Заземление виды заземления: Что такое заземление. Виды заземления | Полезные статьи

Содержание

Назначение и виды заземлений. Сопротивление заземлителя при стационарном токе и токе молнии



из «Заземления в установках высокого напряжения »

Заземлением какой-либо части электрической установки называется преднамеренное соединение ее с заземляющим устройством с целью сохранения на ней.достаточно низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или ее элементов в выбранном для них режиме. [c.5]
Различают три вида заземлений рабочее заземление, защитное заземление для безопасности людей и заземление грозозащиты оборудования установки. [c.5]
К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое или через дугогасящий реактор для гашения дуги замыкания на землю, трансформаторов напряжения, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи и заземление фазы при использовании земли в качестве рабочего провода. [c.5]
Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности в первую очередь людей, обслуживающих электрическую установку, путем заземления металлических частей установки, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при перекрытии или пробое изоляции. [c.5]
Заземление грозозащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и молниеотводов (стержневых или тросовых). [c.5]
Рабочее и защитное заземления должны выполнять свое назначение в течение всего года, тогда как заземление грозозащиты— лишь в грозовой сезон. [c.5]
Для осуществления любого вида заземления требуется заземляющее устройство, состоящее из заземлителя, располагаемого в земле, и заземляющего проводника, соединяющего заземляемый элемент установки с зазем-лителем. [c.5]
Заземлитель может состоять из одного или многих вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется значением сопротивления от поверхности за-землителя до уровня нулевого потенциала, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току. Сопротивление заземлителя определяется отношением потенциала на заземлителе к стекающему с него току. [c.6]
В качестве электродов заземлителя обычно используются как вертикальные стержни, так и горизонтальные полосы, которые могут иметь большую длину. Наиболее просто рассчитывается сопротивление заземлителя полушаро вой формы. Предположим, что такой заземлитель присоединен к баку трансформатора и отводит в землю ток частоты 50 Гц в случае перекрытия или пробоя изоляции (рис. 1-1). [c.6]
При этом пренебрегаем незначительным искажением поля заземлителя из-за ответвления тока в сопротивление тела человека и сопротивление растекания его ступней. [c.7]
В общем случае схема замещения заземлителя некоторой длины I при импульсном токе состоит из распределенных параметров проводимости g, индуктивности L, активного продольного сопротивления г и емкости С относительно земли, т. е. емкости электрода относительно уровня нулевого потенциала [2]. Активное продольное сопротивление электродов обычно много меньше сопротивления заземлителя и потому практически не играет роли. Для наиболее часто встречающихся грунтов с удельным сопротивлением р 2500 Ом-м емкостные токи малы по сравнению с токами проводимости. В этом случае схема замещения заземлителя длиной I при импульсном токе может состоять только из индуктивностей L и проводимостей g на единицу длины рис. 1-2). [c.8]
Для расчета грозозащиты основное значение имеет сопротивление заземлителя в момент времени максимума импульса тока молнии, приближенно принимаемого за длительность фронта импульса Тф. [c.9]
Если гф2 7 , то к интересующему нас моменту времени переходный процесс в заземлителе закончится и заземлитель будет обладать сопротивлением заземления стационарного режима R. Если же, напротив, Тф соизмеримо с Г, то в момент максимума тока импульсное сопротивление заземлителя z R. [c.9]
Заземлитель длиной 1, индуктивность которого не играет существенной роли при данном грунте и длительности фронта импульса, принято называть сосредоточенным, если же индуктивность приводит к увеличению его сопротивления, то протяженным. [c.9]
В грунтах с большим р (2500 Ом-м и более) оказывает влияние и емкость заземлителя С, уменьшающая импульсное сопротивление заземлителя, в особенности при малых Тф. Ошибка в расчете сопротивления заземлителя при импульсном токе из-за того, что не учитывается емкость, составляет около 10% в грунте с удельным сопротивлением р=2500 Ом-м при тф 2 мкс и в грунте с р=5000 Ом-м — при Тф ь 3,5 мкс. [c.9]
Для определения расчетного времени, при котором можно не учитывать емкость заземлителя, выведена формула (8-26). [c.9]
Принято различать стационарное сопротивление R, характерное для рабочих и защитных заземлений, отводящих ток 50 Гц, когда индуктивность, емкость, а также искровые процессы в земле не имеют существенного значения, и импульсное сопротивление заземлителя Zn, характерное для заземли-телей грозозащиты, которое определяется как импульсным характером тока, так и физико-химическими процессами и иекрообразованием в грунте. [c.10]
Таким образом, удельное сопротивление грунта сильно зависит от его химического состава и влажности [4—6]. [c.11]
Влажность грунта зависит не только от количества осадков и близости грунтовых вод, но и от структуры грунта. На рис. 1-3 приводится разрез грунта, из которого видны его структура и размещение в нем воды. [c.11]

Вернуться к основной статье

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

Поделиться ссылкой:

Похожее

Устройство заземления. Статьи компании ««Фриз-Холод»»

Любой электрифицируемый объект должен иметь правильно организованную защиту электробезопасности. Такую систему позволяет создать защитное заземление. Оно отличается соединением элементов электрооборудования с устройством заземления.

Предназначение заземления состоит в недопущении влияния тока на пользователей и отводе напряжения с корпуса электрооборудования на землю. Заземление снижает потенциал между землей и электроточкой. Таким образом, минимизируется сила тока и поражение при взаимодействии с электроприборами, в которых случился пробой.

Особенности эксплуатации

Создание правильной заземляющей системы призвано решить следующие принципы:

  • Организация защиты от индукционных токов. Они могут проявляться из-за удара молнии. Причем создается электростатическая и электромагнитная индукция.
  • Создание электроцепи с низким сопротивлением при замыкании. Ток легко проходит по такой магистрали. Обеспечивается безопасность для пользователей. Если человек случайно дотронется до прибора во время пробития корпуса, не будет потенциально опасного напряжения.

Защитное заземление используется в электрической сети с напряжением:

  1. Более 1 кВт. Допустимы все режимы точек обмоток источника питания переменного/постоянного тока.
  2. Меньше 1 кВт:
  • с постоянным током 2 проводников, когда есть изоляция обмотки источника тока;
  • с переменным током двух 1-фазных проводников с изоляцией от земли, и
  • с переменным током трех 3-фазных проводников с изолированием нейтрали.

Функциональность системы заземления будет на высоком уровне только при сети с изолированной нейтралью.

Виды заземлителей

В организации рабочего или защитного заземления применяют такие элементы как заземлители. Есть два вида:

  • Искусственные – это конструкции из неокрашенного металла. Иногда с целью защиты от коррозии применяют защитные составы, которые не ухудшают способность проводить ток. Как пример искусственного заземления можно назвать особый токопроводящий бетон.

  • Естественные – различные токопроводящие конструктивные элементы объекта и коммуникаций. Они обязательно соприкасаются с землей. Запрещено использовать как естественный заземлитель конструкции магистрали, которые могут взорваться или загореться. К примеру, газовую трубу.

При эксплуатации искусственных заземлителей важно помнить, что нужны будут прутья/пластины из металла для создания металлосвязи. Это когда верхние концы заземлителей соединяют сваркой в один элемент. Его заводят прямо в дом с помощью шины заземления, которая обеспечивает жесткость и цельность контура.

Нейтраль – что это?

Это защитный нулевой проводник. Он соединяет друг с другом нейтрали электрических установок в 3-фазных сетях.

Снижающая подстанция с трансформаторной установкой имеет собственный корпус заземления. Он включает в себя шину из стали и пруты, которые особым образом размещены в земле. От подстанции к источникам потребления в электрический щиток прокладывают 4-жильный кабель.

Когда надо получить питание от 3-фазной цепи, то должны быть подсоединение все 4 жилы. Если к ним подключена разная нагрузка, то нейтраль смещается. Для того, чтобы этого не допустить, применяется нулевой проводник. Благодаря нему нагрузка распределяется одинаково на все фазы. 

Проводники PE и PEN – что это?

PEN проводник совмещает функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника. он проходит от подстанции и у потребителя делится на N и PE проводники.

PE представляет собой защитное заземление. Он применяется, к примеру, в розетках с заземлением. Такой проводник используется для техники с напряжением меньше 1 кВт.

Такое заземлением отвечает за постоянное соединение наружных и открытых деталей. В результате ток стекает на землю.

PEN проводник нашел свое применение при эксплуатации системы типа TN-C.

Виды систем искусственного заземления

Разновидности заземления

S

Раздельное применение проводов

C

Объединение функций нулевого и функционального защитного провода

I

Изоляция

N

Подключение проводника к нейтрали

N

Заземление

Существуют следующие искусственные виды заземления:

  • IT;
  • TT;
  • TNC-S;
  • TN-C;
  • TN-S.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

Они предполагают наличие глухо заземленной нейтрали и подключение к ней всех элементов сети, которые проводят энергию. Подсоединение осуществляют с применением нулевых проводников.

Корпуса и щиты оборудования, электрические шкафы подключают к PEN проводнику. Это обеспечивает короткое замыкание при пробитии корпуса. В итоге защитные автоматы обесточивают электросеть, которая идет на проблемный участок. Тем самым предупреждается поражение током людей.

TT

Система обеспечивает высокий уровень безопасности и подходит для электрических станций с минимальным техническим состоянием. К примеру, там, где есть оголенные провода, в электрических установках на закрепленных опорах либо открытом воздухе.

Монтируется система по схеме 4 проводников:

  • ноль совмещает функции защитного и рабочего проводников;
  • 3 фазы, которые подают напряжение и смещаются между собой под углом 120 градусов.

Система выделяется защитой от короткого замыкания, высокой стойкостью к деформации провода и возможностью эксплуатации на электрических установках высокого напряжения.

К минусам относится невозможность отслеживать фазы короткого замыкания и сложная организация защиты от молний.

