шириной два фута и длиной) и толщиной 1/8 дюйма., То есть 2 ’x 2’ x 1/8 ″ . ( 600x600x300 мм )
В случае с железом
2 ′ x2 ′ x ¼ » = 600x600x6 мм
Рекомендуется закопать заземляющий электрод во влажной земле. Если это невозможно, то добавьте воду в трубу GI (оцинкованное железо), чтобы обеспечить влажность.
В системе заземления установите заземляющий электрод в вертикальное положение (под землей), как показано на рис. Выше. Кроме того, нанесите 1 фут (около 30 см) слоя порошкообразного древесного угля и известковой смеси вокруг заземляющей пластины (не путайте с заземляющим электродом и заземляющей пластиной, поскольку оба они одинаковы).
Это действие делает возможным увеличение размера заземляющего электрода, что обеспечивает лучшую непрерывность в заземлении (система заземления), а также помогает поддерживать влажность вокруг заземляющей пластины.
P.S: Мы опубликуем пример расчета размера электродов Земли … Оставайтесь с нами.
Полезно знать:
Не используйте кокс (после сжигания угля в печи для выделения всех газов и других компонентов оставшийся 88% углерода называется коксом) или каменный уголь вместо древесного угля (древесного угля), потому что это вызывает коррозию в заземляющей пластине.
Так как, уровень воды отличается в разных областях; поэтому глубина установки заземляющего электрода также различна в разных областях. Но глубина установки заземляющего электрода должна быть не менее футов (3 метра) и должна быть ниже футов ( 304,8 мм ) от постоянного уровня воды.
Двигатели , Генератор , Трансформаторы и т. Д. Должны быть подключены к заземляющему электроду в двух разных местах.
Размер заземляющей пластины или заземляющего электрода для малой установки
При малой установке используйте металлический стержень (диаметр = 25 мм (1 дюйм) и длину = 2 м (6 футов) вместо заземляющей пластины для системы заземления. Металлическая труба должна быть На 2 метра ниже поверхности земли. Чтобы поддерживать влажные условия, поместите смесь угля и извести на 25 мм (1 дюйм) вокруг плиты заземления.
Для эффективности и удобства вы можете использовать медные стержни от 12,5 мм (0,5 дюйма) до 25 мм. (1 дюйм) в диаметре и 4 м (12 футов) в длину.Обсудим способ установки заземляющего стержня последнего.
Методы и виды электрического заземления
Заземление может быть выполнено разными способами. Различные методы, используемые в заземлении (в домашней проводке или на заводе и другом подключенном электрическом оборудовании и машинах) обсуждаются следующим образом
Заземление пластин:
В системе заземления пластин пластина, изготовленная из меди с размерами 60 см x 60 см x 3,18 мм (т.е. 2 фута x 2 фута x 1/8 в ) или оцинкованное железо (GI) размерами 60 см x 60 см x 6,35 мм (2 фута x 2 фута x ¼ дюйма) погружено вертикально в землю (яма), которая должна быть не менее 3 м (10 футов) от уровня земли.
Для правильной системы заземления следуйте вышеупомянутым шагам (введение в заземляющую пластину), чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющего электрода или заземляющей пластины.
Заземление трубы:
Оцинкованная сталь и перфорированная труба одобренной длины и диаметра помещаются вертикально во влажном грунте в такой системе заземления.Это самая распространенная система заземления.
Размер используемой трубы зависит от величины тока и типа почвы. Размер трубы обычно составляет 40 мм (1,5 дюйма) в диаметре и 2,75 м (9 футов) в длину для обычной почвы или больше для сухой и каменистой почвы. Влажность почвы будет определять длину трубы, которая будет закопана, но обычно она должна составлять 4,75 м (15,5 фута).
