ЗПЛ-10-1/1-25 заземление переносное линейное (фазный зажим прищепка) МИР Энерго
Назначение ЗПЛ-10-1/1-25 с фазным зажимом «прищепка»
ЗПЛ-10-1/1-25 с фазным зажимом «прищепка» заземление переносное линейное однофазное исполнение предназначено для защиты работающих на отключенных участках воздушных линий напряжением от 0,4 кВ до 10 кВ в случае ошибочной подачи напряжения на этот участок или появления на нем наведенного напряжения.
Поставляются с проводом сечением 25 мм2 в прозрачной пластиковой оболочке с заземляющим спуском и без заземляющего спуска (только ЗПЛ-1), с несъемными штангами.
Особенности ЗПЛ-10-1/1-25 с фазным зажимом «прищепка»
- Крепление провода к зажимам осуществляется посредством луженых медных наконечников или гильз.
- Для исключения излома провода он дополнительно укреплен защитной полиэтиленовой трубкой.
- По требованию заказчика заземления могут комплектоваться заземляющими спусками сечением 35, 50, 70 и 95 кв.
- Фазные зажимы могут быть оборудованы карданами для удобства работы в трех плоскостях.
Модификации ЗПЛ-10-1/1-25:
Заказать и купить ЗПЛ-10-1/1-25 с фазным зажимом «прищепка» можно в МИР Энерго, Москва. Звоните или нажмите на кнопку «ЗАКАЗАТЬ», будем рады помочь. Доставка по всей России.
Также вас могут заинтересовать заземления на сайте МИР Энерго:
Заземления переносные для распределительных устройств ЗПП
Заземления штанговые с металлическими звеньями ЗПЛШМ
Заземления переносные для ВЛ КШЗ 6-10 со штангами для установки с земли
Монтаж контура заземления своими руками.
Автор: Евгений Чертушко Рубрика: Электрика своими руками Вы сейчас здесь: Главная » Электрика своими руками » Монтаж контура заземления своими руками.
Часть первая. Линейное заземлениеМонтаж контура заземления своими руками.Часть первая. Линейное заземление
Здравствуйте, уважаемые посетители Elektrika56!
Свежая статья о монтаже контура заземления. В принципе мы все работы выполняем своими руками. Просто так заголовок солиднее смотрится.
Как всегда, с фотографиями и пояснениями.
Монтаж контура заземления произвели в пригороде Оренбурга, а точнее, в поселке Кушкуль. Статья про монтаж электропроводки этого домика здесь.
Недавно, заказчик силами иностранных рабочих, закончил монтаж межкомнатных перегородок на втором этаже и пригласил нас. Мы закончили монтаж электропроводки на втором этаже. Ну и заодно, чтобы два раза не ездить смонтировали контур заземления.
Итак, для чего же нужен контур заземления?
Если говорить простыми словами: контур заземления необходим для защиты от поражения электрическим током. При повреждении некоторых бытовых приборов существует вероятность появления напряжения на корпусе.
На сегодняшний день существует две схемы контура заземления. Треугольная и линейная. Обе эффективные, выбираем исходя из удобства монтажа.
Заземление треугольником.
.
Выбирается место, недалеко от вводного распределительного щитка. Выкапывается траншея в форме равностороннего треугольника, глубиной 0.5 — 0.7 метра. Длина стороны три метра. В вершинах треугольника забиваются токоотводящие электроды.
Как правило, это стальной уголок с шириной полки 45 — 50 мм, или круглый пруток диаметром 16- 18 мм. Для того чтобы обеспечить оптимальные характеристики стекания тока электроды забиваются на глубину 2.5 — 3.0 метра.
Между собой электроды соединяются при помощи сварки стальной полосой 40*4 или 50*5 мм. Такой же полосой выполняется подъем до распределительного щитка. Ввод в щиток осуществляется гибким кабелем сечением 10кв.мм.
В нашем случае удобнее оказалось собрать линейную схему контура заземления.
Как можно догадаться из названия, вместо треугольника электроды располагаются линейно.
.
Материалы для монтажа контура заземления заказчик доверил приобрести нам.
.
Получилось пять круглых прутков диаметром 18мм, длиной 2.5метра. И 18 метров полосы 40*4.
Место для контура заземления долго не выбирали. Прямо под вводным распределительным щитком свободный участок метровой ширины длиной 15 метров.
Осталось начать рыть траншею для контура заземления:
.
И закончить:
.
Копали от забора и до обеда. Это самая «творческая» часть работы. Но без нее никак. Окоп получился на славу. Длина 15 метров, ширина 40 см.
С помощью болгарки заточили концы прутков. Забивали при помощи большого перфоратора и коронки для выпиливания подрозетников. Первый метр заходит легко.
Дальше сложнее.
.
Конечно забить пруток в землю можно и при помощи хорошей кувалды, но это намного дольше и тяжелее. Проверено.
В траншее оставили по 30 см прутка. Для сварки.
.
И так пять раз.
С помощью двухметровой трубы и всяких магических слов изогнули прутки, подложили полосу и приварили.
Оптимальным считается сварной шов 10 см. У нас получилось чуть больше.
.
.
Напряжение в дачном поселке оставляет желать лучшего. 190 -200 в, вместо заявленных 220в. Поэтому шов получился неидеальным.
Места сварки подвергаются более сильному воздействию коррозии. Поэтому их мы закрасили грунт-эмалью. А сам контур заземления не окрашивается.
.
Из полосы выполнили подъем до распределительного щитка. На конце полосы приварили болт для соединения полосы с кабелем. К стене полосу закрепили при помощи 15 сантиметровых штырей. Саму полосу окрасили.
.
.
.
Закопали траншею.
Контур заземления готов!
Подключать заземление в щиток, будем после подключения СИПа от линии электропередач.
На этом все, с уважением Elektrika56!
Фотоотчет: Последний штрих. 29.04.15.
Замена электропроводки в однокомнатной квартире.
Фотоотчет: Замена электропроводки в трехкомнатной квартире — все по минимуму. 03.05.15
Электрическое творчество. Пальмы в Оренбурге.
Улыбка заказчика — лучшая награда для электрика!
ЗПЛШМ-110-220 S-25 Заземление переносное линейное с металлическими штангами
Номинальное напряжение 110-220 кВ. Однофазное исполнение. Сечение провода-25 кв.мм. Длина заземляющего спуска -2 м. Базовое исполнение. Вес 5,2 кг
Заземления штанговые с металлическими звеньями ЗПЛШМ-110÷220, ЗПЛШМ-330÷500, ЗПЛШМ-750, ЗПЛШМ-1150 относятся к основным средствам защиты от поражения электрическим током на воздушных линиях электропередачи переменного и постоянного тока промышленной частоты напряжением 110 — 1150 кВ (включительно).
Заземления штанговые служат для защиты работающих на отключенных участках ВЛ при непредусмотренном появлении на этих участках высокого или наведенного напряжения.
Возможна комплектация двумя вариантами фазных зажимов:
| Зажим ФЗ-7 имеет механизм фиксации, защищающий от случайного сбрасывания фазного зажима с провода (стандартная комплектация по умолчанию). |
|
| Зажим ФЗ-9 является облегчённой версией без фиксации (устанавливается по требованию заказчика). |
Технические характеристики:
| Тип заземления | ЗПЛШМ-110÷220 | ЗПЛШМ-330÷500 | ЗПЛШМ-750 | ЗПЛШМ-1150 |
| Номинальное напряжение, кВ | 110÷220 | 330÷500 | 750 | 1150 |
| Длина заземляющего спуска, м, не менее | 2,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| Тип фазного зажима | Фазный пружинный зажим с карданом ФЗ-7 или Ф3-9 | |||
Количество штанг, шт. |
1 | 1 | 1 | 1 |
| Длина изолирующей части штанги, мм, не менее | 500 | 1000 | 1000 | 1000 |
| Длина рукоятки штанги, мм, не менее | 800 | 1000 | 1000 | 1000 |
| Кол-во металлических звеньев штанги, шт. | 2 | 2 | 3 | 4 |
| Длина металлических звеньев штанги, мм, не менее | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 |
| Сечение заземляющего провода, мм2, не менее | варианты: 25, 35, 50, 70 | 25 | ||
| Ток термической стойкости, кА/3 с, не менее | 4 | |||
| Соединение заземляющего зажима с металлическим звеном штанги | карданное | |||
| Испытательное напряжение изолирующей части штанги в течение 5 мин, кВ | 50 | 100 | 150 | 200 |
| Условия эксплуатации: температура, оС влажность при температуре 25 оС, % |
-45 . до 80 |
|||
| Масса, кг, не более | 5,2 | 5,5 | 6,5 | 7,0 |
| Срок службы, лет, не менее | 2 | |||
..+45
Комплект поставки:
- 1. Заземляющий провод с заземляющей струбциной — 1шт.