TN-S

Она оснащена двумя нулевыми проводами – один выступает как защита, другой как нейтральный проводник, который подключен к глухо заземленной нейтрали. Это самая эффективная и безопасная система. Принцип работы заключается в применении только ноля и одну фазу для подачи рабочего напряжения. Разводку выполняют 3-жильным проводом, одну жилу используют как ноль и подсоединяют к вводному проводу.

TN-C

В PEN проводник объединены нулевой и защитный проводники на протяжении всей системы. Плюсом такой системы считается легкий монтаж. Не нужно особых денежных затрат и усилий, установленных воздушных и кабельных линий. Но есть и минусы. Может появиться линейное напряжение на корпусе электроустановки при обрыве цепи. Есть большой риск получения удара током и потери заземления при повреждении токопроводящего устройства. Система может защитить лишь от короткого замыкания.

TN-C-S

Это комбинированная система, в которой проводники PE и N на выходе от источника питания соединение в едином проводнике. На входе в объект присоединяют защитный PE проводник. В своде ПУЭ прописано, что для частного дома рекомендуется в качестве основной именно эта система. Она надежнее и проще в организации.

Системы с изолированной нейтралью

3-фазная система используется в процессе передачи и распределения тока на потребителей. Это позволяет организовать равномерное симметричное распределение нагрузки. Система формирует режим, который предполагает применение генераторов и трансформаторной будки. У их нейтрали нет заземляющей защиты.

Изолированная нейтраль используется при соединении вторичных обмоток трансформаторов при отсутствии питания при авариях и по схеме треугольника. Это замещающая сеть. Изолированная нейтраль помогает пробивать изоляционное покрытие при замыкании и образованию замыкания на других фазах.

IT

Система отвечает за заземление через высокий уровень сопротивления. Она имеет нейтраль. Наружные элементы из материалов, которые проводят ток, заземляются. Преимуществами считаются маленькие показатели утечки тока при однофазном коротком замыкании. Установка с такой системой способна работать долго даже при авариях. Между потенциалами нет разности.

Однако защита не сработает при замыкании на землю. Повышается риск поражения током при контакте со второй фазой установки.

Расчет значений главных элементов заземления

Подробные расчеты помогают спроектировать чертеж заземления объекта. Устройство, которое смонтировано согласно расчетным данным заземления, помогает обеспечить максимально эффективную эксплуатацию всей защиты.

В основе вычислений лежат допустимые значения прикосновения и напряжении шага. На этом основании высчитывается количество и размер заземлителей и принцип их организации.

Расчеты делают, основываясь на следующих данных:

  • Описание оборудования – главные элементы конструкции, вид монтажа, рабочее напряжение, варианты заземления нейтрали.
  • Форма заземлителей. Это нужно для того, чтобы определить нужную глубину закладки электродов.
  • Данные об исследованиях по замерам удельного грунтового сопротивления на территории. Также принимают во внимание сведения климата в области, где организуется система.
  • Данные о подходящем естественном заземлении. Нужная информация о реальных показателях растекания тока. Их получают, проводя специальные измерения.
  • Итоги типовых подсчетов расчетного замыкания на земле.
  • Показатели нормативных стандартов допустимых параметров напряжения согласно ПУЭ.
  • Значения сопротивления промерзания грунтового слоя посезонно, во время промерзания, высыхания. Показатели нужны для расчета заземлителей, находящихся в однородных условиях.
  • Сведения потенциалов, наведенных на электроды. Они нужны при установке сложных многокомпонентных заземлителей. Используется информация о сопротивлении всех грунтовых слоев.

 

Устройство заземляющего контура

Заземляющая система включает в себя:

  • Заземляющие штыри.
  • Полосовой металл.
  • Заземляющие проводники.

 

Заземляющие штыри

Он представляет собой группу электродов из обычной или нержавеющей стали, или проводников, которые соединены друг с другом. Их размещают в земле по вертикали рядом с объектом.

В зависимости от защищаемого объекта для заземляющего контура используют:

  • круглую сталь диаметром 16-18 мм;
  • уголки 5*5*0.5 см.

Их вбивают в землю на 3 метра. Затем элементы между собой сваривают полосой 0.4*4 см и выводят ее к области подсоединения общей заземляющей системы.

Разновидности

От удобства установки во многом зависит геометрия заземляющего контура. Это может быть любая геометрическая фигура, но есть две основные:

  • Треугольник. Самые часто используемый контур. В землю вбивают 3 стержня на расстоянии не меньше 3 метров. Но если места на участке нет, дистанция может быть меньше. В итоге должен быть треугольник с разными сторонами.

  • Линия. Ее используют в тех местах, где нет пространства для первого варианта. Этот вариант удобен тем, что можно закопать стержни вдоль стены здания или ограждения. Можно использовать любое количество электродов. Чем их будет больше, тем выше показатели сопротивления.

Заземление представляет собой комплексную систему, в которой все взаимосвязано и все этапы оказывают влияние на надежность эксплуатации объекта. Главная задача при ее организации состоит в выборе конфигурации заземлителей.

Заземления в устройствах автоматики, телемеханики и связи

Заземлением называют электрическое соединение оборудования или аппаратуры с заземляющим устройством, а заземляющим устройством — совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземления служат для защиты устройств автоматики, телемеханики и связи, а также обслуживающего персонала от действия опасных напряжений, возникающих при воздействиях грозовых разрядов, влияющих линий электропередачи и контактных сетей электрифицированных железных дорог.

Заземлитель представляет собой металлический проводник любой формы (стержень, труба, уголок, проволока и т. п.), находящийся в непосредственном соприкосновении с землей (грунтом).

Заземляющими проводниками, или заземляющей магистралью, называют металлические проводники, соединяющие заземляемое оборудование или аппаратуру устройств связи с заземлителями.

В зависимости от функций, которые выполняют заземляющие устройства в установках связи, различают рабочее, рабоче-защитное,, линейно-защитное и измерительное заземляющие устройства.

Рабочее заземляющее устройство служит для соединения с землей аппаратуры проводной связи и радиотехнических устройств с целью использования земли в качестве одного из проводов электрической цепи.

Защитное заземляющее устройство предназначено для соединения с землей проводов нейтрали обмоток силовых трансформаторных подстанций, молниеотводов, разрядников, экранов аппаратуры и прово дов внутристанционного монтажа, металлических оболочек броне-покровов кабеля, металлических термокамер НУП, а также металлических частей силового оборудования, электропитающих установок и другого оборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции токоведущих проводов.

Защитные заземляющие устройства предназначены для выравнивания потенциала металлических частей оборудования с потенциалом земли, т. е. защищают обслуживающий персонал и аппаратуру от возникновения на них опасной разности потенциалов по отношению к земле.

Рабоче-защитное заземляющее устройство служит одновременно рабочим и защитным заземляющим устройством. Сопротивление рабоче-защитного заземляющего устройства должно быть не более наименьшего значения, предусмотренного для рабочего и защитного заземляющих устройств.

Линейно-защитное заземляющее устройство предназначено для заземления металлических оболочек кабеля и бронепокровов по трассе кабеля и на станциях (НУП), куда подходят кабельные линии, а на воздушных линиях — для заземления молниеотводов, тросов и металлических оболочек и брони кабеля. В некоторых случаях защитное и линейно-защитное устройства объединяют. Такое заземляющее устройство называют объединенным защитным.

Измерительным заземляющим устройством называют вспомогательное устройство, предназначенное для контрольных измерений сопротивлений рабочего, защитного и рабоче-защитного заземляющих устройств.

Сопротивление заземляющих устройств на воздушных и кабельных линиях измеряют непосредственно на линии, используя временные вспомогательные измерительные земли. Сопротивление рабочего и защитного заземляющих устройств следует измерять со щитка заземления на станции.

Тип заземлителя

Глубина укладки,

м

Сечение заземлителя, м2

круглое

прямоугольное

Вертикальный

Л = 0

Р і 4/

Іі = ~-\п —

2п1 й0

Горизонтальный лучевой

Л

р 1г

Я = ~- 1п-

2 лі кйа

„ р , 2/2 Я — 1п

2п1 кЬ

Горизонтальный кольцевой

Л

р 4я?>2 Я — „ 1п

2 л20 кйа

р 8 яО2

1п-

20 Ы>

Примечание. О — удельное сопротивление грунта, Омм; р — длина заземлителя, м; й0 -диаметр заземлителя, м;

О -диаметр горизонтального кольцевого заземлителя, м.

Типы заземлителей. Для заземления устройств автоматики, телемеханики и связи используют вертикальные, горизонтальные, кольцевые заземлители (рис. 41).

Вертикальные заземлители находят наибольшее применение. Они представляют собой оцинкованные или омедненные стальные трубы длиной 2-3 м, диаметром 25-60 мм и толщиной стенки не менее 3,5 мм. Взамен труб используют также стальные стержни диаметром 12 мм, длиной 2-10 м, уголковую сталь размером 50 X 50 X 4 или 60 X 60 X 4 мм. К верхнему концу заземлителя из уголковой стали

3 (рис. 42) приваривают одну или свитые в жгут две-три стальные оцинкованные проволоки 1 диаметром 4-5 мм, или стальную полосу для соединения заземлителя с заземляемым устройством. Выше этого места на заземлитель устанавливают и приваривают хомут 2 из стальной проволоки.

Горизонтальные полосовые заземлители в виде лучей, колец или контуров используют как самостоятельные заземлители или как элементы сложного заземлителя, состоящего из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Для горизонтальных заземлителей применяют полосовую сталь толщиной не менее 4 мм и круглую сталь диаметром не менее 10 мм.

Сопротивление заземления. Расчетные приближенные формулы для определения сопротивления одиночного заземлителя в зависимости от его типа (см. рис. 41) приведены в табл. 3.

