Виды заземлений — какие бывают? Системы и назначение конструкции

Заземление – это намеренное соединение определенной части оборудования или электрической цепи с грунтом. Чаще всего, для заземления используется один или несколько штырей из металла необходимой длины и диаметра, забитых в грунт и соединенных вместе.

Конструкцию соединяют с кабелем, подключенному к заземляемому устройству. Штыри и провод, металлическая полоса, связывающая их, место установки заземления, оговорено по правилам монтажа электрических установок.

Электроустановки подразделяются:

1. С напряжением более 1 кВ с эффективно или глухо заземленной нейтралью.
2. С напряжением более 1 кВ с заземленной через резистор или изолированной нейтралью.
3. С напряжением менее 1 кВ с глухо заземленной нейтралью.
4. С напряжением менее 1 кВ с изолированной нейтралью.

С учетом технических особенностей электросетей и электрической установки, для ее работы может быть необходима какая-либо токоотводящая конструкция. Обычно, до проектирования электрического устройства, определяют перечень требования, в которых указывают необходимую конструкцию.

Сейчас в мире используют единую систематизацию подобных устройств, в которую входят три системы:

1. Система IT.
2. Система TT.
3. Система TN.

Эта аббревиатура расшифровывается так:

• Символ I — изолированный.
• Символ N — подключено к нейтрали.
• Символ T — заземление.

Системы TN

Такие конструкции отличаются наличием глухо заземленной нейтрали и подсоединением к ней всех способных проводить электроэнергию элементов сети.

Подключение к нейтрали производят используя нулевые проводники.

Электрошкафы, щиты и корпуса приборов, подключают к проводнику PEN. Выполняется это для создания короткого замыкания, при пробивании проводки на корпус, в результате чего, защитные автоматы обесточивают сеть, идущую на вышедший из строя участок сети, таким образом, предупреждая поражение током людей, находящихся поблизости.

Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником

Система TN-S

Система TN-S для безопасности оборудована двумя, а не одним нулевым проводом, один из них служит как защитный провод, а второй используется в качестве нейтрального проводника, подключенного к глухо заземленной нейтрали. Эта конструкция сегодня является самой безопасной, способной эффективно защитить от удара электричеством.

Принцип работы этой конструкции состоит в том, что используют всего одну фазу для подачи рабочего напряжения и ноль.

Разводку производят проводом из трех жил, одна из которых служит как нуль и подключается к вводному проводу.

Система c проводом PEN и двумя нулями

Система TN и TN-C-S

Здесь характерно использование в определенном месте оборудования, соединенного с нулевым проводом, расщепляющимся на два проводника: PE и N, для последующего заземления оборудования.

Для бесперебойной работы, система TN-C-S после места раздвоения, оборудуется еще одним заземлителем.

Положительные свойства этой системы:

1. Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
2. Простая конструкция защиты от молнии.
3. Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.

Минусы этой системы:

1. Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
2. Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
3. Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.

Для частных, хозяйственных строений, ПУЭ советуют использовать совершенно другую систему — TT.

Независимые заземлители

Система TT

В конструкции системы TT есть два заземлителя:

1. Для источника электротока.
2. Для незащищенных металлических элементов системы.

Положительным свойством этой конструкции является повышенная работоспособность нулевого провода на промежутке от оборудования до места подачи напряжения и независимость PE провода.

Сложность может появиться только с использованием собственного заземлителя, так как непросто подобрать для него подходящий диаметр. Но такой минус компенсируется с помощью системы защитного отключения.

Система с изолированным нейтральным проводом

Система IT

В большинстве случаев, в такой конструкции, нейтраль изолируют от земли, или создают необходимое зануление IT, используя устройство со значительным сопротивлением.

В домашних условиях, устройства такого типа не нашли применения, они практически не используются, но позволяют их применять для питания специальных устройств, для которых необходима безопасность и максимальная стабильность при работе, к примеру, в лабораториях и лечебных учреждениях.

Технологии заземляющих устройств

Есть несколько способов изготовления контура заземления.

Чаще всего, используют две из них:

1. Модульно-штыревое заземление.
2. Традиционное заземление.

Конструкция модульного заземления

Для ее устройства используют стержни, из покрытого медью качественного металла. Их вертикально забивают в грунт на глубину около 1 м, диаметр стержней 14 мм. По краям стержня нарезают по 30 мм резьбы и так же покрывают ее медью.

Металлические части конструкции соединяют вместе латунными муфтами. По горизонтали их соединяют стальными полосами с латунными зажимами или используют для этого комплект медного провода. Также, устраивают соединение контура заземления и щитка-распределителя. Для защиты элементов заземления от коррозии, в комплект входит защитная паста.

Традиционное заземление

Изготавливают такую систему из черного металла: полос, труб, уголка. На 3 м в грунт, с промежутком 5 м вбивают треугольником три металлических электрода. Далее, электроды соединяют в общий контур, используя металлическую полосу и электросварку.

Такое заземление имеет несколько отрицательных свойств (к примеру, трудоемкость создания контура и коррозия, разрушающая металл изделия), по этой причине, в наше время вместо нее стараются использовать более совершенный способ заземления.

Естественные заземляющие элементы

Чаще всего, их используют для заземления электрического оборудования. В качестве естественных заземлителей применяют металлические элементы различных ЖБ конструкций, к примеру, фундаменты подстанций и линий электропередач и фундаменты строений.

Дополнительно, для естественного заземления подключают части подземных коммуникаций, изготовленных из металла, к примеру, подходит броня кабелей и всевозможные трубопроводы, иногда допустимо подключать и наземные коммуникации, к примеру, подойдут для этой цели рельсовые пути.

Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления?

Не стоит подключать заземляющий провод к фундаментам, собранным из отдельных ЖБ элементов. Желательно связать прутья арматуры блоков, и только тогда допустимо подключать заземлитель. Иначе, лучше использовать искусственный заземлитель.

Для этого используют металлический проводник, вбитый вертикально или горизонтально в грунт. Иногда используют несколько таких проводников, связав их вместе. Важно, чтобы отдельные электроды контура, были вбиты на необходимую глубину.

Горизонтальный заземлитель желательно уложить на глубину 50 см, если грунт на участке легкий, то укладку электрода желательно производить на глубине 1 м. Важно то, что у горизонтальных проводников, сопротивление больше чем у вертикальных.

По этой причине, лучше использовать вертикальный заземлитель.

Толщина искусственных заземлителей:

1. Металлический прут — сечение 10 мм;
2. Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
3. Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
4. Металлическая полоса — 4 мм;
5. Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
6. Общее сечение проводников забиваемых в землю — 160 мм.

Заземление нейтрального проводника

В нашей стране, сети 6-35 кВ эксплуатируются с не глухо заземленной нейтралью. Использование таких сетей хорошо тем, что у них низкое значение токов замыкания на грунт, но при ОЗЗ, изготовленных из металла, в таких сетях повышается напряжение на целых фазах относительно земли до уровня линейного, что плохо в этом случае.

Коэффициент замыкания на грунт — отношение разницы потенциалов между землей и фазой при замыкании остальных фаз на землю к разнице между землей и фазой в сети.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Какие бывают системы заземления

Типы заземления

Заземление – совокупность технических решений по соединению открытых металлических частей электрических устройств с землёй или специальным заземляющим контуром. На практике провод заземления выполняется в желто-зеленых тонах, один вывод которого имеет доступ к корпусу подключаемого оборудования.

Заземление бывает естественным, когда корпуса приборов соединяются непосредственно с трубами, стержнями и прочими расположенными в грунте металлическими предметами, и искусственное.

Первое при эксплуатации домашних и общественных электросетей запрещено нормативами ПУЭ.

Искусственное заземление осуществляется по специально выделенному сетевому проводу. Допускается не применять заземление при напряжении до 42 В переменного тока.

5 основных типов защитного заземления

В международной практике существует 5 основных типов защитного заземления электросетей:

1. TNC – Terre Neuter Combined (заземление с комбинированной нейтралью). Эта система все ещё встречается в старом жилфонде (отсутствует разделение идущего от генератора или трансформатора глухозаземлённой нейтрали PEN на заземляющий PE и рабочий ноль N). Используются двухжильные для однофазных и четырёхжильные для сетей с трёхфазным питанием.

В проектировании электросетей современных построек отказываются от применения TNC-системы, поскольку комбинированный ноль означает отсутствие полноценной защиты. При обрыве «нуля» на домашних устройствах может появиться электрический ток.

Правилами ПУЭ запрещают установку коммутационных устройств в разрывы РЕ- и PEN-проводников. Единственное преимущество TN-C – дешевизна и простота монтажа.

2. TN-S – Terre Neuter Separated (заземление с раздельной нейтралью). На всём протяжении от трансформатора пятижильный кабель идет с разделённой на рабочий «ноль» и «землю» нейтралью.

Остальные 3 провода – это фазы. Однофазная сеть проводится трёхжильным кабелем (фаза, нейтраль и «земля»). Очевидным недостатком являются высокие издержки и отсутствие унификации существующих электросетей.

Система TN-S — по надёжности самая передовая и безопасная конфигурация заземления, выполняющая функцию максимальной защиты электрооборудования и людей от поражения электричеством благодаря применению УЗО, дифавтоматов, автоматических выключателей и СУП.

Высокая степень безопасности в TN-S достигается полным размыканию цепи (нейтрали и фаз) при срабатывании, в то время как «земля» PE продолжает выполнять свои функции. Также она отличается отсутствием помех на линиях питания.

3. TN-C-S — Terra Neutrum Combined Separated (заземление с комбинированно-раздельной нейтралью) – провод заземления и рабочий ноль объединены до ввода в здание, где далее идет расщепление на проводники N и РЕ.

После разделения такая схема внутри дома фактически превращается в TN-S, монтируется по аналогичным принципам и обладает теми же достоинствами с той лишь разницей, что при обрыве PEN-проводника напряжение может оказаться на корпусах. По этой причине возникает необходимость дополнительной защиты PEN-проводника.

4. TT – Terra Terra (автономный контур заземления) — к данной конфигурации прибегают в случаях, когда применение систем TN-C, TN-S и TNCS не способно обеспечить надлежащую безопасность электросетей.

Такие ситуации возникают из-за аварийного состояния линии электропередач в удалённых населённых пунктах, во временных строениях и торговых металлических контейнерах.

Главный принцип этой системы заключается в отсутствии связи и в разделении защитного РЕ-проводника и рабочего ноля N, подключённого к заземлителю питающего трансформатора. Внутри строения создается шина для подключения корпусов электроприборов к внешнему заземлителю. Систему ТТ рекомендуется использовать с устройством УЗО.