- 2. Штанга переносного заземления в комплектации на соответствующее напряжение — 1шт.
- 3. Изолирующий фал — 1шт.
- 4. Поддерживающий фал — 1шт.
- 5. Чехол — 1шт.
- 6 Руководство по эксплуатации — 1шт.
Заземление переносное линейное ЗПЛ-Техношанс-15-01
Проконсультируем Вас по любому товару. Подберём, расскажем все нюансы, поможем разобраться в любом вопросе!
Обращайтесь по удобному Вам каналу связи:
Телефоны:
E-mail: protekt@tut.
by
Skype: irbiscomby
Заземления переносные линейные ЗПЛ-Техношанс-15-01 предназначены для защиты персонала при работе на отключенных участках воздушных линий напряжением до 15 кВ.
Заземление переносное линейное ЗПЛ-Техношанс-15-01 с обычными межфазными расстояниями можно устанавливать и снимать как с опоры ВЛ, так и с земли.
Для установки переносных линейных заземлений применяют электроизолирующие универсальные штанги ШЭУ различной длины, которые могут входить в комплект поставки.
Заземления переносные линейные ЗПЛ-Техношанс-15-01 снабжены электродинамическими зажимами 1 для предотвращения сбрасывания при протекании ударных токов короткого замыкания.
Электроизолирующие штанги 2 типа ШЭУ-10-1-1,0 с ограничительными кольцами 3 неразъемно соединены с фазными зажимами, что значительно повышает электробезопасность персонала.
1 — электродинамические зажимы;
2 — электроизолирующие штанги;
3 — ограничительные кольца;
4 — закорачивающий провод;
5 — заземляющий спуск;
6 — заземляющая струбцина;
7 — штанга-рукоятка.
Технические характеристики переносных линейных заземлений ЗПЛ-Техношанс-15-01
Наименование и единица измерения параметра | ЗПЛ-Техношанс-15-01 |
Рабочее напряжение, кВ, не более | 15 |
Допустимое сечение проводов ВЛ, мм2 | 10–240 |
Количество несъемных штанг ШЭУ-10-1-1,0 с фазными зажимами, шт. | 3 |
Сечение заземляющего провода, мм2, не менее | 25 |
Длина закорачивающего провода между зажимами, мм, не менее | 1550 |
Общая длина заземляющего провода, мм,не менее | 13200 |
Ток термической стойкости при длительности выдержки 3,0 с, кА | 4,0 |
Масса заземления, кг, не более | 6,5 |
Комплектация заземлений ЗПЛ-Техношанс-15-01
Вариант | Наименование и количество принадлежностей, входящих в комплект поставки | |||||
Штанга ШЭУ-10-5-6,6 | Штанга ШЭУ-10-5-6,6 с дополнительным звеном | Указатель высокого напряжения УВНК-10Б | Полотнище ПТ-2 | Полотнище ПТ-8 | Носилки ПП | |
1 | – | – | – | – | – | – |
2 | 3 | – | – | – | – | – |
3 | 3 | – | – | – | 1 | 1 |
4 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Контур заземления — его конструкция и выбор заземлителя
Устройство так называемого заглубленного контура заземления внешне представляет собой электроды — металлические стержни, которые забиты в землю и соединены меж собой.
Наиболее эффективной считается конструкция, в которой электроды располагаются в одну линию. Однако при благоприятных условиях вполне сгодится и конструкция, в которой стержни располагаются треугольником. Устройство заземления в случае расположения штырей в одну линию
Устройство заземления в случае расположения штырей в виде треугольника
Расположение треугольником несколько хуже, поскольку электроды гораздо больше друг друга экранируют, а это значит, расход материала при организации такой конструкции при остальных равных условиях станет больше. С иной стороны на небольшом расстоянии треугольное расположение значительно уменьшает число земляных работ, и между собой соединять штыри с шиной значительно удобнее в яме треугольной формы, нежели в узкой траншее.
Конструкция контура глубинного заземления с помощью уголка: 1. Уголок из стали 50 на 50 на 5 миллиметров, 2. соединительная полоска из стали 50 на 5 миллиметров, 3. Стальная шина заземления 50 на 5 миллиметров.
Расстояние заземлительного контура от домовых стен должно быть не менее 1-ного метра.
Электроды заземления следует закопать на приличную глубину возможного промерзания грунта. Всё дело в том, что будучи замерзшим грунт весьма плохо проводит электрический ток. В частности, при замерзании самого верхнего грунтового слоя высотой полметра, сопротивление его увеличивается приблизительно в десять раз, а на глубине около метра — раза в три. Летом же поверхностные слои грунта (примерно до метра глубиной) заметно высыхают, что довольно резко повышает показатели его сопротивления. Потому и необходимо поглубже закапывать электроды в так называемые стабильные почвенные слои, которые залегают на глубине 1-2 метров. На подобной глубине грунтовые параметры грунта почти не меняются в течение всего года.
Конечно, вполне можно взять и более длинные электроды из металла, однако это увеличит материальный расход. Расчет заземлительного контура приведен в статье под названием «Расчёт заземления» на нашем ресурсе.
Кроме того, стоит отметить, что забить вручную в землю стержни заземлителя свыше 2,5 метров длиной бывает довольно-таки проблематично.
Таблица 1-вая Коэффициенты применения 3-ёх электродов, которые размещены в ряд
Отношение расстояния между 3 стержнями | Коэффициент использования, η | Отношение расстояния между 3 стержнями | Коэффициент использования, η |
0,5 | 0,62-0,68 | 2 | 0,85-0,88 |
1 | 0,76-0,8 | 3 | 0,9-0,92 |
Арматура Строительная не подходит для заземлительных стержней
В таблице 1-вой видно, каким образом расстояние меж 3-емя стержнями оказывает влияние на коэффициент их применения.
Отношение расстояния меж стержнями является отношением используемой стержневой длинны к расстоянию меж ними. К примеру, если взять пару электродов длинной 2,5 метра, полностью углублённых в землю на необходимую глубину промерзания (используется вся их длина) и расположить их на расстоянии два с половиной метра от друг друга, то отношение их будет равно 1=2,5/2,5.
Глядя на таблицу, можно сделать такой вывод, что самое оптимальное расстояние меж стержнями заземлительного контура бывает равно обычно их длине. При увеличенном расстоянии эффективностный прирост будет небольшим при довольно большом объёме работ на земле и расходе материала на проведение соединения стержней шиной.
Для производства глубинных электродов использовать можно любые материалы, имеющие минимальные размеры, указанные в таблице 2.
Следует обратить внимание, что в таблице 2 не присутствует арматуры с так называемым периодическим профилем, которую обычно применяют для выполнения армирования бетона. Стержни такого рода арматуры совершенно не подходят для глубинного заземления, поскольку при вбивании в землю они разрыхляют её возле себя, что ведет к повышению сопротивления.
Таблица 2-рая Минимальные размеры электродов заземляющих с точки зрения механической и коррозионной стойкости
Материал | Поверхность | Профиль | Минимальный размер | |||
Диаметр, мм | Площадь сечения, мм2 | Толщина, мм | Толщина покрытия, мк | |||
Сталь | Черный1 металл без антикоррозионного покрытия | Прямоугольный2 |
| 150 | 5 |
|
Угловой |
| 150 | 5 |
| ||
Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 18 |
|
|
| ||
Круглая проволока для поверхностных электродов4 | 12 |
|
|
| ||
Трубный | 32 |
| 3. |
| ||
Горячего цинкования5 или нержавеющая сталь5,6 | Прямоугольный |
| 90 | 3 | 70 | |
Угловой |
| 90 | 3 | 70 | ||
Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 16 |
|
| 70 | ||
Круглая проволока для поверхностных электродов4 | 10 |
|
| 507 | ||
Трубный | 25 |
| 2 | 55 | ||
В медной оболочке | Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 15 |
|
| 2000 | |
С гальваническим медным покрытием | Круглые стержни для заглублённых электродов3 | 14 |
|
| 100 | |
Медь | Без покрытия5 | Прямоугольный |
| 50 | 2 |
|
Круглый провод Для поверхностных электродов4 |
| 258 |
|
| ||
Трос | 1,8 каждой проволоки | 25 |
| 5 | ||
Трубный | 20 |
| 2 |
| ||
Луженная | Трос | 1,8 каждой проволоки | 25 |
| 5 | |
Оцинкованная | Прямоугольный9 |
| 50 | 2 | 40 | |
1 Срок службы 25-30 лет при скорости коррозии в нормальных грунтах 0,06 мм/год. 2 Прокат или нарезанная полоса со скругленными краями. 3 Заземляющие электроды рассматриваются как заглублённые, когда они установлены на глубине более 0,5 м. 4 Заземляющие электроды рассматриваются как поверхностные, когда они установлены на глубине не более 0,5 м. 5 Может так же использоваться для электродов, уложенных (заделанных) в бетоне. 6 Применяется без покрытия. 7 В случае использования проволоки, изготовленной методом непрерывного горячего цинкования, толщина покрытия в 50 мк принята в соответствии с настоящими техническими возможностями. 8 Если экспериментально доказано, что вероятность повреждения от коррозии и механических воздействий мала, то может использоваться сечение 16 мм2. 9 Нарезанная полоса со скруглёнными краями. | ||||||
5
Но поскольку найти и приобрести их бывает довольно накладно, то зачастую контур заземления изготавливают из стандартного черного уголка из стали 50 на 50 на 5 миллиметров. Соединять уголок вместе следует стальной полосой, чьи размеры не менее 50 на 5 миллиметров. Хомуты оцинкованные для проведения скрепления заземлителей
Осуществление соединения оцинкованного стержня с также оцинкованной полосой с помощью хомута на болтах
С целью соединения контурных стержней с шиной заземления и соединителями используются два способа:
— в случае использования оцинкованного проката можно применять соединение без применения сварки, при помощи обжимных резьбовых хомутов. Причём место соединения обязательно должно быть защищенным от коррозии при помощи антикоррозийного бинта, либо обмазки горячим битумом;
— при применении проката из черной стали без каких-либо покрытий он соединяется с помощью использования дуговой электросварки.
