Как подключить заземление к щитку
Мой горький опыт электрика позволяет мне утверждать: Если у Вас “заземление” сделано как надо – то есть в щитке есть место присоединения “заземляющих” проводников, и все вилки и розетки имеют “заземляющие” контакты – я вам завидую, и вам не о чем беспокоиться.
Правила подключения заземления
В чем же состоит проблема, почему нельзя подключать провод заземления на трубы отопления или водоснабжения?
Реально в городских условиях блуждающие токи и пр. мешающие факторы столь велики, что на батарее отопления может оказаться что угодно. Однако основная проблема, в том, что ток срабатывания автоматов защиты достаточно велик. Соответственно один из вариантов возможной аварии – пробой накоротко фазы на корпус с током утечки как раз где-то на границе срабатывания автомата, то есть, в лучшем случае 16 ампер. Итого, делим 220в на 16А – получаем 15 ом. Всего каких-то тридцать метров труб, и получите 15 ом. И потек ток куда-то, в сторону не пиленого леса. Но это уже не важно. Важно то, что в соседней квартире (до которой 3 метра, а не 30, напряжение на кране почти те же 220.), а вот на, скажем, канализационной трубе – реальный ноль, или около того.
А теперь вопрос – что будет с соседом, если он, сидя в ванной (соединившись с канализацией посредством открывания пробки) коснется крана? Угадали?
Приз – тюрьма. По статье о нарушении правил электробезопасности повлекшем жертвы.
Не надо забывать, что нельзя делать имитацию схемы “заземления” , соединяя в евророзетке “нулевой рабочий” и “нулевой защитный” проводники, как иногда практикуют некоторые “умельцы”. Такая замена крайне опасна. Не редки случаи отгорания “рабочего нуля” в щите. После этого на корпусе Вашего холодильника, компьютера и т.д. очень прочно размещается 220В.
Последствия будут примерно такими же, как и с соседом, с той разницей, что за это ни кто ответственности нести не будет, кроме того, кто сделал такое соединение. А как показывает практика, это делают сами же хозяева, т.к. считают себя достаточными специалистами, чтобы не вызывать электриков.
“Заземление” и “зануление”
Одним из вариантов “заземления” является “зануление”. Но только не как в случае описанном выше. Дело в том, что на корпусе распределительного щита, на Вашем этаже имеется нулевой потенциал, а если точнее, нулевой провод, проходящий через этот самый щиток, просто-напросто имеет контакт с корпусом щита посредством болтового соединения. Нулевые проводники с расположенных на этом этаже квартир, тоже присоединяются к корпусу щита. Давайте рассмотрим этот момент поподробнее. Что мы видим, каждый из этих концов заведен под свой болт (на практике правда часто встречается по парное соединение этих концов). Вот как раз туда и надо подсоединять наш новоиспеченный проводник, который в последствии будет называться “заземлением”.
В этой ситуации тоже есть свои нюансы. Что мешает “нулю” отгореть на входе в дом. Собственно говоря, ни чего. Остается лишь надеяться, что домов в городе меньше чем квартир, а значит и процент возникновения такой проблемы значительно меньше. Но это опять же русский “авось”, который проблему не решает.
Единственно правильное решение, в этой ситуации. Взять металлический уголок 40х40 или 50х50, длинной метра 3, забить его в землю, чтобы за него не запинались, а именно, копаем яму на два штыка лопаты в глубину и максимально забиваем туда наш уголок, а от него провести провод ПВ-3 (гибкий, многожильный), сечением не менее 6 мм. кв. до, Вашего распределительного щита.
В идеале “контур заземления” должен состоять из 3х – 4х уголков, которые свариваются металлической полосой той же ширины. Расстояние между уголками должно составлять 2 м.
Только не надо сверлить в земле дыру метровым буром и опускать туда штырь. Это не правильно. Да и КПД такого заземления близко к нулю.
Но, как и в любом способе здесь есть свои минусы. Вам, конечно, повезло, если Вы живете в частном доме, или хотя бы, на первом этаже. А как быть тем, кто живет этаже на 7-8? Запастись 30-ти метровым проводом?
Так как же найти выход из создавшейся ситуации? Боюсь, что ответ на этот вопрос Вам не дадут даже самые опытные электромонтажники.
Что требуется для разводки по дому
Для разводки по дому Вам понадобится медный провод заземления, соответствующей длины, и сечением не менее 1,5 мм. кв. и, конечно, розетка с “заземляющим” контактом. Короб, плинтус, скоба – дело эстетики. Идеальный вариант, это когда Вы делаете ремонт. В этом случае я рекомендую выбрать кабель с тремя жилами в двойной изоляции, лучше ВВГ. Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенной с корпусом щита, а второй – на “заземляющий” контакт розетки. При наличии в щите УЗО заземляющий проводник не должен нигде на линии иметь контакта с N проводником (в противном случае будет срабатывать УЗО).
Не надо так же забывать, что “земля” не имеет права разрываться, посредством каких либо выключателей.
Как подключить заземление в щитке
Уют и комфорт в частном доме или квартире трудно представить без налаженной системы электроснабжения. Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током осложняется. Устранить риски, минимизировать последствия травм можно с помощью заземляющей системы, соединяющей точки электрической сети или энергетического потребителя с заземляющей конструкцией.
Конструкция и назначение заземляющих устройств
Подобные конструкции подразделяются на рабочие и защитные устройства.
- Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
- Система защитного заземления обязательна для электросетей в жилом секторе.
Установка заземляющего устройства (ЗУ) требуется в соответствии с Правилами устройства электроустановок и Правилами эксплуатации электроустановок потребителей.
Прикосновение людей к токоведущим частям, открытым в результате неправильной эксплуатации электрооборудования, дефектов конструкции, прихода в негодность изоляции и других причин, встречается часто. Некачественная конструкция ЗУ и ее монтаж может повлечь тяжелые последствия для людей: электрический шок, ожоги, нарушение работы сердца и иных органов человека поражение током часто приводит к ампутации конечностей, инвалидности и даже летальным исходам.
Система заземления состоит из наружной и внутренней частей, которые стыкуются в электрическом щитке. Наружное заземляющее устройство состоит из комплекса металлических электродов и проводников, отводящих аварийный ток от электрооборудования в землю в безопасных для людей местах. Электроды называются заземлителями. Электрические жилы – это заземляющие проводники, представляют собой штыри длиной 1,5 м, диаметром 1 мм.
Изготавливаются промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их основное достоинство — повышенная проводимость тока. Вбиваются в землю молотами или кувалдами на глубину 50 см, контакт с землей должен быть максимально прочным, иначе ухудшится способность конструкции отводить ток.
Простая конструкция изготавливается из одного электрода. Применяется в молниеотводах или для защиты удаленных объектов и оборудования. В индивидуальных хозяйствах предпочтение отдается многоэлектродным устройствам. Размещаются в один ряд и называются линейными профилями ЗУ. Стандартная длина цепи — 6 метров. Между собой соединяются латунными муфтами, крепление резьбовое, сварка не рекомендуется. Заземляющие проводники устанавливаются через клеммы. Скручивания, пайки жил исключаются.
По-прежнему распространено такое устройство, как контур заземления (замкнутый вариант). Сооружается на расстоянии не ближе 1 метра и не далее 10 метров от дома. Размещается в траншее в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 3 м, глубина – 50 см, ширина – 40 см. По углам вбиваются заземлители. Эта же операция проделывается с другими вертикальными электродами (не свыше пяти единиц). Заземлители в нижней опорной части свариваются с горизонтальными изделиями.
Изготавливаются из меди, покрытого медью или цинком стального уголка (полка 5 мм, полоса 40 мм), Часто применяется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля. Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электротехнические свойства из-за ослабления контакта с землей.
Конструкция контура несложная, ее можно сделать собственными руками. Но работа упрощается при использовании готовых заземляющих устройств, представленных на рынке, в комплекте с которыми есть провода заземления. Финансовые потери окупятся за счет применения качественных материалов, стойких к коррозии и с большим сроком эксплуатации.
Подключение наружной части ЗУ к щитку
Для определения точного порядка подключения заземления к щитку требуется знание способа применения нейтрали. Она бывает изолированной и заземленной. Изолированная жила используется в сетях с повышенными значениями напряжения 3-35 кВ. При электроснабжении 380 В и 220 В эффективно работают оба варианта. Однако новые правила ПУЭ требуют заземлять нейтраль. Контуры должны возводиться под напряжение до 1000 В.
Популярны системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S. Двухфазная TN-C устарела, но по-прежнему применяется в строениях, имеющих длительный срок эксплуатации. Их замена связана с трудностями технического и финансового характера. В этой схеме в качестве защитного заземляющего провода используется нулевая жила. С практической точки зрения, для жильцов квартир и домов кабельная и проводниковая продукция с 4 жилами выгодна: ее стоимость ниже, монтажные работы проще.
Интерес представляет вопрос, как подключить заземление в многоэтажном доме. Проводники подключаются к общей шине ЗУ. Затем шина выводится на корпус электрического щитка на этаже. Аналогичен процесс перевода TN-C на TN-C-S в домашнем щитке. Суть заключается в подключении нулевых защитных проводников на единую шину ЗУ с последующим креплением перемычкой с нулевой шиной.
Главный недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда заземляющая конструкция придет в негодность. Регламентирующими документами введен запрет на использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.
Принцип работы TN-S основан на том, что нулевые рабочая и защитная линии подводятся к потребителю отдельными жилами от трансформаторной подстанции. В РФ и странах СНГ распространен промежуточный вариант TN-C-S, при котором разделение проводников производится непосредственно при вводе в дом. В обоих вариантах функции безопасности выполняет устройство защитного отключения (УЗО).
Однако для полноценного предупреждения и локализации последствий электрических ударов комплект защитных средств должен включать также автоматические выключатели в щитках, шину заземления РЕ для подсоединения нулевых проводников и контура заземления.
Последний обеспечивает условия для бесперебойной работы электрической техники. Кроме того, он снижает уровень излучения электрических агрегатов, кабелей и проводов, локализует шумовые явления в электросети.
Заземление в щитке проводится в следующем порядке (система TN-C-S). Два питающих провода, состоящих из фазного и совмещенного рабочего нулевого и защитного (REN), разделяются на три отдельные жилы. Для подключения фазной и рабочей жил используют изолированную от щита шину заземления. Каждая шина (N и Re) должна иметь собственную маркировку и цвет: ноль – синего, земля – желтого цвета. Жила N закрепляется на электрическом щитке с использованием изоляторов. Заземляющий контакт RE устанавливается на корпус. Между собой соединяются перемычкой из токопроводящего материала.
В дальнейшем эти провода заземления должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.
Многие пользователи отдают предпочтение варианту, когда кабели REN сохраняют свою целостность и подключаются к шине N, играя роль нулевых защитных проводников. Достоинство этой схемы заключается в том, что на свободную шину RE замыкаются провода заземления бытовых потребителей электрической энергии. При перегорании линии REN, все токоприемники будут продолжать сохранять заземляющие контакты.
Ошибки при установке ЗУ
К типовым недостаткам, часто встречающимся на практике, относятся:
- Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
- Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
- Установка отдельных выключателей в нулевом проводнике. При выходе устройства из строя электроприборы могут оказаться под напряжением. Иногда контакт нулевого провода не прочен. Последствия те же.
- Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
- Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
- Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
- Подключение заземления к трубе отопления. Нельзя сказать, какое направление возьмут блуждающие токи, поскольку неизвестна ситуация в соседней квартире. Возрастает вероятность поражения током посторонних людей.
По завершении монтажных работ проводится проверка системы. Внимание обращается на величину сопротивления рассеиванию тока. Для проведения этой работы желательно привлечение специалиста с соответствующей аппаратурой.
Пример щита учета с УЗО для частного дома | Система заземления TT
Установка в щите учета дома селективного устройства защитного отключения (УЗО), позволяет значительно повысить пожарную безопасность. Это особенно актуально, если у вас используется система заземления – ТТ
В этой статье мы рассмотрим пошаговую сборку схемы щита учета частного дома, в котором установлено УЗО. Данная сборка, соответствует Техническим Условиям, которые чаще всего выдают энергосбытовые компании:
– Выделенная мощность 15 кВт
-Вводной кабель – СИП – Самонесущий изолированный провод (4 шт: 3 фазы и PEN)
– Дополнительный контур заземления на участке, от которого до щитка проложен проводник 1х16мм.кв.
Схема рассчитана на тип заземления ТТ, при котором приходящий от трансформатора PEN становится рабочим НУЛЁМ, а защитный ноль (заземление) берется от дополнительного контура, смонтированного на участке. Межу собой они нигде не соединяются.
Вариант с системой TN-C-S, где ноль и заземление сводятся в одну точку в щите, лишь после которой разделяются, мы уже рассматривали ТУТ.
Все распространенные сборки щитков учета, в том числе с УЗИП и с розеткой, для разных способов заземления, доступны ЗДЕСЬ.
Монтаж корпуса
При установке вне дома, рекомендуется применять стальные электрощиты (№1 на изображении), которые можно запирать на замок. Степень защищённости от попадания пыли или влаги у них должны быть не ниже IP54.
Обычно щиток монтируется на границе участка, например, на опоре линии электропередач, стене строения или ограждении. В зависимости от удобства доступа к нему проверяющих.
Заводить провода и кабели внутрь для коммутации, лучше всего снизу, с использованием гермовводов. Так вы обеспечите максимальную герметичность и значительно обезопасите электроустановку в целом.
Всё современное щитовое оборудование монтируется на DIN-рейки. Убедитесь, что в купленном вами щитке они установлены или идут в комплекте. В ином случае, дин рейку придёться докупать дополнительно.
Установка бокса для вводного автоматического выключателя
В целях предотвращения несанкционированного подключения, в обход электросчетчика, все коммутационные и защитные устройства, стоящие до него, должны, закрываться в боксы (№2 на изображении) и опечатываться.
Вот и мы, при монтаже, сперва ставим специальный корпус для АВ (автоматического выключателя). Он отличается тем, что имеет «ушки», для удобства пломбировки. В трехфазной сети 380В, бокс устанавливается минимум на три модуля, чтобы туда поместился Автоматический выключатель.
Установка автомата
Вводной автомат (№3 на изображении) устанавливается в отдельный корпус, который, закрывается кожухом. Позже, представители энергосбытовой компании его опечатают, установят пломбу и будут её проверять при каждом снятии показаний или контрольных обходах.
Для трёхфазных сетей 380В, при выделенной мощности 15кВт, номинал автоматического выключателя должен быть 25А.
Установка учетных и защитных устройств в щиток
Теперь пришла очередь установить на дин-рейку все остальные элементы. Полный перечень оборудования необходимого для щита частного дома следующий:
1) Стальной электрический щит (степень защиты ip54 или выше)
2) Бокс/кожух для АВ на 3 модуля
3) Автоматический выключатель трехполюсный 25А
4) Трехфазный счетчик электрической энергии 380В
5) распределительный блок на DIN-рейку
6) Селективное УЗО от 40А, ток утечки 100мА или 300мА
Электросчетчик, должен быть трехфазный, для сетей 380В. Обычно выбирается электронный, двухтарифный. При выборе производителя, основной ориентир срок гарантии, у кого она больше, тот и нужно брать. Обычно берется простой, без лишних интерфейсов, например, Меркурий или Энергомера.
Распределительный блок должен иметь достаточное количество клемм под нужные сечения проводников. Для варианта с ВДТ – выключателем дифференциального тока, с заземлением ТТ, потребуется:
1 клемма – 16мм.кв – для контура повторного заземления ПВ1 или ПуВ(ПуГВ)
2 клеммы по 6мм.кв – для внутренних проводников, используемых при коммутации
Противопожарное УЗО выбирается селективное – имеющее задержку при срабатывании. Ток утечки может быть, как 100мА, так и 300мА.
Выбор порога срабатывания Устройства Защитного Отключения зависит от многих факторов. Практически любой электроприбор имеет определенную утечку и это нормально. Если таких устройств много, суммарные потери могут быть большими.
Исходя из этого и выбирается эта величина. Если жилье небольшое, достаточно ставить 100мА. Если же это коттедж, с большим количеством техники и оборудования, то однозначно 300мА.
Для внутренних соединений в щитке, удобнее всего использовать гибкие провода ПуГВ (еще могут называться ПВ-3) 1х6мм.кв. и наконечники НШВИ.
Сборка электрического щита учета с УЗО
подключение вводного кабеля СИП 4х16
В первую очередь подключаем все провода большого сечения. В нашем случае это Самонесущие Изолированные Провода (СИП). Всего четыре штуки. Все они алюминиевые, снаружи черная изоляция. Их маркировка выполнена в виде цветной непрерывной полосы.
Желтый, зеленый и красный проводники подключаем на верхние клеммы вводного АВ – это три фазы. PEN – с голубой полосой, в нулевую клемму счетчика электрической энергии.
Обычно это две крайние справа. Можно подключить к любой из них, они внутри соединены.
Зеземления
Далее подключаем к распределительному блоку проводники заземления. В первую очередь, как самый большой, от смонтированного на участке контура. Тудаже заземление токопроводящего корпуса щитка, которое монтируется под специальный болт.
Именно такая схема подключения N и PE отличает систему ТТ от других.
В системе TN-C-S, схему щита учета с УЗО, которой мы уже рассматривали ЗДЕСЬ, всё сделано иначе. Там наоборот, и PEN проводник и контур заземления дома объединены в распределительном блоке. И только после него делятся.
Здесь же вводной СИП с голубой полосой – PEN, по сути является рабочим нулём «N» всей электроустановки. Защитный ноль, он же заземление «PE», берется от смонтированного у во дворе контура.
Провода от вводного автомата до счетчика
Следующим шагом провода от нижних клемм вводного автомата – 3 фазы, прокладываем и подсоединяем к соответствующим контактам счётчика электрической энергии.
Как подключить трехфазный счетчик электроэнергии, в каком порядке соединять провода мы подробно рассматривали ЗДЕСЬ, на примере устройства Энергомера се 306.