Главное преимущество данного типа заземления заключается в полной независимости от аварии или обрыва защитного провода в линии питания, что гарантирует высокий уровень защиты. Главный минус же связан с высокими требованиями к автономному контуру заземления и характеристикам УЗО.

5. IT – Isolated Terra (изолированное заземление) — нейтраль от питающего трансформатора изолирована от земли или связана с ней через большое сопротивление.

Также предполагается обязательное наличие автономного контура заземления, с которым соединяются токопроводящие корпуса электроприборов. Величина тока утечки при однофазном замыкании на землю при таком соединении ничтожно и не представляет угрозы даже в аварийном режиме. Для повышения надежности также рекомендуется использование УЗО.

Данная схема системы заземления считается наиболее электробезопасной и применяется в лабораториях и медицинских учреждениях, в шахтах и горнодобывающих предприятиях, где используется чувствительная аппаратура. Реализация схемы IT в домашних электросетях и крупных предприятиях затруднительно, так как расширение сети увеличивают ток фазного замыкания и снижает безопасность.

Заключение

Системы заземления и заземление любого типа выполняет 3 простейшие функции: устранение помех в линии электропитания, обеспечение нормального функционирования электрооборудования и защита людей от поражения электричеством. Это проявляется в конструировании такой конфигурации схемы защиты, которая бы максимально отвечала требованиям и особенностям конкретной электросети и условиям эксплуатации.

Еще статьи

Заземление и его виды

Заземлением называют любое соединение с грунтом земли, а также соединение с «общим проводом» электросети, относительно которого замеряют потенциал. Так, например, в самолете или космическом корабле за «землю» принимается их металлический корпус, в приемниках с питанием от батареи «землей» считается система внутренних проводников, которая является общим проводом всей схемы устройства. Потенциал «земли» не всегда будет равен потенциалу грунта Земли. В летящем самолете, корпус которого генерирует значительный электростатический заряд, потенциал земли может на сотни и даже тысячи вольт отклоняться от потенциала земного грунта.

Для комического корабля аналогом земли считают «плавающую» землю, т.е. систему несоединенных с грунтом проводников, относительно которых отсчитывают потенциал электрической подсистемы. Так, например, модуль аналогового ввода, имеющий гальваническую развязку, может не соединяться с грунтом, либо соединяться через большое сопротивление (около 20 МОм).

Защитное заземление – так называют электрическое соединение электропроводящих элементов оборудования с грунтом посредством заземляющего устройства. Защитное заземление предназначается для защиты персонала от поражений электротоком.

Заземляющее устройства – система, состоящая из заземлителя (проводника, соединенного с грунтом Земли) и нескольких проводников заземления.

Общий провод (проводник) – проводник, относительно которого отсчитывают потенциалы. В большинстве случаев общий провод для источника питания и устройств, подключенных к нему, будет одним и тем же. Общий провод, почти во всех системах совпадает с землей, но он может вовсе не иметь соединения с грунтом Земли.

Сигнальное заземление – соединение общего провода цепи передачи сигнала с землей.

Выделяют цифровую и аналоговую сигнальную землю. Последнюю в некоторых случаях подразделяют на землю аналоговых выходов или входов.

Силовой землей называют общий провод системы, который соединяется с защитной землей и по которому идет ток большой силы по сравнению с током передачи сигнала.

Основанием для этой классификации заземлений стали различия уровня чувствительности цифровых и аналоговых, а также силовых (мощных) и сигнальных цепей к помехам, и гальваническая разрядка указанных землей в промышленных автоматических системах.

Глухозаземленная нейтраль – это нейтраль, которая соединена с зазмелителем напрямую или через сопротивление (например, трансформатор).

Нулевой провод – это провод сети, который соединен с глухозаземленной нейтралью.

Изолированная нейтраль – это нейтраль генератора или транформатора, которая соединена с заземляющим устройством.

Зануление – это соединение прибора и глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сети трехфазного тока, либо соединение с глухозаземленным выводом однофазного источника тока.

Заземление в составе молниезащиты

Молниезащита используется для отвода разрядов атмосферного электричества от здания или объекта. Разряды молний, которые идут по пути с наименьшим сопротивлением попадают с молниеприемник из металла, который размещен над объектом, а затем спускаются до грунта по внешним молниеотводам из металла (располагают их, как правило, на стенах). Дойдя до грунта, разряды электричества расходятся в его толще.

Чтобы «привлечь» молнию к системе молниезащиты и для предотвращения расхождения токов молнии от элементов защитной системы (приемнику или отводам) внутрь здания, молниезащиту соединяют с грунтом при помощи заземления. При этом используется заземлитель с низким сопротивлением.

В такой системе заземление является необходимым компонентом, поскольку только оно может обеспечить быстрый и полный отвод токов молнии в грунт Земли, предотвращая их «растекание» по объекту.

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление.

Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

 

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» — комбинированный и раздельный.

• T — заземление.
• N — подключение к нейтрали.
• I — изолирование.
• C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
• S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

 

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

• N — функциональный «ноль»;
• PE — защитный «ноль»;
• PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

 

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

 

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное — жизнь человека.

 

---

Смотрите также:

Смотрите также:

Назначение разных видов заземления и нормы по их установке

Заземление – система защитного контура, для предотвращения поражения током при замыкании фазы на корпус. Назначение, виды и способы его монтажа – это основные вопросы, стоящие перед каждым собственником жилья и производственного помещения.

Заземляющее устройство – это конструкция, оснащенная заземлителем и заземляющими проводниками.

Виды заземления в зависимости от удаления объекта от защитного контура

По этой характеристике, виды заземляющих устройств подразделяют:

• выносное;
• контурное устройство.

Разберем каждое из них подробнее.

Выносное устройство

При этом типе, расположение заземлителя производится за пределами помещения. Выносное (сосредоточенное) защитное устройство монтируют при невозможности оснащения контура на участке со скальным, каменистым грунтом, либо при наличии за участком наиболее подходящего для заземления качества земли.

Разброс производственного оборудования на значительном расстоянии друг от друга – это еще одна причина установки выносной системы.

К преимуществу этого типа, относят возможность выбора места установки с лучшими свойствами грунтов, с малым уровнем сопротивления. К таким грунтам относят – глинистый или песчаный влажный грунт. Но есть у способа существенный минус. Значение коэффициента касания проводника равно 1, из-за удаленности от производственных объектов.

Такой вид защиты монтируют для обслуживания объектов с малыми токами короткого замыкания (не более кВ). Потенциальное напряжение при касании поврежденного участка цепи не меньше потенциала заземлителей.

Контурное устройство

Заземляющие электроды располагаются равномерно, по границам контура обслуживаемого участка и на нем самом. Поэтому, второе название этого типа – распределенное.

При таком способе установки заземлителей, безопасность использования приборами обеспечивается понижением потенциалов на каждом заземлителе и потенциалы их выравниваются. Такой метод позволяет понижать пиковый ток КЗ. Одиночнорасположенные на территории контура заземлители позволяют решать эту проблему.

Каждый метод заземления, при долгой эксплуатации, может повысить сопротивление контура. Для раннего обнаружения неисправности, необходимо периодически осматривать контур и подтягивать гайки на креплении проводов.

Обустройство повторного заземления

Данный метод позволяет понижать опасное для человека значение тока замыкания и других повреждений проводки и электрических приборов. При этом, повторное заземление – это отдельно расположенная и независимая от основного контура система заземлителей.

Установка предусматривает срабатывание в аварийной ситуации ближайшего автомата защиты. Наиболее часто, повторным способом, обустраивается старое здание с устаревшей двухжильной алюминиевой проводкой. Проводку ведут к каждому потребителю от места сварки концевого контакта на основании контура. На корпус щита провода закреплены с помощью болтов и гаек с гроверами.

Виды заземления в зависимости от подведения проводки

До проведения работ по электропроводке здания, необходимо сделать выбор способа подключения к внутридомовой сети провода земли и вида контура защиты. Приведем расшифровку аббревиатур, применяемых в названии видов подводки кабеля:

• I – изолированная проводка;
• N – обозначает подключение к нейтральному проводу;
• Т – символ, обозначающий подключение к заземляющему проводу.

Принята мировая система заземления, в которую входят три основных вида.

IT- система

Практически неприменяемая система в жилищном строительстве. При ней используют сопротивление с большим номиналом или через воздушную прослойку. Применяется этот вид заземления в лабораторных и лечебных помещениях. Служит для обеспечения большого уровня защиты для оборудования и приборов, требующих при обслуживании значительного уровня безопасности и стабильности.

По правилам ПУЭ, для частного хозяйственного строительства, можно использовать систему с независимыми заземлителями.

Система ТТ

Провода подводят к щитовой, на вводе в здание с двумя заземлителями. Наиболее часто применяют для обслуживания систем источников напряжения в сети и на металлическом покрытии системы без изоляции. Значительные показатели работы нулевой проводки на расстоянии от трансформаторов тока до потребителя электроэнергии.

При монтаже может возникнуть сложность, связанная с подбором диаметра проводки для обеспечения безопасности самого заземления. Для этих целей в данный вид подведения провода, устанавливается система отключения.

TN-система

Это, наиболее распространенный вид проведения заземляющего проводника с заземлением нейтрального провода, позволяет подключать к нейтрали всех потребителей тока данного здания.

Подключается все оборудование к заземлению через провода ноля. Все токопроводящие корпуса оборудование и приборы в электрощитовых и других потребителей, при коротком замыкании на корпуса, выключаются от сети с помощью автоматов и предохраняют человека, находящегося в помещении от поражения электротоком.

Она подразделяется на следующие виды:

1. Система TN – 5. Вид подведения заземления и нулевого провода двумя отдельными проводниками. Такой способ на сегодняшний день является наиболее безопасной для человека. Проводку от источника питания, при этом способе, ведут с использованием трехжильного медного провода с соответствующим сечением для данного здания и количества потребителей. Как правило, для подведения фазы используют коричневый или черный проводник, ноль подводят голубым или синим проводом, а для подведения заземления используется желто-зеленый цвет изоляции.
2. Система TN-C-S, в ней подводятся к электрощиту два провода, а именно провод нейтрали и провод фазы. И уже в щитке производят разделение ноля на два проводника, один из которых ноль, а второй провод заземления. Для обеспечения надежной и безопасной защиты в щитке требуется устанавливать дополнительный автомат отключения после разводки проводников.

При использовании медных многожильных проводников в проводке старого здания, не оснащенного защитным контуром, появляется оснастить электросеть надежной защитой.

