Контурное заземление: виды, схемы и особенности применения

Что такое контурное заземление. Какие бывают виды контурного заземления. Как правильно выбрать и установить контурное заземление. Каковы преимущества и недостатки разных типов контурного заземления.

Что такое контурное заземление и для чего оно нужно

Контурное заземление представляет собой систему заземляющих электродов, соединенных между собой и размещенных по периметру или на всей площади защищаемого объекта. Основная задача контурного заземления — обеспечить электробезопасность людей и оборудования путем отвода в землю опасных токов.

Ключевые функции контурного заземления:

• Защита от поражения электрическим током при повреждении изоляции
• Выравнивание электрических потенциалов на поверхности земли
• Снижение напряжения прикосновения и шага
• Отвод в землю токов молнии и статического электричества

Основные виды контурного заземления

Существует несколько разновидностей контурного заземления, различающихся по конструкции и способу размещения заземлителей:

1. Традиционное контурное заземление

При таком способе вертикальные заземлители (стержни, трубы) размещаются по периметру защищаемого объекта и соединяются горизонтальным заземлителем (полосой). Образуется замкнутый контур, охватывающий защищаемую территорию.

2. Глубинное контурное заземление

Характеризуется погружением вертикальных заземлителей на большую глубину (до 20-30 м). Это позволяет достичь слоев грунта с низким удельным сопротивлением. Глубинные заземлители располагаются компактно на небольшой площади.

3. Распределенное контурное заземление

При этом варианте заземлители равномерно распределяются по всей защищаемой площади. Обеспечивает наиболее эффективное выравнивание потенциалов.

Схемы подключения контурного заземления

Выбор схемы подключения контурного заземления зависит от особенностей объекта и требований нормативов. Рассмотрим основные варианты:

Схема TN-C-S

В этой схеме нулевой рабочий и защитный проводники совмещены в одном проводнике (PEN) до ввода в здание. Далее они разделяются на отдельные N и PE проводники. Контур заземления подключается к шине PE.

Схема TN-S

Здесь нулевой рабочий (N) и защитный (PE) проводники разделены на всем протяжении от трансформаторной подстанции. Контур заземления подключается к PE-проводнику.

Схема TT

При такой схеме нейтраль трансформатора заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи отдельного заземляющего устройства. Контур заземления независим от заземления нейтрали.

Как правильно рассчитать и спроектировать контурное заземление

Проектирование контурного заземления — ответственная задача, от качества выполнения которой зависит безопасность людей и оборудования. Основные этапы расчета:

1. Определение нормативных требований к сопротивлению заземления для конкретного объекта
2. Измерение удельного сопротивления грунта на участке
3. Выбор типа, количества и схемы размещения заземлителей
4. Расчет сопротивления заземляющего устройства
5. Проверка соответствия расчетного сопротивления нормативным значениям

При проектировании важно учитывать климатические условия, состав грунта, уровень грунтовых вод и другие факторы, влияющие на эффективность заземления.

Преимущества и недостатки разных видов контурного заземления

Каждый вид контурного заземления имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их подробнее:

Традиционное контурное заземление

Преимущества:

• Простота монтажа
• Равномерное распределение потенциалов по периметру
• Возможность использования на участках любой площади

Недостатки:

• Большой объем земляных работ
• Зависимость от состава верхних слоев грунта
• Сложность достижения низкого сопротивления в некоторых грунтах

Глубинное контурное заземление

Преимущества:

• Меньшая зависимость от верхних слоев грунта
• Компактность размещения
• Возможность достижения очень низкого сопротивления

Недостатки:

• Высокая стоимость оборудования и монтажа
• Необходимость использования специальной техники
• Сложность ремонта и обслуживания

Распределенное контурное заземление

Преимущества:

• Наиболее эффективное выравнивание потенциалов
• Высокая надежность за счет резервирования
• Возможность поэтапного монтажа

Недостатки:

• Большой объем земляных работ
• Сложность проектирования
• Высокая стоимость при большой площади объекта

Особенности монтажа контурного заземления

Правильный монтаж контурного заземления — залог его эффективной работы. Основные этапы установки:

1. Разметка мест установки заземлителей согласно проекту
2. Бурение скважин или рытье траншей для заземлителей
3. Установка вертикальных заземлителей
4. Прокладка горизонтальных заземлителей
5. Соединение элементов заземляющего устройства
6. Подключение заземляемого оборудования к контуру
7. Измерение сопротивления смонтированного заземления

При монтаже важно соблюдать требования нормативных документов и проектной документации. Все соединения должны выполняться сваркой или с помощью специальных зажимов для обеспечения надежного электрического контакта.