Подключение проводов от счетчика к УЗО
После этого, все четыре проводника от электросчетчика (три фазы и рабочий ноль) подсоединяются к верхним клеммам ВДТ (выключатель дифференциального тока, он же УЗО). Место для нулевой жилы, обычно обозначено на корпусе как «N».
Подключение кабеля идущего от щита учета в РЩ дома
Осталось подключить кабель, по которому электрический ток будет поступать в дом. Внутри которого, обычно, установлен дополнительный распределительный щит (РЩ), без электрического счетчика электроэнергии. Все потребители разделены на группы, стоит автоматика и т.д.
Сечение жил и марка кабеля выбирается в зависимости от расстояния до РЩ и способа прокладки. Чаще всего применяется ВВГнг-LS 5х10мм.кв. Если прокладка ведется в земле – кабель используется бронированный, в таком случае броня также заземляется, подсоединением к распределительному блоку.
Три фазных и нулевые жилы кабеля, идущего в ваш дом, подключаются к нижним клеммам УЗО. Ноль, как вы помните на нём промаркирован. Жила защитного нуля – заземления, подключается напрямую к распределительному блоку.
В общем щит выглядит примерно так:
На этом монтаж завершен. Щит учета частного дома 380В на 15кВт, с заземлением TT готов к работе.
{SOURCE}
Как подключить заземление к щитку, как правильно заземлить электрощиток?
Заземление в щитке
1. Общие требования
Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.
В данной статье приведена подробная, пошаговая инструкция о том как сделать заземление в частном доме своими руками.
Для начала определимся с тем, что такое заземление?
Согласно ПУЭ Заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)
В качестве заземляющего устройства используют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).
Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):
Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.
Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:
В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.
Замкнутый контур заземления обычно выполняют в форме треугольника со сторонами от 2 до 3 метров (в зависимости от длины вертикальных заземлителей) важно что бы расстояние между вертикальными заземлителями было не менее их длины (см. рис. 1). Замкнутый контур так же может выполняться и в других формах, например овал, квадрат и т.д. В свою очередь линейный контур представляет из себя ряд вертикальных заземлителей в количестве 3-4 штуки выстроеных в линию, при этом так же как и в случае с замкнутым контуром расстояние между ними в линейном контуре должно быть не менее их длины, т.е. от 2 до 3 метров (см. рис. 2).
Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.
Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (пункт 1.7.111. ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.
Вертикальные заземлители выполняют из:
- круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)
- стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)
Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)
Горизонтальные заземлители выполняют из:
- круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)
- стальной полосы размерами 4х40
Заземляющий проводник выполняют из:
- круглого стального стержня диаметром минимум 10мм
- стальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)
Рекомендуется в качестве заземляющего проводника использовать тот же материал который был использован в качестве горизонтального заземлителя.
2. Порядок монтажа заземления:
ШАГ 1 — Выбираем место для монтажа
Место для монтажа выбирается как можно ближе к главному электрощитку (вводному щиту) дома в котором находится главная заземляющая шина (ГЗШ), она же PE шина.
В случае если вводной электрощиток находится внутри дома или на его наружной стене заземляющий контур монтируется около стены на которой находится электрощиток, на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если же электрический щиток находится на опоре воздушной линии электропередач или на выносной стойке контур заземления можно монтировать прямо под ним.
При этом не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п. (п. 1.7.112 ПУЭ)
ШАГ 2 — Земляные работы
Выкапываем траншею в форме треугольника — для монтажа замкнутого конура заземления, либо прямую — для линейного:
Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра
Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)
Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)
ШАГ 3 — Монтаж вертикальных заземлителей
Расставляем в траншеи вертикальные заземлители на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра) после чего забиваем их в землю при помощи перфоратора со специальной насадкой либо обычной кувалдой:
Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:
Как уже было написано выше длина вертикальных заземлителей должна составлять примерно 2-3 метра (рекомендуется минимум 2,5 метра), при этом необходимо вбить их в землю на всю длину, так что бы над дном траншеи выступала верхняя часть заземлителя на 20-25 см:
Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.
ШАГ 4 — Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:
На данном этапе необходимо соединить между собой все вертикальные заземлители с помощью горизонтальных заземлителей и к получившемуся контуру заземления приварить заземляющий проводник который будет выходить из земли на поверхность и предназначен для соединения заземляющего контура с главной заземляющей шиной вводного электрощита.
Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой посредством сварки, при этом место соединения необходимо обварить со всех сторон для лучшего контакта.
ВАЖНО! Не допускается использование болтовых соединений! Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.
Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.
ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски! (пункт 1.7.111. ПУЭ)
В результате должно получится примерно следующее:
ШАГ 5 — Засыпаем грунтом траншею.
Здесь все просто, засыпаем траншею со смонтированным заземляющим контуром землей, так что бы над контуром было не менее 50 см грунта, как уже было указано выше.
Однако и здесь есть свои тонкости:
ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).
ШАГ 6 — Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).
Наконец мы подошли к завершающему этапу — заземлению электрощитка дома, для этого выполняем следующие работы:
Подводим заземляющий проводник к электрощитку, так что бы до электрощитка оставалось около 1 метра, если вводной щиток находится в доме, желательно завести заземляющий проводник в здание. При этом у мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен следующий опознавательный знак (п.1.7.118. ПУЭ):
Сам заземляющий проводник находящийся над поверхностью земли необходимо покрасить, он должен иметь цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (п.1.1.29. ПУЭ).
К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм2, который так же должен иметь желто-зеленую окраску. Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ (п.1.7.119. ПУЭ).
ВАЖНО! Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. (п.1.7.119. ПУЭ).
В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:
ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.
В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:
1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.
2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.
3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.
ВАЖНО! Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление. После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!
При этом проводка в доме должна выполняться трехжильным кабелем: желто-зеленая жила кабеля подключается к PE шине и используется в качестве заземляющего провода, синяя или голубая жила подключается к N шине и служит в качестве рабочего нуля и наконец третья жила подключается через автоматический выключатель на фазу.
Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.
На этом все, но необходимо помнить, что защитное заземление это лишь одна составляющая из комплекса мер обеспечивающих надежную защиту от поражения электрическим током. К другим составляющим относятся:
- автоматическое отключение питания — обеспечивается аппаратами защиты, в первую очередь такими как УЗО и автоматические выключатели.
- уравнивание потенциалов —
Источник: https://elektroshkola.ru/zazemlenie/zazemlenie-v-chastnom-dome/
Установка учетных и защитных устройств в щиток
Теперь пришла очередь установить на дин-рейку все остальные элементы. Полный перечень оборудования необходимого для щита частного дома следующий:
1) Стальной электрический щит (степень защиты ip54 или выше)
2) Бокс/кожух для АВ на 3 модуля
3) Автоматический выключатель трехполюсный 25А
4) Трехфазный счетчик электрической энергии 380В
5) распределительный блок на DIN-рейку
6) Селективное УЗО от 40А, ток утечки 100мА или 300мА
Электросчетчик, должен быть трехфазный, для сетей 380В. Обычно выбирается электронный, двухтарифный. При выборе производителя, основной ориентир срок гарантии, у кого она больше, тот и нужно брать. Обычно берется простой, без лишних интерфейсов, например, Меркурий или Энергомера.
Распределительный блок должен иметь достаточное количество клемм под нужные сечения проводников. Для варианта с ВДТ — выключателем дифференциального тока, с заземлением ТТ, потребуется:
1 клемма — 16мм.кв – для контура повторного заземления ПВ1 или ПуВ(ПуГВ)
2 клеммы по 6мм.кв – для внутренних проводников, используемых при коммутации
Противопожарное УЗО выбирается селективное – имеющее задержку при срабатывании. Ток утечки может быть, как 100мА, так и 300мА.
Выбор порога срабатывания Устройства Защитного Отключения зависит от многих факторов. Практически любой электроприбор имеет определенную утечку и это нормально. Если таких устройств много, суммарные потери могут быть большими.
Исходя из этого и выбирается эта величина. Если жилье небольшое, достаточно ставить 100мА. Если же это коттедж, с большим количеством техники и оборудования, то однозначно 300мА.
Для внутренних соединений в щитке, удобнее всего использовать гибкие провода ПуГВ (еще могут называться ПВ-3) 1х6мм.кв. и наконечники НШВИ.
Сборка электрического щита учета с УЗО
подключение вводного кабеля СИП 4х16
В первую очередь подключаем все провода большого сечения. В нашем случае это Самонесущие Изолированные Провода (СИП). Всего четыре штуки. Все они алюминиевые, снаружи черная изоляция. Их маркировка выполнена в виде цветной непрерывной полосы.
Желтый, зеленый и красный проводники подключаем на верхние клеммы вводного АВ – это три фазы. PEN – с голубой полосой, в нулевую клемму счетчика электрической энергии.
Обычно это две крайние справа. Можно подключить к любой из них, они внутри соединены.
Зеземления
Далее подключаем к распределительному блоку проводники заземления. В первую очередь, как самый большой, от смонтированного на участке контура. Тудаже заземление токопроводящего корпуса щитка, которое монтируется под специальный болт.
Именно такая схема подключения N и PE отличает систему ТТ от других.
В системе TN-C-S, схему щита учета с УЗО, которой мы уже рассматривали , всё сделано иначе. Там наоборот, и PEN проводник и контур заземления дома объединены в распределительном блоке. И только после него делятся.
Здесь же вводной СИП с голубой полосой – PEN, по сути является рабочим нулём «N» всей электроустановки. Защитный ноль, он же заземление «PE», берется от смонтированного у во дворе контура.
Подключение кабеля идущего от щита учета в РЩ дома
Осталось подключить кабель, по которому электрический ток будет поступать в дом. Внутри которого, обычно, установлен дополнительный распределительный щит (РЩ), без электрического счетчика электроэнергии. Все потребители разделены на группы, стоит автоматика и т.д.
Сечение жил и марка кабеля выбирается в зависимости от расстояния до РЩ и способа прокладки. Чаще всего применяется ВВГнг-LS 5х10мм.кв. Если прокладка ведется в земле – кабель используется бронированный, в таком случае броня также заземляется, подсоединением к распределительному блоку.
Три фазных и нулевые жилы кабеля, идущего в ваш дом, подключаются к нижним клеммам УЗО. Ноль, как вы помните на нём промаркирован. Жила защитного нуля – заземления, подключается напрямую к распределительному блоку.
В общем щит выглядит примерно так:
На этом монтаж завершен. Щит учета частного дома 380В на 15кВт, с заземлением TT готов к работе.
Источник: https://RozetkaOnline.ru/podkljuchenie-i-ustanovka/item/220-primer-shchita-ucheta-s-uzo-dlya-chastnogo-doma-sistema-zazemleniya-tt
Схема подключения заземления в загородном доме
Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.
Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.
Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению
Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.
Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания. Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).
От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013.
В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.
Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления
Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.
Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители — сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.
Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. 1.7.94 ПУЭ 7-го издания).
Зависимость схемы подключения от типа системы заземления
Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая – заземление открытых частей электрооборудования.
Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).
Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.
Система заземления TN-S
Рисунок 1. Система TN-S
На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.
Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.
Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.
Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S
Рисунок 2. Система TN-S
Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком — отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.
К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TN-C-S
Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.
Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.
Рисунок 3. Схема главного распределительного щита
Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.
Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)
Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S
Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).
Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ — и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TТ
Рисунок 6. Система TT
Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.
При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.
Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.
Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).
Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT
Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT
Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.
Заключение
Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.
Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:
- способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
- тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
- наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.
Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C — TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.
Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.
Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.
Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в Технический центр ZANDZ.ru!
Смотрите также:
Смотрите также:
Соединение нуля и земли в щитке
Уют и комфорт в частном доме или квартире трудно представить без налаженной системы электроснабжения. Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током осложняется. Устранить риски, минимизировать последствия травм можно с помощью заземляющей системы, соединяющей точки электрической сети или энергетического потребителя с заземляющей конструкцией.
Конструкция и назначение заземляющих устройств
Подобные конструкции подразделяются на рабочие и защитные устройства.
- Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
- Система защитного заземления обязательна для электросетей в жилом секторе.
Установка заземляющего устройства (ЗУ) требуется в соответствии с Правилами устройства электроустановок и Правилами эксплуатации электроустановок потребителей.
Прикосновение людей к токоведущим частям, открытым в результате неправильной эксплуатации электрооборудования, дефектов конструкции, прихода в негодность изоляции и других причин, встречается часто. Некачественная конструкция ЗУ и ее монтаж может повлечь тяжелые последствия для людей: электрический шок, ожоги, нарушение работы сердца и иных органов человека поражение током часто приводит к ампутации конечностей, инвалидности и даже летальным исходам.
Система заземления состоит из наружной и внутренней частей, которые стыкуются в электрическом щитке. Наружное заземляющее устройство состоит из комплекса металлических электродов и проводников, отводящих аварийный ток от электрооборудования в землю в безопасных для людей местах. Электроды называются заземлителями. Электрические жилы – это заземляющие проводники, представляют собой штыри длиной 1,5 м, диаметром 1 мм.
Изготавливаются промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их основное достоинство — повышенная проводимость тока. Вбиваются в землю молотами или кувалдами на глубину 50 см, контакт с землей должен быть максимально прочным, иначе ухудшится способность конструкции отводить ток.
Простая конструкция изготавливается из одного электрода. Применяется в молниеотводах или для защиты удаленных объектов и оборудования. В индивидуальных хозяйствах предпочтение отдается многоэлектродным устройствам. Размещаются в один ряд и называются линейными профилями ЗУ. Стандартная длина цепи — 6 метров. Между собой соединяются латунными муфтами, крепление резьбовое, сварка не рекомендуется. Заземляющие проводники устанавливаются через клеммы. Скручивания, пайки жил исключаются.
По-прежнему распространено такое устройство, как контур заземления (замкнутый вариант). Сооружается на расстоянии не ближе 1 метра и не далее 10 метров от дома. Размещается в траншее в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 3 м, глубина – 50 см, ширина – 40 см. По углам вбиваются заземлители. Эта же операция проделывается с другими вертикальными электродами (не свыше пяти единиц). Заземлители в нижней опорной части свариваются с горизонтальными изделиями.
Изготавливаются из меди, покрытого медью или цинком стального уголка (полка 5 мм, полоса 40 мм), Часто применяется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля. Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электротехнические свойства из-за ослабления контакта с землей.
Конструкция контура несложная, ее можно сделать собственными руками. Но работа упрощается при использовании готовых заземляющих устройств, представленных на рынке, в комплекте с которыми есть провода заземления. Финансовые потери окупятся за счет применения качественных материалов, стойких к коррозии и с большим сроком эксплуатации.
Подключение наружной части ЗУ к щитку
Для определения точного порядка подключения заземления к щитку требуется знание способа применения нейтрали. Она бывает изолированной и заземленной. Изолированная жила используется в сетях с повышенными значениями напряжения 3-35 кВ. При электроснабжении 380 В и 220 В эффективно работают оба варианта. Однако новые правила ПУЭ требуют заземлять нейтраль. Контуры должны возводиться под напряжение до 1000 В.
Популярны системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S. Двухфазная TN-C устарела, но по-прежнему применяется в строениях, имеющих длительный срок эксплуатации. Их замена связана с трудностями технического и финансового характера. В этой схеме в качестве защитного заземляющего провода используется нулевая жила. С практической точки зрения, для жильцов квартир и домов кабельная и проводниковая продукция с 4 жилами выгодна: ее стоимость ниже, монтажные работы проще.
Интерес представляет вопрос, как подключить заземление в многоэтажном доме. Проводники подключаются к общей шине ЗУ. Затем шина выводится на корпус электрического щитка на этаже. Аналогичен процесс перевода TN-C на TN-C-S в домашнем щитке. Суть заключается в подключении нулевых защитных проводников на единую шину ЗУ с последующим креплением перемычкой с нулевой шиной.
Главный недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда заземляющая конструкция придет в негодность. Регламентирующими документами введен запрет на использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.
Принцип работы TN-S основан на том, что нулевые рабочая и защитная линии подводятся к потребителю отдельными жилами от трансформаторной подстанции. В РФ и странах СНГ распространен промежуточный вариант TN-C-S, при котором разделение проводников производится непосредственно при вводе в дом. В обоих вариантах функции безопасности выполняет устройство защитного отключения (УЗО).
Однако для полноценного предупреждения и локализации последствий электрических ударов комплект защитных средств должен включать также автоматические выключатели в щитках, шину заземления РЕ для подсоединения нулевых проводников и контура заземления.
Последний обеспечивает условия для бесперебойной работы электрической техники. Кроме того, он снижает уровень излучения электрических агрегатов, кабелей и проводов, локализует шумовые явления в электросети.
Заземление в щитке проводится в следующем порядке (система TN-C-S). Два питающих провода, состоящих из фазного и совмещенного рабочего нулевого и защитного (REN), разделяются на три отдельные жилы. Для подключения фазной и рабочей жил используют изолированную от щита шину заземления. Каждая шина (N и Re) должна иметь собственную маркировку и цвет: ноль – синего, земля – желтого цвета. Жила N закрепляется на электрическом щитке с использованием изоляторов. Заземляющий контакт RE устанавливается на корпус. Между собой соединяются перемычкой из токопроводящего материала.
В дальнейшем эти провода заземления должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.
Многие пользователи отдают предпочтение варианту, когда кабели REN сохраняют свою целостность и подключаются к шине N, играя роль нулевых защитных проводников. Достоинство этой схемы заключается в том, что на свободную шину RE замыкаются провода заземления бытовых потребителей электрической энергии. При перегорании линии REN, все токоприемники будут продолжать сохранять заземляющие контакты.
Ошибки при установке ЗУ
К типовым недостаткам, часто встречающимся на практике, относятся:
- Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
- Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
- Установка отдельных выключателей в нулевом проводнике. При выходе устройства из строя электроприборы могут оказаться под напряжением. Иногда контакт нулевого провода не прочен. Последствия те же.
- Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
- Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
- Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
- Подключение заземления к трубе отопления. Нельзя сказать, какое направление возьмут блуждающие токи, поскольку неизвестна ситуация в соседней квартире. Возрастает вероятность поражения током посторонних людей.
По завершении монтажных работ проводится проверка системы. Внимание обращается на величину сопротивления рассеиванию тока. Для проведения этой работы желательно привлечение специалиста с соответствующей аппаратурой.