Такая система хорошо предохраняет проводку и бытовые приборы при попадании молнии. При установке УЗО повышается уровень безопасности человека. К минусам можно отнести — установка дополнительного оборудования и снижение безопасности при обслуживании загородного дома.

Сечение проводки и выбор конструкции заземляющих контуров – одни из основных характеристик при проведении монтажа одного из видов заземляющего контура.

Для проведения работ по изготовлению контура заземления используются различные заземлители из искусственных или натуральных металлов. Исходя из пункта 1,7,109 Правил установки, могут быть использованы железобетонный или металлический участок здания, находящиеся в земле защитные оболочки кабелей, погружаемые в скважины трубы и другие.

Нельзя подключать провода заземления к газовым трубопроводам, трубам канализации, отопительным трубопроводам. Но для выравнивания потенциалов тока, данные участки можно использовать.

При мощности электрической сети здания более кВт, его необходимо оборудовать системой заземления. Виды заземления используются для обеспечения безопасной работы сети тока, но величина сопротивления не должна превышать величины 4 Ом.

Заземлители (заземляющие колья, забиваемые в землю для создания контура заземления) обязательно выполняются из меди, оцинкованного или черного металла. Все значения размеров заземлителей и других составляющих контура, приведены в пунктах ПУЭ.

Горизонтальная перемычка контура заземления должна быть заглублена в грунт не менее полуметра, в случае легкого грунта заглублять его следует не менее метра. Горизонтальные перемычки на сопротивление контура влияют больше чем вертикальные заземлители.

При необходимости устанавливается повторный контур заземления электрической сети.

При выборе сечения необходимо ознакомится с требованиями ПУЭ, но провод заземления не может быть меньше провода фазы.

Заземление не сможет заменить автоматический разрыватель цепи и УЗО, а они не смогут выполнить работу заземления.

Система заземления

Элстрой Система защитного заземления

Для чего нужно заземление? Монтаж заземления проводится для защиты людей от поражения электрическим током при замыкании фазного провода на металлические части электроустановок. Заземление – это соединение заземляющих приборов (электроустановок) с землей или ее эквивалентом.

Устройство заземления состоит из группы заземляющих проводников и заземлителя. Заземлитель – это проводник, находящийся непосредственно в земле. Чаще всего это металлический стержень.

Еще на этапе электромонтажных работ в коттедже или на даче необходимо повести заземление, особенно в тех домах, которые находятся вблизи водоемов.

Естественные заземлители

Схематическое изображение заземлителя

В качестве естественных заземлителей используются следующие сооружения:

• арматуры железобетонных зданий или технологических, кабельных, совмещенных эстакад;
• рельсы электрифицированных железных дорог или кранового пути;
• кабельные тоннели из сборного железобетона;
• свинцовые оболочки кабелей при числе кабелей не менее двух;
• обсадные трубы скважин;
• заземлители воздушных ЛЭП;
• металлические трубопроводы, проложенные в земле (кроме канализационных и труб центрального отопления).

Искусственные заземлители

Если не имеется возможности использовать естественные заземлители, то сооружаются искусственные заземлители. Искусственные заземлители не имеют окраски и устанавливаются на глубину 0,5 — 0,7 м. Они бывают вертикальные и горизонтальные. Наибольшее распространение получили вертикальные заземлители (легко достигают токопроводящих слоев грунта). Минимальные размеры заземляющих электродом следующие:

• Круглая сталь – диаметр не менее 10 мм.
• Угловая сталь – толщина не менее 4 мм.
• Полосовая сталь – толщина не менее 4 мм.

Схема контура заземления

Глубина погружения электродов 2,5 – 3м. Расстояние между электродами 2-3м. Все соединения должны быть сварными

Горизонтальные заземлители используются совместно с вертикальными или самостоятельно. Они укладываются на дно траншеи, параллельно трубопроводам и кабелям на расстоянии не менее 0,3 м.

Классификация заземляющих устройств по назначению

Заземляющие устройства различают по назначению:

• защитные;
• рабочие;
• молниезащитные.

План схема одностержневого молниеотвода

Рабочее заземляющее устройство служит не в целях электробезопасности, а для обеспечения определенного режима работы электроустановки. Молниезащитное заземление служит для отвода и распределения тока молнии в земле.

В заземляющем устройстве сопротивление является главной характеристикой. Оно напрямую зависит от удельного сопротивления грунта (каменистые, торфяные, глинистые и т.д.). Поэтому количество заземляющих проводников и глубина их закладки в различных местах будет разная.

Рассчитывается сопротивление по формуле R=U/I. В источниках однофазного тока сопротивление не должно превышать 2-4 Ом.

Зануление

Зануление – это электрическое соединение металлических частей электроприемников с нулевым защитным проводником. Зануление должно обеспечивать автоматическое быстрое срабатывание аппаратов защиты при коротком замыкании, т.к. в этот момент сила тока в цепи достигает очень больших размеров. Поэтому зануление должно осуществляться специальными проводниками. 

Компания «ЭлСтрой» установит систему заземления, проведет электромонтажные работы в деревянном доме, кирпичном или каменном коттедже, любой сложности.

Наши работы по заземлению

Заземление судового электрооборудования и кабелей

Заземлить какой-либо элемент — это значит электрически надежно соединить его с землей. В теории землей считается такая точка поверхности, потенциал которой без существенной ошибки можно принять равным нулю. На судах землей считается металлический корпус судна, находящегося на плаву, а при неметаллическом корпусе — металлические листы на наружной поверхности корпуса, расположенные ниже грузовой ватерлинии (заземлители).

Различают пять видов заземлений: грозозащитное, для снятия статических зарядов, рабочее, защиты от помех радиоприему, защитное.

Грозозащитное заземление предназначено для предотвращения возникновения пожара, повреждения оборудования из-за грозового разряда атмосферного электричества на один из выступающих конструктивных элементов судна. Система грозозащитного заземления на судах с неметаллическим корпусом состоит из грозоуловителей, отводящих проводов и заземлителей. На судах с металлическим корпусом достаточно грозоуловитель надежно соединить с выступающей металлической конструкцией, на которой он установлен.

Заземление для снятия статических зарядов служит для предотвращения искровых зарядов статического электричества.

Примером заземления для снятия статических зарядов может служить заземление трубопроводов танкеров. При перекачивании по трубам нефтепродуктов в результате трения жидкости о стенки трубопровода возникают заряды, электрический потенциал которых может быть выше потенциала заземленных береговых трубопроводов. В этом случае при соединении судового и берегового нефтепроводов возникнет искра. Во избежание этого при соединении нефтепроводов на танкерах применяют специальную схему, позволяющую заземлить корпус судна до соединения трубопроводов. Заземляющая схема состоит из однополюсного рубильника, смонтированного в металлическом корпусе и расположенного в помещении третьей категории, двух клемм со специальными гайками, позволяющими заворачивать их вручную, и соединительного кабеля сечением не менее 16 мм2. Каждая из клемм также смонтирована в металлическом корпусе и установлена на надстройке на разных оортах. Губки рубильника надежно соединены с корпусом судна, а нож — с помощью кабеля с каждой из клемм, к которым в свою очередь подключен кабель, имеющий электрическое соединение с береговым заземлением. Нефтепровод должен иметь по всей Длине надежное (сварное) соединение с корпусом судна. Фланцы нефтепровода соединены между собой специальными приваренными к трубам скобами.

Рабочим называется заземление одной или нескольких точек сети, необходимое для обеспечения работы установки в нормальных или аварийных условиях. Применяется в однопроводных системах и устройствах — на катерах и быстроходных пассажирских судах, а также в стартерных цепях, в схемах контроля сопротивления изоляции и т. п.

В качестве участков токопроводящей цепи при рабочем заземлении используют корпус судна или части судовых конструкций (фундаменты, стрингеры и т. п.). При выполнении этого вида заземления особое внимание следует обращать на то, чтобы рабочий ток, достигающий иногда больших значений, не мог проходить по вало-проводам, подшипникам, трубопроводам, цистернам для различных жидкостей, баллонам для сжатых газов и другим системам, устройствам и механизмам. Так, прохождение постоянного тока через подшипники вызывает их коррозию и постепенный выход из строя; прохождение тока по бензопроводу при плохом контакте может привести в конечном итоге к пожару.

Недопустимо использовать в качестве обратного провода металлические оплетки кабелей, так как они не рассчитаны на длительное прохождение по ним рабочего тока.

В случае применения для рабочей цепи металлических конструкций судна должна быть обеспечена надежность контактов в соединениях и непрерывность электрических соединений по всей ее длине. Рабочее заземление корпусов судового электрооборудования выполняют в основном по той же технологии, что и защитное заземление.

Соединение отрицательного провода с корпусом при однопроводной канализации необходимо осуществлять зачисткой до металлического блеска места соприкосновения наконечника с поверхностью корпуса. Наконечник заземляющего провода закрепляют сразу после зачистки и закрашивают место установки наконечника масляной краской под цвет помещения. После окончательной окраски помещения судна в месте крепления наконечника кистью по трафарету наносят красной или желтой краской круглый знак диаметром 30 мм.

Подключение отрицательного провода под винты и болты крепления кабеля и оборудования не допускается. Этот провод должен быть как можно более коротким, поэтому присоединение отрицательного провода производят, как правило, за первой скобой крепления.

Заземление для защиты от помех радиоприему — одно из мероприятий, улучшающих работу радиоприемной аппаратуры на судах. Сосредоточение на судне большого количества различного искрящего электрооборудования, расположение кабельных трасс вблизи антенн приводит к большим помехам в работе радиоаппаратуры. Уровень шумов может во много раз превышать уровень полезных сигналов. Помехи могут быть значительно уменьшены и даже полностью устранены применением мер, предусмотренных проектом судна, и тщательным их выполнением.

Для снижения уровня помех от электрооборудования применяют фильтры, а также экранирующие оплетки с последующим заземлением.

На рис. 1 показано включение фильтра, состоящего из дросселей, являющихся большим сопротивлением для помех, и конденсаторов, легко пропускающих помехи высокой частоты, отводя их на корпус, и не пропускающих низких частот. На судах используются фильтры различных типов с дросселями и конденсаторами или только с конденсаторами.

Большое значение в вопросе устранения помех радиоприему имеет обеспечение непрерывности экранирования — надежного соединения корпусов приборов с экранами подключаемых к ним кабелей. При этом не должно быть не защищенных экраном участков соединений, через которые могли бы излучаться паразитные электромагнитные поля или наводиться напряжения и токи помех. На судах используются различные способы осуществления непрерывности экранирования: распайка оплетки кабеля на шайбу и поджатие ее в высокочастотных фишках или экранированных штепсельных разъемах, соединение экранирующих оплеток кабеля с сальником с помощью гибких перемычек, прядей экранных оболочек, специальных зажимов или токопроводящей краски.