Проведение антикоррозийной обработки соединения на хомутах
Касаемо провода (так называемый защитный проводник), что подключают непосредственно к заземляющей конструкции (то есть к шине заземления), лучше всего применять провод из меди.
Размер минимального сечения заземляющего провода следует выбирать по таблице 3. К примеру, если попросту подключить провод из меди к стальной шине при помощи резьбового оцинкованного соединения, причём соединение находится в распределительной пластиковой коробке, сам же провод скрыт в пластиковой гофре, то такого рода подключение надо считать плохо защищённым от коррозийного воздействия, поскольку оно напрямую контактирует с воздухом. Однако соединение заземлительного контура такого рода и проводника защищено механически, а значит минимально возможное сечение провода из меди будет равным 10 миллиметрам2. Детали по обустройству защитного домового заземления собственноручно приведены в статье под названием «Монтаж контура заземления самостоятельно».
Наличие защиты | Сечение провода мм2 | |
Механически защищенные | Механически незащищённые | |
Защищённые от коррозии | 6 | 16 |
Незащищённые от коррозии | 10 | 25 |
Всего комментариев: 0
| ИСПЫТАНИЕ КОНТЕРПУАЗА Настройте свою установку, но оставьте противовес отключенным. Подключите противовес и отметьте изменения. Если тебе повезет, будет улучшение. Обратите внимание, что противовес был урезан немного длиннее. Если есть улучшения, попробуйте укоротить отрезок проволоки для браслета, который вам нужен. используя, свернув его на короткое расстояние. Если было дальнейшее улучшение в задаче продолжайте удлинение и сокращение, пока не будет достигнута идеальная длина. нашел.Повторите для других полос. При настройке противовеса очень важно, чтобы
противовес очень близко к окончательному установленному месту. Есть и другие способы настройки противовеса. А может и не быть надо заморачиваться. Если вы используете противовес в качестве превентивная мера, обрезка проводов на 1/4 длины волны — хорошее место для Начало. Лучший способ установить противовес — использовать MFJ-931. Купить
один или одолжите, если можете. MFJ-931 представляет собой последовательно настроенную схему,
резонирует практически с любой длиной противовеса или заземляющего провода.Это делает
земля кажется очень низким импедансом на установке, хотя длина не
идеальный. С ‘931 вы можете обойтись всего одним или двумя длинами
проволока для противовеса. | Противовес в качестве превентивной меры Большинство жителей скал (люди, живущие в высоких зданиях с плотной населения) хотят избежать даже намека на проблемы с TVI или RFI.Некоторые из них установлю противовес, воспользуемся хорошими фильтрами нижних частот, Line Изоляторы и любой другой трюк по снижению радиопомех, который они могут придумать. Я думаю, это как говорится в старой поговорке: «Унция предотвращения …….» Тест наземной системы Хорошо, значит, у вас настроена хорошая система заземления, все заземление провода короткие, все контуры заземления сведены к минимуму. Может ли система быть улучшен? Наверное, и вот быстрый и простой способ узнать.Этот тест особенно хорош для проверки радиальных систем на вертикали и грунт. системы на лодках. Во-первых, купите два недорогих рулона алюминиевой фольги шириной 75 футов.
Разверните примерно 8 футов фольги из каждого рулона и положите его на землю. Есть и другие способы выполнить это измерение, помимо поиска
изменения КСВ. Если у вас есть ВЧ амперметр (MFJ-931 имеет один встроенный)
соедините его последовательно с землей станции на передатчике. Использовать
алюминиевую фольгу, описанную выше. Любое изменение ВЧ тока заземления
указывает на неадекватную систему заземления. Метод фольги хорошо работает с вертикальными антеннами. Развернуть купе отрезков фольги для определенной полосы, соедините с основанием вертикальные параллельно радиальной системе. Если КСВ изменяется, радиальный система могла бы использовать некоторые улучшения. Примечание: с улучшенной системой заземления вы можете увидеть рост КСВ. немного. Помните, правильно установленная 1/4 волновая вертикаль с низким Потери I 2 R будут иметь импеданс в точке питания около 30–35 Ом.В Самый низкий КСВ, который вы увидите, если все работает идеально, составляет 1,5: 1. Ловушка Вертикали, конечно, не лучше хорошей полноразмерной вертикали 1/4 волны. Поэтому не удивляйтесь, если КСВ увеличится, поскольку потери на землю уменьшенный. |
В
станция должна испытать то, что когда-либо проблема довела вас до точки
создание противовеса в первую очередь. Какая бы проблема ни была, РФ в лачуге,
укус микрофона, мигающие огни панели на оборудовании, что угодно, у вас все равно будет
проблема. Отметьте серьезность проблемы в некотором количественном отношении, чтобы вы
могу сказать, имеет ли противовес значение.Обратите внимание на показания КСВ, табличка
или выходной ток коллектора транзистора на счетчике буровой установки. Обратите внимание на ALC
чтение.
Если вы собираетесь
Проведите его по плинтусу, именно там он должен находиться во время теста.
Если он будет установлен под ковром, проведите тестирование с противовесом на
верх ковра. Не только расположение противовеса повлияет на его
настройки, у вас будет возможность увидеть, делает ли конкретное место
проблема хуже.В этом случае вы захотите запустить противовес в некоторых
другое направление.
Это экономит много работы и делает противовес
проще спрятать.
образуя угол 90 градусов друг к другу. Скрутите первую ногу фольги в
толстая алюминиевая проволока. Затем скрутите два скрученных конца фольги вместе. Использовать
коротким зажимом или другим способом крепления и соедините фольгу с землей
система.Еще лучше, подключите отрезок заземляющей оплетки и проложите его прямо к
точка на трансматч в лачуге. Измерьте КСВ антенны с помощью и
без заземления фольги. Это не должно иметь никакого значения. Если это
делает, то вам нужна лучшая система заземления. Повторите эту процедуру для каждого
ленты, развернув фольгу так, чтобы она составляла 1/4 длины волны для
группа проходит испытания. Если ваша наземная система работает хорошо, не будет
разница в показаниях КСВ.
Датчик тока MFJ RF должен работать
также и не обязательно размещать последовательно с системами заземления.(PDF) Влияние полусферической неоднородности на характеристики линейной системы заземления
160
Nenad Cvetkovi´c и Predrag Ranˇci´c:
Ссылки
[1] V.
В. Бургсдорф и А.И. Экобс, Zazemlwie ustrostva —
Elektroustanovok.Moskva: Energoatomizdat, 1987.
[2] RJ Heppe, «Ступенчатый потенциал и телесные токи вблизи земли в двухслойной земле», IEEE
Транс. ПА, т. 98, нет. 1. С. 45–59, 1979.
[3] Нигль М. Система заземления в двухслойных грунтах // Электротехника. 81, pp.
333–341, 1998, (на немецком языке).
[4] Дж. Нахман, «Цифровой расчет систем заземления в неоднородном грунте», Архив ф.
ur
Elektrotechnik, вып.62, pp. 19–24, 1980.
[5] PD Ranˇci´c, SZ Ðoki´c, ZP Staji´c, «Вертикальный стержень заземления (VGR) в неоднородной земле
секторного типа», Эл. Письма, т. 30, нет. 19, pp. 1562–1564, Sept.