В однородном грунте глубина заложения вертикальных заземлителей Л = 0,5-г1 м мало влияет на снижение их сопротивления, и поэтому сопротивление заземлителя подсчитывают без учета глубины заложения, т. е. при 11 = 0.

При подсчете сопротивления заземлителя из уголковой стали его диаметр принимают равным й0 « Ь, где Ь — ширина стороны уголка.

Для горизонтального заземлителя из полосовой стали прямоугольного сечения приведены формулы, соответствующие укладке полосы плашмя, когда й0 = Ы2, где Ь — ширина полосы.

Сопротивление заземления зависит от конструкции заземлителей, их числа, расположения, глубины закопки в грунт, от удельного сопротивления прилегающих к заземлителям слоев грунта и мало зависит от его диаметра, поэтому диаметр заземлителей выбирают, как правило, из условий коррозии.

Удельным сопротивлением грунта р называют электрическое сопротивление, оказываемое грунтом объемом 1 м3 при прохождении тока от одной грани куба грунта к противоположной грани, и зависит оно от структуры грунта, его температуры и степени влажности.

Удельное сопротивление различных грунтов имеет самые различные значения. Так, у чернозема оно равно 50 Ом • м, песчаника — 1000 Ом • м, кварца — 15 000 Ом • м.

Если сопротивление заземления, состоящего из одного стержня, превышает нормативное значение, то устраивают контур заземления из нескольких стержней (рис. 43). Стержни следует забивать друг от друга на расстоянии, равном или большем удвоенной длины стержня. Проволоку, идущую от стержней, свивают в жгут, обмазывают асфальтовым лаком и укладывают в траншее, которую затем засыпают. Стержневые заземлители соединяют между собой полосовой сталью сечением 30 X 4 мм и обязательно приваривают к каждому заземлите лю.

При стекании тока со сложного заземлителя происходит наложение электрических полей отдельных его электродов и их взаимное экранирование. В результате сопротивление сложного заземлителя возрастает по сравнению с суммой сопротивления каждого его электрода. Сопротивление контура заземлителя из нескольких стержней

Кп К 0,8«,

где 1? — сопротивление одного заземлителя, Ом, рассчитанное по формулам табл. 3;

п -¦ число заземлителей в контуре.

Выбор того или иного заземлителя для контура прежде всего связан с определением удельного сопротивления грунта. Если удельное сопротивление грунта неизвестно, то вначале устраивают заземлитель из одного стержня и с помощью приборов измеряют его электрическое сопротивление Я. Если оно больше требуемого (нормативного) сопротивления Яа, то число стержней (электродов), необходимых для устройства контура заземления, п = Я/0,8ЯН

Чтобы удешевить работы по устройству заземлителей, удельное сопротивление грунта снижают искусственно. В котловане радиусом 1,5-2 м малопроводящий грунт заменяют насыпным с более низким (в 5-10 раз) удельным сопротивлением (рис. 44, а), в качестве которого используют чернозем, глину, шлак, торф.

Удельное сопротивление грунта можно снизить при обработке его раствором поваренной соли (рис. 44, б). Для каждого заземлителя расходуется 50 кг поваренной соли. Так как со временем соль вымывается, то грунт обрабатывают раствором поваренной соли через каждые 2-4 года. Такая обработка снижает удельное сопротивление грунта в 2-8 раз.

В районах, где грунтовые воды или хорошо проводящие слои грунта залегают на большой глубине, целесообразно устраивать углубленные вертикальные заземлители с размещением их на уровне грунтовых вод или хорошо проводящих слоев грунта.

Если вблизи заземления имеются районы с более низким удельным сопротивлением грунта, то устраивают выносные заземлители. Наибольшее расстояние от выносного заземлителя до заземляемых установок должно быть не более 2,5 км.

Рис. 44. Способы искусственного снижения удельного сопротивления грунта и устройство заземления в нем

Если в конструкции заземлителей используют различные инженерные сооружения, которые были построены раньше, то их называют естественными заземлителями. К естественным заземлителям относятся металлические трубопроводы, проложенные под землей (за исключением трубопроводов горючих жидкостей и горючих или взрывчатых газов), обсадные трубы, металлические оболочки кабелей, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землей.

Таблица 4

Заземление

Сопротивление заземления, Ом, при удельном сопротивлении грунта, Ом»м

до 1 00

101 -250

251 — 500

свыше 500

Защитное для:

линейных молниеотводов на опорах

30

45

55

75

воздушной линии связи промежуточных пунктов избиратель-

15

25

35

45

иой связи искровых разрядников каскадной

20

30

35

45

защиты

Линейно-защитное для оболочек кабе-

10

20

20

30

лей при защите кабеля от ударов молнии Защитное:

для шкафов типа ШМС

5

5

на междугородных телефонных

10

30

станциях и распределительных станциях избирательной связи, рабочее на узлах связи на телефонных станциях н АТС

10

15

20

35

Измерительное (стационарное или

100

100

оборудуемое временно)

Защитное:

для опор на высоковольтно-сигналь-

10

15

20

30

ных линиях автоблокировки в сети высокого напряжения в сети низкого напряжения при числе сигнальных проводов:

До 10

30

40

50

70

от 11 до 20

15

20

30

40

для линейных цепей диспетчерской

30

40

50

70

Централизации и диспетчерского контроля, полуавтоматической блокировки для сигнальных приборов, размещен-

10

10

10

20

ных в служебных помещениях ДСП постов ЭЦ и ГАЦ (при наличии

4

4 р 1100

10

20

ДГА или ТП)

На железнодорожном транспорте большое значение имеет использование рельсовой колеи в качестве заземлителей установок СДБ и связи. Однако применять рельсовую колею в качестве заземлителя следует осторожно, исключая случаи нарушения нормальной работы устройств автоматики, телемеханики и связи.

На автоматических телефонных станциях, междугородных АТС, в домах связи, в оконечных и промежуточных усилительных пунктах оборудуют три обособленных заземляющих устройства, соединяемых затем параллельно на выводах заземляющего щитка. Наличие трех обособленных заземляющих устройств позволяет легко контролировать их электрическое сопротивление два раза в год — зимой, в период наибольшего промерзания грунта, и летом при его максимальном просыхании.

Нормы сопротивлений заземлений. Для районов умеренного климата нормы сопротивления заземлений различного назначения в зависимости от удельного сопротивления грунта приведены в табл. 4.

Нормы сопротивлений заземлений установлены в зависимости от назначения заземлений, а также от удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления. Последнее объясняется тем, что чем больше удельное сопротивление земли, тем труднее выполнить заземление с малым сопротивлением и тем дороже стоит оборудование.

⇐Устройство удлиненных пролетов, пересечений и переходов | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Типы и конструкции заземляющих устройств⇒

Что такое заземление, виды заземления, и зачем оно нужно?

Что такое заземление и зачем оно надо?

Содержание статьи:

Заземление — это умышленное соединение бытового и промышленного электрооборудования с заземлителем, для обеспечения защиты от удара электрическим током. Простыми словами, заземление нужно для того, чтобы утечка тока происходила в землю, а не через тело человека или животного.

Некоторые электрические приборы, такие как водонагреватель, например, и вовсе не рекомендуется использовать без предварительного заземления. Дело в том, что проржавевший ТЭН, может стать причиной утечки электрического тока через воду, а это грозит серьёзными последствиями.

Поэтому, заземление и предназначено для того, чтобы максимально снизить при контакте с электрическим током, его губительное воздействие на человеческий организм. О том, что такое заземление, про существующие виды заземления, и зачем оно нужно, читайте в строительном журнале samastroyka.ru.

Что такое заземление

Как было сказано выше, заземление — это преднамеренное соединение электрических приборов со специальными заземляющими элементами. Такими заземляющими элементами, служат металлические заземлители, которые погружаются в грунт на глубину в несколько метров.

В качестве заземлителей, может быть использована металлическая арматура, штыри и прочий металлопрокат. Не допускается в качестве заземлителей использовать металлические трубы центрального отопления и водопровода, трубопроводы покрытые изоляцией от коррозии, и другие металлоконструкции, которые не предназначены специально для этого.

Зачем нужно заземление?

Заземление нужно для того, чтобы обеспечить максимальную защиту от поражения электрическим током при использовании всевозможных электроприборов. Это одна из основных функций заземления — защитная.

Однако заземление способно сберечь жизнь не только человеку, но и значительно продлить срок эксплуатации электроприборов в доме. Речь идёт о «рабочей функции» заземления, которая призвана защищать работу многих электроприборов в доме.

Дело в том, что при эксплуатации электроприбора, через его металлический корпус не должен проходить электрический ток. Заземление электроприборов с металлическим корпусом, будет являться залогом их нормальной и бесперебойной работы.

Виды заземления

Заземление может быть, как естественного происхождения, так и искусственным. К естественному заземлению относятся различные металлические конструкции всё время находящиеся глубоко в земле. Ярким примером естественного заземления, может служить железобетонный фундамент частного домостроения.

Искусственное заземление представляет собой умышленное подключение электроприборов с заглублённым в землю металлическим проводником, который называется заземлителем. Такой заземлитель может быть выполнен в виде одного или нескольких металлических элементов, расположенных друг от друга на определенном расстоянии.

Чем больше расстояние между заземлителями, тем больше площадь, и соответственно выше сопротивление заземления, что является основным его показателем.

Увеличить сопротивление заземления, можно несколькими способами:

  1. Сделав расстояние между заземляющими электродами больше, увеличив тем самым рабочую площадь между ними;
  2. Увеличив количество заземлителей и их длину;
  3. Нагреванием грунта, и добавлением в него где будут заложены заземлители, соли.