При выполнении заземления с целью обеспечения непрерывности экранирования следует иметь в виду, что длина заземляющих перемычек должна быть минимальной, так как с увеличением длины возрастает активное и индуктивное сопротивления провода токам высокой частоты, что приводит к снижению эффективности защиты от помех радиоприему. Заземляющие провода и ленты должны быть проложены с минимальным количеством углов, поворотов, петель, приводящих к возрастанию индуктивного сопротивления.

Незаземленная металлическая оплетка кабеля служит хорошим проводником для распространения радиопомех, что свидетельствует о тесной связи экранирования кабелей с заземлением экранирующих оплеток. Различают линейное и концевое заземление экранирующих оплеток кабелей. Линейное заземление выполняют в местах крепления кабелей по трассе (под скобами, у подвесок), концевое — в местах ввода кабелей в электрооборудование. Технология выполнения линейного или концевого заземления зависит от марки кабеля.

Помехи влияют также и на работу систем автоматики. Для их Устранения принимают те же меры, что и для защиты радиоприема.

Рис. 1. Включение фильтра, состоящего из двух дросселей и двух конденсаторов.

Защитные заземления предохраняют человека от поражения электрическим током в случае, если он касается корпуса электротехнического изделия с неисправной электрической изоляцией. Такие заземления предусматривают для стационарного электрооборудования с рабочим напряжением выше 50 В постоянного тока и 30 В переменного тока и переносного электрооборудования с рабочим напряжением соответственно выше 24 и 12В.

Защита от поражения обеспечивается путем создания малого сопротивления между корпусами электротехнических изделий и корпусом судна; падение напряжения на этом сопротивлении, возникающее в случае повреждения изоляции, не будет превышать безопасной для жизни человека величины.

Обычно узел заземления одновременно является составной частью системы защиты радиоприема от помех.

Заземление судового электрооборудования может быть выполнено посредством заземляющих шин, с помощью одной из жил подходящего к электрооборудованию кабеля, путем непосредственного контакта электрооборудования с корпусом или конструкциями судна. Выполнение заземления корпусов судового электрооборудования является защитным и, кроме того, обеспечивает защиту от помех радиоприему.

В качестве заземлителей на судах с металлическим корпусом используют детали корпусного набора и конструкции общесудовых систем. Исключением являются трубопроводы цистерн, баллонов и других емкостей для сжатых газов и горючих жидкостей. На судах с неметаллическим корпусом заземлителями служат металлические листы и ленты, проложенные снаружи корпуса, с подсоединенными специальными шинами заземления, на которые в свою очередь заземляют судовое электрооборудование и кабели. Места заземления указывают в чертежах проекта.

На судах с неметаллическим корпусом заземление электрооборудования производят под одной лапой на шину заземления. Технология заземления судового электрооборудования зависит от метода установки оборудования.

При установке электрооборудования без амортизаторов контактные поверхности лап и металлических конструкций для их крепления зачищают до металлического блеска и сразу смазывают тонким слоем технического вазелина. Вазелин служит для создания барьерного слоя, препятствующего проникновению влаги в контактное соединение. На величину переходного сопротивления тонкий слой вазелина практического влияния не оказывает, так как при креплении оборудования он легко выжимается из контактных бугорков соединения. После закрепления электрооборудования периметр контактных поверхностей окрашивают густотертым суриком при соединении стальных поверхностей или цинковыми белилами при соединении поверхностей из легких сплавов. Слой краски служит еще одним барьером для проникновения влаги в контактное соединение.

Рис. 2. Заземление корпуса прибора, устанавливаемого на скобах.
1 — болт; 2 —гайка; 3 — шайба пружинная; 4 — шайба; 5 — шайба латунная луженая.

Технология заземления электрооборудования, устанавливаемого па судах с неметаллическим набором, ясна из рис. 3.

Рис. 3. Заземление корпуса прибора на ленту заземления,
1 — болт; 2 —шайба пружинная; 3 — гайка; 4 — лента заземления медная.

Рис. 4. Заземление корпуса прибора, имеющего шпильку заземления.
1 — гайка; 2 — шпилька заземления; 3 — шайба пружинная; 4 — лента заземления медная; 5 — шайбы.

Вели на корпусе прибора имеется специальная шпилька заземления, ленту заземления подключают к этой шпильке.

На рис. 5 показано соединение отводов ленты с основной лентой заземления. Изготовление и прокладку ленты заземления и ее отводов производят по чертежам проекта. Основную ленту заземления и ее отводы крепят с помощью винтов (по дереву с помощью шурупов), которые располагаются в шахматном порядке на расстоянии 200—300 мм.

Заземление корпуса электрооборудования на бонку из легкого сплава показано на рис. 4.40. При заземлении электрооборудования, устанавливаемого на металлических амортизаторах типа АКПО, контакт обеспечивается путем зачистки лап электрооборудования и скоб. Если электрооборудование устанавливают на металлорезиновых амортизаторах, например, типов А-С, АКСС, то корпуса заземляют с помощью гибких перемычек изготовленных из медной луженой ленты.

Рис. 5. Соединение отводов ленты с основной лентой заземления.
1 — шпилька заземления; 2— отвод ленты; 3 — заклепки; 4 — лента основная; 5 — винты (шурупы).

Рис. 6. Заземление корпуса электрооборудования на бонку из легкого сплава.
1 — шайбы латунные луженые; 2 — шайба пружинная; 3 — болт; 4 — бонка.

Контактные поверхности лап электрооборудования и амортизаторов зачищают до металлического блеска.

Металлические корпуса переносных электрических приборов заземляют с помощью третьей жилы питающего кабеля, последнюю соединяют с заземляющим контактным штифтом штепсельной вилки. Штепсельные вилки и штепсельные розетки имеют такую конструкцию, что контакт между заземляющим штифтом вилки и заземленным гнездом розетки при включении создается раньше, а при отключении разрыв этого контакта происходит позже, чем у токоведущих частей штепсельного соединения.

Заземление корпусов выключателей, соединительных коробок, корпусов светильников и подобной арматуры при установке ее на изоляционную обшивку и при наличии внутри таких изделий винта заземления также можно производить с помощью третьей (четвертой) жилы питающего кабеля. Аналогично заземляют корпуса взрывозащищенной арматуры, при этом соединение заземляющей жилы с корпусом судна выполняют во взрывобезопасном помещении.

Сечение заземляющего проводника обычно павно сечению рабочей жилы, но не менее 15 мм2 при сечении питающего кабеля до 16 мм2. Если площадь поперечного сечения питающего кабеля больше 16 мм2, минимальное сечение заземляющего проводника должно быть равно половине сечения питающего кабеля, но не менее 16 мм2.

Для заземления панцирных оплеток или кабелей со свинцовыми оболочками под крепящими скобами необходимо снять скобу, крепящую кабель, и зачистить наждачной

бумагой до блеска места вокруг крепежных отверстий, не нарушая антикоррозионного покрытия. После выполнения заземления периметр скобы окрашивают густотертым суриком.

Заземление оболочек кабелей, закрепленных в подвесках, производят медными лужеными шинами сечением 0,2×1 мм2, присоединяемыми к винтам заземления, которые установлены на подвеске или па наборе корпуса судна.

Рис. 7. Типовой узел заземления корпуса прибора, имеющего болт (винт) заземления.
1 — винт; 2 — шайба пружинная; 3 —шайба; 4 — наконечник; 5 — перемычка заземления; С — бойка стальная или из легкого сплава; 7 — болт.

Рис. 8. Заземление одиночных кабелей под скобой.
1 — кабель; 2 — скоба; 3 — шина заземления; 4—пропаянный участок экранирующей оболочки кабеля.

Шины заземления припаивают к каждому кабелю в двух точ ках. Места заземления окрашивают густотертым суриком. Места заземления, расположенные на открытых палубах, окрашивают зеленой эмалевой краской, а во внутренних помещениях судна—, бордовой краской. Это делается для облегчения отыскания мест заземления при периодическом наблюдении за ними.

Рис. 9. Заземление кабелей, закрепленных в подвесках.
1 — кабели; 2—подвеска; 3 — шина заземления; 4 — винт заземления; 5 — бонка.

Рис. 10. Заземление кабеля при вводе в прибор:
а — на винт заземления прибора; б — на винт заземления гайки сальника. 1 — кабель; 2 — манжета заземления; 3 — винт заземления; 4 — шайба пружинная; 5 — втулка; 6 — гибкая перемычка; 7 — сальник.

Рис. 11. Заземление оболочек кабелей у прибора.
1 — кабель со свинцовой оболочкой; 2 — кабель с панцирной оплеткой; 3 — втулка; 4 — винт заземления; 5 — шина заземления; 6—место припайки.

Линейное заземление металлических оболочек судовых кабелей можно выполнять с помощью специальных токопроводящих покрытий, представляющих собой смесь порошка из бронзы или латуни с эпоксидным компаундом. Процесс заземления заключается в том, что на тщательно очищенную скобу наносят токопроводящую массу, после чего скобу устанавливают на место.

На рис. 10 дан пример заземления панцирных оплеток кабеля с помощью перемычки заземления.

При вводе в прибор нескольких кабелей заземление их оболочек выполняют так, как показано на рис. 11.

Если на корпусе прибора отсутствуют винты заземления, то шину заземления крепят под

лапы прибора, предварительно зачищаемые до металлического блеска. Толщину шины обычно принимают 0,5—1 мм, ширину 20—25 мм.

Концевое заземление оплеток кабелей некоторых марок может быть осуществлено с помощью перемычки, изготовленной из оплетки заземляемого кабеля. При этом длина перемычки должна быть минимальной и не превышать 70 мм.

Рис. 11. Перемычка заземления, изготовленная из оплетки кабеля.
1 — бандаж; 2 —перемычка; 3 — наконечник.

Рис. 12. Концевое заземление оплеток кабелей токопроводящим покрытием.

Различные сочленения металлических частей рангоута, такелажа, крышек люков подвержены коррозии и имеют переменные величины переходных сопротивлений, резко меняющихся при качке, ветре и вибрации. Вследствие изменения сопротивления переходных контактов образуются электрические контуры, имеющие переменные параметры. Эти контуры, находясь в электромагнитном поле, создаваемом судовыми радиопередатчиками, возбуждаются или сами получают электромагнитные колебания с широким диапазоном частот. В связи с этим на судах должно быть обеспечено постоянство переходных сопротивлений контактов металлических частей, расположенных на верхних палубах. Это достигается либо созданием надежного контакта между этими частями посредством установки специальных перемычек, либо тщательным изолированием сочленяемых деталей.