Заземление стержня
Это тот же метод, что и заземление трубы.Медный стержень диаметром 12,5 мм (1/2 дюйма) или диаметром 16 мм (0,6 дюйма) из оцинкованной стали или полой секции 25 мм (1 дюйм) трубы GI длиной более 2,5 м (8,2 фута) погружают вертикально в землю вручную или с помощью пневматического молотка. Длина встроенных в почву электродов снижает сопротивление заземления до желаемого значения.
Система заземления с электродной медной катанкой Заземление с помощью Waterman
В этом методе заземления трубы Waterman (оцинкованный GI) используются для целей заземления.Обязательно проверьте сопротивление труб GI и используйте зажимы заземления, чтобы минимизировать сопротивление для правильного заземления.
Если в качестве заземляющего провода используется многожильный провод, то очистите конец жилы провода и убедитесь, что он находится в прямом и параллельном положении, которое затем можно плотно подсоединить к водопроводной трубе.
Заземление в виде полос или проводов:
В этом методе заземления зачистите электроды сечением не менее 25 мм х 1.6 мм (1 дюйм х 0,06 дюйма) погружается в горизонтальные траншеи с минимальной глубиной 0,5 м. Если используется медь сечением 25 мм x 4 мм (1 дюйм x 0,15 дюйма) и размером 3,0 мм 2 , если это оцинкованное железо или сталь.
Если вообще используются круглые проводники, их площадь поперечного сечения не должна быть слишком маленькой, скажем, менее 6,0 мм 2 , если это оцинкованное железо или сталь. Длина проводника, утопленного в земле, даст достаточное сопротивление заземления, и эта длина должна быть не менее 15 м.
Общий метод установки электрического заземления (шаг за шагом)
Обычный метод заземления электрического оборудования, устройств и приборов заключается в следующем:
- Прежде всего, выкопайте яму 5×5 футов (1,5 × 1,5 м). около 20-30 футов (6-9 метров) в земле. (Обратите внимание, что глубина и ширина зависят от природы и структуры грунта).
- Хороните подходящую (обычно 2 х 2 х 1/8 дюйма (600 х 600 х 300 мм) медную пластину в этой яме в вертикальном положении.
- Герметичный заземляющий провод через гайки из двух разных мест на заземляющей пластине.
- Используйте два заземляющих провода с каждой заземляющей пластиной (в случае двух заземляющих пластин) и закрепите их.
- Чтобы защитить соединения от коррозии, нанесите на них смазку.
- Соберите все провода в металлической трубе с заземляющего электрода (ов). Убедитесь, что труба находится на 1 фут (30 см) над поверхностью земли.
- Для поддержания условий влажности вокруг заземляющей пластины, нанесите 1-футовый (30 см) слой порошкового древесного угля (древесного угля) и известковой смеси вокруг заземляющей пластины вокруг заземляющей пластины.
- Используйте наперстки и гайки для плотного соединения проводов с опорными плитами машин. Каждая машина должна быть заземлена в двух разных местах. Минимальное расстояние между двумя заземляющими электродами должно составлять 10 футов (3 м).
- Провод заземления, который соединен с корпусом, и металлические детали всей установки должны быть плотно соединены с заземлением. Убедитесь, что вы используете непрерывность с помощью теста непрерывности.
- Наконец (но не в последнюю очередь), проверьте всю систему заземления через тестер заземления.Если все идет о планировании, то заполните яму почвой. Максимально допустимое сопротивление для заземления составляет 1 Ом. Если оно больше 1 Ом, увеличьте размер (не длину) заземляющего провода и проводников заземления. Держите внешние концы труб открытыми и время от времени добавляйте воду, чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющего электрода, что важно для лучшей системы заземления.
Спецификация SI для заземления
Ниже приведены различные характеристики заземления в соответствии с индийскими стандартами.Здесь мало;
- Заземляющий электрод не должен быть расположен (установлен) вблизи здания, система установки которого заземлена на расстоянии не менее 1,5 м.