1994.
[6] P. D. Ranˇci´c, L. V. Stefanovi´c, and Ð. Р. Джорджевич, «Улучшенный анализ системы линейного заземления
в двухслойной земле», IEEE Trans. на Mag., т. 32, нет. 5, pp. 5179–
5187, Sept. 1995.
[7] P. D. Ranˇci´c and Z.
Стайиц П. Пластинчатый заземляющий электрод в неоднородном грунте секторального типа
// Тр. XXII Symp. ЮКО СИГРЭ’95 Раздел II — Линии и сооружения ,,
Врняньцкая Баня, Югославия, 22-27 мая 1995 г., стр. R23–13 / 1–8.
[8] П. Д. Рананч, «Новая концепция для анализа линейных систем заземления», Proc. Четвертый
Внутр. Symp. of Applied Electrostatics, PES ’96, Nis, Югославия, 22-24 мая 1996 г., стр.
103–116, (приглашенный доклад).
[9] Л. Ханнакам и Н.Сакаджи, «Нарушение распределения потенциала в питаемой земле d-c
из-за залежи руды», Архив f¨
ur Elektrotechnik, vol. 68, pp. 57–62,
1985, (на немецком языке).
[10] Э. Бориди, «Решение некоторых проблем с электростатическим потенциалом, связанных со сферическими проводниками
: подход двойной серии», IEEE Trans. по ЭМС, т. 29, нет. 2, pp. 132–140,
1987.
[11] Дж. А. Стрэттон, Электромагнитная теория. Нью-Йорк, Лондон: Mc Grow-Hill Book
Company, 1941, стр.
201–205.
[12] Л. Ханнакам, «Общее решение краевой задачи для сферы путем интегрирования невозмущенного возбуждающего поля», Archiv f¨
ur Elektrotechnik, vol. 54, pp.
187–199, 1971, (на немецком языке).
[13] И. В. Линделл, «Теория электростатических изображений для диэлектрической сферы», Radio Science,
т. 27, нет. 1, pp. 1–8, 1992.
[14] J. C.-E. Стен и И. В. Линделл, «Теория электростатического изображения для диэлектрической сферы
с внутренним источником», Письма в области микроволновой и оптической техники, т.5, вып. 11, pp.
579–602, Oct. 1992.
[15] I. V. Lindell, J. C.-E. Стен и Р. Э. Клейнман, «Теория низкочастотных изображений для диэлектрической сферы
», Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 8, вып. 3,
pp. 295–313, 1994.
[16] К. Рейсс, «Силы и траектории в электромеханической системе шара и точечного заряда
», Archiv fuer Elektrotechnik, vol. 73, стр.
141–151, 1990, (на немецком языке).
[17] ——, «Деформация потенциала точечного заряда сферической неоднородностью материала
», Архив электротехники, т.74, нет. 2. С. 135–144, 1990, (на немецком языке).
[18] Д. М. Велицкович, «Функция Грина сферического тела», Proc. Euro Electromag-
netics, EUROEM ’94, Бордо, Франция, 30 мая — 4 июня 1994 г., стр. THp – 09–04.
Электрооборудование / телефонная связь / Заземление — Заземление — Проходка траншей (заземляющий провод)
Информация по установке
Траншея для заземления
Оценка затрат на рытье траншей для системы заземления — одна из самых сложных областей для оценки, поскольку вы не всегда знаете, какие неожиданные подземные столкновения вас ждут, от обнажения скалы до незарегистрированной инженерной линии.Даже опытные оценщики не уверены в точности своих количественных показателей земляных работ, особенно если им не было предоставлено достаточно информации о месте и почве.
Если вы ведете земляные работы на новом участке, цепные траншеекопатели могут многое сделать за короткое время и адаптироваться к большинству почвенных условий, но они непрактичны для небольших работ. Колокация часто требует значительных усилий по копанию вручную, чтобы избежать заземления соседних арендаторов и электрических систем. Наилучший выбор оборудования зависит от условий почвы, размера траншеи и объема необходимых работ.Не существует единого оборудования, подходящего для любой работы.
Всегда будут проводиться раскопки вручную для обеспечения рабочих зон для термосварки заземляющих стержней и установки испытательных скважин.
Большинство спецификаций требует, чтобы заземляющее кольцо было заглублено на 24–36 дюймов ниже готовой поверхности. Цена по умолчанию $ 3,95 за погонный фут (менее 100 футов) — это средняя цена субподрядчика на выемку, засыпку и уплотнение траншеи размером 6 x 30 дюймов на основе типичной системы заземления колокации в нормальных почвенных условиях.
Это не включает размещение заземляющего провода.
Мы рекомендуем вам связаться с нашими подрядчиками по установке заземления, чтобы получить дополнительную информацию об их услугах, возможностях и опыте.
Заземление устройства со смешанными сигналами | Ежедневная заметка о приложении | ОРЕЛ
Today’s Everyday App Note прибывает из компании Analog Devices, лидера в разработке и производстве аналоговых, смешанных сигналов и интегральных схем DSP.
Пришло время отказаться от вашей возвышенной теории; это примечание к приложению посвящено заземлению.В идеальном мире был бы один метод заземления, чтобы управлять ими всеми, но это не реальность. Из этой заметки по приложению вы узнаете лучшие стратегии заземления приложений со смешанными сигналами.
Для кого это приложение?
Это примечание к приложению было сделано специально для разработчиков цифровых и аналоговых устройств, работающих с устройствами со смешанными сигналами. Оба специалиста имеют свой собственный уникальный взгляд на приложение со смешанными сигналами, поэтому в этом примечании к приложению содержатся общие методы заземления, применимые к обоим мирам.
Почему вам следует прочитать это примечание к приложению?
Заземление может быть простой концепцией, но ее фактическая реализация невероятно сложна и трудна для освоения. В линейных системах заземление служит как обратным путем для тока источника питания, так и опорным для сигналов.
Использование неправильной стратегии заземления для удовлетворения этих двух требований может снизить производительность системы.
Для устройств со смешанными сигналами с аналоговыми и цифровыми соединениями выбор правильной стратегии заземления становится еще более сложной задачей.Независимо от того, работаете ли вы с низкими цифровыми токами или с большими цифровыми токами, для обоих потребуется собственный предпочтительный подход к заземлению. В этом примечании к приложению описано достаточно методов, чтобы удовлетворить оба требования к дизайну.
Какие проблемы решает это приложение?
Уродливая правда в том, что нет универсального метода заземления, который гарантирует 100% работоспособность для любой конструкции. Вместо того, чтобы использовать универсальный подход, это примечание к приложению охватывает различные стратегии заземления, которые позволят вам взять под контроль такие проблемы, как:
- Контроль напряжения заземления и обратного сигнала. Нестандартные напряжения заземления и обратного сигнала, вызванные соединением внешнего сигнала, общими токами или падением ИК-излучения, могут снизить производительность. Используя стратегии надежной изоляции земли, вы сможете контролировать эти паразитные сети.
- Правильное заземление сигналов в аналогово-цифровой среде со смешанными сигналами . ИС со смешанными сигналами включают в себя как аналоговые, так и цифровые контактные площадки, что затрудняет понимание того, какой метод заземления использовать. В этом примечании к приложению рассматриваются различные стратегии для удовлетворения потребностей устройств со смешанными сигналами как с низкими, так и с высокими цифровыми токами.
- Минимизация шума и увеличение дальности действия в высокоскоростных средах . Поддержание высокого динамического диапазона и низкого уровня шума в устройствах со смешанными сигналами требует баланса стратегий высокоскоростного проектирования. В этом примечании к приложению будет рассмотрена правильная маршрутизация сигнала, развязка и заземление, чтобы минимизировать шум и увеличить дальность действия.
Нестандартные напряжения заземления и обратного сигнала, вызванные соединением внешнего сигнала, общими токами или падением ИК-излучения, могут снизить производительность. Используя стратегии надежной изоляции земли, вы сможете контролировать эти паразитные сети. 
Одна из многих стратегий заземления в этой заметке приложения — разделение плоскостей заземления. (Источник изображения)
Пора быть заземленным.Узнайте, как правильно заземлить свои сигналы в устройствах со смешанными сигналами, загрузив это примечание по применению с Analog Devices прямо сейчас!
Введение в шум в схемах и что с этим делать
по
| Д-р Кевин Крейг Профессор машиностроения Университет Хофстра | и | Д-р Эдвард Х. Карри Доцент кафедры инженерии Университет Хофстра |
Сигналы и шум часто встречаются вместе, и важно уметь их различать.Некоторые определяют сигнал как … «то, что мы хотим …», а шум как «… то, чего мы не хотим …».
Хотя это может показаться бесцеремонным различием, между ними есть четкое различие.