Рис. 13. Заземление коуша со скобой.
1 — гибкая перемычка; 2 — наконечник; 3 — сварка; 4 — корпус судна.

Рис. 14. Установка шунтирующей перемычки на трубе.
1 — скоба; 2 — муфта соединительная; 3 — контргайка; 4 — труба; 5 — кабель.

Заземляющую перемычку изго-Ч0вляют из оцинкованной полосовой стали размером Зх 18×150 мм Т до затяжки кабеля в трубу приваривают к ней. Крепление перемычки к переборке осуществляется через стальную оцинкованную планку, являющуюся протектором.

Рис. 15. Заземление трубы при проходе через переборку из легкого сплава.

При проходе трубы через стальную переборку заземление выполняют с помощью такой же перемычки, привариваемой и к трубе и к переборке.

Общие сведения об электрическом заземлении и принципах его работы

Заземление — это принцип электричества, который иногда ставит в тупик домовладельцев. Чтобы понять его важность для домашней системы электропроводки, важно знать кое-что о природе потока электроэнергии.

Что такое электрическое заземление?

Заземление предлагает наиболее эффективный и безопасный путь избыточного электричества от устройства к земле через электрическую панель. Электрическое заземление — это резервный путь, который обычно используется только в случае неисправности в системе электропроводки.

Некоторые основы электричества

Электрический ток в системе электропроводки вашего дома состоит из потока электронов в металлических проводах цепи. Ток имеет две формы: отрицательный и положительный заряд, и это заряженное электрическое поле создается огромными генераторами, эксплуатируемыми коммунальной компанией, иногда за много сотен миль от них. Именно этот поляризованный заряд фактически составляет поток электрического тока, и он достигает вашего дома через обширную сеть высоковольтных служебных проводов, подстанций и трансформаторов, покрывающих ландшафт.

Отрицательная половина заряда — это «горячий» ток. В системе электропроводки вашего дома горячий ток обычно передается по черным проводам, а белые нейтральные провода несут положительный заряд. Оба набора проводов входят в ваш дом через основные служебные провода коммунального предприятия, проходят через вашу электрическую панель обслуживания и проходят бок о бок через каждую цепь в вашем доме.

Физика электрического потока сложнее, чем можно передать большинством простых объяснений, но по сути, электричество стремится вернуть свои электроны на «землю», то есть разрядить свою отрицательную энергию и вернуться в состояние равновесия.Обычно ток возвращается на землю через нейтральные провода в электрической системе. Но если произойдет какой-то сбой в пути, горячий ток может вместо этого протекать через другие материалы, такие как металлические или деревянные конструкции, металлические трубы или легковоспламеняющиеся материалы в вашем доме. Это то, что может произойти в ситуации короткого замыкания, из-за которой возникает большинство электрических пожаров и ударов. Короткое замыкание — это когда электричество выходит за пределы проводов, по которым оно должно протекать, другими словами, когда оно проходит по более короткому пути к земле.

Домашняя система заземления

Чтобы предотвратить эту опасность, электрическая система вашего дома включает в себя запасной план — систему заземляющих проводов, проложенных параллельно горячему и нейтральному проводу. Он обеспечивает альтернативный путь прохождения электрического тока в случае выхода из строя системы горячих и нейтральных проводов, по которым обычно проходит ток. Если, например, проводное соединение ослабнет или грызун прогрызет провод, система заземления направит паразитный ток обратно на землю по этому альтернативному пути, прежде чем он может вызвать пожар или поражение электрическим током.

Заземляющий путь обычно образован системой неизолированных медных проводов, которые подключаются к каждому устройству и каждой металлической электрической коробке в вашем доме. В стандартном кабеле NM с оболочкой этот неизолированный медный провод включен вместе с изолированными проводящими проводами внутри кабеля. Оголенные медные заземляющие провода заканчиваются заземляющей шиной на главной сервисной панели, и эта заземляющая шина, в свою очередь, подсоединяется к заземляющему стержню, вбитому глубоко в землю за пределами вашего дома. Эта система заземления обеспечивает путь с наименьшим сопротивлением, по которому электричество возвращается обратно к земле, если разрыв в системе электропроводки позволяет электричеству «просачиваться» из предпочтительной системы черных и белых проводов цепи.

В большинстве домашних систем электропроводки свидетельство системы заземления можно увидеть на каждой розетке, где третья круглая прорезь на лицевой стороне розетки представляет собой заземляющее соединение. Когда заземленный прибор подключается к такой розетке, его круглый заземляющий штырь теперь напрямую подключается к системе неизолированных медных заземляющих проводов внутри электрических цепей дома.

Не во всех домах есть эта тщательно продуманная и полная система заземления, образованная сетью неизолированных медных проводов.Хотя такая система заземления является стандартной в домах с автоматическими выключателями, которые соединены кабелем NM с оболочкой, старые системы проводки, установленные до 1965 года, могут быть заземлены через металлический кабелепровод или металлический кабель, а не через оголенные медные заземляющие провода. И даже более старые системы, установленные до 1940 года, могут вообще не иметь заземления. Так обстоит дело с проводкой с ручкой и трубкой, где нет никаких путей заземления. Многие старые системы уже были обновлены, и это хорошая идея, если ваша проводка относится к более старому поколению.Одним из признаков того, что ваша проводка устарела, является то, что в розетках есть два разъема, а не три. Это означает, что розетки могут быть не заземлены.

Встроенная защита

Ваша домашняя электропроводка также включает в себя другие защитные устройства, которые помогут предотвратить катастрофу. Автоматические выключатели или предохранители защищают и контролируют каждую отдельную цепь. Автоматические выключатели или предохранители выполняют две функции: они защищают провода от перегрева в случае их перегрузки из-за протекания через них слишком большого электрического тока; они также обнаруживают короткое замыкание и срабатывают или «удар», чтобы мгновенно остановить прохождение тока при возникновении проблем.В случае короткого замыкания или замыкания на землю внезапное снижение сопротивления вызывает неконтролируемое протекание тока, и автоматический выключатель реагирует на это отключением.

Наконец, довольно распространенная практика заключается в том, что металлические водопроводные трубы в вашем доме также подключаются к заземляющей дорожке. Это обеспечивает дополнительную защиту в случае контакта электричества с этими металлическими трубами. Часто это заземление обеспечивается заземляющим проводом, прикрепленным к металлической водопроводной трубе рядом с водонагревателем или там, где водопровод общего пользования входит в ваш дом.

Заземление прибора

Мало того, что ваша домашняя электропроводка имеет систему заземления для безопасности, но и многие съемные приборы и устройства тоже. Электроинструменты, пылесосы и многие другие устройства намного безопаснее, если у них есть третий контакт на вилке шнура, форма которого соответствует круглому отверстию заземления на розетке. Наличие этого третьего контакта указывает на то, что в приборе есть система заземления, и важно, чтобы они были подключены к заземленным розеткам.Известно, что некоторые люди отрезали заземляющий штырь на вилке прибора, чтобы он подходил к розетке или удлинителю, не имеющим гнезда для заземления. Это чрезвычайно опасная практика, которая может привести к поражению электрическим током в случае короткого замыкания внутренней проводки устройства.

Переходники

Большинство людей знакомы с переходниками вилки, чем позволяют вставлять вилки с тремя контактами в розетки с двумя гнездами. Важно отметить, что они обеспечивают защиту от заземления. ТОЛЬКО , если гибкий провод или металлическая петля на адаптере правильно прикреплены к крепежному винту на выходной крышке, И , если этот винт крышки присоединен к металлической коробке. И , если этот металлический ящик правильно заземлен.Это ни в коем случае нельзя точно сказать, поэтому адаптеры с тремя на два слота следует использовать с большой осторожностью, если вообще использовать. Лучшее решение — вставлять вилки с тремя контактами только в заземленные розетки с тремя гнездами.

Если заземленная розетка невозможна, как в старой проводке, некоторая защита обеспечивается путем установки розетки GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) в этом месте. GFCI обнаружит замыкания на землю и отключит питание до того, как утечка тока может вызвать проблемы.Однако важно отметить, что использование GFCI на самом деле не создает пути заземления; это просто делает незаземленную розетку более безопасной.

Конечно, не все приборы и съемные устройства имеют трехконтактную вилку с заземлением, и они по-прежнему безопасны в использовании, поскольку обычно имеют конструкцию с двойной изоляцией, которая сводит к минимуму риск коротких замыканий.

Заземление (физика): как это работает и почему это важно?

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Кевин Бек

Электричество является незаменимым фактором в современной жизни, и хотя основные виды топлива, которые человечество использует для его производства, вызывают большую озабоченность, само электричество будет требоваться еще долго. поскольку цивилизация в ее нынешнем виде сохраняется.В то же время среди первых фактов безопасности, которым учат практически каждого ребенка, является то, что электричество является или может быть чрезвычайно опасным.

Более того, электричество, которое люди вырабатывают и поэтому могут в значительной степени контролировать, — это только часть истории. Явление молнии знакомо и очень маленьким детям, и одновременно оно вызывает трепет и беспокойство даже у взрослых. Но его «удары» на уровне Земли почти так же непредсказуемы, как и потенциально смертельны, и пристальный взгляд на надстройки к зданиям и другим сооружениям по всему миру подчеркивает безотлагательность этого соображения безопасности.

Электрическое заземление , также называемое заземлением , обеспечивает путь для прохождения тока в землю и рассеивания избыточного электрического заряда вместо накопления и создания потенциальной опасности. Это работает, потому что Земля, будучи электрически нейтральной, но также огромной, может как принимать, так и обеспечивать большое количество электронов (по стандартам человеческой промышленности) без заметных изменений в этом состоянии «нулевого напряжения».

Заряд, напряжение и ток

Электрический заряд в физике измеряется в кулонах .Элементарный (неделимый) заряд — это заряд одиночного электрона (е-) или протона с величиной 1,60 10 ^-19 Кл и отрицательным знаком для электронов. Разделение противоположно заряженных частиц создает напряжение или электрическую разность потенциалов, которая измеряется в джоулях на кулон (Дж / Кл), и побуждает электроны течь в направлении чистого положительного заряда, движение, называемое электрический ток .

• Электроны «хотят» течь к положительному выводу или другой области чистого положительного напряжения по той же основной причине, по которой вода «хочет» течь вниз: разность потенциалов, но устанавливается электрической силой, а не силой тяжести.