Как выбрать оптимальный вид контурного заземления для конкретного объекта

Выбор оптимального вида контурного заземления зависит от множества факторов. Рассмотрим основные критерии выбора:

• Тип объекта и его назначение
• Площадь защищаемой территории
• Геологические и климатические условия
• Требования нормативных документов
• Бюджет проекта

Для небольших частных домов обычно достаточно традиционного контурного заземления. Для промышленных объектов с высокими требованиями к безопасности может потребоваться глубинное или распределенное заземление.

В сложных грунтах или при ограниченной площади участка оптимальным выбором может стать глубинное заземление. Если же важно обеспечить максимально равномерное распределение потенциалов по всей территории, лучше использовать распределенное заземление.

Нормативные требования к контурному заземлению

Проектирование и монтаж контурного заземления регламентируются рядом нормативных документов. Основные требования:

• Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать нормативных значений (обычно 4 Ом для электроустановок до 1000 В)
• Заземлители должны располагаться на расстоянии не менее 1 м от фундаментов зданий
• Глубина заложения горизонтальных заземлителей — не менее 0,5 м
• Все соединения в заземляющем устройстве должны быть сварными или выполненными с помощью специальных зажимов
• Заземляющее устройство должно быть доступно для осмотра и обслуживания

Соблюдение этих и других требований обеспечивает эффективность и безопасность контурного заземления.

Что выбрать – глубинное или контурное заземление

• Главная/
• Статьи/
• Что выбрать – глубинное или контурное заземление

Каждый обладатель дачного участка, владелец промышленного оборудования, хозяин частного дома рано или поздно сталкивается с необходимостью монтажа заземления. Какой же тип заземления лучше подойдет под конкретные условия, какое надежнее и выгоднее?

Для начала определимся, что такое заземление и для чего оно нужно.

Заземление – это заземляющее устройство (заземлитель и заземляющие проводники), которое соединяет с «землей» заземляемые элементы электрооборудования.

Заземляющее устройство призвано в случае сбоя работы оборудования или в других чрезвычайных ситуациях направить ток через себя в грунт, обезопасив таким образом находящихся рядом людей и животных.

Различают заземления контурные (распределенные) и выносные.

Контурное заземление

Отличительной чертой контурного заземления является то, что заземляющее устройство соединено в единый замкнутый контур и расположено по периметру защищаемого участка, а иногда и равномерно распределено по всей площади.

Из-за незначительного расстояния между электродами, помещенным в грунт, любая точка поверхности обладает значительным потенциалом. А между разными точками разность потенциалов, наоборот, будет мала. Так, для человека, который находится внутри контура заземления, напряжение прикосновения будет очень низким. Этот факт обуславливает высокий уровень безопасности при таком типе заземления.

Контурное заземление чаще всего применяют при установках напряжением выше 1000 В.

Достоинства контурного заземления

• Высокая эффективность заземления,
• Возможность применения на промышленных участках,
• Коэффициент прикосновения меньше единицы.

Недостатки контурного заземления

• Большая стоимость строительно-монтажных работ,
• Нет возможности выбрать место размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта.

Выносное заземление – это заземление, при котором заземлитель вынесен за пределы защищаемого участка или находится в определенной зоне этого участка.

Рассмотрим выносное заземление на примере глубинного.

Глубинное заземление

Заземление производится с погружением заземлителей в грунт на глубину до 20-30 метров. При этом заземляющее устройство сконцентрировано на небольшой площади, что дает возможность не распылять монтажные работы по всему участку, как это происходит с контурным заземлением.

Характерная черта глубинного заземления — достижение заземлителей плотных и водонасыщенных слоев грунта, которые отличаются очень низким сопротивлением и охотно «проглатывают» ток.

Достоинства глубинного заземления

• Невысокие затраты на строительно-монтажные работы и последующее благоустройство участка,
• Возможность выбора места установки заземлителей с грунтом наименьшего сопротивления,
• Компактность расположения заземляющего устройства.

Недостатки глубинного заземления

• Неприменимо в случаях напряжения выше 1 кВ,
• Отдаленное размещение заземлителя от защищаемого участка, из-за чего на части защищаемой площади коэффициент прикосновения равен единице,
• Возрастание сопротивления проводника при большом расстоянии до заземлителя.

Какой же вид заземления выбрать?

Выбор нужно делать исходя из условий: назначения защищаемого участка, величины напряжения и финансовых условий.

Глубинное заземление часто применяют на дачных участках и частных домах, где не подразумеваются большие напряжения и нет желания «уродовать» траншеями весь участок.

Контурное заземление – это прерогатива производственных участков, площадок с установками, находящимися под большим напряжением. Оно надежнее по сравнению с глубинным, но требует финансовых затрат в большем количестве.