Основная роль заземления — это обеспечения электробезопасности. Благодаря заземлению, люди использующие электроприборы, будут надёжно защищены от поражения электрическим током, а сами приборы более устойчивыми к повышенному напряжению и его чрезмерным скачкам.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Как сделать заземление на даче: виды заземления, месторасположение, особенности конструкции, этапы монтажа | Эксперт по ремонту

Любое строительство подразумевает использование электротехнического оборудования. Подводки электропитания и прокладки внутренних линий недостаточно. Дополнительно необходимо предусмотреть систему заземления. Многие неопытные строители игнорируют этот факт ввиду отсутствия соответствующих знаний или экономии средств.

Однако система заземления важна в любом доме. Она является профилактикой многих неприятных ситуаций, которые могут закончиться трагически. Общие правила гласят, что работники электросети не должны подключать здание к ЛЭП при несоответствии требований. По этой причине владелец частного строения должен решить вопрос с заземлением перед приходом электриков.

Для современных домов контур заземления предусматривается в момент проектирования внутренних коммуникаций. Владелец  на даче может все делать самостоятельно или пригласить на помощь специалистов. Не стоит бояться самому выполнить заземление – работа несложная, а специальные знания не потребуются.

Задачи контура заземления

Важность заземления можно понять еще со школьной программы. Многие частные дома подключены к однофазной сети 220 В. Для работы электроприборов требуется наличие двух проводников – фаза и нулевой провод. Вся электрическая техника имеет изоляцию и защитные элементы, которые защищают корпуса от случайного попадания тока. Но 100% гарантии его отсутствия не даст не один производитель. Изоляция может повредиться в процессе эксплуатации или престать работать схемы защиты. Тогда фазное напряжение попадает на корпус. Контакт с таким предметом для человека небезопасный.

Риск жизненно опасных повреждений повышается при расположении с испорченным прибором металлического предмета с естественным заземлением (газопровод, стояк отопления, армированные элементы). При касании цепь замыкается и ток проходит через тело человека. Замыкание может произойти, если у человека мокрые ноги или он находится на резиновой поверхности.

Особенность электричества – оно выбирает проводник с наименьшим сопротивлением. Поэтому требуется обеспечить линию с нулевым или минимальным сопротивлением, по ней будет отведено опасное напряжение.

У тела сопротивление не является постоянной величиной. Для расчетов его усредняют до 1 кОм. Таким образом, заземление должно иметь сопротивление в несколько раз меньше. Сложные расчеты рекомендуют использовать 30 Ом и 10 Ом (для защиты от молнии).

Часто можно услышать утверждение, что специальных защитных устройств достаточно. Однако заземление также требуется для корректной работы этих УЗО. Во время утечки цепь быстро замыкает, отключив часть домашней сети.

Некоторые считают, что отопление или трубопровод уже является заземлением. Это не только ненадежно, но и опасно. Они не могут гарантировать отвод, так как их поверхность часто подтверждена окислению, что не обеспечивает требуемый контакт с землей. Пластиковые участки трубопровода не являются проводниками. При пробном прикосновении с трубопроводом опасно.

Современные приборы имеют трехконтактную вилку. Подобные розетки необходимо применять во время монтажа проводки. В более стрых моделях на корпусе есть контактная клейма для заземления. В проводах предусмотрена следующая цветовая «распиновка» :

  • нулевой – синий;
  • заземление – желто-зеленый;
  • фаза – любой другой цвет.

Народные умельцы в целях экономии между заземлением и нулевым кабелем делают перемычку. Но это не решит проблему, а только ухудшит ситуацию. Если возникает перегорание, нарушение контакта нуля или перефазовка, то на корпусе возникает фазный потенциал в любом месте. Повышается опасность поражения током.

Из приведенной информации можно говорить о важности заземления. Его функции:

  • отвод опасного напряжения с токопроводящих деталей;
  • выравнивание потенциала объектов на даче;
  • обеспечение правильной работы устройств и систем безопасности;
  • предотвращает накопление статистического заряда на корпусах приборов.
  • особо важен для работы современной вычислительной техники, где на корпус часть выводится напряжение.

Виды систем заземления

Система заземления должна надежно контактировать с нулевым потенциалом земной поверхности и иметь минимальное сопротивление контура. Но у каждого грунта свое удельное сопротивление:

  • песок с грунтовыми водами глубже 5 м – 1000 Ом*м;
  • песок с высотой грунтовых вод до 5 м – 500 Ом*м;
  • чернозем – 200 Ом*м;
  • суглинок полутвердый – 100 Ом*м;
  • влажная супесь – 150 Ом*м;
  • торф – 20 Ом*м.

Наименьшее сопротивление у более глубоких слоев. Но даже заглубление электродов достичь требуемого результата не всегда возможно. Проблему решают несколькими способами:

  • увеличение числа электродов;
  • увеличение глубины установки;
  • повышение площади контакта;
  • использовании большего расстояния между штырями.

В практике прижилось только пару схем:

  • Контур располагают по периметру дома. Используют небольшие штыри, которые соединяют шиной по кольцу. Вариант редко используется в дачном строительстве, так как требует затратных земельных работ.
  • Наиболее популярный вариант у дачников и владельцев частных домов. Необходимо заглубить в землю от 3 штырей, которые связывают одной шиной. Конструкцию можно выполнить самостоятельно на ограниченной площади.
  • В этом варианте используется только один электрон, который сильно заглубляют. Система может быть расположена даже в подвале помещения. Единственный недостаток – невозможно использовать на каменистых грунтах. Электроды должны быть специальными.
  • Последний вариант удобен, если предусматривался в процессе проектирования дома и был выполнен при заливке фундамента. Делать уже в построенном доме невыгодно.

Наиболее простой в реализации являются схемы «б» и «в» (по возможности).

Контур заземления

Контур принято делить на внутренний и наружный. Внутренняя часть содержит:

  • заземляющие жилы электропроводки;
  • кабеля электропроводки;
  • клеммная колодка в щитке;
  • заземляющие клеммы в розетках.

Внутренняя часть заземления соединяется с наружной в электрическом щитке с помощью винтового соединения. Наружная часть представляет собой систему электродов, вкопанных в землю и соединенных металлической обвязкой, и шину.

Существует несколько схем контура:

  • Замкнутая – электроды соединены металлической перемычкой. Образуется контур различной геометрической формы. Основное достоинство системы – при повреждении перемычки заземление продолжает функционировать.
  • Штыревая – в грунт вбивают длинный электрод. Минус – большая стоимость.
  • Линейная – электроды расположены на одной линии. При поломке перемычки система может перестать выполнять свои функции.
На дачном участке лучше использовать замкнутый контур. Он наиболее надежен и понятен в монтаже.

Самодельное металлическое заземление

Рассмотрим порядок создания замкнутого контура на приусадебном участке.

Инструмент

Для создания заземления требуется заранее подготовить весь инструмент:

  • лопата для рытья траншеи;
  • кувалда – для забивания электродов;
  • болгарка – для получения деталей;
  • сварочный аппарат – для соединения перемычкой электродов;
  • разводной ключ – для соединения наружной и внутренней части заземления.

Для плотного грунта потребуется ручной бур.

Материал

Необходимый материал:

  • стальные уголки по 3 метра длины 50х50 мм, толщина – 5 мм;
  • стальные шины 3 шт. по 0,12 м длины и 50 мм ширины, толщина – 5 мм;
  • стальная шина, длина которой позволит соединить контур со стеной;
  •  медный изолированный провод сечением 6 кв.мм;
  •  шайба и болт М10, гравер, гайка.
Лучше, если защитный контур будет выполнен из нержавейки, так как углеродистые стали менее долговечны.

В качестве электрода может быть применен стальной уголок с минимальной толщиной 4-5 мм и полкой – 50х50 мм. Хорошо подходят оцинкованные трубы с толщиной стенок от 3,5 мм. Некоторые используют стальную полосу с площадью сечения 48 кв.мм (12х4). Последняя вбивается более сложно. При использовании стального прута на нем должно быть оцинкованное покрытие, а диаметр должен быть от 10 мм.

Для связывания штырей и прокладки шины заземления берут катанку 12-16 мм или полосу 40х4 мм.

Выбор места

При определении места для заземления стоит учитывать следующие правила:

  • Максимальное удаление от многолюдного места. При повреждении электропровода зона заземления становиться опасной.
  • При линейной схеме контур лучше расположить вдоль ограды.
  • Хорошо будет оградить зону заземления.

Порядок работы

Место расположения заземления выбирают таким образом, чтобы легче было подвести к распределительному щитку заземленную шину. Наилучшее расстояние – 3…6 метров, предельные значения более 1 м и не более 10 м.

Определенных размеров треугольника нет. Длина стороны может быть до 3 м, а глубина – от 2 м. Если забить глубоко штыри не удается, то повышают их количество.

Лучше обратиться в службу энергосбережения для получения рекомендаций создания заземляющего контура. У сотрудников будут проверенные схемы заземления для региона. Они также рассчитают размеры контура с учетом нагрузки сети.

Порядок работы:

  • Выбрать место заземления.
  • Выкопать котлован требуемой формы и глубиной от 0,5 м. К нему прорывают траншею той же глубины для подведения шины к цоколю.
Для упрощения земельных работ можно вырыть только траншеи по периметру, а не целый котлован. Важно, чтобы ширина траншеи позволила забить электрод и приварить к обвязке.
  • Подготовить электроды, заострить с помощью шлифмашинки или обрезов под углом. На металле не должно быть краски или других покрытий.
  • Вбить электроды кувалдой или электромолотом в землю. Концы должны выступать на 2 метра.
  • Связать элекроды металлической полосой 40х4 мм. Крепление произвести с помощью сварочного аппарата. Не стоит использовать резьбовое соединение, ток как кант быстро окислиться, что повысит сопротивление заземления.
  • Проложить шину к фундаменту. Ее приваривают к ближайшему к дому электроду и укладывают в траншею.
  • Закрепить шину к цоколю здания. Перед креплением лучше сделать изгиб (компенсационный горб), который будет компенсировать линейное расширение при изменении температуры. На конец приварить болт М10 для крепления медного клейма с заземлением из распределительного щитка.
  • Просверлить отверстие в стене и вставить пластмассовую гильзу. Берет только медный провод сечением 16 (25) кв.мм. Шайба с гайкой должны быть из того же материала.
Можно приварить к шине стальную шпильку, которая пройдет через стену и гильзу. Тогда клейма будет в помещении, что повысит ее срок службы.
  • Провести заземление к щитку. Для лучшей раздачи используют бронзовую пластину, к которой крепятся все провода.