- Сопротивление заземления должно быть достаточно низким, чтобы вызвать ток, достаточный для срабатывания защитных реле или плавких предохранителей. Его значение не является постоянным, поскольку оно зависит от погоды, поскольку зависит от влажности (но не должно быть менее 1 Ом).
- Заземляющий провод и заземляющий электрод будут из одного материала.
- Заземляющий электрод всегда следует размещать в вертикальном положении внутри земли или в яме, чтобы он мог контактировать со всеми различными слоями земли.
Похожие сообщения:
Опасность не заземления A Система питания
Как подчеркивалось ранее, заземление предусмотрено в порядке
- Во избежание поражения электрическим током
- Во избежание риска возгорания в результате тока утечки на землю через нежелательный путь и
- . Убедиться в том, что токопроводящий проводник не поднимается до потенциала относительно общей массы земли, чем его проектная изоляция.
Однако, если чрезмерный ток не будет заземлен, приборы будут повреждены без помощи плавкого предохранителя. Вы должны заметить, что чрезмерный ток заземлен на их генерирующих станциях, поэтому провода заземления несут очень мало или вообще не имеют тока. Следовательно, это означает, что нет необходимости заземлять какие-либо провода (провод под напряжением, заземление и нейтраль), содержащиеся в ПВХ. Заземление провода под напряжением катастрофично.
Я видел человека, убитого просто потому, что с верхнего полюса оторвался провод под напряжением и упал на землю, пока земля была мокрой.Избыточный ток заземляется на генерирующих станциях, и, если вообще заземление неэффективно из-за неисправности, в этом случае будут помогать прерыватели замыкания на землю. Предохранитель помогает только тогда, когда передаваемая мощность выше номинальной мощности наших приборов, он блокирует ток, достигающий наших приборов, продувая и защищая наши приборы в процессе работы.
В наших электрических приборах, если чрезмерные токи не заземлены, мы бы испытали сильный удар. Заземление происходит в электрических приборах только тогда, когда есть проблема, и это должно спасти нас от опасности.Если при электронной установке металлическая часть электроприборов вступает в непосредственный контакт с проводом под напряжением, который может возникнуть в результате сбоя в установке или иным образом, металл будет заряжаться и на нем накапливается статический заряд.
Если вам случится дотронуться до металлической части в этот момент, вы будете поражены. Но если металлическая часть прибора заземлена, заряд будет переноситься на землю, а не накапливаться на металлической части прибора. Ток не протекает через провода заземления в электрических приборах, он делает это только тогда, когда есть проблема, и только направляет нежелательный ток на землю, чтобы защитить нас от сильного удара.
Кроме того, если провод под напряжением случайно (в неисправной системе) касается металлической части машины. Теперь, если человек прикасается к этой металлической части машины, то ток будет течь через его тело к земле, следовательно, он будет шокирован (поражен электрическим током), что может привести к серьезным травмам даже к смерти. Вот почему заземление так важно?
Электрическое заземление и заземление… .. Продолжение следует…
Пожалуйста, подпишитесь ниже, если вы хотите получить предстоящий пост о Заземление / Заземление , например:
- Рассчитать размер проводника заземления, заземление Свинцовые и заземляющие электроды для различных электрических устройств и оборудования, таких как двигатели, трансформаторы, домашняя электропроводка и т. Д. С помощью простых расчетов
- Ток заземления и замыкания на землю
- Защита системы заземления и дополнительных устройств, используемых в системе заземления / заземления
- Точки, которые следует запомнить при обеспечении заземления / заземления
- Важная инструкция для правильной системы заземления
- Правила электричества относительно заземления
- Как проверить сопротивление заземления с помощью тестера заземления
- Как проверить сопротивление контура заземления с помощью амперметра и вольтметра
- Защитное многократное заземление
- И многое другое….
Похожие сообщения:
. Важные замечания о заземлении электронного оборудования Безопасное заземление
Заземление электронного оборудования для личной безопасности и устранения неисправностей ничем не отличается от любого другого оборудования. Безопасное заземление требует быстрого размыкания автоматических выключателей или предохранителей и минимизации разности напряжений между открытыми металлическими поверхностями на всей электрической системе и оборудовании до уровней, безопасных для людей.