1. Общие требования
Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.
В данной статье приведена подробная, пошаговая инструкция о том как сделать заземление в частном доме своими руками.
Для начала определимся с тем, что такое заземление?
Согласно ПУЭ Заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)
В качестве заземляющего устройства используют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).
Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):
Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.
Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:
В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.
Замкнутый контур заземления обычно выполняют в форме треугольника со сторонами от 2 до 3 метров (в зависимости от длины вертикальных заземлителей) важно что бы расстояние между вертикальными заземлителями было не менее их длины (см. рис. 1). Замкнутый контур так же может выполняться и в других формах, например овал, квадрат и т.д. В свою очередь линейный контур представляет из себя ряд вертикальных заземлителей в количестве 3-4 штуки выстроеных в линию, при этом так же как и в случае с замкнутым контуром расстояние между ними в линейном контуре должно быть не менее их длины, т.е. от 2 до 3 метров (см. рис. 2).
Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.
Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (пункт 1.7.111. ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.
Вертикальные заземлители выполняют из:
- круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)
- стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)
Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)
Горизонтальные заземлители выполняют из:
- круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)
- стальной полосы размерами 4х40
Заземляющий проводник выполняют из:
- круглого стального стержня диаметром минимум 10мм
- стальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)
Рекомендуется в качестве заземляющего проводника использовать тот же материал который был использован в качестве горизонтального заземлителя.
2. Порядок монтажа заземления:
ШАГ 1 — Выбираем место для монтажа
Место для монтажа выбирается как можно ближе к главному электрощитку (вводному щиту) дома в котором находится главная заземляющая шина (ГЗШ), она же PE шина.
В случае если вводной электрощиток находится внутри дома или на его наружной стене заземляющий контур монтируется около стены на которой находится электрощиток, на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если же электрический щиток находится на опоре воздушной линии электропередач или на выносной стойке контур заземления можно монтировать прямо под ним.
При этом не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п. (п. 1.7.112 ПУЭ)
ШАГ 2 — Земляные работы
Выкапываем траншею в форме треугольника — для монтажа замкнутого конура заземления, либо прямую — для линейного:
Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра
Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)
Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)
ШАГ 3 — Монтаж вертикальных заземлителей
Расставляем в траншеи вертикальные заземлители на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра) после чего забиваем их в землю при помощи перфоратора со специальной насадкой либо обычной кувалдой:
Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:
Как уже было написано выше длина вертикальных заземлителей должна составлять примерно 2-3 метра (рекомендуется минимум 2,5 метра), при этом необходимо вбить их в землю на всю длину, так что бы над дном траншеи выступала верхняя часть заземлителя на 20-25 см:
Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.
ШАГ 4 — Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:
На данном этапе необходимо соединить между собой все вертикальные заземлители с помощью горизонтальных заземлителей и к получившемуся контуру заземления приварить заземляющий проводник который будет выходить из земли на поверхность и предназначен для соединения заземляющего контура с главной заземляющей шиной вводного электрощита.
Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой посредством сварки, при этом место соединения необходимо обварить со всех сторон для лучшего контакта.
ВАЖНО! Не допускается использование болтовых соединений! Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.
Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.
ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски! (пункт 1.7.111. ПУЭ)
В результате должно получится примерно следующее:
ШАГ 5 — Засыпаем грунтом траншею.
Здесь все просто, засыпаем траншею со смонтированным заземляющим контуром землей, так что бы над контуром было не менее 50 см грунта, как уже было указано выше.
Однако и здесь есть свои тонкости:
ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).
ШАГ 6 — Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).
Наконец мы подошли к завершающему этапу — заземлению электрощитка дома, для этого выполняем следующие работы:
Подводим заземляющий проводник к электрощитку, так что бы до электрощитка оставалось около 1 метра, если вводной щиток находится в доме, желательно завести заземляющий проводник в здание. При этом у мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен следующий опознавательный знак (п.1.7.118. ПУЭ):
Сам заземляющий проводник находящийся над поверхностью земли необходимо покрасить, он должен иметь цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (п.1.1.29. ПУЭ).
К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм 2 , который так же должен иметь желто-зеленую окраску. Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ (п.1.7.119. ПУЭ).
ВАЖНО! Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. (п.1.7.119. ПУЭ).
В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:
ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.
В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:
1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.
2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.
3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.
ВАЖНО! Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление. После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!
При этом проводка в доме должна выполняться трехжильным кабелем: желто-зеленая жила кабеля подключается к PE шине и используется в качестве заземляющего провода, синяя или голубая жила подключается к N шине и служит в качестве рабочего нуля и наконец третья жила подключается через автоматический выключатель на фазу. Пример трехпроводной схемы электропроводки смотрите здесь.
Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.
На этом все, но необходимо помнить, что защитное заземление это лишь одна составляющая из комплекса мер обеспечивающих надежную защиту от поражения электрическим током. К другим составляющим относятся:
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
Ни для кого не секрет, что огромное количество домов в нашей стране имеют старую систему заземления TN-C. Это когда в квартирах разведена двухпроводная электропровода. Один провод фаза «L», а второй провод проводник «PEN» (совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводники).
Сегодня постепенно, но очень медленно, идет модернизация электроснабжения многоквартирных домов, т.е. перевод на более современную и безопасную систему заземления TN-C-S. Если в вашем доме это уже произошло, то это просто счастье для вас )))
А вот ремонт старой электропроводки в квартирах ложится на плечи самих хозяев. Здесь многие люди рассуждают здраво и при капитальном ремонте меняют всю электропроводку. Если у вашего дома система заземления новая TN-S или уже модернизированная TN-C-S, то вы просто обязаны подключать все розетки трехжильным кабелем, т.е. проводники N и PE должны быть самостоятельными жилами.
Если у вашего дома все еще старая система заземления TN-C, то во время замены электропроводки также используйте трехжильные кабели. Смотрите вперед в будущее. А вдруг в скором будущем в ваш дом приедут электрики и проведут модернизацию электроснабжения всего дома. В этой ситуации вам нужно будет только подключить нулевые защитные проводники к шине заземления этажного щита. Если вы не позаботитесь о будущем, сэкономите немного денег и проложите двухжильные кабели, то чтобы вашу квартиру перевести на безопасную систему заземления необходимо будет снова делать капитальный ремонт с заменой всех кабелей.
Итак, сейчас постепенно перехожу к самому главному смыслу самой статьи.
Ваш дом со старой системой заземления TN-C и вы во время замены электропроводки везде заложили трехжильные кабели. Это правильное решение. Куда подключать две жилы – это «фазу» и «ноль» понятно. В такой ситуации у людей часто возникает другой вопрос: куда нужно подключить третьи желто-зеленые жилы кабелей, которые предназначены для выполнения функций нулевых защитных проводников? В таком доме же еще нет отдельного магистрального защитного проводника.
Очень часто я слышу следующие ответы на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C:
- Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.
- Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.
- Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.
- Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.
- Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления и водоснабжения, так как они заземлены.
Лично я считаю все эти ответы неверными, ошибочными и представляющими опасность для самих же хозяев квартир. Ниже постараюсь объяснить свою точку зрения. В комментариях вы можете высказать свое мнение по этому поводу.
Давайте сначала рассмотрим ситуацию в доме с новой системой заземления TN-S. Ниже нарисована элементарная схема распределительного щитка. Аналогичная схема будет и у квартирного щитка в доме с модернизированной системой заземления TN-C-S.
Теперь давайте представим аварийную ситуацию, когда на заземляющий контакт розетки попало опасное напряжение. Это может произойти из-за выхода из строя самой розетки, из-за поломки бытовой техники и т.д. Данную ситуацию я изобразил на схеме ниже для третьей по счету розетки. Предположим что фаза «L» попала на контакт розетки «PE». Поверьте, такое случается и довольно часто. Так как у нас все заземляющие контакты соединены с контуром заземления здания и потенциал земли принято считать равным нулю, то этот «аварийный» ток побежит по пути наименьшего сопротивления.
А именно его путь будет следующим: заземляющий контакт розетки – нулевой защитный проводник в квартире – шина заземления квартирного щитка – нулевой защитный проводник от квартирного до этажного щитка – шина заземления этажного щита – магистральный нулевой защитный проводник – контур заземления здания.
Таким образом получается, что опасный для человека потенциал будет «бежать» по пути наименьшего сопротивления и уходить в землю. Если эта розетка защищена УЗО или дифавтоматом, то эти защитные устройства сразу сработают и обесточат неисправную линию. Так человек будет защищен.
Ниже на схеме я стрелочками показал путь движения тока.
Теперь ниже представлена аналогичная элементарная схема распределительного щитка для дома со старой системой заземления TN-C. Тут приходят в щиток два провода «L» и «PEN», а на розетки уходит уже новая трехжильная электропроводка. На этой схеме представлена самая распространенная ситуация. Это когда все нулевые защитные проводники подключены к контактам розеток с одной стороны и подключены к общей шине заземления с другой стороны, но сама шина заземления не подключена к корпусу этажного щита.
Давайте теперь представим здесь подобную аварийную ситуацию и посмотрим что будет. В третьей розетки фаза «L» попала на заземляющий контакт розетки. Куда дальше она побежит?
Ответ тут логичен – ни куда она не побежит, а просто опасный потенциал попадет сначала на общую шину заземления и потом от нее распространится на все заземляющие контакты всех оставшихся розеток, а через них уже на металлические корпуса электроприборов (холодильник, стиральная машина, микроволновка и т.д.). В этой системе заземления нет связи шины PE с контуром заземления и нет точки с нулевым потенциалом, к которому бы стремился ток. Вывод отсюда можно сделать такой, что в данной ситуации человек может получить поражение электрическим током и может выйти из строя бытовая техника.
Теперь давайте разберем все ответы, которые я выше уже перечислил для вопроса куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.
Мой ответ: Этого делать нельзя, так как этажный щит может быть не заземлен и опасный потенциал может оказаться на его корпусе и на металлических корпусах вашей бытовой техники. Это будет представлять большую опасность для вас и для других жильцов дома.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.
Мой ответ: Так делать нельзя. Данную ситуацию я уже выше рассмотрел в описываемом аварийном случае для дома с системой заземления TN-C.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.
Мой ответ: Так делать нельзя. Суть перехода на систему заземления TN-C-S заключается в повторном заземлении PEN проводника в месте его разделения, чтобы опасный потенциал уходил в землю. В квартирном щитке этого сделать невозможно. Если при таком подключении проводников случится аварийная ситуация и фаза попадет на контакт заземления розетки, то просто получится короткое замыкание. Проводник PE соединен же перемычкой с проводником N и поэтому получается что «фаза» сразу попадает на «ноль». А мы знаем, что короткое замыкание происходит с искрами и отгоранием контактов. «Бабах» может произойти в вашей розетке или бытовой технике, что может быть очень опасно.
Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.
Мой ответ: Так тоже делать нельзя. Эта ситуация аналогична с ситуацией из ответа №3.
Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления, так как они заземлены.
Мой ответ: Так делать нельзя. Заземление стояков отопления и водоснабжения может быть нарушено. Например, кто-то этажом ниже во время ремонта вырезал старые металлические труби и поставил новые полипропиленовые. Связь металлических труб верхних этажей с «землей» будет нарушена. В такой ситуации если опасный потенциал попадет на заземляющий контакт розетки, то под напряжением окажутся стояки и трубы отопления и водоснабжения. Это очень опасно для вас и для и для других жильцов дома.
Куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?
Теперь перехожу с своему ответу на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C.
Лично я считаю, что нулевые защитные проводники необходимо подключать следующим образом:
- В квартирном щитке нужно установить общую шину заземления и подключить к ней все приходящие от розеток третьи желто-зеленые жилы кабелей.
- Во время ремонта проложить отдельный провод, например ПУГВ, для организации заземления шины PE квартирного щитка от шины PE этажного щита или использовать для этих целей трехжильный вводной кабель. В домашнем щитке нулевой защитный проводник можно подключить к шине заземления. В этажном щите его не подключать, а просто аккуратно скрутить и спрятать от посторонних лиц.
- В самих розетках нулевые защитные проводники не подключать к заземляющим контактам розеток. Их нужно просто аккуратно скрутить и спрятать вглубь подрозетника.
Кто-то скажет, что лучше в самих розетках подключить нулевые защитные проводники, а не подключать их только к шине PE в квартирном щитке. Так же потом при переводе дома на систему заземления TN-C-S будет проще их только завести на шину PE и не вскрывать все розетки, которых может быть несколько десятков.
Отвечаю почему так не стоит делать. Как правило, в одну розеточную группу (линию) может входить несколько розеток. Если в них подключить нулевые защитные проводники и их общую жилу PE не подключать в щитке, то получится следующая ситуация. Все желто-зеленые жилы одной розеточной группы на пути к щитку всегда объединяются в одну линию (жилу), например, в распределительной коробке. В щиток же приходит всего один кабель от нескольких розеток. Поэтому у всех розеток из одной розеточной группы будет хорошая связь между заземляющими контактами. Если «фаза» в одной из таких розеток попадет на ее заземляющий контакт, то эта «фаза» также попадет и на заземляющие контакты остальных розеток. Так будет опасная ситуация в нескольких розетках.
Так вот, если вы подключите провода заземления по предложенной схеме, то будет исключена опасная ситуация с попаданием фазы на заземляющие контакты всех розеток и на металлические корпуса бытовой техники. Тут фаза, попавшая на заземляющий контакт розетки, дальше него никуда не пойдет и аварийная ситуация будет только в одной точке, а не во всей квартире.
Ниже представлена правильная схема подключения проводов заземления в доме со старой системой заземления TN-C. Красные крестики означают, что сюда приходит нулевой защитный проводник, но не подключается.
Надеюсь мои рассуждения и доводы по этому вопросу вам понятны. Если вы придерживаетесь другого мнения и считаете, что я не прав и ошибаюсь, то обязательно это напишите ниже в комментариях. Найти правильное и безопасное решение в подключении проводов заземления в домах с системой заземления TN-C будет очень полезно вам и мне самому. Спасибо!
Высокое напряжение опасно для вашего здоровья, а низкое напряжение приятно или полезно )))
Где заземление в щитке
Уют и комфорт в частном доме или квартире трудно представить без налаженной системы электроснабжения. Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током осложняется. Устранить риски, минимизировать последствия травм можно с помощью заземляющей системы, соединяющей точки электрической сети или энергетического потребителя с заземляющей конструкцией. Подобные конструкции подразделяются на рабочие и защитные устройства. Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Заземление во всей квартире старой планировки
Заземление в щитке панельного дома — где найти ?
Новостройка, начинаю ремонт. Ввод в квартиру 3 провода розовый — фаза, а также белый и зеленый. Белый отогнут, а к розовому и зеленому застройщиком подключен котел. В этажном щитке зеленый прикручен к корпусу, а белый с розовым выходит из счетчика.
Не могу понять какой провод ноль, а какой земля. Если из счетчика выходит розовый и белый, то значит это фаза и ноль. Если зеленый в этажном щитке прикручен к корпусу, то значит это земля. Вероятно, при подключении котла допустили ошибку. Во избежание ошибок лучше пригласите электрика, чтобы он проверил, правильно ли выполнено подключение в щитке.
Вообще земля должна быть подключена не от корпуса щитка, а от отдельной заземляющей шины. Ваш e-mail не будет опубликован. Вы здесь: Главная Вопрос-ответ Вопросы по электропроводке. Определения заземления и нуля в этажном щитке.
Опубликовано: Задать свой вопрос Ответить на вопрос. Один комментарий Александр администратор. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован. Другие статьи по теме Черные полосы от проводов на обоях.
Как подключить заземление?
By Алексей , November 8, in Электрика. Доброго времени суток всем. Сам я не электрик, потому прошу сильно не пинать за возможно глупые вопросы. Живу в частном доме. В щиток приходит В по 4-х жильному кабелю. Отдельно сделано заземление. Ко всем розеткам разведен 3-х жильный провод.
Дается схема и описание систем заземления ТТ и IT, а также полное описание монтажной Монтажная схема щитка в системе ТТ.
Как подключить заземление?
Обычно отсутствие заземляющего контура наблюдается в панельных домах старой постройки — хрущевках. Многие электрики решают данную проблему по-своему: кто выполняет подключение УЗО, кто делает индивидуальный контур, а кто вообще соединяет заземляющий провод с батареей либо системой водопровода. Далее мы расскажем Вам, как правильно сделать заземление в квартире своими руками, если его нет и какой вариант защиты монтировать категорически запрещается! Если заземления нет в квартире не предусмотрено застройщиком , а Вы все равно хотите защитить себя от поражения электрическим током, то лучше всего на время подключить устройство защитного отключения на фото ниже. Всей проблемы данный аппарат, конечно же, не решит, но все же при утечках токах он мгновенно отключит питание обслуживаемого прибора — стиральной машинки, водонагревателя либо группы розеток. В будущем, когда в Вашем подъезде придет время сделать заземление, Вы уже будете подготовлены, и все что останется — провести и подсоединить провод PE к соответствующей шине этажного щитка. Нередкие в последнее время случаи, когда жильцы панельных домов решают самостоятельно сделать заземление в хрущевке, для чего организовывают индивидуальный заземляющий контур. Данная идея заключается в том, что от квартиры к подвалу протягивается одножильный провод PE по стоякам. Рядом с домом вбивается не менее трех металлических уголков либо электродов, соединенных между собой пластиной из металла. К готовому защитному треугольнику предоставлен на схеме ниже подсоединяется проведенный с этажа провод, другой конец которого закрепляется на корпусе щитка.
Как узнать есть ли в щитке заземление?
В чем же состоит проблема, почему нельзя подключать провод заземления на трубы отопления или водоснабжения? Реально в городских условиях блуждающие токи и пр. Однако основная проблема, в том, что ток срабатывания автоматов защиты достаточно велик. Соответственно один из вариантов возможной аварии — пробой накоротко фазы на корпус с током утечки как раз где-то на границе срабатывания автомата, то есть, в лучшем случае 16 ампер. Итого, делим в на 16А — получаем 15 ом.
Здравствуйте, гость Вход Регистрация.