Этот поток электронов, измеряемый в Кл / с или амперах («амперах»), возникает только в том случае, если между источниками напряжения проходит провод и легко пропускается ток, как у большинства металлы. Непроводящие материалы называются изоляторами , и они включают пластик, дерево и резину (обилие изоляторов среди повседневных товаров — это явно хорошо). В предыдущей аналогии дамба, сдерживающая естественный поток речного течения, похожа на изолятор или диэлектрик .

Все материалы, даже хорошие проводники, имеют некоторое электрическое сопротивление , обозначенное R и измеренное в омах (Ом). Эта величина позволяет установить формальную взаимосвязь между напряжением и током, называемую законом Ома :

I = \ frac {V} {R}

Как работает заземление?

Электрический ток определяется как протекающий от более высокого потенциала к более низкому потенциалу (что соответствует результату , так как электроны текут в отрицательном направлении положительно — будьте осторожны, чтобы не перепутать этот момент!) При условии, что подходящий путь между ними существует.Например, когда две клеммы батареи соединены проводом, ток свободно течет по петле с минимальным сопротивлением.

Однако, если нет высокопроводящих путей, соединяющих разность потенциалов, ток все равно может течь в результате пробоя диэлектрика , если напряжение достаточно высокое — очень похоже на то, что произошло бы в случае разрушения конструкции дамбы. беспрецедентным объемом в верхнем резервуаре.

• Вот почему «ударяет» молния; ток «не должен» протекать в диэлектрическом материале, таком как воздух, но сильное напряжение молнии подавляет этот фактор.

Самый популярный электрический путь … или искомый

Электрический ток, как вода, спускающийся по пологому каменистому склону, всегда пытается выбрать путь наименьшего сопротивления. Если этому препятствует ряд различных изоляционных материалов, он захочет протекать через наименее изолирующий (то есть наиболее проводящий) материал. Если существует проводящий путь, он всегда будет выбирать этот путь среди всех остальных.

Воздух — изолятор, а человеческое тело относительно проводящее.Поэтому, если вы стоите в поле во время грозы, вы подвергаетесь высокому риску поражения электрическим током. Громоотводы обеспечивают путь заземления, являясь легкой мишенью с низким сопротивлением для ударов молнии. Молния скорее протечет сквозь металл, чем через вас, вот и все.

Путь от молниеотвода к земле сам по себе имеет одну важную особенность всех устройств заземления: никаких объездов на этом пути! Электричество течет прямо в саму Землю, потому что у нее нет других вариантов.Вот почему «провода» заземления не обязательно должны быть одиночными; они могут быть металлическими каркасами, , если путь к Земле полностью автономен. , то есть это простая схема.

• Как уже говорилось, Земля может также служить «донором электронов» по ​​мере необходимости из-за ее способности рассеивать заряд — как положительный, так и отрицательный в огромном объеме — а не только как «акцептор электронов», как в корпус громоотвода.

Почему важно заземление?

Хотя громоотводы жизненно важны, они не используются каждый день, как бесчисленные электрические цепи в домах, офисах и производственных предприятиях по всему миру.

В электрической цепи заземляющий провод создает дополнительный путь для тока в случае короткого замыкания или другой неисправности. Вместо того чтобы шокировать вас при прикосновении к компонентам схемы, ток будет протекать через более проводящий заземляющий провод. Заземление не только предохраняет вас от поражения электрическим током, но и предохраняет ваше оборудование от скачков тока, которые в противном случае могли бы «шокировать» его.

Примечание. Высокое напряжение само по себе не вредит. Однако большая разница напряжений делает более желательным скачок заряда и при этом создает больший ток.Думайте об этом, как будто вы стоите на краю высокой скалы. Проблема не в том, чтобы оказаться на высокой скале. Это то, что происходит после того, как вы сойдете с места в результате того, что скала под ногами больше не «изолирует» вас от влияния гравитации и позволяет воздуху легко «вести» вас (надеюсь, в защитную сетку!).

Трехконтактная вилка

В домашних условиях заземление лечит как «симптом», так и «болезнь» в случае непредвиденного накопления зарядов на поверхности приборов.Это не только позволяет несанкционированным зарядам мгновенно выйти в одном направлении, чтобы они могли рассредоточиться в другом месте, но также предотвращает проникновение дополнительных нежелательных зарядов, прерывая цепь «вверх по потоку».

Типичная современная розетка имеет три отверстия: две рядом расположенные прорези и почти круглое отверстие внизу. Меньшая вертикальная щель предназначена для «горячего» провода (или буквально компонента вилки) для входящего тока; его более длинный партнер предназначен для нейтрального (выходного) провода. Круглая вилка — это заземляющий провод, подключенный прямо к выходу из цепи, поэтому опасные заряды, которые в противном случае текли бы по поверхности устройства, могут улететь на землю.Этот провод настроен так, что выше заданного уровня тока вся цепь разрывается, и весь входящий ток прекращается.

Примеры заземления

Заземление обеспечивает безопасную стабилизацию напряжения в больших цепях и системах. Стабилизатор напряжения гарантирует, что входящее напряжение, которое на самом деле может значительно колебаться вокруг желаемого значения внутри сложных и чувствительных схем, таких как компьютерный микропроцессор, нормализуется до строго ограниченного значения путем увеличения или уменьшения V по мере необходимости.

Электроскоп — это проводник, который использует индукцию заряда, чтобы сигнализировать о наличии внешних зарядов. При этом используется принцип, согласно которому электроны отталкиваются друг от друга. Если источник электронов, такой как заряженный стеклянный стержень (пример статического электричества; электроны просто «сидят» там, потому что стекло является изолирующим), держать близко к стороне проводящего (но нейтрального!) Электроскопа, это «толкает» электрод электроны в шаре так далеко, как только могут. Он находится в центре устройства, где металлические «листы» раздвигаются, чтобы сигнализировать об электронах, собранных около стороны шара на поверхности кончика стержня.

Когда это происходит, скопление электронов внутри должно каким-то образом уравновешиваться, поскольку сфера является проводящей. Как следствие, положительные заряды собираются, как и следовало ожидать, возле кончика стержня.

• Применение заземляющего провода вокруг изолирующего основания электроскопа явно изменило бы эту картину. Как?

Учебное пособие по физике: заземление — снятие заряда

В предыдущих трех разделах Урока 2 обсуждались три распространенных метода зарядки — заряд трением, заряд индукцией и заряд проводимостью.Обсуждение зарядки было бы неполным без обсуждения , разряжающего . У объектов с избыточным зарядом — положительным или отрицательным — этот заряд может быть удален с помощью процесса, известного как заземление. Заземление — это процесс удаления избыточного заряда с объекта посредством передачи электронов между ним и другим объектом значительного размера. Когда заряженный объект заземлен, избыточный заряд уравновешивается переносом электронов между заряженным объектом и землей.Земля — это просто объект, который служит, казалось бы, бесконечным резервуаром электронов; Земля способна передавать электроны заряженному объекту или принимать электроны от заряженного объекта, чтобы нейтрализовать этот объект. В этом последнем разделе Урока 2 будет обсуждаться процесс заземления.

Заземление отрицательно заряженного объекта

Чтобы начать обсуждение заземления, мы рассмотрим заземление отрицательно заряженного электроскопа.Любой отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов. Если нужно удалить заряд, ему придется потерять лишние электроны. Как только лишние электроны удалены из объекта, в объекте будет равное количество протонов и электронов, и он будет иметь баланс заряда. Чтобы удалить избыток электронов из отрицательно заряженного электроскопа, электроскоп должен быть подключен проводящим путем к другому объекту, который способен принимать эти электроны.Другой объект — земля. В типичных электростатических экспериментах и ​​демонстрациях это делается простым касанием электроскопа рукой. При контакте избыточные электроны покидают электроскоп и попадают в человека, который его касается. Эти избыточные электроны впоследствии распространяются по поверхности человека.

Этот процесс заземления работает, потому что избыточные электроны отталкивают друг друга. Как всегда, отталкивающее воздействие между одноименно заряженными электронами заставляет их искать средства пространственного разделения друг от друга.Это пространственное разделение достигается за счет перемещения к более крупному объекту, который дает большую площадь поверхности для распространения. Из-за относительного размера человека по сравнению с типичным электроскопом избыточные электроны (почти все они) способны уменьшать силы отталкивания, перемещаясь в человека (то есть на землю). Как и контактная зарядка, о которой говорилось ранее, заземление — это просто еще один пример разделения заряда между двумя объектами. Степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Таким образом, эффективная земля — ​​это просто объект с достаточно значительным размером, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного заряда.

Заземление положительно заряженного объекта

Предыдущее обсуждение описывает заземление отрицательно заряженного электроскопа. Электроны переносились с электроскопа на землю. Но что, если электроскоп заряжен положительно? Как перенос электрона позволяет нейтрализовать объект с избытком протонов? Чтобы изучить эти вопросы, мы рассмотрим заземление положительно заряженного электроскопа.Положительно заряженный электроскоп должен получать электроны, чтобы получить равное количество протонов и электронов. Собирая электроны от к земле , электроскоп будет иметь баланс заряда и, следовательно, будет нейтральным. Таким образом, заземление положительно заряженного электроскопа включает передачу электронов от земли к электроскопу. Этот процесс работает, потому что избыточный положительный заряд на электроскопе притягивает электроны от земли (в данном случае от человека).Хотя это может нарушить любой баланс заряда, присутствующий на человеке, значительно больший размер человека позволяет избыточному заряду отдаляться друг от друга. Как и в случае заземления отрицательно заряженного электроскопа, заземление положительно заряженного электроскопа включает разделение заряда. Избыточный положительный заряд распределяется между электроскопом и землей. И еще раз: степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Человек является эффективным заземлением, потому что он имеет достаточный размер, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного положительного заряда.

Необходимость проведения пути

Любой объект может быть заземлен при условии, что заряженные атомы этого объекта имеют проводящий путь между атомами и землей. Обычно в лаборатории приклеивают две соломинки к заряженной алюминиевой пластине. Одна соломка покрыта алюминиевой фольгой, а другая — голым пластиком.При прикосновении к соломке с алюминиевым покрытием алюминиевая пластина теряет заряд. Он заземлен за счет движения электронов от земли к алюминиевой пластине. При прикосновении к пластиковой соломке заземления не происходит. Пластик служит изолятором и предотвращает попадание электронов от земли к алюминиевой пластине. Заземление требует наличия проводящего пути между землей и заземляемым объектом. Электроны будут двигаться по этому пути.