Как правило. шум становится известным после того, как система была собрана, и в этом заключается проблема. Чтобы количественно оценить взаимосвязь между сигналом и связанным шумом, отношение сигнал / шум определяется как
SNR = P сигнал / P шум (1)
где P означает мощность.
Однако динамический диапазон сигналов часто довольно велик, SNR часто выражается с помощью десятичного логарифма следующим образом:
Psignal, дБ = 10 log10 (Psignal) (2)
Шум, дБ = 10 log10 (Шум) (3)
Следовательно,
SNRдБ = 10 log (сигнал / шум) (4)
| Рисунок 1: Таблица децибел. |
Поскольку редко, если вообще возможно, полностью устранить шум в системе, SNR является важным показателем качества, характеризующим относительную величину шума, присутствующего в системе. Существует ряд технологий, которые могут помочь в уменьшении шума, но следует иметь в виду, что, вообще говоря, никогда не удаляют полностью весь шум в системе, а скорее сводят к минимуму шум до уровня, при котором, если не приемлемо, по крайней мере, терпимо.
Имея это в виду, мы обращаем внимание на различные методы и технологии, с помощью которых можно вести войну с шумом.
Типичные источники шума
Большой процент источников шума связан с протеканием тока, хотя тепловые эффекты могут привести к возникновению нежелательных потенциалов в диапазоне нано-микровольт. В результате случайного движения электронов, например, резистор 1 кОм производит около 40 мкВ среднего шума в полосе пропускания 100 МГц. Даже диоды с током 1 мА будут производить ток шума 20 пА / Гц.К распространенным источникам шума относятся:
• Импульсные источники питания (SMPS)
• Беспроводные устройства
• Молния и другие электростатические разряды (ESD)
• Колебания линии электропередачи
• Электродвигатели / генераторы / соленоидные приводы
• Компьютеры / Периферийные устройства
• Системы зажигания автомобиля
• Неоновые и люминесцентные лампы и светильники
• Электромагнитное излучение
• Перекрестные помехи
• Колебания магнитного поля
• Высокоскоростные логические схемы
• Цепи высокого напряжения
• Тепловой шум в конденсаторах, резисторах и индукторах.
1 • Механические и твердотельные переключатели, например реле, тумблеры, тиристоры.
• Вентиляторы
• Механические переключатели, клавиатуры, тумблеры, кнопки и т. Д.
Некоторые основные правила снижения шума
Первое правило борьбы с шумом: «… не впускайте его внутрь, в первую очередь …». Как только шум попал в систему, устранить его становится проблематично. Реальность такова, что полностью удалить шум системы может быть невозможно, потому что попытки сделать это фактически могут привести к появлению новых источников шума.Реальность такова, что в конечном итоге можно довольствоваться снижением шума до «приемлемого уровня», то есть до уровня, который существенно не мешает желаемому функционированию системы. К счастью, тщательный дизайн и разумное применение передовых методов могут минимизировать возникновение шума и помочь минимизировать собственный шум в системе, например,
1. Входные сигналы должны подаваться с помощью экранированных кабелей, должным образом заземленных и изолированных от линий электропередач.
и
подключения к электросети.Коаксиальные кабели или любой экранированный кабель, который используется для передачи сигналов, следует заземлять с одного конца,
но не оба, как показано на рисунке 2.
| Рисунок 2: Правильное заземление коаксиального кабеля. |
2. Необходимо тщательно проанализировать источник питания, чтобы убедиться, что его выходное напряжение защищено от прохождения линии
переходные процессы на выходе (ах) источника питания. Это может быть выполнено: а) разумным применением дисковых конденсаторов,
б) фильтрация питающего сетевого напряжения (например,г., с помощью индуктивных дросселей), блок питания, увеличивающий емкость фильтра
выхода и т. д. (Подключите байпасные конденсаторы, например, дисковые конденсаторы типа, показанного на рисунке 3, между источником питания
шины напряжения для каждого компонента и местного заземления.
)
| Рисунок 3: Типичный дисковый конденсатор |
3. Физическая изоляция сигнальных линий от линии и источников питания на основе внимательного отношения к соответствующим цепям заземления
4.Использование «клетки Фарадея» для участков системы, которые особенно чувствительны к изменяющимся во времени электрическим и магнитным полям. Экранировать от статических магнитных полей сложнее, но можно использовать магнитные экранирующие материалы, например, металл μ, магнитную экранирующую пленку (MCF) и т. Д.
| Рис. 4 (а) Маленькая клетка Фарадея | Рисунок 4 (b) Печатная плата клетка Фарадея .. |
.
5. Помимо использования экранированных корпусов, используйте экранированные разъемы, например, разъемы BNC, SMA и типа N, а также экранированные разъемы
.
кабели. ПОМНИТЕ — ЗАЗЕМЛЯЙТЕ ТОЛЬКО ОДИН КОНЕЦ ЭКРАНА. | Рис. 5. Популярные экранированные разъемы. |
6. Правильное обращение с неиспользуемыми аналоговыми и / или цифровыми входами. Обычно все входы либо заземлены, либо подключены к
соответствующее напряжение питания.Неиспользуемые логические входы могут служить чувствительными антеннами и могут вводить импульсы так быстро, что
их может быть трудно обнаружить. Забота о неиспользуемых входах часто достигается с помощью подтягивающих или понижающих резисторов, как показано на рисунке 6.
| Рисунок 7. Подтягивающий резистор необходимо добавить к неиспользуемым входам |
7. Ферритовые бусины, также называемые ферритовыми дросселями, могут быть применены к линиям электропитания постоянного тока для минимизации высокочастотного шума, например.
g., переключение переходных процессов, позволяя беспрепятственно проходить постоянным токам. Ферритовые сердечники часто используются в USB-кабелях и кабелях питания для подавления переходных процессов.
| Рис. 8a: Ферритовый сердечник используется для защиты входа USB и входов питания от переходных процессов. | Рис. 8b: Ферритовые бусины соединены последовательно с линиями питания. |
8.Статические поля и разряд могут вызвать шум и в некоторых случаях разрушить чувствительные твердотельные устройства. Переходные процессы переключения должны быть подавлены. Как показано на Рисунке 9, одиночный импульс может создать широкий спектр шума в окружающей среде
Рис. 9a: Пример импульса 2 мксек с временем нарастания / спада 1 нс. | Рисунок 9b: Спектр импульса, показанный на рисунке 8. |
9. Пути прохождения сигнала должны быть выбраны таким образом, чтобы минимизировать «перекрестные помехи», например индуктивную и / или емкостную связь одного пути сигнала с другим. В этом отношении очень эффективными могут быть адекватное пространственное разделение и, если возможно, экранированные пути прохождения сигнала.
т.е. СОХРАНЯЙТЕ ПИТАНИЕ И СИГНАЛЬНЫЕ ЛИНИИ РАЗДЕЛЕННЫМИ!
10. Как показано красным на рисунке 10, тактовые сигналы богаты гармониками, которые могут попасть в другие части схемы и проявиться в виде шума.Зонд магнитного зонда или обычный зонд, подключенный к широкополосному осциллографу с высоким коэффициентом усиления, можно использовать для «зондирования» цепи при поиске проникновения гармонического шума в другие части системы. Сигнальные тракты, передающие тактовый сигнал, должны быть тщательно экранированы от остальной системы. Линии часового стекла должны быть тщательно экранированы.
| Рис. 10. Тактовые сигналы богаты гармониками. красный — тактовый сигнал синий — гармоники тактового сигнала |
11.Входные сигналы часто подключаются к дифференциальному каскаду усилителя, иногда с единичным усилением, чтобы подавить любые синфазные сигналы. Витая пара также может использоваться на коротких расстояниях и частотах до 400+ МГц, чтобы обеспечить подавление синфазных помех.
| Рисунок 11 (a) Дифференциал операционного усилителя усилитель. | Рисунок 11 (b) Транзисторный дифференциальный усилитель |
12.Если сигналы должны передаваться в незащищенной / неэкранированной среде, можно использовать оптические волокна, как показано на Рисунке 12,
Рис. 12. Волоконно-оптические кабели могут быть очень эффективными при экранировании сигналов от электрических помех |
13. Пристальное внимание к обеспечению надлежащего заземления и предотвращению контуров заземления является критически важным соображением. В идеале заземляющие линии должны состоять из меди с высокой проводимостью.Однако следует иметь в виду, что медь действительно имеет некоторое сопротивление, и любые токи, протекающие по линиям заземления, могут вызвать падение потенциала и привести к так называемому сдвигу заземления, что может фактически привести к тому, что части системы заземления будут иметь разные потенциалы в пределах система. Медная оплетка, хотя и обеспечивает большую гибкость, имеет емкость и индуктивность, которые на достаточно высоких частотах могут значительно снизить эффективность системы заземления
14. Все резисторы имеют некоторую емкость / индуктивность и создают некоторый шум.Все конденсаторы имеют некоторую индуктивность / сопротивление (ESL / ESR), а все катушки индуктивности имеют сопротивление / емкость.