Заземление в квартире многоэтажного дома
В последние годы строительные фирмы всё чаще предлагают квартиры без внутренних работ, в которых потенциальный покупатель сможет раскрыть свой дизайнерский талант. Электропроводка в таких квартирах обычно уже проложена, но на местах установки розеток есть только торчащие из стены провода, так что некоторые работы по их монтажу придётся выполнять самостоятельно. Перед началом работ нужно отключить автоматы и убедиться в отсутствии напряжения на проводах. Розетки устанавливаются в монтажные коробки, и провода наружу выводятся через них. Перед монтажом провода необходимо укоротить до нужной длины и зачистить их концы от изоляции, а с розетки нужно снять лицевую часть. На внутренней стороне розетки расположены клеммы с зажимными винтами, куда вставляются провода и фиксируются.
Что делать если в квартире нет заземления?
Значит построил дом, когда электрики делали разводку, сказали что желательно сделать свой контур заземления, дошли руки, прошерстил интернет, но вопросы остались:. На группы розеток я просил поставить диф. От шины заземления я вывел на веранду провод, а там вбил уголки 2м 50х50х5мм по углам треугольника со стороной 1,,2 м. Как я понял на дынный момент получается схема TN-C-S, если в щите в доме убрать перемычку между шиной заземления и шиной 0 получится TT? Вроде как везде рекомендуют делать TN-C-S, но при этом есть какой то теоретический риск что при обрыве 0 на столбах весь поселок пойдет по моему заземлению, хотя вроде как на каждом столбе есть свое, разъясните пожалуйста? От контура на щит идет провод 4 квадрата через отверстие в бревне, может ли он при какой то ситуации нагреться настолько чтобы случилась беда?
Здравствуйте. Дом девятиэтажный кирпич,постройка начало семидесятых. Плита газовая, проводка аллюминий, хочу поставить.
Подключение заземления в щитке – советы электрика
Вам скорей всего надо не заземление тянуть тем более неоткуда, а нулевой провод пройтись по всем соединениям протянуть особенно в щите. Как вариант бюджетный относительно, купите розетку со встроенным УЗО. Если проблема с электроборудованием то оно хоть отключать нагрузку будет током перестанет бить. Меняйте всю проводку.
Дом девятиэтажный кирпич,постройка начало семидесятых. Плита газовая, проводка аллюминий, хочу поставить стиральную машину,потяну от шитка отдельный провод 3х2,5. В щит приходит вольт, на каждую квартиру своя фаза. Как узнать есть ли в щитке заземление? Ноль и щит между собой не прозваниваются правда я не знаю должны ли? Нет там земли И ещё нулевой имеет сечение меньше фазовых если глаза не подводят.
Правила устройства электроустановок ПУЭ Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. Продолжаем разговор о подключении заземления. Выяснили их преимущества и недостатки. Сегодня продолжаем и начнем с системы заземления ТТ. Система ТТ — система, в которой нейтраль силового трансформатора глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали силового трансформатора. Эта система разработана для мобильных зданий, сделанных из металла или с металлическим каркасом, предназначенных для уличной торговли и бытового обслуживания населения торговые павильоны, киоски, палатки, летние кафе, будки, фургоны и т. Большую популярность система ТТ стала набирать и в домах в частном секторе.
Уважаемые пикабушники, подскажите — в квартире сделан ремонт, заменена вся элетрика. В доме нет отдельной шины заземления, но электрик от всех розеток собрал третий провод по схеме «защитный ноль», то есть просто вывел эту «землю» на каркас этажного щитка. То есть, по Вашей логике, ели есть земля — нах УЗО не надо?
Как правильно подключить заземление в щитке
1. Общие требования
Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.
В данной статье приведена подробная, пошаговая инструкция о том как сделать заземление в частном доме своими руками.
Для начала определимся с тем, что такое заземление?
Согласно ПУЭ Заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)
В качестве заземляющего устройства используют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).
Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):
Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.
Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:
В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.
Замкнутый контур заземления обычно выполняют в форме треугольника со сторонами от 2 до 3 метров (в зависимости от длины вертикальных заземлителей) важно что бы расстояние между вертикальными заземлителями было не менее их длины (см. рис. 1). Замкнутый контур так же может выполняться и в других формах, например овал, квадрат и т.д. В свою очередь линейный контур представляет из себя ряд вертикальных заземлителей в количестве 3-4 штуки выстроеных в линию, при этом так же как и в случае с замкнутым контуром расстояние между ними в линейном контуре должно быть не менее их длины, т.е. от 2 до 3 метров (см. рис. 2).
Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.
Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (пункт 1.7.111. ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.
Вертикальные заземлители выполняют из:
- круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)
- стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)
Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)
Горизонтальные заземлители выполняют из:
- круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)
- стальной полосы размерами 4х40
Заземляющий проводник выполняют из:
- круглого стального стержня диаметром минимум 10мм
- стальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)
Рекомендуется в качестве заземляющего проводника использовать тот же материал который был использован в качестве горизонтального заземлителя.
2. Порядок монтажа заземления:
ШАГ 1 — Выбираем место для монтажа
Место для монтажа выбирается как можно ближе к главному электрощитку (вводному щиту) дома в котором находится главная заземляющая шина (ГЗШ), она же PE шина.
В случае если вводной электрощиток находится внутри дома или на его наружной стене заземляющий контур монтируется около стены на которой находится электрощиток, на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если же электрический щиток находится на опоре воздушной линии электропередач или на выносной стойке контур заземления можно монтировать прямо под ним.
При этом не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п. (п. 1.7.112 ПУЭ)
ШАГ 2 — Земляные работы
Выкапываем траншею в форме треугольника — для монтажа замкнутого конура заземления, либо прямую — для линейного:
Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра
Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)
Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)
ШАГ 3 — Монтаж вертикальных заземлителей
Расставляем в траншеи вертикальные заземлители на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра) после чего забиваем их в землю при помощи перфоратора со специальной насадкой либо обычной кувалдой:
Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:
Как уже было написано выше длина вертикальных заземлителей должна составлять примерно 2-3 метра (рекомендуется минимум 2,5 метра), при этом необходимо вбить их в землю на всю длину, так что бы над дном траншеи выступала верхняя часть заземлителя на 20-25 см:
Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.
ШАГ 4 — Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:
На данном этапе необходимо соединить между собой все вертикальные заземлители с помощью горизонтальных заземлителей и к получившемуся контуру заземления приварить заземляющий проводник который будет выходить из земли на поверхность и предназначен для соединения заземляющего контура с главной заземляющей шиной вводного электрощита.
Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой посредством сварки, при этом место соединения необходимо обварить со всех сторон для лучшего контакта.
ВАЖНО! Не допускается использование болтовых соединений! Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.
Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.
ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски! (пункт 1.7.111. ПУЭ)
В результате должно получится примерно следующее:
ШАГ 5 — Засыпаем грунтом траншею.
Здесь все просто, засыпаем траншею со смонтированным заземляющим контуром землей, так что бы над контуром было не менее 50 см грунта, как уже было указано выше.
Однако и здесь есть свои тонкости:
ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).
ШАГ 6 — Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).
Наконец мы подошли к завершающему этапу — заземлению электрощитка дома, для этого выполняем следующие работы:
Подводим заземляющий проводник к электрощитку, так что бы до электрощитка оставалось около 1 метра, если вводной щиток находится в доме, желательно завести заземляющий проводник в здание. При этом у мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен следующий опознавательный знак (п.1.7.118. ПУЭ):
Сам заземляющий проводник находящийся над поверхностью земли необходимо покрасить, он должен иметь цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (п.1.1.29. ПУЭ).
К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм 2 , который так же должен иметь желто-зеленую окраску. Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ (п.1.7.119. ПУЭ).
ВАЖНО! Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. (п.1.7.119. ПУЭ).
В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:
ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.
В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:
1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.
2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.
3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.
ВАЖНО! Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление. После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!
При этом проводка в доме должна выполняться трехжильным кабелем: желто-зеленая жила кабеля подключается к PE шине и используется в качестве заземляющего провода, синяя или голубая жила подключается к N шине и служит в качестве рабочего нуля и наконец третья жила подключается через автоматический выключатель на фазу. Пример трехпроводной схемы электропроводки смотрите здесь.
Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.
На этом все, но необходимо помнить, что защитное заземление это лишь одна составляющая из комплекса мер обеспечивающих надежную защиту от поражения электрическим током. К другим составляющим относятся:
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.
Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.
Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению
Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.
Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания. Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).
От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013.
В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.
Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления
Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.
Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители – сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.
Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. 1.7.94 ПУЭ 7-го издания).
Зависимость схемы подключения от типа системы заземления
Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая – заземление открытых частей электрооборудования.
Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).
Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.
Система заземления TN-S
Рисунок 1. Система TN-S
На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.
Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.
Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.
Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S
Рисунок 2. Система TN-S
Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком – отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.
К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TN-C-S
Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.
Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.
Рисунок 3. Схема главного распределительного щита
Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.
Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)
Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S
Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).
Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ – и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TТ
Рисунок 6. Система TT
Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.
При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.
Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.
Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).
Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT
Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT
Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.
Заключение
Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.
Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:
- способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
- тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
- наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.
Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C – TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.
Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.
Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.
Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.
Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.
Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению
Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.
Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания. Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).
От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013.
В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.
Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления
Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.
Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители – сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.
Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. 1.7.94 ПУЭ 7-го издания).
Зависимость схемы подключения от типа системы заземления
Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая – заземление открытых частей электрооборудования.
Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).
Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.
Система заземления TN-S
Рисунок 1. Система TN-S
На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.
Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.
Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.
Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S
Рисунок 2. Система TN-S
Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком – отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.
К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TN-C-S
Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.
Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.
Рисунок 3. Схема главного распределительного щита
Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.
Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)
Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S
Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).
Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ – и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TТ
Рисунок 6. Система TT
Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.
При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.
Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.
Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).
Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT
Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT
Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.
Заключение
Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.
Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:
- способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
- тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
- наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.
Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C – TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.
Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.
Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.
Что делать если в квартире нет заземления?
Электричество характеризуется двумя основными параметрами: силой тока и напряжением. Всем известны последствия превышения силы тока (короткое замыкание) – от выхода из строя конкретного электроприбора до пожара в квартире или на лестничной клетке. Поскольку опасность от короткого замыкания очевидна, практически в каждой квартире в распределительном щитке установлена обычная пробка-автомат. Недостаток – электричество отключается при незначительной перегрузке. Преимущество – защита от последствий короткого замыкания.
А вот превышение напряжения – скрытая опасность. Большинство электроприборов имеют либо встроенный стабилизатор, который выравнивает напряжение, либо как в случае с нагревателями перепады напряжения в пределах 30% от нормы не сказываются на их работоспособности. А куда девается остаточный потенциал от высокого напряжения?
Если прибор заземлён – уходит в грунт. Если в квартире нет заземления – оседает на корпусе или накапливается на поверхности окружающих предметов. Если прикоснутся к такому предмету, статический потенциал переходит в электрический ток, который стремится по пути меньшего сопротивления, в этом случае, по человеческому организму.
Самые опасные незаземленные водонагревательные электроприборы, стиральные машины, электроплиты. Негласное правило, известное с советских времён, что около работающей электроплиты нужно стоять в обуви с резиновой подошвой и не брать металлические кастрюли двумя руками – написано кровью. Резина имеет высокое сопротивление, следовательно, поток электронов не стремится в землю через организм человека.
Естественно, это свидетельствует о ненадлежащем заземлении в те времена. Но ведь большинство проживает в тех же квартирах с той же проводкой, а современные бытовые электроприборы стали мощнее, соответственно, опаснее. Как сделать заземление квартиры в доме, сданном в эксплуатацию до 1998 года?
Понятие и виды
Самым нарочным примером заземления является громоотвод, проводящий электрический разряд по пути наименьшего сопротивления от наивысшей точки в почву, минуя системы электрокоммуникации здания. Для высоковольтных линий громоотводами являются опоры ЛЭП (линия электропередач), которые не дают возможность доставать грозовым разрядам до провода, тем самым создавать перепады напряжения в сети во время грозы.
Второй вид – УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений). Один электрод присоединён к низковольтному проводу, а другой заземлён. Пространство между электродами заполнено преимущественно инертным газом. При достижении определённого напряжения на 1–5%, ниже, чем максимальное при котором может функционировать тот или иной прибор, происходит пробой – напряжение выравнивается. УЗИПы используются для ликвидации остаточного напряжения на сетевых коммутационных кабелях.
Третий вид применяется для заземления в многоквартирном доме. В качестве заземления используется нулевой или дополнительный заземляющий провод, который подводится к каждому гнезду как дополнительный контакт розетке 220В или в случае промышленного 3-фазного напряжения 380В.
Заземление квартир и частных домов
Заземление дома можно провести самостоятельно, благо дело, природная земля (почва) находится в непосредственной близости. Достаточно провести ко всем розеткам в частном доме дополнительный защитный заземляющий провод площадью поперечного сечения 16 мм для алюминиевого или 10 мм для медного и заземлить его около распределительного щитка в почву на глубину не менее 1,5 м. В деревенской местности многие заземляют свой жилой дом таким способом.
А вот заземлить квартиру таким способом не удастся. Ну, где взять природную землю на четвёртом этаже? Некоторые «умельцы» в качестве заземления в старых домах использовали металлические элементы системы централизованного отопления или газоснабжения. Но после серии случаев поражения электротоком соседей, маленьких детей или взрывов в системе газоснабжения от такой практики отказались. Теперь заземление или зануление в квартире проводится только к распределительному щитку.
Как сделать заземление в квартире зависит уже от существующего заземления в многоквартирном доме. Заземление в многоквартирных домах проводится по трём схемам:
- TN-S – современный способ заземления, прописанный нормативом с 1998 года;
- TN-C-S – защитный заземляющий кабель проведён только к распределительному щитку;
- TN-C – в качестве заземления используется нулевой провод, который заземляется на трансформаторной подстанции, например, заземление в хрущёвке проводится по такому принципу.
Как же сделать заземление в квартире если его нет? Перед тем как сделать заземление в квартире своими руками нужно определиться со схемой заземления. Для этого нужно открыть распределительный щиток на лестничной клетке. Если по стояку проведён пятижильный провод, это как минимум TN-C-S, а это означает, что защитный заземляющий провод достаточно подсоединить к защитному проводу жёлтого-зелёного цвета.
Затем нужно перейти к распределительному щитку в квартире, если счётчик электроэнергии находится на лестничной клетке, то посмотреть на провода, идущие от него в квартиру. Если идёт 3 провода и один из них жёлтого-зелёного цвета, значит, в квартире используется современная схема заземления TN-S. В этом случае, вам не придётся озадачиваться вопросом, как правильно сделать заземление.
Важно! В больших современных квартирах 3 и больше комнат, в квартиру могут проводиться две фазы, соответственно, проводов будет больше. Главное наличие провода с жёлто-зелёной окраской.
Всё равно, перед тем, как подключать мощный электроприбор, потребляющий более 3,2 кВт/ч, проверьте заземление розетки. Возможно, был сделан незаземленный отвод через некоторое время после сдачи дома в эксплуатацию.
Если в общем распределительном щитке отсутствует защитный заземляющий провод – это старая схема TN-C. В этом случае можно провести только зануление розеток. Но, в случае значительных перегрузок или перекоса фаз, что случается не так и редко, могут выйти из строя подключённые в данный момент к занулённой электросети приборы. Единственный выход за общие средства жильцов многоквартирного дома или самостоятельно, поменять проводку целиком.
Этапы проведения самостоятельного заземления
Если при проведении электрокоммуникаций использовалась схема TN-C-S, можно провести самостоятельное заземление розеток, придерживаясь следующей последовательности действий:
- Обесточить квартиру – вывинтить все пробки или отключить пробки-автоматы или ползунковые автоматы.
- Очистить доступ к проводке – снять штукатурку или другие отделочные материалы в необходимых местах.
- Демонтировать необходимые розетки.
- Присоединить зачищенные концы проводников к специальным контактам, которые имеются в розетках Евростандарта.
- Соединить между собой все выводы к заземляемым розеткам.
- Обесточить стояк или дом.
- Подсоединить проведённое заземление к общему заземлению стояка или фазы.
- Включить подачу электричества в доме и в квартире.
Заключение
Такое заземление действенно, только если в бытовом приборе поддерживается подключение к электросети, заземлённой по схеме TN-S. Определить это можно по вилке подключения. Если она предназначена для розеток Евростандарта, значит, TN-S поддерживается.
Заземление экрана — Dataforth
Экранирование кабеля используется, прежде всего, для минимизации или устранения емкостной связи. помехи от электрических полей. При правильной реализации его также можно использовать минимизировать индуктивную связь от магнитных полей. Защита эффективна только против электрических полей, если он обеспечивает путь к земле с низким импедансом. Плавающий Экран не защищает от помех. Заземление экранов может быть спорный вопрос, потому что есть несколько способов сделать это.Правильный место для подключения электростатического экрана находится на опорном потенциале схемы содержится внутри щита. Этот момент будет варьироваться в зависимости от того, источник и приемник оба заземлены или один или другой плавает.Блок-схемы модулей SCM5B, найденные в каталоге продукции, показывают опорный потенциал для входного сигнала (т.е. IN). Этот пункт, как правило, также является опорный потенциал схемы со стороны поля (показан символом заземления).Поскольку все модули SCM5B имеют высокий уровень изоляции между схемы на стороне поля и на стороне системы, соединения на стороне поля эффективно дифференциальные входы или выходы.
При использовании датчиков без подключения экрана к датчику подключите сигнальный линейный экран к опорному потенциалу входного сигнала SCM5B (рис. 1). Некоторые данные системы сбора данных требуют, чтобы датчик был заземлен. Это может быть найдено при использовании термопар или термометров сопротивления, предназначенных для вставки в защитные гильзы.В этой конфигурации модуль SCM5B обеспечивает изоляцию необходимо для устранения ухудшения сигнала из-за разницы потенциалов земли и токи контура заземления. При наличии экрана кабеля его следует заземлить. на датчике (рис. 2). Сделайте соединение экрана с землей как можно возможно подключение датчика к земле во избежание разности потенциалов между заземлением сигнала и экрана. Эта разность потенциалов может вызвать шум на сигнальных линиях.