Контурное заземление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Схема выравнивания потенциала.  [31]

Распределение потенциалов на поверхности земли вне контура заземления отличается от распределения их при растекании тока с одиночного заземлителя. При контурном заземлении точки поверхности земли, имеющие нулевой потенциал, удалены от контура заземления значительно дальше 20 м — расстояния до нулевых потенциалов при растекании тока с одиночного заземлителя.  [32]

Контурное заземление.  [33]

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру ( периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют на всей площадке ( зоне обслуживания оборудования) равномерно. Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравниванием потенциала основания и его повышением до значений, близких к потенциалу корпуса оборудования. В результате обеспечивается высокая степень защиты от прикосновения к корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, и от шагового напряжения. Контурное заземление применяют при высокой степени электроопасности и при напряжениях свыше 1000 В.  [34]

Как видно из рис. 14 — 6 6, вокруг сложного заземлите-ля происходит своеобразное распределение потенциалов: между параллельно соединенными одиночными заземли-телями потенциалы во всех точках земли выше, чем они были бы для каждого заземлителя IB отдельности, — и величины этих потенциалов нигде не опускаются до нуля. Это свойство используется в контурном заземлении ( рис. 14 — 7), представляющем собой замкнутый ( или почти замкнутый) контур, охватывающий участок, на котором находятся заземленные части установок. При контурном заземлении зазем-лители располагаются по периметру защищаемой территории, а при большой ширине ее — закладываются также и внутри нее. Контурные заземлители выполняются из труб или уголков, соединенных полосами.  [35]

Осциллограммы тока, напряжения и зависимость и от времени для сосредоточенного заземлителя.  [36]

Достигаемое этим снижение напряжений прикосновения и шага особенно важно для установок с большими токами замыкания на землю. Для этой цели устраивается так называемое контурное заземление, при котором заземляющие электроды располагаются по контурам вокруг заземляемых элементов, повышая тем самым потенциалы поверхности земли внутри этих контуров. Благодаря этому разность потенциалов между заземляемым объектом и местом возможного расположения человека при его соприкосновении с объектом уменьшается.  [37]

Защита подстанций с распределительными устройствами 220 — 110 — 35 кв от прямых ударов молнии выполняется при помощи тросовых или стержневых молниеотводов, число и местоположение которых определяются расчетами. При этом расположение всех трех элементов молниеотвода ( молниеприемник, заземляющий спуск и заземляющее устройство) должно быть таким, чтобы вероятность обратных перекрытий по воздуху с элементов молниеотвода на токо-ведущие части и корпуса аппаратов, а также в земле от заземлений молниеотводов до контурного заземления подстанций была минимальной.  [38]

Применяют два вида заземления: сосредоточенное ( выносное) и контурное. При сосредоточенном заземлении заземлители располагают в сырых, низких местах с наименьшим сопротивлением грунта. Контурное заземление отличается тем, что заземлители располагаются по контуру площадки, где размещено оборудование.  [39]

Как видно из рис. 14 — 6 6, вокруг сложного заземлите-ля происходит своеобразное распределение потенциалов: между параллельно соединенными одиночными заземли-телями потенциалы во всех точках земли выше, чем они были бы для каждого заземлителя IB отдельности, — и величины этих потенциалов нигде не опускаются до нуля. Это свойство используется в контурном заземлении ( рис. 14 — 7), представляющем собой замкнутый ( или почти замкнутый) контур, охватывающий участок, на котором находятся заземленные части установок. При контурном заземлении зазем-лители располагаются по периметру защищаемой территории, а при большой ширине ее — закладываются также и внутри нее. Контурные заземлители выполняются из труб или уголков, соединенных полосами.  [40]

Молниеотводы бывают стержневые, тросовые и сеточные. На [ ефтебазах применяют одиночные или двойные стержневые молние-иводы, которые действуют совместно. Число труб и длину соедини-ельных полос для контурного заземления подстанции в зависимости Т климатического района и удельного сопротивления грунта опре — [ еляют по специальным техническим условиям.  [41]

Практически в цехах с встроенными или близко расположенными подстанциями, достаточно насыщенных технологическим оборудованием, Unp при замыканиях на корпус не превышает 10 — 12 В вследствие дополнительной проводимости, создаваемой многочисленными связями с землей через зануленные металлические части электроустановок и имеющийся с ними электрический контакт и трубопроводы различных коммуникаций. Однако для удаленных от подстанции небольших объектов без водопровода иар сохраняет опасное значение. Для снижения опасности эффективно устройство дополнительных местных очагов повторного заземления нулевого провода, выполняемых в виде контурного заземления.  [42]

Напряжение на заземляющих устройствах при больших токах замыкания может достигать значительной величины и быть слишком большим, что может не обеспечить расчетные значения напряжений прикосновения и шага. По Правилам устройства электроустановок сопротивление заземляющих устройств в электроустановках с большими токами замыкания на землю должно быть в любое время года не более 0 5 ом. Значит, для защиты персонала, кроме мгновенного отключения поврежденного участка, надо принять дополнительные меры в виде устройства контурных заземлений, использования естественных заземлителей и соответствующих изолирующих приспособлений.  [43]

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру ( периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют на всей площадке ( зоне обслуживания оборудования) равномерно. Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравниванием потенциала основания и его повышением до значений, близких к потенциалу корпуса оборудования. В результате обеспечивается высокая степень защиты от прикосновения к корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, и от шагового напряжения. Контурное заземление применяют при высокой степени электроопасности и при напряжениях свыше 1000 В.  [44]

Страницы:      1    2    3

Что такое контур заземления?