Следовательно, переходные процессы, которые могут содержать очень высокочастотные компоненты, могут создавать помехи для аналоговых и цифровых цепей, когда они сталкиваются с сопротивлением, емкостью или индуктивностями, или их перестановки.
15. Вибрация также может привести к возникновению паразитных сигналов, и ее следует минимизировать для схем, разъемов и т. Д.
16. Температурные градиенты и температура окружающей среды могут вызывать аномальное или другое нежелательное поведение твердотельных устройств в системе, которая может вызвать шум.
17. На рисунке 13 показано использование дросселя (индуктора) для минимизации высокочастотных сигналов от попадания в корпус DIP (Dual-Inline Package) через вывод источника питания. В этом примере конденсатор используется для предотвращения попадания низкочастотного шума, производимого внутри DIP, в соединения цепи питания.
| Рисунок 13: Катушка индуктивности и конденсатор могут использоваться для фильтрации низкочастотного шума на выводе | источника питания DIP.
18.Энергия, накопленная в индукторах, иногда приводит к значительному шуму. Основные правила, которые следует запомнить:
— Ток не может мгновенно измениться в катушке индуктивности
— Напряжение не может мгновенно измениться в конденсаторе
Устройства, активируемые соленоидом, могут быть существенным источником шума и связанных с ними переходных процессов при активации / деактивации. Ток хочет продолжать течь через катушку соленоида, даже когда переключатель разомкнут, и это вызывает скачок напряжения, т.е.д. шум, когда энергия не рассеивается. Диод, установленный, как показано на рисунке 14, должен использоваться для облегчения разряда накопленной энергии. Такие диоды, иногда называемые «демпферами», позволяют рассеивать накопленную энергию при одновременном снижении связанного шума.
Рис. 14. Использование диода для уменьшения шума, возникающего из-за изменений магнитного поля индуктора. |
19.Несколько байпасных конденсаторов различных номиналов, подключенных параллельно от шины питания к земле, могут быть очень эффективными при шунтировании на землю широкого диапазона нежелательных частот. Конденсаторы малой емкости (диапазон пФ) можно использовать для очень высоких частот, в то время как конденсаторы большей емкости можно использовать для фильтрации более низких частот.
20. Цифровые схемы по своей природе подвержены шуму, отчасти из-за быстрого нарастания задействованных логических сигналов, и поэтому особое внимание следует уделять методам заземления и подавлению шума источника питания.
21. Установите единую точку заземления для компонентов системы и, если возможно, не подключайте ее к заземлению, то есть к заземлению линии электропитания.
22. Используйте изолирующие трансформаторы и / оптопары для изоляции генераторов шума от компонентов, чувствительных к шуму.
23. Переключатели, в которых механические части контактируют с другим контактом, часто создают шум в результате отскока контактов до того, как они достигнут стабильного состояния, как показано на рисунке 15.
Эти эффекты могут быть, по крайней мере, минимизированы и, как правило, устранены либо аппаратными средствами, либо программными методами, в зависимости от типа системы и используемых переключающих контактов, например, кнопки, тумблера, герконов и т. Д. Иногда особенно используются ртутные контакты. если включаются / выключаются большие токи. Однако твердотельные переключатели в значительной степени заменили ртутные переключатели. Отладка программного обеспечения выполняется путем введения задержки после первого переключения переключения, достаточной для того, чтобы позволить всем последующим «дребезгам» закончиться, прежде чем сигнализировать о переходе переключателя в стабильное состояние.
| Рисунок 15: Пример дребезга переключающего контакта |
Рисунок 16: Пример аналоговой схемы устранения дребезга. С использованием гистерезиса триггера Шмитта | Рисунок 17: Пример цифровой схемы устранения дребезга. С использованием схемы памяти |
Контроль шума важен, чтобы избежать модификации сигнала путем добавления / вычитания «информации» из сигнала.Шум может быть непрерывным или временным по своей природе и создаваться радиочастотными сигналами (RFI), электродвигателями и генераторами в зоне действия (EMI), излучением флуоресцентных ламп, неправильным заземлением, сигналами в одной части цепи, попадающими в другую часть. цепь (перекрестные помехи), неправильное заземление сигнальных экранов, контуров заземления, переходные процессы в линии / коммутации, статический разряд, молнии, атмосферные переходные процессы и т. д. Силовые кабели хорошо известны тем, что вносят 60-цикловый шум, иногда называемый 60-цикловым шумом. , в чувствительные части цепей и сигнальных линий.Следует также отметить, что шум может возникать в правильно спроектированной цепи, не имеющей достаточного экранирования.
Простые компоненты, такие как катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы, не являются «чистыми» устройствами, которыми они часто считаются, и на самом деле могут вносить вклад в производство шума, например, резисторы являются известными генераторами теплового шума (обычно микровольт шума на 1 вольт). приложенное напряжение для полосы пропускания 1 МГц), катушки индуктивности могут служить виртуальной обмоткой трансформатора и т. д.Компоненты, которые не были разработаны с учетом минимизации шума, могут оказаться источниками шума при интеграции в систему.
Односторонние и дифференциальные методы измерения
Электрический потенциал, измеряемый в вольтах, определяется путем сравнения с опорным потенциалом, который часто принимается равным нулю вольт и упоминается как «земля». При измерении потенциала постоянного или переменного тока используются два основных метода.
Несимметричные измерения выполняются относительно земли, а дифференциальные — путем измерения разности потенциалов между двумя произвольными точками.
нигде из которых заземлены.
| Рисунок 18: Пример дифференциального измерения при наличии синфазного шума. |
| Рисунок 19: Пример дифференциального измерения при наличии произвольного шума. |
Дифференциальные входы обеспечивают более стабильные показания при наличии электромагнитных или радиочастотных помех, поэтому рекомендуется использовать дифференциальную обработку сигналов, когда обычно возникают проблемы с шумом.Это особенно верно при измерении входов термопар, тензодатчиков и датчиков давления мостового типа. входы, так как они производят очень слабые сигналы, которые очень чувствительны к шуму. Несимметричные входы дешевле и обеспечивают вдвое большее количество входов для соединителя такого же размера, поскольку для них требуется только один аналоговый вход HIGH (+) на канал и один LLGND (-), общий для всех входов.
Для дифференциальных входов требуются входы HIGH и LOW для каждого канала и один общий общий LLGND.Несимметричные входы экономят место на разъемах, сокращают расходы и упрощают установку.
Список литературы
[1] Уитлок, Билл. Понимание, обнаружение и устранение контуров заземления
Электрическое заземление и соединение согласно NEC
Понимание правильного проектирования и конструкции заземления и соединения имеет решающее значение для правильной работы электрической системы и безопасности персонала
Цели обучения
- Изучите правильную терминологию по электрическому заземлению.
- Ознакомьтесь с требованиями Национального электрического кодекса по заземлению и заземлению для глухозаземленных низковольтных систем переменного тока (ниже 1000 вольт).
- Предотвращение общих ошибок при проектировании и строительстве при заземлении и подключении.
Электрическое заземление и соединение — одна из многих неправильно понятых тем для обсуждения в сфере проектирования и строительства.
Есть две основные причины для понимания заземления и применения правильной конструкции для заземления и соединения: безопасность и правильная работа чувствительного электронного оборудования.
NFPA 70: Статья 250 Национального электротехнического кодекса охватывает минимальные требования к заземлению и заземлению, и, хотя NEC перечисляет требования, которые необходимо соблюдать, ее не следует воспринимать как руководство по проектированию. Некоторые обсуждаемые термины и требования могут быть верными для европейских стандартов, однако цель этой статьи — разъяснить конструкцию заземления и соединения, применяемую в Соединенных Штатах.
Требования к заземлению
Статья 250 является сложной частью NEC и охватывает множество различных типов систем: заземленные системы (менее 50 вольт, от 50 до 1000 вольт и более 1000 вольт), незаземленные системы, системы более 1000 вольт, системы с заземленной нейтралью через полное сопротивление. , системы постоянного тока, отдельно производные системы и заземление приборов и счетчиков / реле. Цель этой статьи — обсудить требования к надежно заземленным электрическим системам переменного тока с напряжением менее 1000 вольт.
Рисунок 1: На рисунке системы заземления показано соединение от электросети к нагрузке. Предоставлено: CDM Smith
Заземление и заземление являются важными и обязательными для NEC, поскольку при правильном выполнении они защитят персонал от опасности поражения электрическим током и обеспечат работу электрической системы. Эти практики выполняют следующие функции:
- Обеспечивает устойчивость корпусов оборудования и других обычных металлических деталей и, следовательно, их безопасность при прикосновении.