Экран кабеля заземлен только с одного конца
На рис. 4 показаны объединенные результаты двух моделей соединения.Эффект щита САУ именно такой, как предполагает модель RLC; то есть экран SPG представляет собой фильтр нижних частот для магнитных полей и фильтр верхних частот для электрических полей. Обе точки разрыва фильтров находятся на частоте, соответствующей длине экрана, равной одной четверти длины волны. Поэтому щит САУ вообще не щит. Экранирующие эффекты на порядки ниже этих кривых. Последний момент заключается в том, что SPG
резонирует так, что наведенный сигнал усиливается, а не ослабляется на резонансной частоте экрана.Эта модель является низкочастотной моделью, однако включены все соответствующие параметры.
Множество примечаний к приложениям и статей на эту тему, в которых рекомендуется заземлять экран только с одного конца, искажают физику экранирования и ошибочно приписывают экрану заземляющий контур, в то время как сама цепь была частью исходного заземляющего контура. Экран кабеля и контуры заземления должны быть разъединены. Заземление экрана с обоих концов ослабляет связь с экранированными проводами приблизительно на величину отношения тока нагрузки к току экрана, SA ≈ Iload/Ishield ≈ ZT·l/2·Zload,
, где ZT — сопротивление передачи экрана, l — длина, а Zload — сопротивление нагрузки обеих нагрузок.Например, экран кабеля с сопротивлением постоянному току (и передаточным сопротивлением на низких частотах, ZT·l = Rdc) 1 Ом и сопротивлением нагрузки 1 кОм будет иметь затухание экрана на низких частотах приблизительно 5·10-4 или 66 дБ.
Экраны должны быть «привязаны» к коробкам на концах соответствующих кабелей, а не к заземлению, заземлению здания или чему-либо еще. Военные стандарты, такие как Mil-Std-188-124B и FAA, отвечают всем требованиям. Пришло время и всем остальным.
Ниже приводится список очень плохих советов из авторитетных источников:
(1) EE Times, «Заземление системы управления. Часть 2: проводка заземления, заземление экрана и заземление источника питания, заземление экрана», Роджер Хоуп, Дэйв Харрольд и Дэвид Браун, 15 июля 2008 г.: Надлежащее заземление экрана путь должен заземлить экран только на одном конце.
(2) EDN, «Заземление и экранирование: размер не подходит всем», Мартин Роу, старший технический редактор, 1 августа 2001 г.; Никогда не подключайте экран к земле с обоих концов. Это создаст контур заземления.
(3) Analog Devices, Analog Dialogue 17-1, 1983, Алан Рич, «Экранирование и защита, как исключить шум интерференционного типа, что делать и зачем это делать — рациональный подход»: не соединяйте оба концы экрана на землю.
(4) Википедия, Экранированный кабель. Обычный метод подключения экранированных кабелей заключается в заземлении только источника на конце экрана, чтобы избежать контуров заземления.Википедия!!??
(5) Техническое описание LTC486: Дополнительные экраны вокруг витой пары помогают уменьшить нежелательный шум и подключаются к GND на одном конце.
(6) Maxim Integrated, РУКОВОДСТВО 2045, Общие сведения об синфазных сигналах: Для любой экранированной пары, передающей симметричные сигналы, вы должны соединить экран с землей на одном конце, обычно на принимающем конце.
(7) веб-сайт www.bobtech.ro, Руководство по проводке для сетей RS-485, Примечание по применению 001, Заземление: Если используется экранированный кабель с витой парой… экран должен быть заземлен только на одном конце.(8) B&B Electronics, ПРИЛОЖЕНИЯ RS-422 И RS-485, ЭЛЕКТРОННАЯ КНИГА, Экранирование: Если используется экранированный кабель, экран должен быть заземлен только с одного конца, желательно на землю.
(9) Alpha Wire, www.newark.com/pdfs/techarticles/alphawire/USC.pdf, Общие сведения об экранированном кабеле: Заземлите кабель с одного конца. Это устраняет возможность появления контуров заземления, вызывающих шум.
(10) eeeic.eu/proc/papers/ 55. pdf , Котбусский технологический университет, Германия и Вроцлавский технологический университет, Польша, Анке Фребель, «Экранирование кабелей для минимизации электромагнитных помех», III.ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЭКРАНА КАБЕЛЯ: Если для соединения двух систем используется экранированный кабель, экран должен быть подключен к одному заземлению. Для предотвращения проникновения электромагнитной энергии через экран внешняя поверхность экрана должна быть заземлена. На низком уровне
частоты для возбуждения E-полем более эффективно заземлять оба конца, тогда как для возбуждения H-полем предпочтительнее заземлять один конец, поскольку это устраняет образование токовой петли кабелем и заземляющей пластиной.На высоких частотах конфигурации с заземлением обоих концов позволяют избежать резонансов для возбуждения E-поля и H-поля. На практике часто предпочтительнее использовать одно заземляющее соединение, поскольку это позволяет избежать контуров заземления. Однако для коротких кабелей на низких частотах напряжения, вызванные электромагнитными помехами, на обоих концах коаксиального кабеля становятся почти равными, и один конец заземляется
требуется для возбуждения E-поля, а также для возбуждения H-поля. [Я включил это, чтобы показать, как люди запутались в этом вопросе. Автор попытался написать о экранировании, но лишь показал свое незнание предмета.Он даже поменял местами экранирование E-поля и H-поля.]
(11) www.calex.com/pdf/4ground_shield.pdf. Эта статья была написана для CALEX г-ном Ральфом Моррисоном, президентом INSTRUM и автором книги «Технологии заземления и экранирования в приборостроении», опубликованной Wiley; Заземление и экранирование. Экран входного кабеля нельзя заземлять более одного раза. [Только с цифрами, г-н Моррисон показывает другой конец экрана кабеля, подключенного к земле
через резистор 10МОм.«Из пасти победы…»]
Заземление кабелей и проводов | Контуры заземления
Цепи низкого уровня часто соединяются между собой экранированными кабелями, в основном для защиты от внешних помех. Помимо эффективности самой конструкции экрана, еще более важной является целостность соединения с землей. Плохая почва может быть хуже, чем ее отсутствие.
Обратный путь сигнала
Используемый в качестве обратного пути сигнала, типичный для коаксиальных кабелей, экран служит вторичной цели экранирования центрального проводника от внешних полей.Эта двойная роль может существовать и в некоаксиальных кабелях.
Сопротивление плетеного экрана обычно намного ниже, чем у других проводников. Это может быть желательно в обратной цепи, но это особенно важно для обеспечения низкого импеданса против внешней индукции. По этой причине выводы должны быть тщательно выполнены, иначе экран будет бесполезен в качестве шумозащитного экрана. На самом деле, поскольку экран представляет собой прямой «провод» и его площадь намного больше, чем у проводника (проводников) внутри, может возникнуть значительный дисбаланс наведенного тока, вызывающий шум.Неэкранированная витая пара, вероятно, будет более невосприимчивой к шуму.
Простое экранирование
В качестве чистого барьера для электромагнитных помех заземленный экран действует как токопроводящий канал для проводника (проводников) внутри. «Заякоренный» на потенциале земли, что не позволяет ему плавать, куда бы его ни направила магнитная или электрическая среда, экран служит не столько средством отгораживания от шума, сколько просто разделяет возмущающее электрическое поле и направляет часть его в окружающую среду. земля.
Важно знать, что никакой экран не может защитить от магнитных полей так же эффективно, как простое физическое пространство между источником шума и затронутыми проводниками.Всего 0,5 дюйма могут уменьшить магнитную связь более чем на 30 дБ, улучшив примерно до 70 дБ при расстоянии 4 дюйма. Это, пожалуй, лучшее средство от шума, возникающего в сильноточной проводке.
Контуры заземления
Контуры заземления создают намного больше шума, чем это гарантировано, учитывая, насколько легко их устранить при продуманной установке. Шум контура заземления легко изобразить: каждый проводник, включая сам планер, имеет некоторое сопротивление, и любой ток, проходящий через него, вызывает падение напряжения между его источником и нагрузкой. См. рис. 1 . Проблема контура заземления возникает, когда несколько цепей имеют один и тот же обратный проводник, часто экран, предназначенный для заземления, поэтому падение напряжения от одного пути тока просто проявляется в другом, добавляя «чужой шум» к другому. чистый сигнал.
Кроме того, если несколько систем «последовательно соединены» с землей, любая из них может выступать в качестве слабого звена и отражать свои текущие колебания в виде шума во всех них. Общие основания лучше всего использовать в конфигурации звезды.
Заземление рамы
Обратный путь никогда не должен быть заземлением кадра. Хотя он может быть металлическим и способным проводить ток, он не предназначен для использования в качестве активного проводника. Идеальный возврат для любой цепи должен быть эксклюзивным для этой цепи, хотя нередко встречаются общие обратные пути, где ток каждого сигнала очень низок. Тем не менее, хорошая практика предполагает не более пяти сигнальных проводников на землю. Использование рамки для обратного сигнала или токонесущего «lo» — плохая экономия и открытое приглашение к проблемам.Лучше всего зарезервировать раму для ее структурной роли; однако, подключив его к заземлению батареи в одной точке, вы получите эффект универсального электростатического экрана для всего самолета.
Улучшенный комплексный подход к использованию заземления заключается в том, чтобы использовать его только в качестве заземления, ограничивая сигналы и линии электропередач выделенными проводниками. Примером может служить симметричная экранированная аудиолиния на основе витой пары.
Будет ли реальная земля, пожалуйста, идентифицирует себя?
Существует ли более одной «настоящей» земли? да.
- Для сигнального тракта «настоящей» землей является системная земля, истинный пункт назначения для обратного сигнала. Никакая другая точка отсчета не так хороша. Хорошей практикой подключения экрана, предназначенного только для защиты, является подключение его к заземлению системы. Это не позволяет ему зависать с «чужими» источниками сигнала и становиться источником шума для той самой схемы, которую он предназначен защищать. Его можно сравнить с расширением самого корпуса системы.
- Какое заземление вы используете между системами? Дело в том, что они обязательно могут делить землю, как в случае передачи сигнала между ними по коаксиальному кабелю.Если это так, то на каждом конце требуются тщательные процедуры заземления. В противном случае плохое соединение может вызвать серьезные помехи почти в любом месте, и может быть важна непрерывность обратного пути. В идеале возвратные сигналы должны быть изолированы от земли, а все экраны должны быть подключены только с одного конца. См. рис. 2. В некоторых случаях изолирующий внешний экран триаксиальных и квадраксимальных кабелей обеспечивает желаемое экранирование и изоляцию. Это позволяет установить внутреннее экранирование в качестве заземления сигнала и обратного пути, если это необходимо.
- «Универсальная» площадка, планер, представляет собой оболочку, в которой размещены все остальные системы. Но это только оболочка и лучше всего в своей строго пассивной роли по отношению ко всем остальным системам, например, блок авионики, который заслуживает собственного признания. Это справедливо и для любой другой бортовой системы. Каждый из них, от стартеров двигателей до развлекательных систем в салоне и TCAS, будет работать более эффективно и с меньшими помехами, используя свой собственный наземный путь.
Ценность «универсального» экрана сомнительна для самолетов с конструкцией из композитных материалов, что приводит к другим опасениям по поводу воздействия HIRF — излучаемых полей высокой интенсивности.
Витая пара
Не название рок-группы.
Экранирование лучше всего блокирует электростатические шумовые поля и помогает шунтировать некоторые электро- магнитные помехи, но не так эффективно устраняет электромагнитные помехи, как витые пары сигнальных проводников. Это было популярное средство от шума с первых дней появления телефонов.
Каждый проводник, находящийся в изменяющемся магнитном поле, действует как вторичная обмотка трансформатора, производя некоторый ток, повторяющий форму волны «первички» или источника поля.(Изменения в поле могут быть вызваны переменным током или любым переменным током в проводнике (проводниках) источника поля или даже физическим движением проводника постоянного тока, например вибрацией.) Фактически, трансформаторы сконструированы так, чтобы использовать этот факт.
Учитывая, что каждая цепь является цепью (двусторонний путь для движения электронов или сигнала), ток будет течь по обоим проводам: по паре. Внешние поля с радостью индуцируют некоторый ток в этих проводниках, совершенно не заботясь о том, загрязнит ли это сигнал в цепи.
Витые пары Un всегда располагают один проводник ближе к источнику поля, и хотя они могут получать почти одинаковую индукцию (таким образом, имея «сбалансированный» шум в обоих случаях), на самом деле они никогда не бывают одинаковыми. В результате всегда будет возникать, по крайней мере, некоторый нежелательный дифференциальный ток.
При скручивании сигнальной пары проводники чередуются вблизи шумового поля в течение каждого цикла скручивания, эффективно устраняя эффект загрязняющего поля.Фактически, несмотря на то, что шум присутствует в обоих проводах, крутка помогает гарантировать, что он будет одинаковым в каждом проводе, и результатом является почти идеальная балансировка.
Лучший способ свести к минимуму нежелательные «обмены» сигналами — просто увеличить расстояние между кабелями, но часто это сложно или нецелесообразно. В таких случаях может очень помочь триаксиальный кабель, скрутка и/или разумное заземление.
Где мы должны заделывать кабельные экраны?
Экранированный кабель представляет собой электрический кабель из одной или нескольких изолированных жил, заключенных в общий проводящий слой.Экран может состоять из плетеных медных жил (или другого металла, например алюминия), неплетеной спиральной обмотки из медной ленты или слоя проводящего полимера. Обычно этот щит прикрыт курткой. Экран действует как клетка Фарадея, уменьшая электрические помехи, влияющие на сигналы, и уменьшая электромагнитное излучение, которое может мешать работе других устройств.
Эффективность установки экрана кабеля зависит от типа экранируемых электромагнитных помех и типа заделки на обоих концах.В этой статье описаны различные типы экранирования кабелей. Кроме того, анализируется эффективность экранирования.
Экранирование снижает электростатические или емкостные электрические помехи в сигнальном кабеле или коммуникационном кабеле
Электростатическая или емкостная связь пропорциональна емкости между источником шума и сигнальными проводами. Величина помех зависит от скорости изменения шумового напряжения и емкости между шумовой цепью и сигнальной цепью.
Электростатический шум можно устранить, установив электростатический экран (также называемый дренажем) вокруг сигнальных проводов. Токи, генерируемые шумовыми напряжениями, предпочитают течь по пути с более низким импедансом экрана/стока, а не по сигнальным проводам.
Экран/дренаж должен быть изготовлен из материала с низким сопротивлением, такого как алюминий или медь. Для неплотно сплетенного медного экрана (85% покрытия оплеткой) коэффициент экранирования составляет примерно 100 раз или 20 дБ. Для многослойного экрана с низким сопротивлением этот коэффициент экранирования может составлять 35 дБ или 3000 раз.
Экран должен быть изолирован, чтобы предотвратить непреднамеренный контакт с несколькими точками заземления, что может привести к возникновению циркулирующих токов.
Экран никогда не должен оставаться плавающим, потому что это приведет к возникновению емкостной связи, что сделает экран бесполезным.
Одноточечное соединение с землей пытается свести к минимуму возможность тока контура заземления, который будет протекать между заземлениями с разными потенциалами. Экран, заземленный с обоих концов, может образовать контур заземления, который может привести к отказу процессора, если эти точки заземления имеют разные потенциалы.
Поставщики могут указывать заземление экрана либо со стороны поля, либо со стороны приемника. Когда экран/экран заземляется только с одного конца, заземление обычно выполняется в приборной панели/шкафу на конце источника питания или приемника. Конец полевого устройства остается незаземленным, а экран/экран изолированы.
На объектах с эквипотенциальным заземлением, где заземление имеет одинаковый потенциал между точками заземления, некоторые поставщики (RS-485 Profibus DP) рекомендуют заземлять экран с обоих концов.
Кабели, проходящие через промежуточные распределительные коробки, должны иметь целостность и непрерывность соединения экрана в распределительной коробке без соединения экрана с землей в распределительной коробке.
Экран сигнального провода никогда не подключается к общей стороне логической схемы (это может внести шум в логическую схему).
Для подавления высокочастотного радиочастотного шума конденсатор вставлен последовательно между проводом заземления экрана и заземлением.
Для некоторых коммуникационных сетевых кабелей соединения экрана уникальны для конкретной кабельной системы. В некоторых таких случаях короткое замыкание постоянного тока на землю не требуется, поскольку в каждом узле предусмотрены путь переменного тока с низким импедансом к земле и путь постоянного тока с высоким импедансом к земле. Следуйте конкретным инструкциям в публикации для конкретной кабельной системы коммуникационной сети.
При любом соединении заземления экрана не снимайте экран дальше, чем это необходимо для выполнения соединения.
Подробнее о заземлении и экранировании
Когда дело доходит до установки электрического и электронного оборудования, такого как преобразователи частоты, надлежащее заземление оборудования и использование экранированных кабелей играют важную роль в создании безопасной и бесшумной рабочей среды.
Заземление означает подключение электрооборудования к общему эталонному заземлению или земле. Экранирование используется как для невосприимчивости (защита от внешних помех), так и для излучения (предотвращение излучения помех).
Заземление
Есть две причины позаботиться о заземлении:
- Электрическая безопасность: Защитное заземление гарантирует, что в случае ухудшения электрической изоляции на токопроводящих частях, к которым может прикоснуться человек, не будет напряжения под напряжением, что позволяет избежать риска поражения электрическим током.
- Уменьшение помех: Заземление сигнала снижает разницу в напряжении, которая может вызвать шумовое излучение или проблемы с чувствительностью.
Очень важно отметить, что электробезопасность всегда имеет наивысший приоритет — выше, чем ЭМС.
Существуют различные типы заземления; одноточечное заземление, при котором несколько единиц оборудования подключаются к одному заземлению последовательно или параллельно, а также многоточечное заземление, при котором каждая единица оборудования имеет собственное заземление.
Различные типы заземления имеют свои преимущества и недостатки, но в конечном итоге важно, чтобы импеданс заземляющего соединения для каждой единицы оборудования был как можно ниже, чтобы обеспечить выравнивание потенциалов подключенного оборудования.