Проверка заземления

Не следует спешить с закапыванием контура. Его стоит сфотографировать, чтобы внести изменения в проектную документацию и упрощения контрольно-проверочных мероприятий. Важно проверить сопротивление контура. Это могут выполнить только специалисты энергоснабжения, которые также выдадут разрешительную документацию. При высоком сопротивлении дополнительно добавляют пару электродов.

Чтобы пройти проверку можно полить место заземления насыщенным раствором поваренной соли. Это снизит сопротивление, но активизирует коррозию.

Если уголки  не заглублять, то требуется пробурить скважину на требуемую глубину. После установки электродов скважину максимально плотно заполняют грунтом, в который добавляют соль. После проверки контура, швы можно обработать специальным составом, предотвращающим коррозию. После его полного высыхания можно закапывать траншеи землей. Грунт должен быть однородным. Место плотно утрамбовывают.

Предварительно проверить значение заземления можно самостоятельно. Для этого используют специальный прибор ИСЗ. Но он найдется не у каждого. Поэтому многие наловчились проверять сопротивление при помощи обычной лампы накаливания. К одному контакту подключают фазный провод, ко второму – заземление. Если свечение  ярче обычного, то требуется провести мероприятия по снижению сопротивления.

Готовые комплекты заземления

Заводские готовые комплекты удобны для использования. В набор входят штыри, соединительные муфты, которые помогают нарастить длину в процессе погружения электрода в грунт.

Стандартный набор:

  • Стальные штыри до 15 м. На их поверхность нанесен тонкий слой меди или цинка. Диаметр варьируется в пределах 14-18 мм.
  • Стальной наконечник для лучшего погружения в грунт.
  • Резьбовые муфты для соединения стальных штырей. Некоторые производители запрессовывают муфты, а наконечник заостряют ковкой. Удар повышает прочность соединения, обеспечив более надежный контакт.
  • Удар должен приходиться на специальную насадку – нагель. Она выполнена из высокопрочной стали и выдерживает многократные высокие нагрузки.
  • Часто производители укомплектовывают наборы переходником для использования перфоратора.

Монтаж готовой системы:

  • Вырыть котлован диметром 1 м, глубиной 1 м.
  • Вбить штыри, постепенно наращивая длину. Наружу оставляют только 200 мм.
  • На торчащие концы одеть контактный зажим.
  • Вставить в зажим металлическую шину или кабель заземления (сечение 25 кв.мм). При использовании стальной полосы потребуется вставить прокладку, которая изолирует мель стержня от стали.
  • Завести шину в дом, как описано выше.

Преимущества готовых систем:

  • Простой монтаж. Соединения не требуют сварки, все производится стандартными инструментами.
  • Компактные размеры позволяют использовать ее в подвале дома или небольшом участке.
  • Медное покрытие электродов увеличит срок службы в разы.
  • Хороший контакт с грунтом обеспечивает минимальное сопротивление. Эффективность не зависит от времени года. В зимнее время в зоне промерзания находится только 10% длины электрода.

Недостатки готовых систем:

  • Невозможно использовать на каменистых грунтах.
  • Высокая стоимость. Но при сравнении со стоимостью качественного металлопроката цена становиться приемлемой. Отсутствие при монтаже специнструмента и быстрота работы решение оказывается перспективнее.

Покрытие электродов

Стержни для электродов могут иметь цинковое или медное покрытие. Какое же лучше? Если рассматривать экономию, то выгоднее оцинковка толщиной 5-30 мкм. Стержни хорошо переносят механические повреждения, а появление царапин не изменяют уровень защиты. Однако цинк достаточно активен и сам окисляется в процессе защиты стержня. После полного окисления железо теряет защиту и быстро поддается коррозии. Оцинкованные стержни эффективно служат около  лет. Более толстый слой оцинковки не оправдан экономически.

Медь не реагирует с окружающими реагентами и более химически активнее защищает металл. Срок службы подобных электродов до 100 лет. Однако монтаж требует осторожности. Царапины станут местами коррозии. Для снижения этого фактора покрытия делают толстым – 200 мкм, что повышает стоимость изделия.

==========================

Спасибо Вам, за Ваш лайк! Для Вас он ничего не стоит, а нас вдохновляет на новые интересные статьи!

Эксперт по ремонту — подписывайтесь на наш блог!

источник — https://www.expertporemontu.ru/kak-sdelat-zazemlenie-na-dache-417

Типы электрических заземлений и что они означают

Изначально планировалось написать на другую тему.

Но после некоторых раздумий и размышлений мне пришло в голову, что очень мало информации об электрическом заземлении.

Если вы электрик, надеюсь, вы знакомы с заземлением в домах и зданиях (заземление). Но существуют разные типы оснований, и энтузиастам электроники, не ориентированным на строительство, доступно не так много информации.

Даже многие инженерные тексты, кажется, полностью игнорируют эту тему и не дают никакого практического объяснения или значения термина «земля».

Что еще хуже, энтузиасты электроники часто путают и неправильно меняют местами символы для различных типов электрического заземления.

Например, вы можете подумать, что у вашего автомобиля есть «масса». Правда в том, что ваша машина стоит на четырех изоляторах и вообще электрически не связана с Землей.

Так что же все это значит? Давайте подробнее рассмотрим типы электрического заземления и то, что на самом деле означает термин «земля».

Электрическое заземление 101

Технически термин «земля» относится к физическому соединению с землей. Этот символ показан в части (a) рисунка ниже. Слишком часто этот символ появляется на цепях, которые вообще не связаны с Землей.

 

 

Это тот, с которым знакомы многие электрики. В вашем доме в землю вбивается один (или больше) 8-футовый стержень с медным покрытием. Вы часто найдете это рядом со счетчиком снаружи.Медный провод соединяет заземляющий стержень с главной электрической распределительной коробкой (или панелью).

Этот символ относится к вашей домашней схеме электропроводки. Он также может отображаться на схематической диаграмме для обозначения заземления антенной системы. Вы также можете заметить, что ваша телефонная и/или кабельная компания также использует этот стержень в качестве заземления для своих систем.

Почему это работает?

Земля представляет собой чрезвычайно большую проводящую массу, в которой сопротивление между любыми двумя точками практически равно нулю.Думайте об этом как о гигантском резервуаре заряда. Поскольку он электрически нейтрален, по всей его массе распределено равное количество положительных и отрицательных зарядов. Из-за этого Земля имеет нулевой потенциал.

Национальный электротехнический кодекс требует, чтобы сопротивление между этим стержнем и землей было не более 25 Ом.

Другим популярным местом электрического заземления в зданиях является труба холодной воды, поскольку труба, которая подает воду в ваш дом, скорее всего, находится в земле и является токопроводящей.

Не планируете подключить ваш последний проект микроконтроллера напрямую к Земле?

Нет проблем.

Я уже упоминал о том, что существует более одного типа земли. Как энтузиаст электроники, вы, вероятно, увидите три разных типа заземления, которые имеют разные значения и схематические символы.

Электрическое заземление: заземление корпуса

На приведенном выше рисунке в части (b) показано заземление корпуса. Это правильный символ для обозначения вашего автомобиля.Он также может обозначать такие вещи, как рама самолета или металлический ящик, в который вы собираетесь поместить свой проект.

В вашем автомобиле отрицательная клемма аккумулятора соединяется с рамой и/или блоком двигателя. Таким образом, весь металлический корпус автомобиля, который имеет одинаковый потенциал (надеюсь) ноль вольт, является электрической точкой отсчета (также известной как земля или, точнее, земля шасси).

В вашем виджете, который живет в металлической коробке, это обычно делается с помощью кольцевой клеммы и винта.

Обратите внимание, что если ваше творение работает от батарей, вам может даже не понадобиться использовать заземление шасси.

Мы все раньше помещали наши проекты в пластиковые коробки, что приводит нас к следующему и наиболее распространенному типу «земли».

Электрическое заземление: общая цепь

В части (c) рисунка выше показан символ общей цепи. На самом деле это просто общая точка отсчета в данной схеме. Это символ, который вы должны использовать чаще, чем два других, для большинства ваших проектов.На печатных платах это часто слой медной фольги большой площади (он же заземляющий слой) платы.

Иногда вы увидите букву внутри треугольной части для обозначения различных типов возврата (например, общий сигнал).

Это связано с тем, что состояние, известное как контур заземления (технически, общий контур), может возникнуть, когда общие контакты используются, скажем, для питания и сигнала.

Так почему же этот тип «земли» технически называется обычным?

Станьте Создателем, которым вы родились.Попробуйте Академию Arduino БЕСПЛАТНО!

Когда мы измеряем напряжение, мы всегда измеряем его относительно какой-то другой точки. Например, когда мы измеряем падение напряжения на резисторе, мы измеряем напряжение на одном узле по отношению к другому узлу, при этом резистор находится между двумя узлами. Это пример измерения падения напряжения «на» резисторе.

Говорить, что мы измеряем напряжение в конкретной точке, не имеет смысла, поскольку напряжение — это разность потенциалов, а наличие разности любого рода означает, что есть две вещи для сравнения.Скорее, если кто-то попросит вас измерить напряжение в точке А цепи, они имеют в виду точку А по отношению к общему проводу цепи.

Для всех сверхботаников формальное научное определение напряжения — это уравнение, приведенное ниже.

В ба = – ∫ E d l

Где интеграл от точки a до точки b, E бесконечно малая величина электрического поля, а d смещение.