Важные замечания о заземлении электронного оборудования (на фото: панель для непрерывного контроля земли в вышке сотовой связи — передающие антенные системы в диапазонах VLF, LF, MF и более низких SW; кредит: zreyastechnology.ком) Решение временных проблем никогда не бывает легким! Они могут быть случайными или повторяющимися. Как правило, они имеют формы волны, которые не легко анализируются.
Однако, давайте назовем несколько действительно важных моментов, касающихся заземления электронного оборудования, а также личной безопасности //
Точка № 1
Как правило, безопасное заземление оборудования точно такое же для электронного оборудования, как и для любого другого типа устройства, будь то холодильник или печатный станок. «Зеленый провод» и заземление системы кабелепровода / дорожки качения, которые хорошо документированы в NEC и других кодах, полностью определяют эти требования.
Безопасное заземление оборудования требует быстрой очистки автоматических выключателей или предохранителей и минимизации разности напряжений на открытых металлических поверхностях оборудования до уровней, безопасных для людей. Это называется контролем «потенциал прикосновения» .
Абсолютно нет конфликта между определенным NEC заземлением и более специализированными методами заземления и соединения, описанными в пункте № 2 ниже.Однако может возникнуть ненужный конфликт, например, когда кто-то пытается создать «отдельное», «выделенное» или «чистое» заземляющее соединение, которое не разрешено NEC !
Точка № 2
Защита цепей данных обычно требует дополнительных соображений, выходящих за рамки намерений NEC, но не нарушающих его. Защита цепей данных от сбоев или даже повреждений не всегда связана с заземлением, хотя хорошее заземление значительно упрощает эту защиту.
Самолеты не имеют земли во время полета.
Самолет имеет собственную систему «заземления» для систем переменного и постоянного тока, а также для целей заземления сигналов. Эта система заземления является полностью металлической по своей природе, и ее часто называют автономной системой отсчета мощности и сигнала, которая является более точным описанием. Даже прямые удары молнии вряд ли вызовут повреждение оборудования или даже нарушение сигналов.
Точка № 3
Цепи большинства электронных систем почти всегда чувствительны к напряжениям в несколько десятков вольт или даже к одному или двум вольтам.В результате, эти системы спроектированы с большой осторожностью, чтобы не допустить переходных процессов в реальных схемах и на пути прохождения сигнала между взаимосвязанными блоками системы.
Для достижения этой цели в некоторых устройствах используются методы изолирующего трансформатора с электростатическим экранированием и источники питания переменного и постоянного тока, предназначенные для подавления переходных процессов.
Тем не менее, для того чтобы эти методы были полностью эффективными, часто необходимо применять хорошие методы заземления и соединения, превышающие те, которые требуются в NEC.
Точка № 4
Сигналы данных внутри большинства электронных систем состоят из битов информации, обработанных в виде квадратных волн или импульсов при примерно 5 вольт по амплитуде и тактовой частоте, которые могут превышать 200 МГц. Данные, передаваемые между оборудованием, часто имеют величину 12-18 вольт, и скорость передачи ниже, чем скорость обработки сигнала, доступная внутри оборудования.
В любом случае время нарастания тактового сигнала и большинства других импульсных сигналов, например, используемых для передачи битов, намного быстрее, чем при обычном ударе молнии.
Тем не менее, даже на этих скоростях системы могут быть изготовлены так, чтобы иметь высокую надежность и быть относительно невосприимчивыми к помехам, если соблюдаются надлежащие методы заземления и соединения.
Точка № 5
Осциллограммы, связанные с молнией , обычно являются ситуацией « наихудший случай » для переходных процессов в большинстве проводов систем электропитания переменного тока и связанных с ними систем заземления. Это делает молнию главной угрозой. Дополнительную информацию о молнии и ее типичных формах волны можно получить, обратившись к ANSI / IEEE Std C62.41-2002.