Экранирование
В преобразователях частоты экранированные кабели используются как для питания (кабель двигателя и кабель тормозного резистора), так и для сигналов (аналоговые опорные сигналы, связь по шине).
Характеристики экранирования кабеля определяются его передаточным сопротивлением Zt. Передаточное сопротивление связывает ток на поверхности экрана с падением напряжения, создаваемым этим током на противоположной поверхности экрана:
Zt = U2 / (I1 x L), где L — длина кабеля
Чем ниже значение импеданса передачи, тем лучше эффективность экранирования.В приведенной ниже таблице показаны типичные значения передаточного сопротивления для различных типов кабелей двигателя. Наиболее распространенным типом кабеля двигателя является однослойный плетеный медный провод, поскольку он обеспечивает хорошее экранирование по разумной цене.
Полное сопротивление передачи может резко возрасти из-за неправильного подключения экрана. Экран кабеля должен быть подключен к шасси оборудования через соединение на 360 градусов. Использование «пигтейлов» для подключения экрана увеличивает импеданс передачи и разрушает экранирующий эффект кабеля.
Одностороннее или двустороннее окончание
Часто возникает вопрос, следует ли заделывать оба конца или только один конец экранированного кабеля. Важно понимать, что эффект экранированного кабеля снижается, когда заделывается только один конец. Очень важно правильно подключить оба конца кабеля двигателя, иначе могут возникнуть проблемы с помехами.
Причина, по которой в некоторых случаях терминируется только один конец, связана с контурами заземления в сигнальных кабелях.Это означает, что существует разность потенциалов между шасси двух подключенных единиц оборудования (например, преобразователь частоты и ПЛК), и если экран соединит два шасси, возникнет ток заземления (с частотой 50 Гц/ 60 Гц). Затем этот ток соединяется с полезным сигналом, нарушающим его — в аудиоприложениях это обычно называют «гулом». Лучшее решение – использовать выравнивающее соединение параллельно экранированному кабелю. Если это невозможно, то один конец экранированного кабеля можно подключить через конденсатор емкостью 100 нФ.Это разрывает контур заземления на низкой частоте (50 Гц), сохраняя соединение экрана в диапазоне высоких частот. В некоторых устройствах этот конденсатор уже встроен.
Эта информация взята из «Факты, которые стоит знать о преобразователях частоты» компании Danfoss – скачать бесплатно можно здесь
Заземление и экранирование аудиоустройств
Стив Макати, Рейн
RaneNote 151, написано в 1995 г., пересмотрено в 2002 г.
- Разделение сигналов
- Сабвуфер в моно
- Несбалансированное суммирование
- Сбалансированное суммирование
- Полное выходное сопротивление
Введение
Теперь, когда Общество звукоинженеров приняло стандарт «контакт 2 горячий», решается вопрос, что делать с контактом 1.Разрабатывается документ с рекомендуемой практикой, охватывающий взаимосвязь профессионального звукового оборудования. Как и куда подключать пин 1 слишком сложно, чтобы его можно было оформить в качестве стандарта; таким образом, разрабатывается только рекомендуемая практика. Рекомендуемые методы могут повлиять на производителей, которые решат им следовать.
Сегодня в аудиоиндустрии существует множество методов экранирования. Большая часть доступной литературы по этому вопросу предписывает четкие решения любой проблемы с проводкой, однако проблемы множатся из-за непоследовательных вариаций хорошо задокументированного идеала.По обе стороны труднопреодолимого забора сформировались две четкие группы — сбалансированный мир и неуравновешенный мир.
С годами снижающаяся стоимость профессионального звукового оборудования способствовала его использованию во все большем количестве домашних студий. По мере того, как домашние студии включают в свои системы профессиональное, сбалансированное оборудование, несбалансированное и сбалансированное миры сталкиваются. Домашние студии, добавляющие балансное оборудование к своему традиционно несбалансированному оборудованию, также добавляют проблем с подключением.Профессиональные пользователи никогда не рассматривают несбалансированное оборудование, но все же имеют проблемы с подключением.
Производительность любой системы межсоединений зависит от топологии схем ввода/вывода (ввода/вывода) (конкретные сбалансированные или несбалансированные схемы), схемы печатной платы, кабелей и методов подключения разъемов. Здесь рассматриваются только методы разводки, как в кабеле, так и в коробке. Предполагается, что топологии цепей ввода/вывода идеальны для этого обсуждения, чтобы сосредоточиться на других проблемах взаимосвязи.
Рекомендация Общества инженеров по аудиотехнике решает простую проблему, абсурдность того, что нельзя купить несколько единиц профессионального аудиооборудования от разных производителей, купить стандартные кабели, подключить все это и заставить его работать с гулом и жужжанием. бесплатно. Почти никогда так не бывает. Трансформаторная изоляция и другие интерфейсные решения являются лучшими решениями для балансных/небалансных соединений, хотя они слишком дороги для многих систем. Даже в полностью сбалансированных системах могут потребоваться изолирующие трансформаторы для достижения приемлемой производительности.Некоторые считают изолирующие трансформаторы решением и только . Эти превосходные решения здесь не рассматриваются.
Другим распространенным решением проблем с гулом и жужжанием является отсоединение одного конца экрана, хотя нельзя купить стандартные кабели с отключенным экраном на одном конце. Лучший конец для отключения не имеет значения в этом обсуждении. Подключение экрана только с одного конца увеличивает вероятность радиочастотных (РЧ) помех, поскольку экран может действовать как антенна.Тот факт, что многие современные установщики по-прежнему с постоянным успехом следуют правилу «только с одного конца», указывает на то, что существуют приемлемые решения проблем с радиочастотами, хотя более широкое использование цифровых технологий увеличивает вероятность возникновения проблем с радиочастотами в будущем. Многие успешно и последовательно уменьшают радиочастотные помехи, обеспечивая радиочастотный путь через небольшой конденсатор, подключенный от поднятого конца экрана к шасси.
Подробная информация о бесшумных соединениях и надлежащем заземлении и экранировании подробно описана в другой литературе.Здесь они не пересматриваются. Читателям предлагается ознакомиться с перечисленными ссылками для получения дополнительной информации. Большинство из этих материалов применялись в аудиоиндустрии более 60 лет, хотя многие из них не применялись и не применялись.
Сбалансированные и несбалансированные экраны
В последующем обсуждении термин «защита» уточняется описанием «сбалансированный» или «несбалансированный». Несбалансированный обратный проводник физически напоминает экран и обеспечивает экранирование электрических полей, но не экранирует магнитные поля.Хотя это справедливо и для симметричных экранов, конструкция симметричных кабелей с витой парой обеспечивает гораздо большую устойчивость к помехам магнитного поля. Несимметричные экраны кабелей также передают сигнал в виде обратного тока, что еще больше отличает несбалансированные экраны от «настоящих» экранов. Экран определяется Оттом [1] как «… металлическая перегородка, расположенная между двумя областями пространства. Она используется для управления распространением электрических и магнитных полей из одного места в другое». Сбалансированное соединение обеспечивает превосходный интерфейс из двух.
Проблема с контактом 1
Многие производители аудиотехники, сознательно или бессознательно, подключают симметричные экраны к заземлению аудиосигнала; контакт 1 для 3-контактных разъемов (типа XLR), муфта на разъемах 1/4 дюйма (6,35 мм). Любые токи, наведенные на экран, модулируют землю в том месте, где экран заканчивается. Это также модулирует сигнал, относящийся к этой земле. Обычно разработчики схем прилагают большие усилия, чтобы обеспечить «чистое и тихое» заземление аудиосигнала Удивительно, что практика отвода шумовых экранирующих токов на заземление аудиосигнала так широко распространена.Удивительно, но приемлемая производительность в некоторых системах достижима, что еще больше дает производителю уверенность в продолжении этой неправильной практики — к несчастью для невольного пользователя. Проблемы с гулом и жужжанием, присущие симметричным системам с заземленными экранами, создали симметричному оборудованию плохую репутацию. Это вызвало большое замешательство и опасения среди пользователей, разработчиков систем, а также разработчиков оборудования.
Как и в случае с проблемой «горячий контакт 2», производители создали для пользователей потребность решить эту несогласованность конструкции.До тех пор, пока производители не предоставят надлежащую форму единообразия межсоединений, пользователям придется продолжать борьбу за бесшумные системы, применяя ранее немыслимые методы.
Абсолютно лучший правильный способ сделать это
Очевидно, что доступная литература предписывает сбалансированное соединение как абсолютно лучший способ соединения аудиооборудования. Использование полностью балансного межсоединения с обоими концами экрана , соединенными с заземлением шасси в точке входа, обеспечивает наилучшую доступную производительность.
Причины этого ясны и хорошо задокументированы за более чем 60 лет. Используя эту схему с высококачественными каскадами ввода-вывода, гарантирует результатов без помех. Эта схема отличается от текущей практики тем, что большинство производителей подключают симметричные экраны к сигнальной земле, а большинство пользователей изменяют проводку своей системы таким образом, чтобы был подключен только один конец экрана. Из-за этих различных структур, разработанных производителями и пользователями, очень важна всеобъемлющая рекомендация с надлежащим охватом как сбалансированных, так и несбалансированных соединений.
Концептуально экраны проще всего рассматривать как расширение коробок взаимосвязанных блоков (см. рис. 1). Обычно металлические коробки используются для окружения аудиоэлектроники. Эта металлическая «оболочка» действует как экран, удерживая электромагнитные поля внутри и вне корпуса. Из соображений безопасности корпуса в профессиональных установках по закону должны подключаться к заземлению системы (которое во многих системах не является планетой Земля — хорошим примером является самолет).
Рис. 1. Экраны симметричных кабелей должны служить продолжением корпуса.
Спекулятивная эволюция сбалансированных и несбалансированных систем
Можно спросить, если сбалансированное решение лучше, то почему не все оборудование сконструировано таким образом? Что ж, реальность берет верх; неуравновешенность бывает.
На заре телефонной связи и распределения электроэнергии переменного тока сформировался особый класс инженеров.Они узнали, что телефонные линии и линии электропередачи переменного тока из-за их большой длины должны быть сбалансированы для достижения приемлемой производительности. (По сей день многие телефонные системы все еще сбалансированы и неэкранированы.) В 1950-х годах инженеры Hi-Fi разработали системы, которые не требовали больших пробегов и использовали несбалансированное соединение. Менее дорогой характер несбалансированного межсоединения также способствовал его использованию в Hi-Fi. Эти два класса инженеров развивались с разным складом ума, один исключительно уравновешенный, другой исключительно неуравновешенный.Различный опыт проектирования этих инженеров помог сформировать знакомые балансные и несбалансированные звуковые миры сегодняшнего дня.
Теперь добавьте остроты к постоянному снижению цен и восхвалениям балансных, «профессиональных» аудио соединений с желанием улучшить качество звука дома, и вы увидите, как возникает текущая тенденция слияния балансных и несбалансированных систем. Владельцы домашних студий, ранее находившиеся на неуравновешенной стороне забора, мечтают прыгнуть, но, к сожалению, перепрыгивают через забор, зацепляясь за зазубрины забора при подключении своего нового сбалансированного оборудования (рис. 2).
Рис. 2. Владелец домашней студии пытается перепрыгнуть сбалансированный-несбалансированный забор.Как это могло случиться?
Чтобы исполнить желание своих пользователей перейти на баланс, разработчики Hi-Fi начали модернизировать оборудование до сбалансированного. С точки зрения неуравновешенного дизайнера подключение экрана новой симметричной схемы к земле почти бессознательно. Вопрос о том, какая земля подключается к щиту, чужд или неизвестен.Старый несбалансированный «экран» (на самом деле проводник обратного сигнала, а не настоящий экран) уже «заземлен». Без надлежащего исследования сбалансированных межсоединений этот hi-fi образ мышления может не подумать о том, чтобы добавить экран с заземлением шасси вокруг существующего 2-жильного кабеля. Это переопределяет «старый» обратный проводник как «новый» носитель отрицательного сигнала, а не как экран. Возможно, именно удобство ситуации и такой образ мышления привели к неправильному заземлению сигналов сбалансированных экранов.В образовательных учреждениях этой теме уделяется мало внимания, и многие системы работают удовлетворительно даже с неправильно заземленными экранами.
Другие разработчики, переходя на симметричные межсоединения, возможно, поняли, что подключение экрана к сигнальной земле упрощает взаимодействие с несимметричным оборудованием, поскольку на кабеле будет доступна сигнальная земля (необходимая для несимметричного соединения). (К сожалению, это позволяет легко использовать моноразъемы 1/4 дюйма.) Это по-прежнему создает ту же проблему, что и симметричные экраны с заземлением сигнала. Экраны заземления сигнала на симметричном оборудовании создают контуры заземления в тракте аудиосигнала и модулируют заземление аудиосигнала, нанося ущерб большинству систем. Эта практика наказывает тех, кто хочет реализовать превосходные характеристики сбалансированных межсоединений, и создала плохую репутацию балансировки.
Третья возможная причина использования симметричных экранов с заземлением сигнала возникает, если разработчики заменяют микрофонные входы с фантомным питанием на симметричные линейные входы и не проявляют осторожности.Обратные токи фантомного питания проходят через экран, что требует подключения экрана к сигнальной земле. При изменении этой топологии на симметричные входы линейного уровня разработчик может не подумать об изменении соединения экрана с землей шасси. Эта проблема еще больше усложняется производителями, которые включают в свою продукцию переключатели с заземлением. Эти переключатели отключают шасси и сигнальную землю. Таким образом, следует позаботиться о том, чтобы обратные токи фантомного питания всегда имели обратный путь к источнику питания, независимо от положения переключателя заземления.
Производители, которые начинали в сбалансированных областях, таких как телефонная и радиовещательная отрасли, использовали экраны с заземлением шасси, когда требовалась максимальная защита от электромагнитных помех (ЭМП, включая РЧ). Возможно, пользователи из этих сбалансированных областей предположили, что все сбалансированное оборудование имеет экраны, заземленные на шасси. Когда было установлено неправильно подключенное оборудование производителя, они обнаружили проблемы с гулом и гудением. Они решили их с помощью разделительных трансформаторов, отключив один конец экрана или просто не используя оборудование этого производителя.Обратная связь, чтобы информировать производителей об их неправильной практике экранирования, так и не появилась. Производители могли предложить изолирующие трансформаторы или решения по переразводке кабелей вместо устранения причины проблемы: симметричных экранов с сигнальным заземлением. Опять же, некоторые системы с сигнально-заземленными экранами работают приемлемо, вызывая дальнейшее недоумение.
Урок истории
Урок, который можно извлечь из этой учетной записи, заключается в том, чтобы помнить об этих проблемах аудиосоединения при определении, проектировании или обновлении других систем подключения, таких как AES3 (ранее AES/EBU), SPDIF и других электрических интерфейсов.Сбалансированные и несбалансированные системы не предназначены для прямого взаимодействия друг с другом. По мере того, как аудиоиндустрия охватывает все больше цифровых продуктов, системы межсоединений должны быть четко спроектированы и специфицированы для использования в пределах их электрических интерфейсов. Многожильные разъемы, передающие цифровые или аналоговые сигналы, создают еще больше проблем. Расстояние между блоками является важным вопросом. Балансировка межсоединений и экранирование шасси от земли обеспечивают наилучшую возможную защиту от электромагнитных помех, независимо от длины кабеля.Несимметричное соединение может быть менее дорогим в производстве и продаже, но, возможно, более дорогим в установке — без гула и гула.
Сообщество звукоинженеров заслуживает похвалы за сбор и распространение этой информации среди тех, кто может быть с ней незнаком. Производители и, что более важно, пользователи в конечном итоге будут вознаграждены.
Заземление шасси и сигнальная земля
Давайте рассмотрим различие между шасси и сигнальной землей в аудиоустройствах.Заземлением шасси обычно считается любой проводник, подключенный к металлическому корпусу или шасси устройства. Термин заземление корпуса мог появиться, поскольку устройства с 3-жильным линейным шнуром соединяют корпус с заземлением при подключении к правильно подключенной розетке переменного тока. В устройствах с двухжильным шнуром питания (бытовое оборудование) шасси не подключается к заземлению, хотя шасси обычно подключается к сигнальному заземлению в коробке как в несимметричном/потребительском, так и в симметричном/профессиональном оборудовании.
Сигнальная земля — это внутренний проводник, используемый в качестве опорного потенциала 0 В для внутренней электроники, и иногда он дополнительно делится на цифровые и аналоговые участки заземления. Также возможно дальнейшее разделение сигнальной земли, хотя важно помнить, что все «отделения» сигнальной земли соединяются вместе в одном месте. Обычно это называется схемой заземления звезда .
Легко перепутать заземление корпуса и сигнальную землю, поскольку они обычно соединяются вместе — либо напрямую, либо через одну из нескольких пассивных схем.Некоторые из этих схем показаны на рис. 3. Ключом к защите аудиоустройства от внешних источников шума является знание , где и , как подключать сигнальную землю к шасси.
Рис. 3. Некоторые пассивные схемы подключения сигнальной земли к шасси.Сначала давайте рассмотрим , почему они должны быть связаны вместе. Мы рассмотрим , где и , как через мгновение.Есть по крайней мере две причины, по которым нужно соединить сигнальную землю и землю шасси вместе в устройстве.
Одной из причин является уменьшение влияния электростатического заряда на шасси и внутреннюю схему. Внешние источники шума могут индуцировать шумовые токи и электростатический заряд на шасси устройства. Шумовые токи, наведенные на экраны кабелей, также проходят через шасси, поскольку экраны заканчиваются (или должны заканчиваться) на шасси. Поскольку между шасси и внутренней схемой также есть связь, шум на шасси может взаимодействовать с внутренним звуком.Эту шумовую связь можно свести к минимуму, подключив сигнальную землю к шасси. Это позволяет всей системе заземления колебаться в зависимости от шума, неожиданно обеспечивая бесшумную работу системы. Дальнейшее снижение связи достигается, когда шасси прочно соединено с хорошим заземлением — либо через сетевой шнур, через направляющие стойки, либо с помощью независимого проводника технического или защитного заземления. Это обеспечивает обратный путь без звука для любого внешнего шума.