Урок 2 этого раздела Физического класса был посвящен методам зарядки и разрядки объектов.Один принцип, который постоянно возникал, заключался в соотношении силы и расстояния. Эта взаимосвязь будет исследована в Уроке 3.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного зарядного устройства.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Charging Interactive — это электростатическая «игровая площадка», которая позволяет учащемуся исследовать различные концепции, связанные с зарядом, взаимодействиями зарядов, процессами зарядки и заземлением. Как только вы освоитесь с концепциями, коснитесь кнопки «Играть» своим игровым лицом.

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы.По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Человек, стоящий на земле, касается положительно заряженной консервной банки. Впоследствии поп может стать нейтральным. Поп может стать нейтральным во время этого процесса, потому что ______.

а. электроны переходят от баночки к человеку (земля)

г. электроны переходят от человека (земли) к банке

г. протоны переходят от баллончика к человеку (земле)

г.протоны переходят от человека (земли) к банке

2. Студент-физик, стоя на земле, касается разряженной пластиковой бейсбольной битой отрицательно заряженным электроскопом. Это вызовет ___.

а. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны вытекают из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны попадают в электроскоп.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны выходят из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны попадают в электроскоп.

e. бейсбольной битой, чтобы получить избыток протонов.

ф. абсолютно ничего (или очень мало) произойдет, так как пластиковая бита не проводит.

3. ИСТИНА или ЛОЖЬ :

Объект, который становится заземленным, получает нейтроны во время процесса заземления.

Общие сведения об электрическом заземлении и принципах его работы

Что такое электрическое заземление?

Электрическое заземление — это резервный путь, который обеспечивает альтернативный путь прохождения тока обратно к земле в случае неисправности в системе электропроводки. Он обеспечивает физическое соединение между землей и электрическим оборудованием и приборами в вашем доме.

Электричество в системе электропроводки жилого дома состоит из электронов, протекающих по металлическим проводам цепи, и это электричество всегда ищет кратчайший путь обратно к земле. Таким образом, если есть проблема с нейтральным проводом, заземление вашей электрической системы обеспечит прямой путь к земле и предотвратит скачки напряжения, которые могут вызвать опасность поражения электрическим током.

Как работает электрическое заземление?

В электрической цепи есть активный провод, который подает питание, нейтральный провод, который передает этот ток обратно, и «заземляющий провод», который обеспечивает дополнительный путь для электрического тока, который безопасно возвращается в землю, не создавая опасности для кого-либо в в случае короткого замыкания.Медный проводник подсоединяется от металлического стержня системы электропроводки к набору клемм для заземления в сервисной панели.

Если в системах электропроводки используются электрические кабели, покрытые металлом, то металл обычно служит заземляющим проводом между розетками в стене и сервисной панелью. Однако, если в системах электропроводки используется кабель в пластиковой оболочке, то для заземления используется дополнительный провод. Электричество всегда ищет кратчайший путь к земле, поэтому, если есть какая-либо проблема, когда нейтральный провод оборван или оборван, именно заземляющий провод обеспечивает прямой путь к земле.Это прямое физическое соединение позволяет земле действовать как путь наименьшего сопротивления и предотвращать превращение прибора или человека в кратчайший путь.

Важность электрического заземления

• Защищает от электрических перегрузок

  Время от времени вы можете испытывать скачки напряжения или подвергаться воздействию молнии в экстремальных погодных условиях. Эти события могут привести к возникновению опасно высокого электричества, которое может полностью повредить ваши электрические приборы.При заземлении электрической системы все избыточное электричество будет уходить в землю вместо того, чтобы поджаривать подключенные к системе приборы. Техника будет безопасна и защищена от сильных скачков напряжения.

• Стабилизирует уровни напряжения

  Когда вы заземляете электрическую систему, вам легче распределять нужное количество энергии в нужных местах. Это гарантирует, что цепи не будут перегружены ни в какой момент и не выйдут из строя в результате этого.Землю можно рассматривать как общую точку отсчета для источников напряжения в любой электрической системе. Это помогает обеспечить стабильные уровни напряжения во всей электрической системе.

• Земляные проводники с наименьшим сопротивлением

  Одна из основных причин, по которой вы должны заземлять свои электроприборы, заключается в том, что земля является отличным проводником и может проводить все избыточное электричество с наименьшим сопротивлением. Когда вы заземляете электрическую систему и подключаете ее к земле, это означает, что вы даете избытку электричества идти куда-нибудь без сопротивления, а не через вас или ваши приборы.

• Предотвращает серьезные повреждения и смерть

  Если вы не заземлите электрическую систему, вы подвергнете свою бытовую технику и даже свою жизнь большому риску. Когда через какое-либо устройство проходит высокое электричество, оно поджаривается и не подлежит ремонту. Чрезмерное количество электричества может даже вызвать пожар, подвергнув опасности ваше имущество и жизнь ваших близких.

Определение заземления тока

Вы можете проверить, предназначен ли электрический прибор для заземления.Если устройство оборудовано трехжильным шнуром и трехконтактной вилкой, то третий провод и контакт будут обеспечивать заземление между металлическим корпусом устройства и заземлением системы электропроводки.

Чтобы проверить, заземлена ли электрическая система, проверив электрические розетки. Если в розетке три контакта, значит, в вашей системе должно быть три провода, один из которых будет заземляющим. Чтобы быть уверенным, происходит ли ток заземления, вы можете выполнить тест на электрическое заземление, как указано ниже.

Проверка электрического заземления

Вы можете следовать этому контрольному списку из 5 шагов, используя устройство для проверки розеток, с полной осторожностью при проверке электрического заземления:

Step 1 — Первый признак правильного электрического заземления — это ваша розетка. Если это трехконтактная розетка с U-образным пазом, то можно смело заключить, что это компонент заземления.

Шаг 2 — Вставьте красный щуп тестера цепей в меньший слот розетки.Эта розетка представляет собой горячий провод, который подает питание на ваши приборы.

Шаг 3 — Вставьте черный щуп в больший паз розетки, который является нейтральным пазом. Это завершит вашу схему.

Шаг 4 — Проверьте индикатор. Он загорится, если ваша розетка заземлена, и если она не загорится, поменяйте местами черный и красный щупы. Если индикатор не отображается ни в одном тесте на электрическое заземление, значит, розетка не заземлена и ее использование небезопасно.

Шаг 5 — Повторите все 4 шага во всех розетках вашего дома, чтобы убедиться, что каждая розетка надежно заземлена. Большинство старых домов подверглись серьезному ремонту и ремонту, поэтому не все торговые точки могли быть переделаны.

Проверка электрического заземления очень важна для повышения уровня электробезопасности в вашем существующем жилом помещении и гарантирует, что все ваши электрические установки безопасны и остаются безопасными в течение всего срока их службы.

Не используйте трехконтактную розетку с неисправной проводкой, так как это может вызвать возгорание.Вызовите сертифицированного электрика и немедленно устраните проблему. У нас есть обширный инвентарь предохранительных выключателей, электропитания и материалов, которые могут значительно снизить риск коротких замыканий и пожаров. Позвоните нам по телефону (800) 458-9600 и поговорите напрямую с нашими специалистами по продажам.

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния.Он хранит обширный инвентарь электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, предохранительных выключателей и т. Д. Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений в области электрического освещения. Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она имеет уникальную возможность предложить конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Важность «заземления» электрических токов

Люди сделали несколько поистине замечательных открытий в области электричества, и одним чрезвычайно важным уроком стала важность заземления электрических токов. Электричество принесло людям бесчисленные преимущества, но по-прежнему остается одним из самых смертоносных элементов, доступных в нашей повседневной жизни. Если вы уже не заземлили свои электрические системы, вы сильно рискуете, не сделав этого.

В электрической цепи есть так называемый активный провод, по которому подается питание, и нейтральный провод, по которому этот ток передается обратно. Дополнительный «заземляющий провод» может быть присоединен к розеткам и другим электрическим устройствам, а также надежно подключен к заземлению в коробке выключателя. Этот заземляющий провод представляет собой дополнительный путь для безопасного возврата электрического тока в землю без опасности для кого-либо в случае короткого замыкания. Если короткое замыкание все же произошло, ток прошел бы через провод заземления, что привело бы к срабатыванию предохранителя или срабатыванию автоматического выключателя — результат гораздо более предпочтительный, чем смертельный удар, который мог бы произойти, если бы ток не был заземлен.

Важность заземления электричества

Вот 5 основных причин, почему заземление электрического тока так важно.

1. Защита от электрической перегрузки

Одной из наиболее важных причин заземления электрических токов является то, что оно защищает ваши приборы, ваш дом и всех в нем от скачков электричества. Если по какой-либо причине ударит молния или в вашем доме возникнет скачок напряжения, это вызовет в вашей системе опасно высокое электрическое напряжение.Если ваша электрическая система заземлена, все это избыточное электричество уйдет в землю, а не поджарит все, что подключено к вашей системе.

2. Помогает направлять электричество

Заземление вашей электрической системы означает, что вы упростите направление энергии прямо туда, где вам это нужно, позволяя электрическим токам безопасно и эффективно проходить через вашу электрическую систему.

3. Стабилизирует уровни напряжения

Заземленная электрическая система также упрощает распределение нужного количества энергии во все нужные места, что может сыграть огромную роль в обеспечении того, чтобы цепи не были перегружены и взорваны.Земля является общей точкой отсчета для многих источников напряжения в электрической системе.

4. Земля — ​​лучший проводник

Одна из причин, по которой заземление помогает обезопасить вас, заключается в том, что земля является таким отличным проводником и потому, что избыток электричества всегда будет идти по пути наименьшего сопротивления. Заземляя свою электрическую систему, вы даете ей куда-то, кроме вас, — возможно, спасая вашу жизнь.

5. Предотвращает повреждение, травмы и смерть

Без должным образом заземленной электрической системы вы рискуете поджарить любые подключенные к вашей системе приборы без возможности ремонта.В худшем случае перегрузка по питанию может даже вызвать пожар, что может привести не только к значительной потере имущества и данных, но и к физическим травмам.

Хотите несколько советов по электробезопасности для вашего дома?

Как работает заземление?

Понятно, что заземление электрических работ — это разумный ход, но как это работает?

В большинстве домов система проводки постоянно заземлена на металлический стержень, вбитый в землю, или металлическую трубу, идущую в дом из подземной системы водоснабжения.Медный проводник соединяет трубу или стержень с набором клемм для заземления на сервисной панели. В системах электропроводки, в которых используется электрический кабель, покрытый металлом, металл обычно служит заземляющим проводом между стенными розетками и сервисной панелью.