- Ограничивает непреднамеренное напряжение в электрической системе, вызванное молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями высокого напряжения.
- Связывает электрическое оборудование вместе, чтобы установить путь с низким сопротивлением (эффективный путь тока замыкания на землю) от места повреждения до источника питания, чтобы облегчить работу устройств максимального тока.
- Устанавливает стабильное напряжение относительно земли во время работы, включая короткие замыкания.
- Не дает электромагнитным помехам вызывать неправильную работу.
- Предотвращает появление нежелательного тока.
Требования к заземлению и склеиванию начинаются со службы. NEC требует, чтобы заземленный провод (ы) был проложен вместе с незаземленными проводниками к оборудованию служебного входа, и он должен подключаться к клемме заземленного проводника (ов) или к шине. Заземленный рабочий провод необходимо подключать к заземляющему проводу электрода при каждом обслуживании. Основная перемычка заземления должна подключать заземленный провод к заземляющим проводам оборудования и корпусу служебного входа через клемму заземленного проводника или шину.
GEC должен использоваться для подключения EGC, корпусов сервисного оборудования и, где система заземлена, заземленного рабочего проводника к заземляющим электродам. На рисунке 1 показаны соединения системы заземления.
Рисунок 2: Расстояние между стержнями заземления показано на этих рисунках. Предоставлено: CDM Smith
Минимальные сечения заземленного проводника, EGC и GEC определяются на основе таблицы 250.102 (C) (1), таблицы 250.122 и таблицы 250.66 NEC соответственно.Размеры основных соединительных перемычек, соединительных перемычек на стороне питания и системных соединительных перемычек также можно выбрать из Таблицы 250.102 (C) (1).
Хотя заземленный провод подключается на стороне питания, он не должен подключаться к EGC или повторно подключаться к заземлению на стороне нагрузки средств отключения обслуживания, за исключением случаев, разрешенных в статье 250.142 (B) NEC 2017 года.
Распространенные ошибки
Есть несколько ошибок, которые обычно наблюдаются при проектировании или во время строительства из-за непонимания или неправильного представления о заземлении, соединении и Статье 250 NEC.Вот несколько наиболее часто встречающихся ошибок:
Ошибка 1: Использование неправильных таблиц для EGC, заземленного проводника или GEC.
Методы определения размеров, подробно описанные в NEC, являются минимальными требованиями и могут не соответствовать объему и размеру проекта. Большие доступные токи короткого замыкания могут потребовать большего сечения проводов, чем минимальные требования NEC.
Размер EGC должен соответствовать таблице 250.122. Полноразмерный EGC необходим для предотвращения перегрузки и возможного перегорания проводника в случае замыкания на землю вдоль одной из параллельных ветвей.EGC имеет размеры в соответствии с таблицей 250.122 на основе номинальных характеристик устройства защиты от сверхтоков на входе, которое защищает проводники, проложенные с EGC.
Однако размеры EGC в таблице 250.122 не учитывают падение напряжения. Следовательно, размеры незаземленных проводов должны быть определены с учетом падения напряжения, и согласно 250,122 (B) размер EGC должен увеличиваться пропорционально увеличенному диаметру незаземленных проводов. Например, для автоматического выключателя ответвления на 480 В с номиналом 150 ампер EGC должен иметь размер 6 AWG для меди или 4 AWG для алюминия для падения напряжения не более 3%.
Заземленный провод в рабочем состоянии должен иметь размер в соответствии с таблицей 250.102 (C) (1), исходя из размера самого большого незаземленного проводника или эквивалентной площади для параллельных проводов. Эту таблицу также можно использовать для определения размеров основной перемычки заземления, перемычки подключения системы и перемычки подключения на стороне питания для систем переменного тока. Как указано в примечаниях к Таблице 250.102 (C) (1), для незаземленных проводников сечением более 1100 тыс. Куб. М меди или алюминия 1,750 тыс. Куб.5% площади самого большого незаземленного проводника питания или эквивалентная площадь для параллельных проводов питания. Если незаземленные проводники устанавливаются параллельно в двух или более наборах, заземленный провод также должен быть установлен параллельно.
Для параллельных комплектов эквивалентный размер самого большого незаземленного проводника (ов) питания должен определяться по наибольшей сумме площадей соответствующих проводов каждого комплекта. Например, с учетом того, что электрическая сеть обеспечивается пятью комплектами медных проводов по 500 тыс. Куб. М, заземленный провод, требуемый в каждом наборе, должен быть из расчета 350 тыс. Куб. М меди.Общая эквивалентная площадь параллельных проводов питания в каждом наборе составляет 2 500 тыс. Куб. М (пять раз по 500 тыс. Куб. М при пяти параллельных незаземленных проводниках). Поскольку эквивалентная площадь для меди превышает 1100 км / мил, заземленный провод (ы) должен иметь площадь не менее 12,5%. Это площадь примерно 312,5 тыс. Куб. М, что, согласно таблице 8 главы 9 в NEC от 2017 года, составляет 350 тыс. Куб. М меди.
Рисунок 3: Здесь сравнивается отдельно производная система (справа) с неотдельно производной системой.Предоставлено: CDM Smith
Размер GEC должен соответствовать таблице 250.66. Примечания в нижней части таблицы 250.66 необходимо учитывать, если имеется несколько служебных входных проводников или нет служебных входных проводников. Учитывая количество служебных входных проводников, размер определяется либо по самому большому незаземленному служебному входному проводнику, либо по эквивалентной площади для параллельных проводов. Размер GEC также зависит от материала проводника и его подключения к электродам, указанным в статье 250.66 (А) — (С). Разрешенные материалы: медь, алюминий, алюминий с медным покрытием и предметы, разрешенные статьей 250.68 (C).
Например, учитывая, что электрическая сеть обслуживается одним комплектом медных проводов 500 тыс. Куб. М, GEC в соответствии с таблицей 250.66 должен быть из меди 1/0 AWG. Место для установки GEC находится в служебных помещениях, в каждом здании или сооружении, где питание осуществляется от фидера (-ов) или ответвительной (-ых) цепи (-ей) или в отдельно производной системе.
Повторюсь, GEC — это соединение заземленного проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой в системе заземляющих электродов.Это приводит к ошибке № 2, ошибкам в системе заземляющих электродов, что обычно наблюдается при проектировании и строительстве.
Ошибка 2: Соответствие только минимальным требованиям NEC для системы заземляющих электродов, которые могут не соответствовать объему проекта.
Система заземляющих электродов состоит из заземляющих электродов, которые имеются в каждом обслуживаемом здании или сооружении, которые соединены вместе. Пункты, которые квалифицируются как заземляющий электрод, подробно описаны в статье 250.52, который включает в себя электрод в бетонном корпусе, заземляющее кольцо, окружающее здание или конструкцию, стержневые и трубчатые электроды, пластинчатые электроды и другие перечисленные электроды. NEC детализирует минимальные требования, но не обязательно требования к проектированию или строительству, которые допускают функциональную систему в зависимости от объема проекта.
Это часто встречающиеся проблемы в системе заземляющих электродов, которая соответствует требованиям NEC, но не соответствует объему проекта:
- Не устанавливается третий заземляющий электрод.Для NEC требуется как минимум два заземляющих электрода, если только один электрод не имеет сопротивления земли менее 25 Ом. Однако обычно в строительстве сопротивление заземления не измеряется повторно после установки дополнительного заземляющего электрода. Следовательно, сопротивление заземления 25 Ом не подтверждено как соблюденное. Согласно NEC, два электрода будут соответствовать нормам, но это не гарантирует низкого сопротивления электрода относительно земли. Использование заземляющего кольца с несколькими заземляющими электродами считается лучшей практикой для обеспечения низкого сопротивления.Кроме того, спецификации должны также требовать, чтобы измерения сопротивления заземления проводились после установки системы заземляющих электродов, чтобы определить, требуются ли дополнительные электроды.
- Допускается сопротивление заземления 25 Ом, потому что это разрешено кодексом.
- Установка заземляющих электродов (в частности, стержней) на расстоянии 6 футов друг от друга, поскольку это минимальное расстояние, требуемое по нормам.
- Каждый заземляющий стержень имеет свою зону воздействия, как показано на Рисунке 2.Оптимальное расстояние между стержнями должно быть в два раза больше длины стержня заземления. Когда зоны перекрываются, общее сопротивление каждого стержня увеличивается, что снижает эффективность системы заземления.
При проектировании и установке систем заземляющих электродов необходимо учитывать множество факторов. Это:
- Размер услуги.