Второй причиной подключения сигнальной земли к шасси является необходимость поддерживать на сигнальных землях двух взаимосвязанных устройств почти одинаковый потенциал напряжения.Это предотвращает потерю динамического диапазона системы, когда уровни входящего пикового напряжения превышают напряжение на шинах питания принимающего устройства.
Несимметричные устройства соединяют последовательные сигнальные земли вместе непосредственно через каждый соединительный кабель — муфту каждого кабеля RCA. Это, а также тот факт, что шасси обычно используется в качестве сигнального заземляющего проводника, обеспечивает очень низкий импеданс сигнального заземления несбалансированных систем. Многие могут согласиться с тем, что несбалансированным системам помогает тот факт, что шасси обычно имеют заземление , а не .Это позволяет всей несбалансированной системе плавать относительно земли. Это устраняет возможность наличия нескольких обратных путей для системы заземления звука, поскольку отсутствует второй путь (контур заземления) через заземляющий проводник. Низкий импеданс земли между блоками необходим для приемлемой работы всех нетрансформаторных систем, симметричных и несимметричных.
Конструкция симметричного соединения не соединяет сигнальные земли напрямую друг с другом.Отрицательный проводник обеспечивает требуемый обратный ток сигнала. Чтобы избежать потери динамического диапазона, в симметричных системах используется другой метод поддержания малых потенциалов заземления сигнала.
Поскольку экран кабеля уже соединяет два шасси вместе, простое подключение сигнальной земли к шасси в каждой коробке позволяет снизить потенциал сигнальной земли между блоками. Главное, как их соединить. Поскольку кабели между блоками также обеспечивают кратчайший (и, следовательно, самый низкий импеданс) путь между двумя блоками, использование экрана кабеля для минимизации потенциалов заземления сигналов между блоками весьма эффективно.
Теперь, когда мы знаем, почему нужно подключать сигнальную землю к шасси, давайте обсудим , как их подключить. Схемы на рис. 3 кажутся достаточно прямыми, но не показано, где и как именно соединяются проводники.
Все сводится к тому, чтобы внимательно следить за тем, куда текут токи. Как обсуждалось выше, шумовые токи экрана проходят через шасси и шунтируются на землю в устройствах с 3-жильным сетевым шнуром. Ключевая проблема заключается в том, что эти шумовые токи не проходят по пути, общему для любых звуковых токов.Это кажется таким простым, и это — особенно для рисования (см. снова рис. 3). Трудная часть — реализовать правильную схему компоновки.
Подключение сигнальной земли к шасси в каждом блоке может быть выполнено только в одном разъеме в каждом блоке. Если сделать это дважды, остается открытой возможность того, что шумовые потоки будут протекать по пути, общему для аудио.
Существует две точки зрения на то, как подключить сигнальную землю к шасси. Обе они являются версиями упомянутой выше схемы звездного заземления.Первый соединяет дорожку (или провод) непосредственно с клеммы заземления источника питания аудиосистемы и соединяется с точкой заземления шасси (см. рис. 4). В обеих «школах» важно, чтобы через эту дорожку не протекали никакие другие сигнальные токи. Не допускайте, чтобы эта трасса разделяла какие-либо другие обратные токи от других точек цепи с заземлением сигнала, таких как заземление входной или выходной цепи. Это предотвращает протекание шумовых токов шасси по той же самой дорожке, которая является обратным путем для аудиосигнала.Также имейте в виду, что эта трасса может содержать шумовые токи и должна находиться вдали от схем, чувствительных к шуму. Это схема заземления по схеме «звезда», в которой точка на выходе источника питания используется в качестве центра звезды. В источнике питания для центра звезды есть два общих места: выходная клемма источника питания и точка между конденсаторами фильтра переменного тока.
Другая точка зрения на то, где подключить сигнальную землю к шасси, просто перемещает центр заземления звезды на землю входного разъема.Эта схема лучше всего подходит для несбалансированных устройств и сбалансированных устройств, оснащенных разъемами 1/4 дюйма, где возможно использование моноразъемов.
Рис. 4. Схема заземления звезды для подключения сигнального заземления к шасси. Центр звезды может быть подключен к источнику питания или к входной земле.Проблемы производителя для решения
Реализуя желание своих пользователей «обновиться» до сбалансированных, традиционно несбалансированные производители сталкиваются с важным вопросом: как решить проблему несовместимости сбалансированных/несбалансированных? Если вы продаете свой продукт на смешанном сбалансированном/несбалансированном рынке, должен быть доступен предлагаемый метод взаимосвязи.Изолирующие трансформаторы и активные интерфейсные коробки являются лучшим решением и должны предлагаться в качестве лучшей альтернативы межсоединению. Однако убедить неуравновешенных клиентов купить дорогое интерфейсное решение намного сложнее, чем менее производительный вариант замены кабелей. (Дополнительное решение для преобразования аналогично компании-разработчику программного обеспечения, выпускающей новую версию программного обеспечения, которая делает ваши существующие файлы несовместимыми, если не приобретена дополнительная программа преобразования файлов.)
Благодаря тщательной перемонтажу кабелей в некоторых системах могут быть достигнуты приемлемые решения для межсоединений.(Один из самых популярных RaneNotes, Sound System Interconnection , является одним из примеров «нестандартной» проводки, необходимой в некоторых системах). экраны балансной схемы.
Решения для смешанных сбалансированных систем
и несбалансированных системИз огромного количества литературы очевидно, что для полностью сбалансированной работы экран должен подключаться к заземлению шасси в точке входа.Это также верно для несимметричной работы, когда доступен третий проводник экрана; подключите экран к заземлению корпуса в точке входа. Однако это справедливо только при использовании 2-жильного экранированного кабеля.
Экранированное 2-проводное подключение
На рис. 5 показана рекомендуемая разводка для всех комбинаций симметричных и несимметричных соединений ввода-вывода при использовании 2-жильного экранированного кабеля. На рис. 5 также представлены две наиболее распространенные схемы заземления экрана производителя; сигнальное заземление экрана и заземление корпуса экрана.Идентификация этих схем для каждого устройства в системе имеет важное значение для отладки шума и гудения системы. Это непростая задача, поскольку шасси и сигнальная земля соединены вместе. Цель состоит в том, чтобы выяснить, соединил ли их производитель таким образом, чтобы токи экрана не влияли на звуковой сигнал. Пунктирные линии на рис. 5 обозначают границы шасси блоков. Соединения между пунктирными линиями являются функциями кабеля. Соединения вне этих линий — выбор производителя, сознательный или бессознательный.
Рисунок 5 расположен таким образом, что верхний и крайний левый рисунок (5a) является теоретически «наилучшим» способом подключения оборудования с оптимальными результатами. «Лучший» способ заключается в том, чтобы все было полностью сбалансировано со всеми экранами (контакт 1), подключенными к заземлению шасси в точке входа. При движении вниз или вправо ожидается снижение производительности. Работает ли система приемлемо или подчиняется этим теоретическим предсказаниям, слишком зависит от системы, чтобы предсказать точно. Однако с чего-то надо начинать.
Качество и конфигурация входных и выходных цепей не показаны на рис. 5 и последующем обсуждении, чтобы сосредоточиться на проводке кабелей и внутренней проводке блоков. Схема ввода/вывода считается идеальной.
Рис. 5. Соединение только с помощью экранированного 2-жильного кабеля. Звездочки обозначают удобство использования стандартного кабеля.Полностью сбалансированный
Полностью сбалансированные системы (левый столбец на рис. 5) обеспечивают наилучшую производительность, когда оба конца экрана подключены к блокам с экранами, заземленными на шасси (рис. 5a).При обнаружении устройств с заземленными экранами отключите экран на конце заземления (рис. 5b и 5c). Это предотвращает попадание наведенных токов экрана на землю аудиосигнала. Если оба задействованных блока имеют экраны с сигнальным заземлением, вы вошли в сумеречную зону (рис. 5d). Это, пожалуй, самая распространенная схема. Большинство отключает один конец щита, в частности, какой конец отключен, вызывает сильные политические дебаты и остается на усмотрение отдельного пользователя [6].Никогда не отсоединяйте оба конца экрана.
Несбалансированный выход управляет сбалансированным входом
Во втором столбце на рис. 5 показаны несбалансированные выходы, управляющие балансными входами. Опять же, используется только экранированный 2-жильный кабель. В лучшем случае оба конца экрана подключены к устройствам, экран которых заземлен на шасси (рис. 5e). Некоторые могут возразить, что наведенный шум на сигнальных проводниках может быть введен в «передающий» блок через несбалансированный выходной каскад.Это функция системы и выходной цепи, и вполне вероятно. Отключение экрана на несимметричном выходе может уменьшить эту проблему.
При обнаружении устройств с заземленными экранами отключите экран на конце заземления (рис. 5f и 5g). Это предотвращает попадание шумовых экранирующих токов на землю аудиосигнала. Если оба задействованных отряда имеют экраны с сигнальным заземлением, вы снова вошли в сумеречную зону (рис. 5h). Поддержите свою одностороннюю политическую партию (рис. 5l).
Сбалансированный выход, управляющий несбалансированным входом
Третий столбец на Рисунке 5 — это наиболее проблемные балансные выходы, вызывающие несбалансированные входы. Поскольку входной каскад не сбалансирован, наведенные помехи на сигнальных проводниках не подавляются. Если вы должны использовать несбалансированный вход, используйте как можно более короткий входной кабель. Это снижает индуцированный шум. Есть причина, по которой трудно найти и купить несбалансированные кабели RCA длиной более 12 футов. На рис. 5i показаны оба конца экрана кабеля, подключенного к блокам с экранами, заземленными на шасси.Если блоки находятся далеко друг от друга, то вероятность того, что токи экрана наведут помехи на сигнальные проводники, выше. Сохранение этого кабеля очень коротким снижает ток экрана и, следовательно, уменьшает шум, который , а не подавляется несимметричным входным каскадом. В большинстве систем может потребоваться отсоединение одного конца экрана для корпуса, показанного на рис. 5i. Даже небольшой ток в экране может оказаться слишком большим для несбалансированного входного каскада. Опять же, поддержите свою любимую одностороннюю политическую позицию.
Отсоедините экран на устройствах с экранами с сигнальным заземлением (рис. 5j и 5k). Если на обоих концах есть экраны с заземлением сигнала, баллотируйтесь за свою любимую политическую партию, работающую только на одном конце. (рис. 5л).
Эта схема соединяет отрицательный выход симметричного выхода с сигнальной землей, а не с входом с высоким импедансом. Многие сбалансированные выходные схемы будут пытаться управлять этой сигнальной землей, вызывая большие искажения и потенциально повреждая выходной каскад. Другие симметричные выходные каскады называются «плавающими» симметричными.(Одним из примеров является микросхема драйвера сбалансированной линии Analog Devices SSM-2142.) Эти схемы, также называемые выходом с перекрестной связью, имитируют характеристики полностью сбалансированных трансформаторных решений и сконструированы таким образом, что отрицательный выход может замыкаться на землю. Если вы найдете или используете эту схему, убедитесь, что симметричный выходной каскад может правильно обрабатывать сигнальную землю на своем отрицательном выходе.
Полный несбалансированный
Полностью несбалансированные системы не имеют 3-проводного разъема, позволяющего правильно использовать экран.В том маловероятном случае, если вы столкнетесь с одним из них, используйте проводку в четвертом столбце (рис. 5m-p). Опять же, использование короткой длины кабеля уменьшит проблемы с шумом, как с экраном, так и без него.
Большинство домашних аудиосистем полностью разбалансированы. Миллионы этих систем работают практически без гула и шума каждый день из-за их небольшого размера, коротких кабельных трасс и 2-проводных сетевых шнуров переменного тока. Головная боль начинается при попытке добавить в такую систему сбалансированный блок. В несбалансированных домашних аудиоустройствах ни один из проводников линейного шнура не соединяется с шасси, поскольку включение старых неполяризованных вилок переменного тока в розетку с неправильной разводкой приведет к тому, что «горячий» провод окажется на шасси устройства.Отсутствие третьего контакта на линейном шнуре предотвращает образование контуров заземления в домашних системах, поскольку второй путь к земле или между устройствами недоступен. Профессиональное звуковое оборудование обычно поставляется с 3-жильным шнуром. Третий провод (зеленый провод) необходим для подключения к шасси. Это обеспечивает второй наземный путь (контур) от одного устройства к другому.
Выбор разъема
Тип разъемабыл намеренно исключен из рисунка 5 и приведенного выше обсуждения, поскольку выбор разъема добавляет еще один уровень сложности в системы межсоединений.Больше всего проблем вызывает разъем 1/4 дюйма. Разъемы Mono 1/4 дюйма используются на большинстве музыкальных инструментов и в телефонных системах. Стерео ¼-дюймовые разъемы используются для наушников, сбалансированного межсоединения, петель эффектов и инсертных посылов/возвратов, точек замыкания релейных переключателей и экстравагантного набора других разнообразных разъемов. Закон Мерфи говорит нам, что если вы предоставляете такой разнообразный выбор 1/4 » варианты межсоединения, они будут подключены неправильно. Проблема аудиоиндустрии в том, что многие из этих опций совершенно несовместимы.Правильно подключенный монофонический разъем 1/4 дюйма имеет сигнальную землю на гильзе, правильно подключенный симметричный разъем 1/4″ имеет заземление корпуса на гильзе. Соединение этой комбинации не должно быть достижимо — это похоже на попытку подключить 120 В переменного тока к разъему RCA (см. рис. 6). Низкая стоимость соединителей 1/4 дюйма, высокая доступность и небольшой размер способствуют их широкому и разнообразному использованию. Несомненно, по этим причинам возникло множество применений такого популярного соединителя для межсоединений.
Рис. 6.Труднодоступный тип разъема.К сожалению, возможность включения типа разъема в документ с рекомендациями невелика. Двойные разъемы на многих аудиокомпонентах способствуют увеличению затрат и трате миллионов долларов на разъемы, которые никогда не используются. Некоторые производители пытаются исключить разъем 1/4 дюйма, чтобы избежать путаницы и проблем при использовании разъемов 1/4 дюйма. Это шаг в правильном направлении, хотя высокая плотность, обеспечиваемая этими разъемами, требует менее ценного пространства на задней панели.Большинство отделов маркетинга предпочитают тридцать разъемов на дюйм, что делает доступную в настоящее время 3-контактную (XLR) альтернативу заметно непопулярным. Что необходимо, так это решение с 3-контактным разъемом, которое требует меньше места, чем традиционный разъем XLR. На ум приходит запирающийся штабелируемый 3-контактный разъем mini-DIN.
Клеммная колодкаи соединители типа Euroblock используются, когда отдельные соединители на конце кабеля не нужны или нецелесообразны. Эти решения для подключения предоставляют пользователю наибольшее количество вариантов проводки, когда доступны как сигнальные клеммы, так и клеммы заземления шасси.Это позволяет пользователю решить, какую схему подключения использовать. Это наиболее желательное решение, хотя для большинства студийного оборудования такие типы разъемов не требуются.
«Скрытое» сбалансированное решение ввода-вывода
Интересное решение для моноподключения включает в себя неэкранированные симметричные каскады, очень похожие на большинство телефонных систем. На рис. 7 показана эта конфигурация. Это позволяет использовать стандартные монокабели для подключения к системе несбалансированных или неэкранированных балансных входов/выходов.Хотя это и не так идеально, как экранированное симметричное межсоединение, системы с монофоническими разъемами, такие как системы домашнего кинотеатра, выигрывают от этой конфигурации. Сохранение короткой длины кабеля является важным и несложным в домашних условиях.
Рис. 7. «Скрытое» симметричное соединение.Одним из преимуществ такой системы, помимо того, что в полностью симметричных системах становится невозможным заземление сигнала на внешнем кабеле, является то, что она обеспечивает простой путь модернизации до симметричных сигнальных соединений.Производителю нужно только изменить разъем на 3-контактный вариант. Также важным для этого решения является необходимость иметь либо выходные каскады с перекрестной связью, либо выход, который не возражает против заземленного отрицательного выхода, поскольку отрицательный выход может подключаться к сигнальной земле.
Небольшой недостаток заключается в обычном использовании кабелей без витой пары в готовых моно кабелях. Использование витого кабеля с этой неэкранированной сбалансированной схемой значительно улучшает достижимые характеристики.
Решение Манси
Нил Манси — консультант по электроакустике и ветеран многолетнего успешного проектирования систем.Его давнее решение этих проблем обеспечивает реальное доказательство гарантированной производительности, достижимой с полностью сбалансированными системами, подключенными в соответствии с рекомендациями Audio Engineering Society. Г-н Манси реализует то, что я называю решением Манси, и изменяет каждую часть устройства, чтобы оно имело сбалансированные входы и выходы с обоими концами экрана, подключенными к заземлению шасси в точке входа. Десятилетия этой практики, а также ранние исследования и дисциплина для понимания основ физики, необходимых для ее правильной реализации, дали г-нуМанси стремится неустанно путешествовать по стране, распространяя свои находки. Семинары г-на Манси обучают тех, кто не знаком с «правильным» способом подключения сбалансированного оборудования, и показывают преимущества, получаемые при соответствующем подключении каждого элемента оборудования в системе.
Текущие решения производителя
Давайте рассмотрим выбор производителя экранов симметричных кабелей с заземлением сигнала или заземлением корпуса. Проблемы симметричных экранов с заземлением сигнала уже рассмотрены.Пользователи предпочитают жить с гулом и жужжанием, изменять готовые кабели, отключая один конец экрана или, даже в полностью сбалансированных системах, использовать изолирующие трансформаторы. Все это бессмысленные альтернативы несовместимым методам производства. Их преимущества и недостатки приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Сбалансированные экраны с заземлением сигнала | |
Преимущества | Недостатки |
|
|
Таблица 2. Сбалансированные экраны с заземлением корпуса | |
Преимущества | Недостатки |
|
|
Для производителя доступно несколько вариантов подключения экрана.
- Сохраните или замените соединения экрана с заземлением корпуса .