8/20 и 10/350 формы волны перенапряжения Точка № 6
Быстрые электрические переходные процессы создаются в некоторых устройствах с электромеханическими контакторами. Проблема помех от этих элементов может быть серьезной, но решение легко решить, установив демпферы RC (состоящие из резисторов и конденсаторов) на контакты, катушки или оба элемента неисправного устройства.
Этот вид помех электронным схемам иногда можно контролировать путем более строгого экранирования или методов заземления и соединения.
Тем не менее, коренной причиной такого рода проблем на самом деле является не проблема экранирования или заземления. Вместо этого это проблема модификации схемы оборудования, и это тип вещей, которые типичные электрические подрядчики обычно не должны идентифицировать или решать.
RC snubber (состоящий из резисторов и конденсаторов) — кредит: electronics-tutorials.ws
Устройства защиты от перенапряжения
В дополнение к линейным и линейным соединениям, устройств защиты от перенапряжений (SPD) также подключены к заземляющему проводнику оборудования цепи.Любое переходное напряжение, которое затем приводит в действие SPD и вызывает протекание тока через него и к заземляющему проводнику оборудования, повышает потенциал заземления, измеренный в точке установки SPD, и до удаленной «земли» , используемой в качестве эталона нулевого напряжения.
Поскольку SPD могут подвергаться очень высоким напряжениям с крутыми (например, быстрым временем нарастания) волновыми фронтами, параллельные воздействия на систему заземления могут быть очень серьезными.
Устройства защиты от перенапряжения для установки фотоэлектрических панелей (кредит: solarprofessional.ком)
Загрузить Руководство по заземлению и соединению для электрических систем // Руководство по загрузке
Справочник // Практическое руководство по электрическому заземлению, У. Кит Свитцер, Старший штатный инженер
,
Безопасное заземление
Заземление электронного оборудования для личной безопасности и устранения неисправностей ничем не отличается от любого другого оборудования. Безопасное заземление требует быстрого размыкания автоматических выключателей или предохранителей и минимизации разности напряжений между открытыми металлическими поверхностями на всей электрической системе и оборудовании до уровней, безопасных для людей.
Важные замечания о заземлении электронного оборудования (на фото: панель для непрерывного контроля земли в вышке сотовой связи — передающие антенные системы в диапазонах VLF, LF, MF и более низких SW; кредит: zreyastechnology.ком)Решение временных проблем никогда не бывает легким! Они могут быть случайными или повторяющимися. Как правило, они имеют формы волны, которые не легко анализируются.
Однако, давайте назовем несколько действительно важных моментов, касающихся заземления электронного оборудования, а также личной безопасности //
Точка № 1
Как правило, безопасное заземление оборудования точно такое же для электронного оборудования, как и для любого другого типа устройства, будь то холодильник или печатный станок. «Зеленый провод» и заземление системы кабелепровода / дорожки качения, которые хорошо документированы в NEC и других кодах, полностью определяют эти требования.
Безопасное заземление оборудования требует быстрой очистки автоматических выключателей или предохранителей и минимизации разности напряжений на открытых металлических поверхностях оборудования до уровней, безопасных для людей. Это называется контролем «потенциал прикосновения» .
Абсолютно нет конфликта между определенным NEC заземлением и более специализированными методами заземления и соединения, описанными в пункте № 2 ниже.Однако может возникнуть ненужный конфликт, например, когда кто-то пытается создать «отдельное», «выделенное» или «чистое» заземляющее соединение, которое не разрешено NEC !
Точка № 2
Защита цепей данных обычно требует дополнительных соображений, выходящих за рамки намерений NEC, но не нарушающих его. Защита цепей данных от сбоев или даже повреждений не всегда связана с заземлением, хотя хорошее заземление значительно упрощает эту защиту.
Самолеты не имеют земли во время полета.