- Типы подключаемых нагрузок.
- Почвы: на удельное сопротивление влияют соль, влажность, температура и глубина.
Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, некоторые из передовых практик, применяемых в отрасли, включают использование заземляющих колец вокруг зданий, заземляющих треугольников для небольших служб, экзотермических сварных швов для скрытых или скрытых соединений и заземляющих стержней, а также установку наземных испытательных / инспекционных колодцев, которые обеспечить легкий доступ для проверки сопротивления заземления.
Рисунок 4: Главный выключатель служебного входа с четырехпроводной нагрузкой. Сторона линии находится вверху с белыми нейтральными проводниками, а сторона нагрузки — внизу с серыми нейтральными проводниками.Предоставлено: CDM Smith
Ошибка 3: Подключение заземленного проводника (нейтрали) к шине заземления в нескольких местах.
Согласно Статье 250.142, соединение нейтрали с землей допускается на стороне питания или внутри корпуса средства отключения сети переменного тока. Это соединение также разрешено в отдельно производных системах. Если заземленный провод снова заземляется на стороне нагрузки службы, соединение между заземленным проводом и EGC на стороне нагрузки службы помещает EGC в путь параллельной цепи с заземленным проводом.
Другая проблема, которая может возникнуть из-за нескольких мест подключения, — это риск отключения заземленного проводника на линии обслуживания. Это может привести к тому, что EGC и все подключенные к нему токопроводящие части будут под напряжением, потому что токопроводящий путь обратно к источнику, который обычно позволяет сработать устройству максимального тока, не подключен. В этом случае потенциал заземления любых открытых металлических частей может быть повышен до линейного напряжения, что может привести к возникновению дуги и серьезному поражению электрическим током.
Ошибка 4: Заземление и схема соединения для отдельно производных систем.
Одной из распространенных ошибок при проектировании заземления и соединения является заземление генераторов и определение того, используется ли трех- или четырехполюсный автоматический переключатель резерва с четырехпроводной системой питания. Заземление отдельно выделенной системы подробно описано в статье 250.30. Ошибка в конструкции заземления и соединения для отдельно производных систем проистекает из понимания определения отдельно производной системы.Как показано на рисунке 3, система считается производной отдельно, если система не имеет прямого электрического соединения с заземленным проводом (нейтралью) другой системы питания, кроме как через провод заземления и заземления оборудования.
Генератор также требует прямого заземления, если он считается отдельно производной системой, как показано ниже. Если используется четырехполюсный АВР и переключается нейтраль, генератор или вторичный резервный источник становится отдельно производной системой.Следует отметить, что трехполюсный АВР может использоваться с четырехпроводным генератором, а также считаться отдельно производной системой, если система распределения электроэнергии является трехпроводной. В этой ситуации нейтраль генератора будет подключена к земле, но заземленный (нейтральный) провод не будет подключен к АВР.
Рисунок 5: Это трансформатор, соединенный треугольником, со стороной высокого напряжения, входящей снизу, и вторичной обмотки, выходящей сверху. Как показано, заземленный провод (нейтраль) заземлен на трансформаторе.Предоставлено: CDM Smith
Определения заземления и соединения
NFPA 70 содержит множество требований: Статья 250 Национального электротехнического кодекса. Распространенная причина путаницы в основном связана с непониманием правильных определений. Следовательно, первым шагом к пониманию статьи 250 является понимание терминологии в рамках NEC. Ниже приведены некоторые термины, взятые из статьи 100 NEC издания 2017 г., и пояснения к упомянутым терминам.
Соединение (соединение): Соединяется для обеспечения непрерывности и электропроводности.Не следует путать соединение с заземлением. Два элемента оборудования, соединенные вместе, не обязательно означают, что оба элемента оборудования заземлены. Однако это гарантирует, что металлические части подключенного оборудования могут образовывать токопроводящий путь для непрерывности электрической цепи.
Связывающая перемычка, сторона питания: Проводник, устанавливаемый на стороне питания службы или внутри корпуса (ей) служебного оборудования или для отдельно выделенной системы, которая обеспечивает требуемую электрическую проводимость между металлическими частями, которые должны быть электрически соединены.
Соединительная перемычка, система: Соединение между заземленным проводом цепи и соединительной перемычкой на стороне питания или заземляющим проводом оборудования, или обоими, в отдельно выделенной системе.
Соединительный провод или перемычка: Надежный проводник, обеспечивающий необходимую электрическую проводимость между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.
Соединительная перемычка, основная: Соединение между заземленным проводом цепи и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.
Эффективная цепь тока замыкания на землю: Специально сконструированная электрически проводящая цепь с низким импедансом, спроектированная и предназначенная для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки до источника электропитания, что облегчает срабатывание устройства защиты от сверхтока или датчиков замыкания на землю. Земля не считается эффективной цепью тока замыкания на землю.
Заземляющий провод оборудования: Проводящий путь (пути), который обеспечивает путь тока замыкания на землю и соединяет обычно не токоведущие металлические части оборудования вместе и с заземленным проводом системы, или с проводом заземляющего электрода, или с обоими.
Земля: Земля.
Заземленный провод: Система или провод цепи, который намеренно заземлен (т.е. нейтральный провод).
Заземляющий электрод: Проводящий объект, через который устанавливается прямое соединение с землей. Обычные заземляющие электроды включают стержни, пластины, трубы, заземляющие кольца, металлические опорные конструкции в земле и электроды в бетонном корпусе. Все заземляющие электроды в каждом здании или сооружении должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов.
Провод заземляющего электрода: Проводник, используемый для подключения заземляющего проводника системы или оборудования к заземляющему электроду или к точке в системе заземляющих электродов.
Путь тока замыкания на землю: Токопроводящий путь от точки замыкания на землю в системе электропроводки через обычно нетоковедущие проводники, оборудование или землю до источника электропитания. Примерами путей тока замыкания на землю являются любые комбинации заземляющих проводов оборудования, металлических кабельных каналов и электрического оборудования.
Заземление (заземление): Подключено (подключается) к заземлению или к проводящему телу, расширяющему заземляющее соединение. Заземление не следует путать с заземлением. Оборудование может быть соединено вместе, но оно не считается заземленным, если оно не подключено обратно к земле.
Заземлен, прочно: Заземлен без подключения резистора или устройства импеданса.
Нейтральный проводник: Проводник, подключенный к нейтральной точке системы, которая предназначена для проведения тока в нормальных условиях.
Нейтральная точка: Общая точка соединения звезды в многофазной системе или средняя точка в однофазной, трехпроводной системе или средняя точка однофазной части трехфазной системы треугольником или средняя точка трехпроводная система постоянного тока.
Услуга: Проводники и оборудование для подачи электрической энергии от обслуживающего предприятия в систему электропроводки обслуживаемого помещения.
Сервисное оборудование: Необходимое оборудование, обычно состоящее из автоматического выключателя или переключателя, плавких предохранителей и их принадлежностей, расположенное рядом с точкой входа питающих проводов в здание, другое сооружение или иным образом определенную зону и предназначенное для использования в качестве основного контроль и средства отключения питания.
Bender Inc. объявляет о последних достижениях в технологии заземления энергосистем — Bender-en
Exton, PA, 4 марта 2020 г. — Компания Bender с гордостью представляет новейшую технологию, расширяющую существующую линейку мониторов с заземляющим резистором нейтрали — NGRM500. NGRM500 — это защитное реле, обеспечивающее лучшую в отрасли защиту и повышенную безопасность заземленных трансформаторов и генераторов с высоким сопротивлением. Это новое достижение в технологии NGR следует за NGRM700, выпущенным на рынок в 2017 году.
NGRM500 обнаруживает отказ резистора заземления нейтрали (NGR) и замыкания на землю путем измерения тока через NGR, напряжения между нейтралью системы и землей, сопротивления NGR и его соединения между нейтралью системы и землей. NGR контролируется независимо от того, находится ли энергосистема под напряжением или отключена, а также при наличии или отсутствии замыкания на землю.
Устройство оснащено встроенным веб-сервером, Modbus TCP / IP и Modbus RTU, а также человеко-машинным интерфейсом (HMI) для локального измерения и простого программирования.
Преимущества NGRM500 для заказчиков:
- Повышенная безопасность с контролем заземления
- Защита / обнаружение замыканий на землю переменного / постоянного тока для надлежащего контроля нелинейных нагрузок, таких как преобразователи частоты вращения
- Профилактическое обслуживание в результате чувствительных уровней обнаружения тока заземления
- Упрощенная конструкция — Управляет импульсным контактором в импульсных системах HRG
- Компактное крепление на DIN-рейку позволяет легко устанавливать в небольшие панели управления, устраняя необходимость проводки к дверце панели
Производственные единицы NGRM500 уже доступны.