В системах электропроводки, в которых используется кабель в пластиковой оболочке, для заземления используется дополнительный провод. Поскольку электричество всегда ищет кратчайший путь обратно к земле, при возникновении проблемы, когда нейтральный провод оборван или оборван, заземляющий провод обеспечивает прямой путь к земле.Благодаря этому прямому физическому соединению земля действует как путь наименьшего сопротивления, не позволяя человеку стать кратчайшим путем и получить серьезное поражение электрическим током.

Как узнать, заземлен ли ваш ток?

Обычно вы можете определить, заземлена ли ваша электрическая система, проверив розетки. Если они принимают вилки с тремя контактами, ваша система должна иметь три провода, один из которых является заземляющим.

Точно так же заземляемый прибор снабжен трехжильным шнуром и трехконтактной вилкой.Третий провод и контакт обеспечивают заземление между металлическим корпусом устройства и заземлением системы электропроводки.

Советы по безопасности

При работе с приборами убедитесь, что вы:

• Не прикасайтесь к прибору, если изоляция его шнура начала стираться в том месте, где он входит в металлический каркас. В этой ситуации контакт между металлическим проводом тока и металлической рамой может вызвать электричество во всем приборе, а прикосновение к прибору может вызвать скачок тока через вас.
• Осматривайте, обслуживайте и организуйте ремонт проводов в местах, где они входят в металлическую трубу, в прибор или в местах, где кабели, проложенные в стене, входят в электрическую коробку.

Лучшее, что вы можете сделать для создания безопасной электрической системы, — это обеспечить заземление всей системы и непрерывность цепи заземления.

Заземление вашей электрической системы — это умный и простой способ сделать ее намного безопаснее, а также защитить от вполне реальной возможности иметь дело с колебаниями в электросети.Если вы хотите защитить все свои важные активы, будь то дома или в офисе, а также позаботиться о здоровье и безопасности всех, кто вас окружает, выясните, заземлена ли ваша электрическая система, а если нет, обратитесь в Платиновые электрики сегодня на платине 1800 (1800 752 846).

Если вы все еще не уверены в важности заземления электричества или просто не уверены на 100%, правильно ли заземлена электрическая система в вашем доме, попросите местного электрика проверить проводку дома или в офисе.Помните, что если вам нужно что-то изменить, не пытайтесь сделать это самостоятельно, всегда безопаснее, чтобы профессионалы проводили обновления за вас.

Если вы хотите получить дополнительные советы по безопасности дома или в офисе, обязательно посетите нашу страницу по безопасности или пройдите бесплатную консультацию на нашем веб-сайте.

Как работает электрическое заземление?

Как домовладелец, вы, наверное, слышали термин «электрическое заземление» раньше. Но что это на самом деле означает?

Заземление дает электричеству наиболее эффективный способ вернуться в землю через вашу электрическую панель.Заземляющий провод дает прибору или электрическому устройству безопасный способ отвода избыточного электричества.

Электрическая цепь использует как положительное, так и отрицательное электричество. Это соединение дает прибору или электронному устройству мощность, необходимую для работы. Если что-то пойдет не так, будет накопление энергии. Это может привести к тому, что электрическое соединение и корпус будут накапливать эту избыточную мощность.

При возникновении электрической неисправности эта мощность сохраняется во внутренней проводке и внешнем металлическом корпусе.Статический электрический шок — простой пример. Вы заметите это накопление только тогда, когда будет выполнено подключение, позволяющее потерять запасенную электроэнергию.

Автоматический выключатель отключится при коротком замыкании. Однако без заземляющего провода электричество все равно будет.

Заземляющий провод забирает электричество, накопившееся во время неисправности, и отправляет его за пределы вашего дома обратно в землю. Заземляющий провод обычно подключается либо к металлической внутренней конструкции внутри прибора, либо к внешнему корпусу.Когда происходит неисправность, вместо того, чтобы накапливать энергию в цепи, она течет обратно на землю и выключает цепь.

Этот заземляющий провод представляет собой соединение, в котором можно безопасно отводить электричество, не создавая угрозы для ваших приборов или электроники и не подвергая вас риску поражения электрическим током.

Заземляющий провод является частью большинства электрических розеток, осветительных приборов, бытовых приборов и электроники. В большинстве случаев заземляющий провод представляет собой третий штырь круглой формы в нижней части вилки питания.Электрический заземляющий провод должен каким-то образом подключаться к почве за пределами вашего дома. В зависимости от кодов зонирования вашего города или округа это может происходить одним из двух способов.

Заземляющий стержень — обычно медный стержень длиной 8 футов, который вбивается в почву за пределами вашего дома. Он расположен достаточно далеко от вашего дома, чтобы не натолкнуться на гравий, бетон или другие строительные материалы, используемые для вашего фундамента, дренажа или системы трубопроводов.

Медная водопроводная труба — заземляющий провод можно подключить к водопроводу, который питает ваш водонагреватель холодной водой.Эта медная труба идет в землю и может обеспечивать заземление.

Есть вопросы по заземлению вашего дома? Мы можем помочь.

Что такое заземление и зачем мы заземляем систему и оборудование?

Что такое заземление?

Термин «заземление» обычно используется в электротехнической промышленности для обозначения «заземления оборудования» и «заземления системы». Заземление оборудования означает соединение заземления с нетоковедущими проводящими материалами, такими как кабелепровод, кабельные лотки, распределительные коробки, кожухи и корпуса двигателей.

Что такое заземление и почему мы заземляем систему и оборудование? (на фото: заземляющий электрод и проводник; кредит: nachi.org)

Заземление системы означает соединение заземления с нейтральными точками токопроводящих проводов , такими как нейтральная точка цепи, трансформатор, вращающееся оборудование или система, либо монолитная, либо с токоограничивающим устройством.

На рисунке 1 показаны два типа заземления.

Рисунок 1 — Система заземления (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Что такое система с заземлением?

Это система, в которой по крайней мере один провод или точка (обычно средний провод или нейтральная точка обмоток трансформатора или генератора) намеренно заземлены либо жестко, либо через полное сопротивление (Стандарт IEEE 142-2007 1.2).

Типы системного заземления, обычно используемые в промышленных и коммерческих энергосистемах: твердое заземление , заземление с низким сопротивлением, заземление с высоким сопротивлением и незаземленное заземление .

Какова цель заземления системы?

Заземление системы или преднамеренное соединение фазного или нейтрального проводника с землей используется в целях для управления напряжением относительно земли или земли в предсказуемых пределах.Он также обеспечивает прохождение тока, что 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 землей . Неисправности заземления часто остаются незамеченными и наносят ущерб производственным процессам на предприятиях. Выключение питания и повреждение оборудования, замыкания на землю нарушают поток продукции, что приводит к часам или даже дням потери производительности.

Необнаруженные замыкания на землю представляют потенциальную опасность для здоровья и безопасности персонала . Замыкания на землю могут привести к угрозам безопасности, таким как сбои в работе оборудования, возгорание и поражение электрическим током.

Замыкания на землю вызывают серьезные повреждения оборудования и ваших процессов. Во время неисправности оборудование может быть повреждено, а процессы прекращены, что серьезно повлияет на вашу прибыль.

Вопросы и ответы

ВОПРОС №1 — У меня есть максимальная токовая защита.Нужна ли мне дополнительная защита от замыкания на землю?

Защита от перегрузки по току будет действовать, чтобы прервать цепь для токов, для которых она была разработана и настроена на работу. Однако некоторые замыкания на землю, особенно дуговые замыкания низкого уровня, вызовут значительные повреждения и создадут источник возгорания, даже не достигнув уровня, необходимого для активации устройства защиты от сверхтоков.

ВОПРОС № 2 — Есть ли опасность при использовании 480-вольтовой незаземленной системы на старом производственном предприятии? Следует ли заземлить систему?

Основная опасность при работе незаземленной системы 480 В и заключается в том, что при замыкании на землю единственным индикатором, который у вас будет, являются три лампочки.Напряжение на незаземленных фазах увеличится до 480 В относительно земли, напряжение на заземленном проводе составит 0 В относительно земли .

В этой системе единственный способ указать наличие замыкания на землю — это когда два индикатора имеют большую яркость, чем индикатор неисправной фазы. Чтобы определить место замыкания на землю, вы должны включить каждый выключатель фидера, пока все три индикатора снова не загорятся с одинаковой яркостью.

Как только это будет сделано, вы продолжите работу по этому фидеру, пока не найдете неисправность .Звучит очень легко сделать, но в реальном мире оказывается очень сложно.

Установка обычно не заземлена, потому что она работает постоянно, и следует избегать изоляции из-за замыкания на землю ! К сожалению, это означает определение места замыкания на землю. Единственный способ определить место замыкания на землю — это включить и выключить выключатели фидера.

Это то, чего вы пытаетесь избежать. Таким образом, в конце концов, замыкание на землю остается в системе, потому что нет простого способа его локализовать.Это опасно, потому что любое обслуживание, выполняемое в системе в заземленном состоянии, зависит от полного линейного потенциала по отношению к земле.

Хорошая новость в том, что решение есть! Незаземленные объекты могут быть легко преобразованы в объекты с заземлением с высоким сопротивлением, а обнаружение и локализация замыкания на землю могут выполняться без прерывания подачи электроэнергии.

ВОПРОС № 3 — Какое воздействие, если таковое имеется, на движущееся оборудование, спроектированное для электростанции с плавающим заземлением или незаземленной вторичной обмоткой, оказывает на установку, имеющую систему с истинным заземлением? На мой взгляд, это не должно иметь значения, но я могу ошибаться.

В вашем случае (от незаземленной системы к надежно заземленной) нет, не имеет значения. Однако, если бы вы пошли другим путем (от SG к системе UNG), то да, это имело бы значение. Во время нормальной работы это, скорее всего, не имеет значения.

Однако при замыкании на землю это произойдет. В незаземленной системе напряжение поврежденной фазы падает до потенциала земли (или ~ 0 В) , а неповрежденные фазы повышаются до межфазного напряжения относительно земли.

Например, система 480 В и будет иметь напряжение ~ 277 В фаза-земля во время нормальной работы, поэтому она должна работать надлежащим образом. Однако замыкание на землю в одной фазе приводит к повышению ее напряжения до 0 В , а на двух других фазах повышается с 277 В до 480 В, между фазой и землей.

Так как этого не происходит в системе с глухим заземлением, все, что рассчитано только на 300 В фаза-земля, взорвется , например TVSS, VFD, счетчики и т. Д.

ВОПРОС № 4 Какое напряжение вы бы прочитали если вы подключили провода от L1, L2 или L3 к земле 460-вольтовой трехфазной системы питания переменного тока, подключенной по схеме Y?

Если система с Y-соединением надежно заземлена , вы увидите 266В между линией и землей .