В этом уравнении используется исчисление, и вы, возможно, знакомы с ним, если изучали инженерное дело.Типичный энтузиаст не должен беспокоиться об этом, хотя вы можете свободно исследовать его дальше, если вас интересуют такие вещи.

Часто приходится измерять напряжение относительно «земли» или общей точки цепи. Это связано с тем, что эта точка должна иметь нулевой потенциал или 0 В. Исключением может быть измерение напряжения на одном резисторе в сети резисторов.

Запутались? Посмотрите на диаграмму ниже.

 

 

На этом рисунке точка C обычно является общей цепью.Обратите внимание, как точка C соединяется с отрицательной клеммой 18-вольтовой батареи. При измерении напряжения вы обычно размещаете отрицательный щуп вольтметра на общем проводе.

Резисторы R 1 и R 2 представляют собой «сеть», поэтому, если мне нужно только напряжение на R 1 , точкой отсчета будет точка B, а не точка C.

Почему?

Потому что точка B имеет более низкий потенциал, чем точка A. Иными словами, точка B более отрицательна, чем точка A.Конечно, резисторы на самом деле не имеют полярности. Символы + и – обозначают падение напряжения и факт наличия разности потенциалов между точками A и B.

Если бы мы поместили отрицательный щуп в точку B, а положительный в точку C для измерения напряжения через R 2 мы получим -12 В, показанное пунктирной стрелкой. Если бы мы измерили напряжение на R 2 обычным способом (с точкой C в качестве точки отсчета), мы получили бы +12 В, как показано сплошной стрелкой.

Обратите внимание, что абсолютное значение напряжения одинаково независимо от того, как мы ориентируем измерительные щупы.

Конечно, если бы мы измерили напряжение на обоих резисторах, мы бы получили полные 18 В (или -18 В, если щупы перепутать).

Uncommon Commons

До сих пор общая цепь была связана с самой отрицательной частью цепи, обычно с отрицательной клеммой аккумулятора или источника питания.

Правда схема общая может быть где угодно.Рисунок ниже из 4-го -го -го издания журнала «Практическая электроника для изобретателей» иллюстрирует эту концепцию (хотя символ земли технически неверен).

 

 

Посмотрите на три терминала на каждой картинке. В первой части изображения, как и ожидалось, общая цепь подключена к отрицательной клемме нижней батареи. Каждая отдельная батарея выдает 1,5 В, а обе последовательно выдают 3 В.

Однако общая точка на втором рисунке теперь находится между двумя батареями.Обратите внимание, что каждая батарея по-прежнему 1,5 В, но вместо 1,5 В и 3 В, как на первом рисунке, мы получаем +1,5 В и -1,5 В. Подключение батареи такое же, так почему это возможно?

Просто потому, что точка отсчета находится в другом районе. Помните, что когда вы измеряете напряжение, вы измеряете разность потенциалов между двумя точками. Часто одна из двух точек будет общей цепью. Если общая точка перемещается, напряжение может быть другим, даже если схема одинаковая!

Чаще всего вы будете работать со схемами, подобными первой картинке.

Но раздельные источники питания (как на втором рисунке) несколько распространены в аудио и других типах цепей, где синусоидальные сигналы колеблются между отрицательным и положительным напряжением (относительно 0 В, конечно).

И последнее, на что следует обратить внимание, это то, что общая разность потенциалов в обеих цепях составляет 3 В, независимо от того, где находится эталон. В конце концов, две батареи на 1,5 В сами по себе способны дать максимальную разницу в 3 В.

Заземление для безопасности

Прежде чем мы закончим, нам нужно еще раз взглянуть на заземление.

Заземление служит не только точкой отсчета, но и защищает вас от поражения электрическим током.

Как?

В качестве примера предположим, что горячая проволока внутри вашей сушилки каким-то образом соприкасается с внутренней частью металлического корпуса сушилки. Без заземления прикосновение к сушилке может привести к поражению электрическим током или даже к смерти.

Однако, поскольку корпус осушителя соединяется с заземлением, ток отводится, спасая вашу жизнь и, вероятно, отключая выключатель из-за короткого замыкания.На самом деле, короткое замыкание на землю обычно приводит к отключению автоматического выключателя в момент его возникновения.

Заземление также помогает при электростатическом разряде. Итак, когда вы идете по ковру, заряд вашего тела (который может составлять десятки тысяч вольт) уходит на землю, а не поджаривает микросхемы вашего гаджета.

Вы уже заземлены?

Заземление может быть сложным и загадочным вопросом для многих. Слишком часто книги, образовательные курсы и учебные пособия либо быстро замалчивают это (если вообще освещают), либо плохо объясняют.

Будем надеяться, что этот пост развеял некоторые тайны, связанные с электрическим заземлением (предназначен для рифмы).

Как и в большинстве случаев в электронике, о заземлении можно сказать гораздо больше. Возможно, в следующем посте мы вернемся к этой теме.

Тем временем прокомментируйте и скажите мне, какие у вас самые большие вопросы по заземлению. Таким образом, у меня есть некоторые идеи о том, о чем писать!

Станьте Создателем, которым вы родились. Попробуйте Академию Arduino БЕСПЛАТНО!

5 методов заземления печатных плат и 6 типов заземления в цепях

Что такое заземление? Провод заземления или цепь заземления — это обратный путь к электрическому или электронному источнику питания.В цепи он действует как эталон или плоскость 0 В. Обычно все остальные напряжения измеряются относительно земли. Объем заземления не ограничивается только текущим обратным путем. В электроэнергетических системах правильное заземление важно для защиты людей и имущества. А печатная плата (PCB), имеющая заземляющий слой, блокирует электромагнитные помехи (EMI) и улучшает рассеивание тепла в электронике. Для правильной работы систем молниезащиты и защиты от перенапряжения требуется надлежащее заземление.

Методы заземления могут различаться в зависимости от области применения, местоположения и даже страны. Здесь мы собираемся обсудить методы заземления, используемые в электронной и электротехнической промышленности, а также все основные типы заземления.

Какие методы используются для заземления печатных плат?

Существует несколько методов заземления печатных плат (PCB). Эти методы зависят от применения схемы и практики проектирования инженеров-конструкторов печатных плат.

  • Метод первый: следы грунта

Все компоненты, которые подключаются к земле, соединяются общими проводами. Это характерно для старых печатных плат и простых печатных плат.

  • Второй метод: общая плоскость заземления

Это наиболее распространенная практика проектирования печатных плат. Свободное пространство печатной платы, не занятое дорожками или компонентами, закрывается с земли. Этот метод значительно улучшает тепловые характеристики печатной платы, а также помогает уменьшить электромагнитные помехи (ЭМП).

  • Третий метод: выделенный заземляющий слой

Этот метод используется в многослойных печатных платах. Компоненты подключаются к заземляющей пластине с помощью заземляющих переходных отверстий. Встречается в плотных сложных печатных платах с 3 и более слоями.

  • Метод четвертый: заземление систем электроснабжения

В установках энергосистемы все соединения заземления подключаются к шине заземления. Эта шина соединена с заземляющим проводником, который соединяется с заземляющим стержнем или сеткой.

Шина заземления собирает все провода заземления всех установок в общую точку. Сопротивление заземления в этой точке должно быть ниже 5 Ом, чтобы обеспечить лучшее заземление. Для соединения шины заземления с устройством заземления используется провод большого сечения. (Заземляющий стержень и заземляющая сетка)

  • Метод пятый: эквипотенциальное заземление или заземление

Эквипотенциальное заземление означает, что каждый проводящий элемент в защищаемой зоне должен иметь одинаковый потенциал заземления.Это достигается за счет электрического соединения шасси оборудования, металлических труб и всех заземляющих устройств. Это гарантирует отсутствие значительной разности потенциалов между какой-либо токопроводящей частью в зоне и предотвращает поражение электрическим током при неисправности.

Типы различных оснований

Это заземление является общим как для переменного, так и для постоянного напряжения. Это текущий обратный путь электронной схемы. Без земли петля цепи не завершена. Электронные схемы обозначают эту землю следующим символом.

Компоненты, имеющие отношение к земле (0 В), обозначаются подключением их контрольного контакта к указанному выше символу. И в реализации все клеммы, которые подключены к земле (GND), соединены вместе. Так как заземления много. Обычно на печатных платах (PCB) есть целая плоскость, посвященная земле, которую мы обсудим позже в этой статье.

Приведенный выше символ используется в электронике и крупных системах электроснабжения для обозначения заземления.На изображении ниже вы можете видеть, что большие трансформаторы привязаны к земле. Разница в том, что эти заземляющие соединения часто заземляются заземляющим стержнем или сеткой. Подробнее об этих типах заземления мы расскажем в разделе «Методы заземления энергосистемы».

Сигнальная земля — это ссылка на любой аналоговый или цифровой сигнал, который используется в цепи. В большинстве случаев заземление сигнала равно заземлению питания. Но в некоторых случаях сигналы в цепи используют другое изолированное заземление для возврата сигнальных токов.Что приводит к определению отдельной земли для сигналов. Их можно найти в чувствительном оборудовании и измерительных приборах.

Этот тип заземления обычно встречается в операционных усилителях (ОУ). Точка виртуального заземления (узла) не соединяется напрямую с обратным путем тока заземления (GND), но поддерживается в соответствии с опорным потенциалом заземления. Виртуальная земля используется для анализа функциональности операционных усилителей.

Принимая во внимание потенциал виртуального заземления и предполагая, что операционный усилитель не поглощает ток, получается следующее соотношение.

  • Заземление для защиты от перенапряжений и молний

Системы молниезащиты (LPS) и системы защиты от перенапряжений требуют надежного заземления для безопасного рассеяния больших токов. Эти заземляющие дорожки имеют очень низкое сопротивление и часто привариваются к конструкционной стали здания и заглубляются в землю с помощью нескольких заземляющих стержней или земляной сетки. Выравнивание потенциалов используется между заземлением электропитания и заземлением LPS, чтобы избежать любой разницы в напряжении между клеммами заземления.