Самолет имеет собственную систему «заземления» для систем переменного и постоянного тока, а также для целей заземления сигналов. Эта система заземления является полностью металлической по своей природе, и ее часто называют автономной системой отсчета мощности и сигнала, которая является более точным описанием. Даже прямые удары молнии вряд ли вызовут повреждение оборудования или даже нарушение сигналов.
Точка № 3
Цепи большинства электронных систем почти всегда чувствительны к напряжениям в несколько десятков вольт или даже к одному или двум вольтам.В результате, эти системы спроектированы с большой осторожностью, чтобы не допустить переходных процессов в реальных схемах и на пути прохождения сигнала между взаимосвязанными блоками системы.
Для достижения этой цели в некоторых устройствах используются методы изолирующего трансформатора с электростатическим экранированием и источники питания переменного и постоянного тока, предназначенные для подавления переходных процессов.
Тем не менее, для того чтобы эти методы были полностью эффективными, часто необходимо применять хорошие методы заземления и соединения, превышающие те, которые требуются в NEC.
Точка № 4
Сигналы данных внутри большинства электронных систем состоят из битов информации, обработанных в виде квадратных волн или импульсов при примерно 5 вольт по амплитуде и тактовой частоте, которые могут превышать 200 МГц. Данные, передаваемые между оборудованием, часто имеют величину 12-18 вольт, и скорость передачи ниже, чем скорость обработки сигнала, доступная внутри оборудования.
В любом случае время нарастания тактового сигнала и большинства других импульсных сигналов, например, используемых для передачи битов, намного быстрее, чем при обычном ударе молнии.
Тем не менее, даже на этих скоростях системы могут быть изготовлены так, чтобы иметь высокую надежность и быть относительно невосприимчивыми к помехам, если соблюдаются надлежащие методы заземления и соединения.
Точка № 5
Осциллограммы, связанные с молнией , обычно являются ситуацией « наихудший случай » для переходных процессов в большинстве проводов систем электропитания переменного тока и связанных с ними систем заземления. Это делает молнию главной угрозой. Дополнительную информацию о молнии и ее типичных формах волны можно получить, обратившись к ANSI / IEEE Std C62.41-2002.
8/20 и 10/350 формы волны перенапряженияТочка № 6
Быстрые электрические переходные процессы создаются в некоторых устройствах с электромеханическими контакторами. Проблема помех от этих элементов может быть серьезной, но решение легко решить, установив демпферы RC (состоящие из резисторов и конденсаторов) на контакты, катушки или оба элемента неисправного устройства.
Этот вид помех электронным схемам иногда можно контролировать путем более строгого экранирования или методов заземления и соединения.
Тем не менее, коренной причиной такого рода проблем на самом деле является не проблема экранирования или заземления. Вместо этого это проблема модификации схемы оборудования, и это тип вещей, которые типичные электрические подрядчики обычно не должны идентифицировать или решать.
RC snubber (состоящий из резисторов и конденсаторов) — кредит: electronics-tutorials.ws Устройства защиты от перенапряжения
В дополнение к линейным и линейным соединениям, устройств защиты от перенапряжений (SPD) также подключены к заземляющему проводнику оборудования цепи.Любое переходное напряжение, которое затем приводит в действие SPD и вызывает протекание тока через него и к заземляющему проводнику оборудования, повышает потенциал заземления, измеренный в точке установки SPD, и до удаленной «земли» , используемой в качестве эталона нулевого напряжения.
Поскольку SPD могут подвергаться очень высоким напряжениям с крутыми (например, быстрым временем нарастания) волновыми фронтами, параллельные воздействия на систему заземления могут быть очень серьезными.
Устройства защиты от перенапряжения для установки фотоэлектрических панелей (кредит: solarprofessional.ком) Загрузить Руководство по заземлению и соединению для электрических систем //
Руководство по загрузке
Справочник // Практическое руководство по электрическому заземлению, У. Кит Свитцер, Старший штатный инженер
,