Производители, которые изначально заземляли симметричные экраны на шасси, должны по-прежнему рекомендовать изолирующие трансформаторы, изменение кабеля и техническую поддержку, которые сопровождают эти решения для шума и жужжания. К сожалению, это необходимо, так как не все сбалансированное оборудование имеет заземленные на шасси экраны. В идеале, если бы все сбалансированное оборудование было внезапно и чудесным образом заземлено на обоих концах корпуса в точке входа, стандартные кабели можно было бы использовать в каждой системе, оставив только схемы ввода-вывода, определяющие производительность системы. - Замените соединения экрана на сигнальную землю .
Хотя это было бы шагом назад, это все же выбор. Большинство оборудования подключается таким образом, и большинство пользователей нашли свои собственные дорогостоящие «дополнительные» решения для межсетевого соединения. - Предложите пользователю выбор подключения экрана.
Укажите оба варианта. Две независимые винтовые клеммы (один сигнальный, один корпус), переключатель или вариант перемычки позволяют пользователю выполнять проводку по своему усмотрению.Подробнее об этом позже.
Решения производителя для эффективного и действенного подключения балансных экранов к шасси
Разъемы для монтажа на печатной плате
Гнездо для монтажа на печатной плате предоставляет производителям наиболее экономичное решение для передачи сигналов кабеля на печатную плату. На плате большинство производителей подключают симметричный экранирующий проводник (к сигнальной земле) с дорожкой на плате. Для оптимальной сбалансированной производительности подключите экран к заземлению корпуса в точке входа .Это означает, что проводник экрана, чтобы избежать распыления любой наведенной радиочастотной энергии в коробку, никогда не пересекает внешнюю плоскость шасси. Это не простая задача. В настоящее время никакие 3-проводные разъемы на печатных платах не обеспечивают это оптимальное решение.
Клеммные колодки
Если на клеммной колодке или разъеме типа Euroblock предусмотрены как сигнальные клеммы, так и клеммы заземления шасси, пользователь решает, какую схему подключения использовать. Это желательное решение, хотя для большого количества оборудования эти типы разъемов не требуются.Использование гайки Pem, винта и зубчатой шайбы рядом с кабельными клеммами вместо дополнительной винтовой клеммы с заземлением на шасси предотвращает попадание проводника экрана в корпус, обеспечивая оптимальное решение для межсоединений. (Вот почему клеммные колодки Rane и входы и выходы Euroblock имеют гайку PEM, винт и зубчатую шайбу над соединением экрана.) Пользователи выбирают предпочтительный способ подключения, и экран не может распылять радиочастотное излучение в корпус. Очень важно поддерживать экран вокруг сигнальных проводников на всем пути к клеммам ввода/вывода.Поэтому очень важно держать винт Pem рядом с клеммами.
Гнезда для панельного монтажа с проводами
Гнезда для панельного монтажатребуют, чтобы производитель соединил провод от штырька клеммы с печатной платой или шасси. Это хорошее решение для заземления экрана на шасси, хотя это позволяет экрану войти в корпус. Держите провод коротким, калибр большим и путь к шасси вдали от чувствительных цепей. «Проволока» — это слово из четырех букв для многих производителей, и некоторые считают их слишком дорогими из-за их трудоемкости.Достижение стабильных результатов при ручном подключении затруднено, что делает решение с разъемом для ПК более желательным.
L-образный кронштейн или опорное решение
Другим вариантом является трассировка печатной платы к ближайшей точке заземления корпуса. Использование L-образного кронштейна, стойки или аналогичного механического соединения с шасси обеспечивает механическую устойчивость, но в то же время занимает ценное пространство на задней панели и/или печатной плате. Здесь важно избегать длинных дорожек и держать их подальше от чувствительных зон, поскольку они действуют как источник шума, когда токи экрана велики или имеют шум.
Варианты перемычек
Не такое «дружественное», как решение с винтовыми клеммами, внутренняя перемычка обеспечивает пользовательскую настройку точек подключения внутреннего экрана. Это позволяет использовать разъемы XLR или 1/4 дюйма, но при этом дает пользователю контроль над схемой проводки экрана. Предоставление отдельного внешнего переключателя для этой функции экономически нецелесообразно. С этим решением возникают две проблемы. Первая заключается в том, что существует нет внешней визуальной индикации, показывающей точку подключения экрана.Второй вопрос, который необходимо решить, — это положение перемычек.
В первой проблеме нет ничего нового. Большинство производителей не указывают, куда подключаются их экраны. В руководстве или схеме устройства, если таковые имеются, может быть указано, какое заземление подключается к экрану. Схематические символы, используемые для обозначения площадок, не стандартизированы, хотя существует группа стандартов Общества звукоинженеров, занимающаяся составлением символов для решения загадки висячего треугольника. На правильных схемах указано, какие символы обозначают заземление сигнала и шасси.Ответ на второй вопрос ясен: заземление сбалансированного экрана на шасси является «лучшим» вариантом по умолчанию, хотя предложение выбора обеспечивает элегантное решение для сторон по обе стороны забора. Для полностью сбалансированных систем установка перемычки экрана на шасси по умолчанию является лучшим решением, но только в том случае, если все взаимосвязанные устройства имеют экраны, заземленные на шасси. Другие устройства с заземленными экранами замыкают токи экрана на сигнальную землю при подключении, вызывая потенциально неприятную модуляцию сигнальной земли.Это заставляет другого парня казаться виновником, но не решает проблему. Ясно, что пользователи должны иметь возможность определить методы проводки экрана производителя. Кроме того, для поддержки обеих сторон подключения экрана «только с одного конца» необходимо предусмотреть отдельные входные и выходные перемычки (см. рис. 8).
Рис. 8. Выбираемые пользователем соединения экрана.Раствор Нейтрик
Neutrik AG, Лихтенштейн, предлагает защелкивающиеся разъемы для монтажа на печатную плату с металлическими скобами, которые протыкают внутреннюю часть корпуса при установке внешних монтажных винтов.Этот кронштейн с отверстиями в корпусе также имеет отдельный контакт, доступный через печатную плату. Острый прокалывающий выступ обеспечивает электрическое соединение между корпусом шасси и печатной платой. Это решает проблемы, связанные с трудоемкими проводами и необходимостью подключения к точке шасси, обеспечивая лучшее решение для пользователей производителей и . [Популярные «комбинированные» розетки Neutrik — комбинированные разъемы XLR «мама» и разъемы «мама» 1/4 дюйма — обеспечивают эту функцию прокалывания.] К сожалению, в зависимости от доступной высоты в данном блоке, эти разъемы не могут быть установлены в одном блоке пространства стойки из-за их немного большей высоты. Будем надеяться, что другие разъемы с этой встроенной функцией станут доступными, предоставив производителям экономически эффективное решение этой проблемы с заземлением.
Другие предложения
Много лет назад компания RCA разработала собственное руководство по практике ввода-вывода на задней панели. Некоторые производители и пользователи практикуют свои собственные методы соединения слева направо.Входы/выходы уровня переменного тока и динамика с одной стороны, микрофон и сигналы более низкого уровня с другой стороны. Это упрощает проводку в стойке и уменьшает перекрестные помехи между кабельными трассами в стойке и вдоль кабельных трасс. Хотя документ с рекомендуемыми практиками может не диктовать дизайн продукта на таком базовом уровне, такой тип мышления приносит пользу всем. С появлением повсюду стандартизированных продуктов, управляемых по сети, от нескольких производителей, сейчас самое время заняться этими основными функциями. Пользователи «стандартизированных» систем межсоединений, разработанных информированными инженерами с учетом потребностей пользователей, будут тратить меньше времени на отладку и установку систем.Это позволяет производить больше установок в день, создавать более качественные и тихие системы и расширять возможности бизнеса благодаря улыбающимся пользователям производителей и .
Волокно — это будущее
Цифровое оптоволоконное соединение решает все вышеперечисленные проблемы систем электрического соединения, хотя приходится сталкиваться с новым набором проблем. Однако, если добавить затраты на отладку, связанные с устранением помех в электрических системах, оптоволокно может показаться не таким уж дорогим.
Заключение
Сбалансированная и несбалансированная взаимосвязь — это два совершенно разных существа.Несовместимость между этими двумя конфигурациями, независимо от того, используются ли аналоговые или цифровые сигналы, необходимо учитывать при проектировании, спецификации, установке или модернизации оборудования и систем. Литература по вопросу заземления и экранирования аудиоустройств диктует сбалансированные экраны с заземлением шасси. Однако большинство производителей сигнализируют заземление своих балансных экранов. Были изучены предположения о том, как и почему материализовалась эта практика. Сообщество инженеров по аудиотехнике разрабатывает документ с рекомендуемыми практиками, в котором, среди прочего, также признаются сбалансированные экраны заземления корпуса.Было показано, что выбор изготовителем симметричных экранов заземления сигнала или заземления шасси не влияет на повторную разводку кабелей и другие решения технической поддержки, которые обычно рекомендуются, когда требуется соединение симметричного и несимметричного оборудования. Таким образом, производители должны без колебаний решать свои «проблемы с выводом 1» и должны предоставить пользователям реальные преимущества сбалансированного соединения, обеспечив заземление шасси на сбалансированных экранах. Были также обсуждены эффективные и действенные способы сделать это.
Также была рассмотрена важность снижения напряжения сигнальной земли между взаимосвязанными устройствами путем тщательного и правильного соединения заземления шасси с сигнальной землей в одном месте в каждом устройстве. Жизненно важно, каким образом эти два основания соединяются вместе. Такую же осторожность следует соблюдать при подключении экранов кабелей ввода/вывода к заземлению корпуса. Необходимо избегать общей связи импеданса в трассе экран-шасси, чтобы обеспечить оптимальную производительность сбалансированного соединения.
Цель Audio Engineering Society при рекомендации этих сбалансированных решений межсоединений состоит в том, чтобы уменьшить или устранить потребность в обходных решениях межсоединений посредством обучения и обмена информацией. В первую очередь это заявление о миссии Audio Engineering Society. Системы, установленные с симметричными экранами, заземленными на шасси, на всех блоках, с хорошо скрученными соединительными кабелями, работают без гула и гудения, оставляя только характеристики топологии входных и выходных цепей, определяющие производительность системы.
Целью рекомендации Общества инженеров по аудиотехнике не является разжигание еще одной войны «вывод 2 — горячая». На самом деле, пользователи и установщики нашли приемлемые решения «проблемы контакта 1» симметричных экранов с сигнальным заземлением и вряд ли и не смогут внезапно отказаться от использования альтернатив. Производители указывают тип разъема ввода-вывода в спецификациях, аналогичным образом мы должны указывать методы подключения экрана в спецификациях оборудования, на шасси или, по крайней мере, в руководстве, таким образом предоставляя пользователям необходимую информацию для правильной настройки системы.
Каталожные номера
- Отт, Генри В., Методы шумоподавления в электронных системах (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1976).
- Моррисон, Ральф, Методы заземления и экранирования в контрольно-измерительных приборах (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1967).
- Моррисон, Ральф, Шум и другие мешающие сигналы (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1992).
- Гиддингс, Филип, Проектирование и установка аудиосистемы (Говард В.Сэмс, 1990).
- Юнг, Уолт и Гарсия, Адольфо, Операционные усилители в схемах линейного драйвера и приемника, часть 2 (Аналоговый диалог, том 27, № 1, 1993 г.).
- Уитлок, Билл, «Системные проблемы и производители оборудования» ( Systems Contractor News, , сентябрь 1997 г.).
- Perkins, Cal, Методы измерения для отладки электронных систем и их взаимосвязей (Материалы 11-й Международной конференции AES, Портленд, штат Орегон, май 1992 г.).
- Соединение звуковой системы (Рейн, Мукилтео, Вашингтон, 1985 г.).
- Мецлер, Боб, Справочник по измерению звука (Audio Precision, Портленд, штат Орегон, 1993).
Версия этого RaneNote была опубликована в Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 43, № 6, июнь 1995 г.
«Заземление и экранирование аудиоустройств» Это примечание в формате PDF.
Румынский перевод этого RaneNote: Pămîntul şi de protecţie dispozitive audio.
Заземление экрана кабеля среднего напряжения – помехи напряжения
В этой статье обсуждаются методы заземления или концевой заделки экрана кабеля среднего (СН) или высокого напряжения (ВН). Зачем экранируют высоковольтные кабели? Экранирование силового кабеля приводит к симметричному распределению электрического поля в изоляции кабеля и предотвращает повреждение от напряжения . Обратитесь к « Конструкция кабеля среднего напряжения » для получения дополнительной информации об экранировании кабеля и его использовании.В этой статье также обсуждается правильная прокладка экранированного кабеля при применении с CT замыкания на землю нулевой последовательности.
Поперечное сечение кабеля среднего напряженияРазличные слои высоковольтного кабеля изнутри наружу:
1)Проводник
2) Экран проводника
3)Изоляция
4)Изоляционный экран
5) Внешний экран
6)Внешняя оболочка (не показана на рисунке)
Подробнее о конструкции кабеля можно узнать здесь .
Внешний экран, экраны, броня для среднего напряжения (MV) или высокого напряжения Кабели напряжения (ВН/ВТ) должны быть каким-либо образом соединены с землей. Заземление/заземление экранированного кабеля можно выполнить двумя способами:
Одноточечное заземлениеОдноточечное заземление
Многоточечное заземление
Заземление в одной точке относится к практике подключения экран кабеля заземлить только в одной точке.Его также называют открытым схема защиты. Вот преимущества и недостатки одноточечного заземление:
Преимущества:
*Поскольку экран заземлен только в одной точке, не существует замкнутой цепи и, следовательно, не могут протекать индуцированные токи экрана. Небольшие вихревые токи все еще будут циркулировать внутри экрана, но это не является частью данного обсуждения.
*Поскольку ток экрана отсутствует, снижение номинальных токов кабеля не требуется.
*Экран используется для защиты от емкостных помех. Это может не иметь значения при напряжении энергосистемы.
Недостатки
*Поскольку экран заземлен только в одном месте, ток экрана не может протекать. Это приводит к напряжению на разомкнутой части экрана с максимальным напряжением на конце, наиболее удаленном от точки заземления. Стандарт IEEE 575 ограничивает это напряжение до 25 В и менее.
* Экран с заземлением в одной точке не обеспечивает защиты от индуктивно наведенных помех. Это может не беспокоить напряжения системы питания.
В приведенной ниже таблице указана длина одножильного кабеля с экран заземлен только в одной точке, чтобы ограничить напряжение экрана до 25 В.
Длина кабеля заземления в одной точке для 25 ВСсылка для конвертера AWG в мм2 НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ.
Когда кабели работают не с полной нагрузкой, длина может быть больше.
Многоточечное заземлениеМноготочечное заземление относится к практике соединения экрана кабеля с землей в нескольких легкодоступных местах минимум с двумя соединениями. Это также называется закрытой защитой или защитой от короткого замыкания. Вот преимущества и недостатки многоточечного заземления:
Преимущества:
*Поскольку экран соединен с землей на обоих концах, напряжения на экране быть не может.Следовательно, это соединение повышает безопасность.
*Экран обеспечивает защиту как от емкостных, так и от индуктивных помех.
Недостатки:
*Поскольку экран соединен с землей с обоих концов, ток индуцируется в экране, который теперь имеет замкнутый путь. Этот ток зависит от нагрузки на основной кабель и приводит к дополнительному нагреву кабеля. Обычно требуется снижение номинальных токов кабеля .
См. IEEE Std 575 для получения подробной информации о различных типах системы с заземлением.
Как разомкнуть цепь напряжение экрана появляется на кабелях с заземлением в одной точке?Напряжение экрана электромагнитно индуцируется главной проводник на щите. Так как нет замкнутого пути в одной точке заземления экрана напряжение появляется на «незаземленном» конце экрана. Это напряжение непостоянно и зависит от различных параметров кабеля.
Эквивалентная схема — одноточечное заземлениеНапряжение, индуцируемое в экране, зависит от:
1)Взаимная индуктивность между основным проводником и экраном
2)Ток в главном проводнике
3)Расстояние до точки заземления
Напряжение экрана ограничено стандартами ниже 25 В.Если напряжение экрана становится выше, чем это может привести к электрическому разряду и созданию небезопасные условия.
Как протекает циркулирующий ток в кабелях с многоточечным заземлением?Следует отметить, что ток экрана кабеля для многоточечного заземленного экранированного кабеля не является постоянным . Ток экрана электромагнитно индуцируется на экране и изменяется в зависимости от тока нагрузки на основном проводнике кабеля.
Эквивалентная схема многоточечного заземленияТок, индуцируемый в экране, зависит от:
1)Взаимная индуктивность между основным проводником и экраном
2)Ток в главном проводнике
3)Сопротивление экрана
Щиток циркуляционный ток не зависит от длины кабеля или количества экранов. заземляющие соединения (минимум два соединения необходимы для многозаземленного щит).Это связано с тем, что при увеличении длины проводника величина индуцированное оболочкой напряжение также увеличивается вместе с величиной электрического импеданс.
Экран Проход через Трансформатор тока нулевой последовательностиПри подключении кабелей среднего напряжения к распределительному устройству с трансформатором тока нулевой последовательности (ТТ нулевой последовательности) экран кабеля должен быть проложен, как описано ниже, для правильной работы реле замыкания на землю. Следует отметить следующее:
*Заделка конуса напряжения должна быть выполнена между трансформатором тока нулевой последовательности и кабельными наконечниками.
*Провод экрана должен быть проложен обратно через ТТ нулевой последовательности и подключен к шине заземления на другой (нагрузочной) стороне ТТ.
*Между окончанием конуса напряжения и окончательным соединением с землей провод экрана не должен соприкасаться с какой-либо другой заземленной конструкцией (ни с корпусом, ни с другим соединением с землей).
*Входящий металлический кабелепровод должен быть подключен к шине заземления распределительного устройства на стороне нагрузки ТТ нулевой последовательности. Входящий металлический кабелепровод с заземлением не нужно прокладывать через ТТ нулевой последовательности.
Прокладка проводов экрана ТТ нулевой последовательностиДополнительные показания: конструкция кабеля среднего напряжения, инверсия и смещение нейтрали, падение напряжения переменного тока и коэффициент мощности системы
.