  • Заземление в системе электроснабжения

Заземление в системе электроснабжения различается в зависимости от страны. Эти различные типы регулируются Международной электротехнической комиссией (IEC). Но в каждой стране свои правила и правила. Основной целью заземления в системе электроснабжения является обеспечение безопасности. Здесь мы говорим о заземлении систем низкого напряжения или системы распределения электроэнергии.

Эти различные схемы заземления обозначаются двухбуквенными кодами.

Первая буква указывает на схему заземления источника питания. (Распределительный трансформатор)

  • T — Прямое соединение с землей
  • I — Нет прямого соединения с землей
  • T — Прямое соединение с землей. (обычно заземляющий стержень или сетка)
  • N — Земля питается от электросети.

Существуют 3 основные категории, сформированные из вышеуказанных механизмов. Это ТТ, ТН и ИТ.

Системы

TN имеют 3 подкатегории, которые определяются расположением заземляющего проводника (PE) и нейтрального проводника.

  • TN-S — провод заземления и нейтраль идут отдельными проводами и соединяются рядом с источником питания.
  • TN-C — Земля и нейтраль объединены в один проводник, называемый PEN.
  • TN-C-S — Земля и Нейтраль объединяются от источников питания в виде PEN и, когда он достигает здания потребителя, разделяется на два отдельных проводника Земли и Нейтрали.

Плавающее заземление возникает, когда система не имеет надежного заземления. И, следовательно, напряжение в заземляющих клеммах и проводниках не определено. Непреднамеренное плавающее заземление считается неисправностью в системе (потенциальный разрыв в системе заземления). Но есть приложения, в которых плавающий грунт используется намеренно.

В низковольтных источниках питания и испытательных приборах изолирующие трансформаторы используются для изоляции заземления низкого напряжения от основной системы заземления для повышения безопасности.Заземляя землю на стороне низкого напряжения, он избегает пути тока заземления от основного источника питания. Это обеспечивает электрическую безопасность в случае неисправности на стороне низкого напряжения.

Ищете надежного производителя печатных плат? — ПКБОНЛАЙН

Когда вы закончите проектирование печатной платы, вы можете задать PCBONLINE для производства вашей печатной платы. Когда они получат ваш запрос предложения, они проверят ваши файлы Gerber, чтобы избежать таких проблем, как неправильное заземление.Это бесплатно. Причинами выбора PCBONLINE являются их высококачественные печатные платы и сборки, универсальные услуги по производству электроники и быстрая доставка. Вы можете получить бесплатную цитату онлайн.


(PDF) Характеристики различных методов заземления энергосистем: правда и вымысел

2

(b) Системы переменного тока от 50 до 1000 вольт

вольт. Системы переменного тока от 50 до 1000 вольт

электропроводка помещений и электропроводка помещений

системы должны быть заземлены при любом из

следующих условий:

(1) Если системы могут быть заземлены таким образом

, что заземление на

незаземленных проводников

не превышает 150 вольт.

(2) Если система 3-фазная, 4-проводная, соединенная звездой

, в которой

нейтраль используется в качестве проводника цепи.

(3) Если система 3-фазная, 4-проводное соединение треугольником

, в котором средняя точка

фазы используется в качестве проводника цепи.

(4) Если заземленный служебный проводник

неизолирован в соответствии с исключениями

в разделах 230-22, 230-30,

и 230-41.

Исключение 1. электрические печи.

Исключение 2. Выпрямители/преобразователи частоты.

Исключение 3. Отдельно производные системы, питаемые

трансформаторами с первичным номиналом < 1000 вольт

и:

a. используется исключительно для контроля.

б. квалифицированное техническое обслуживание и надзор

.

в. непрерывность питания управления

требуется.

д. установлены датчики грунта.

Также в знак признания его приемлемости системы с заземлением с высоким сопротивлением

рассматриваются следующим образом:

Исключение № 5: Системы с заземлением с высоким сопротивлением

нейтрали, в которых полное сопротивление заземления,

обычно резистор, ограничивает замыкание на землю ток до

низкое значение. Системы

с заземленной нейтралью с высоким импедансом должны быть разрешены для трехфазных систем

переменного тока напряжением от 480 до 1000 вольт, при соблюдении всех

следующих условий:

только квалифицированные

человека будут обслуживать установку.

(b) Требуется бесперебойное питание.

(c) Детекторы грунта установлены в системе

.

(d) Линейно-нейтральные нагрузки не обслуживаются.

(c) Системы переменного тока напряжением 1 кВ и выше—

при питании иного, чем переносное оборудование,

такие системы должны быть заземлены.

Если такие системы заземлены, они должны

соответствовать применимым положениям настоящей статьи.

Несмотря на то, что заземление с высоким импедансом всегда было

разрешено NEC для систем с фазным напряжением

свыше 150 вольт, исключение №. 5 был добавлен

в NEC 1987 года, чтобы прояснить распространенное неправильное толкование. Поскольку все типы систем заземления

получили дальнейшее развитие в последующих разделах

, следует отметить, что более старые промышленные системы

с напряжением 440 вольт аналогичны 480-вольтовым системам

.

ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Существуют некоторые аспекты безопасности и эксплуатации, на которые следует обратить внимание. Мы хотели бы кратко рассмотреть некоторые из

таких. Одной из реальных опасностей незаземленной системы

является возникновение второго замыкания на землю. Хотя

ничего не происходит после одиночного замыкания на землю, второе замыкание на землю

действует как межфазное замыкание. Поэтому важно как можно скорее устранить замыкания на землю в незаземленных

системах.Это часто бывает сложно и обычно делается методом проб и ошибок. Определение места замыкания на землю

намного проще в системе с заземлением через высокое сопротивление. Способность

обнаруживать и быстро устранять замыкания на землю помогает сделать систему с заземлением с высоким сопротивлением

более безопасной и надежной, чем незаземленная система.

Еще одной областью, на которую следует обратить внимание, является безопасность. Многие

считают, что незаземленная система

безопаснее.Это мнение говорит о том, что поскольку контакт с одной фазой

не замыкает цепь, вы не получите

удара током. Хотя теоретически это верно, это не так в реальном мире

, где всегда есть емкостная связь с землей

. Безопасность персонала и возможность пожара не составляет

, существенно отличающихся между необоснованной системой и

высокой обоснованной системой устойчивости при неисправности твердых наземных условий

.Различия возникают в условиях дугового замыкания на землю

. Они будут рассмотрены позже в этой статье.

Еще одним аспектом, на который следует обратить внимание, является непрерывность обслуживания. Заземленная система

с высоким сопротивлением ограничивает ток замыкания на землю

до значения, лишь немного превышающего незаземленную систему

. Эти значения достаточно малы, чтобы

устройства безопасности не отключались,

ошибки оставались в системе. Преимущества заземленных систем с высоким сопротивлением

заключаются в более легкой локализации повреждения и

устранении переходных перенапряжений, которые могут привести к преждевременному выходу изоляции из строя.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Чтобы установить общую точку зрения, должны быть представлены

некоторые определения и

краткие объяснения терминов. Определения взяты из «Зеленой книги

» IEEE [Ref.2].

Незаземленная система. Система, цепь или аппарат

без преднамеренного заземления, за исключением

устройств индикации или измерения потенциала или других устройств с очень высоким импедансом

.Примечание; Несмотря на то, что система

называется незаземленной, она в действительности соединена с землей через

распределенную емкость ее фазных обмоток и

проводников. При отсутствии замыкания на землю нейтраль незаземленной системы

в условиях разумно сбалансированной нагрузки

обычно удерживается за счет сбалансированной

электростатической емкости между каждым фазным проводником

и землей.

Электрическое заземление — электрическое 101

Защита от замыканий на землю

Существует две основные причины использования защиты от замыканий на землю в электрических цепях.

  1. Заземляющий провод оборудования (EGC) на электрических инструментах, приборах и электронике обеспечивает защиту от замыканий на землю на металлических деталях. Это должно исключить возможность поражения электрическим током в случае замыкания на землю.
  2. EGC обеспечит хороший обратный путь от замыкания на землю к электрощиту, поэтому автоматический выключатель немедленно сработает в случае замыкания на землю.

Электрическое заземление очень важно для безопасности электрических систем.Новые жилые дома должны быть заземлены из-за изменений в Электротехническом кодексе 1962 года.

Определения заземления и нейтрали

(* Указывает NEC (Национальный электротехнический кодекс) 2014 г., определения статьи 100)

Земля — ​​ Электрическая опорная точка, которая подключается к земле. Земля соединяется с нейтралью в одной единственной нейтральной точке электрической системы, измеряющей ноль (0) вольт.

Замыкание на землю — это происходит, когда незаземленный проводник (линейный провод) соприкасается с чем-либо, что заземлено (т.е. обмотка двигателя касается корпуса или сетевой провод прибора касается металлического каркаса.)

Заземленный проводник* — Системный проводник или провод цепи, который преднамеренно заземлен. (то есть нейтральный проводник).

Заземляющий проводник — Оборудование (EGC)* — Токопроводящие пути, установленные для соединения металлических частей оборудования, обычно не проводящих ток , , вместе и с проводником заземления системы или с проводником заземляющего электрода, или с обоими.

Нейтральный проводник — Это проводник, по которому протекает ток в нормальных условиях. Он подключается к земле в нейтральной точке системы. Напряжение на нейтральном проводнике равно 0 вольт (или очень близко к 0 вольт в условиях нагрузки). Предупреждение. Нейтральный проводник может находиться под напряжением в цепи под напряжением, если он разомкнут, и это может привести к поражению электрическим током.

Заземление на электрические шнуры

Разница между заземляющим и нейтральным проводом

Заземляющий провод не предназначен для передачи тока, за исключением случаев замыкания на землю.Нейтральный провод предназначен для передачи тока в качестве возврата от линейного тока. Заземляющий провод (EGC) передает ток замыкания на землю на электрическую панель.

Контакт заземления на этой вилке подключается к EGC внутри шнура.

Электрический шнур на инструментах, приборах и электронике может иметь трехпроводную вилку со встроенным в шнур EGC. При наличии вилки и шнура с двумя проводами инструмент, прибор или электронное устройство должным образом изолированы и не нуждаются в EGC.

Удлинители и переходники для вилок

Двухжильный удлинитель не имеет EGC или заземления на вилке и розетке. Никогда не используйте удлинитель с проводом 2- или переходник для вилки на оборудовании с кабелем и вилкой с проводом 3-. Это устранит любую защиту от замыканий на землю.

2- Розетка для удлинительного шнура

Заземление на приборе с жестким проводом

При замене прибора с жестким проводом (например, посудомоечной машины) в жилом помещении с заземлением очень важно подключить провод заземления (EGC) к раме нового устройства.Это соединение обычно находится рядом с клеммами линии и нейтрали на приборе.

Если сетевой провод отсоединился и коснулся корпуса посудомоечной машины, EGC обеспечит путь от сетевого напряжения до земли на электрическом щите и немедленно отключит автоматический выключатель в этой цепи. Если EGC не был подключен к посудомоечной машине должным образом, а сетевой провод коснулся корпуса, металлические части посудомоечной машины оказались под напряжением, что привело к поражению электрическим током.

Сломанный контакт заземления на электрических шнурах

Никогда не используйте удлинитель со сломанным контактом заземления или электрическое устройство со сломанным контактом заземления на электрическом шнуре.Это устранит защиту от замыкания на землю.

Дома без земли

Старые дома, возможно, были построены до того, как по кодексу требовалось земля. Электрическая система в некоторых из этих жилых домов была обновлена, и в нее была добавлена ​​новая проводка и электрический щит с заземлением.

Если в вашем доме нет заземления, вы можете получить предложение от лицензированного подрядчика по электроснабжению для обновления проводки. Если требуется обширная реконструкция, было бы дешевле и проще обновить проводку в это время.

Разница между заземлением переменного и постоянного тока

Заземление постоянного и переменного тока — это разные типы заземления. Заземление переменного тока использует землю в качестве конечного заземления. Земля постоянного тока не соединена с землей. Земля постоянного тока — это общий термин для отрицательной (-) стороны цепи постоянного тока.

В большинстве автомобилей отрицательная клемма автомобильного аккумулятора соединена с рамой и часто называется заземлением.

Электробезопасность для систем заземления с высоким сопротивлением — Bender

Что такое заземление с высоким сопротивлением?

Заземление с высоким сопротивлением (HRG) — это когда нейтральная точка электрической системы соединена с землей через ток. ограничивающий резистор, обнаруживающий замыкания на землю при их возникновении.Во многих приложениях этот тип системы электроснабжения может продолжать работать при замыкании на землю и контролировать напряжение замыкания на землю на ведомом оборудовании, предотвращая опасность. ХРГ обеспечивает наилучшие характеристики трехфазных систем питания с глухозаземленным и незаземленным заземлением, оставаясь при этом экономически эффективным.

Устройства защиты от перегрузки по току, такие как предохранители и автоматические выключатели, даже те, которые оборудованы защитой от замыканий на землю, не могут защиты от замыканий на землю в системе HRG.Подходящая система обнаружения замыкания на землю обнаружит ток замыкания на землю в низкоамперный или миллиамперный диапазон. При правильном проектировании такая система также быстро обнаружит неисправный ответвительный фидер, распределительное устройство или нагрузка. Системы отключения (включая системы защиты от второго замыкания на землю) может автоматически отключает неисправную цепь, позволяя остальной системе продолжать работу.


Ток замыкания на землю ограничен

Когда происходит замыкание на землю, ток замыкания на землю продолжает протекать, как и в системе с глухозаземленным заземлением, но обычно ограничивается до 10 А или меньше резистором заземления нейтрали (НГР).Это имеет несколько преимуществ — ток достаточен для обнаруживать и локализовать замыкания на землю; предотвращается эскалация причиненного ущерба; дуговые замыкания на землю не могут возникнуть; трогать потенциал (напряжение между корпусом оборудования и землей) ограничен до более безопасного уровня; продолжение работы до тех пор, пока разрешено контролируемое отключение системы; и переходные перенапряжения не могут возникнуть.


Может ли неисправная система HRG работать бесконечно?

Как и в незаземленных системах, при замыкании на землю увеличивается линейное напряжение неповрежденных фаз (от фазного к фазному напряжению), что увеличивает вероятность второго замыкания на землю из-за увеличения нагрузки на изоляцию.Неисправное оборудование должно быть отремонтировано или заменить, как только это станет практически возможным.

В то время как резистивное заземление снижает вероятность возникновения дуги между фазами и землей, делая системы более безопасными, междуфазные токи и междуфазная энергия вспышки дуги не затрагиваются.


NGR является жизненно важным компонентом

Системы с заземлением сопротивления полагаются на целостность NGR, которую следует постоянно контролировать. Сбой NGR в открытом режиме переводит систему в незаземленное состояние, блокирует обнаружение замыкания на землю с помощью токоизмерительного датчика и допускает возможность кратковременное перенапряжение; в режиме короткого замыкания система надежно заземлена с, как следствие, высоким предполагаемым током замыкания на землю и повышенная опасность дугового разряда.NGR следует постоянно контролировать для обнаружения этих условий, а также для обнаружения замыканий на землю. (в том числе в режиме отказа NGR-open). Бендер NGRM500 и Мониторы резисторов заземления нейтрали NGRM700 обеспечивают все три необходимые защитные функции, определенные Разделом 10 Кодекса CE 2021 г. — замыкание на землю в токонесущих проводниках, короткое замыкание NGR и открытый NGR.

Назначение и значение систем заземления. Часть первая

Электричество достаточно запутанно, когда мы имеем дело с проводами, по которым должен проходить ток.Еще больше сбивает с толку, когда мы говорим о проводах, которые обычно вообще ничего не делают. У большинства людей есть некоторые трудности с концепцией , заземляющей и его двоюродного брата, , соединяющего . Мы постараемся не усложнять и раскрыть тайну.

Как домашние инспекторы, важно, чтобы мы четко понимали эти системы, чтобы проводить более качественные проверки для наших клиентов. Если вы заинтересованы в том, чтобы стать домашним инспектором, или просто хотите обновить свои знания, потратьте некоторое время на обучение домашних инспекторов — это отличный способ убедиться, что ваши услуги являются лучшими, какими они могут быть.

Хорошей новостью является то, что это не очень сложная и не требующая много времени часть вашей инспекции. Хорошая новость заключается в том, что ремонт или замена, как правило, обходятся недорого.

Два типа систем заземления

В домах существует два типа заземления с разными функциями. Система заземления оборудования   представляет собой сеть неизолированных неизолированных проводов, проходящих через дом как часть ответвленной электропроводки, установленной с 1960-х годов.Системы заземления оборудования подключаются к трансформатору на улице и защищают домовладельцев от поражения электрическим током от паразитного электричества в доме. Система заземления   соединяет электрическую систему дома с землей. В рамках данного обсуждения мы сосредоточимся на последнем.

Способ подключения сервисного блока к земле

В системе заземления используется провод для подключения сервисного блока к земле с водопроводными трубами, заземляющими стержнями и т. д. Это путь для молнии или статического электричества.Он не предназначен для передачи аварийного тока от системы заземления оборудования на землю. Единственный случай, когда эта система заземления будет передавать электричество из дома, будет в случае неисправности дома, из-за которой ток будет протекать через заземляющие провода в системе распределения и , а нейтральный служебный провод, выходящий на улицу, будет оборван.

Молния

Системы заземления помогают безопасно отводить неожиданные электрические разряды от других источников.Например, удары молнии могут вызвать возбуждение компонентов в домах. Система заземления иногда может безопасно рассеивать электричество от молнии. Однако большие удары молнии не будут рассеяны системой заземления дома.

Статические заряды

Системы заземления также помогают снимать статические электрические заряды. Накопление статического электричества внутри электронного оборудования, такого как домашние компьютеры, может создать проблемы в работе. Это гораздо менее важная функция заземляющего провода, защищающая скорее оборудование, чем людей.

Провода заземления/проводники заземления

Провода заземления обычно медные и могут быть неизолированными или изолированными. Обычно они имеют калибр 8 для сетей на 100 ампер и калибр 6 для сетей на 200 ампер. Лучше всего избегать стыков в заземляющем проводе, так как каждый стык является потенциальным плохим соединением.

Где заканчивается система заземления?

 

Цель состоит в том, чтобы электричество текло к земле. Это делается путем подключения заземляющего провода к заземляющему электроду.Это можно сделать несколькими способами, в том числе:

  • По металлическим водопроводным трубам
  • По металлическим стержням, вбитым в землю
  • По проволоке (часто 1/2-дюймовой арматуры), закопанной в фундаменты зданий (УФЭР грунт)
  • Заглубленные пластины или кольца заземления
  • Каркасы металлических зданий (чаще в коммерческом, чем в жилом строительстве)
  • Металлические кожухи частных колодцев водоснабжения

На приведенном ниже рисунке показаны наиболее часто используемые заземляющие электроды.

Типичное соединение с заземляющим стержнем (хотя часть зажима на переднем плане установлена ​​задом наперед).

Вы не сможете увидеть всю систему заземления. Тем не менее, есть несколько вещей, которые нужно искать, в основном вокруг того, что отсутствует или плохо связано.

Во второй части этого поста мы рассмотрим общие проблемы, которые могут возникнуть с системами заземления, и их решения. До встречи во второй части!


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.