Контур заземления — это, в основном, то, что происходит, когда два отдельных устройства (A и B) подключаются к земле разными путями, а затем также соединяются друг с другом другим путем, образуя петлю. Когда создается контур заземления, ток может течь в непредвиденных направлениях. Ток может течь на землю через собственный путь заземления устройства или он может сначала течь к другому устройству, прежде чем уйти на землю из-за разницы электрических потенциалов между устройствами. Этот непреднамеренный ток приводит к тому, что системный шум или помехи передаются на близлежащие устройства.

Влияние контуров заземления

Контуры заземления очень заметны на звуковом оборудовании, поскольку они могут вызывать жужжание или жужжание, которые, как правило, нежелательны для аудиосигнала.

Одним из примеров возникновения контура заземления является простая установка портативного компьютера и динамика с питанием от сети переменного тока. Когда динамик используется ноутбуком, подключенным через аудиокабель, когда и ноутбук, и динамик подключены к сети переменного тока, динамик может издавать жужжащий звук. Эту проблему можно решить, отключив зарядное устройство ноутбука от сети, что разорвет контур заземления. Этот сценарий может произойти или не произойти в зависимости от заземления дома или учреждения.

Другими эффектами контуров заземления являются помехи при передаче данных, радиочастотные помехи и шум источника питания.

Решения для контуров заземления

Если вы столкнетесь с контуром заземления на своих устройствах, не беспокойтесь. Заземляющие контуры легко устранить, как только вы их поймете.

1. Используйте одну вилку переменного тока

Большинство проблем с контуром заземления можно устранить, просто подключив устройства к одному источнику переменного тока с одинаковым заземлением. Тем самым вы уменьшите разницу электрических потенциалов между заземлениями устройств.

2. Подъем земли

Один из самых простых способов устранения контура заземления — перерезать путь заземления от одного устройства к другому. Тем самым он разрывает петлю, образовавшуюся в земле. В настоящее время большинство аудиоустройств имеют переключатель заземления, так что можно легко отключить заземление от одного устройства. Если переключатели заземления недоступны, вы можете просто сломать или отсоединить заземляющий экран на одном конце кабелей, используемых между устройствами.

3. Трансформатор аудиоизоляции

Это устройство вставляется вдоль аудиотракта. Он содержит трансформатор, который изолирует аудиоземлю и сигнал между источником и выходом. Обычно используется трансформатор 1:1, но можно использовать и другие трансформаторы для повышения уровня выходного сигнала.

4. Силовой развязывающий трансформатор

Вы также можете устранить контур заземления, изолировав прямое подключение устройства к земле переменного тока с помощью силового развязывающего трансформатора. Он похож на аудиоизолирующий трансформатор, но изоляция вставляется со стороны питания, а не со стороны аудиовыхода.

ССЫЛКИ:

• Класс CEDIA EST016 (2008 г.). Понимание, поиск и устранение контуров заземления .
• Аналоговые устройства (2011 г.). Разрыв контуров заземления с функциональной изоляцией для уменьшения количества ошибок при передаче данных .

WTF Являются ли контуры заземления? | Хакадей

• автор:
Боб Баддели

Эти волшебные существа появляются из ниоткуда и поджаривают вашу электронику или раздражают ваши уши. Понимание их, несомненно, сэкономит вам деньги и нервы. В двух словах, контур заземления — это то, что происходит, когда два отдельных устройства (A и B) подключаются к земле отдельно, а затем также соединяются друг с другом через какой-либо кабель связи с землей, создавая петлю. Это обеспечивает два отдельных пути к земле (B может проходить через свое собственное соединение с землей или может проходить через землю кабеля к A, а затем к земле A), а это означает, что ток может начать течь непредвиденным образом. Это особенно заметно в аналоговых AV-установках, где результатом является звуковой шум или видимые полосы на изображении, но иногда это также является причиной необъяснимых отказов оборудования.

Сможете найти петлю?

Одним из примеров является ваше кабельное телевидение. Это аналоговый сигнал, который приходит в ваш дом и заземляется в одном месте, обычно за пределами вашего дома. Кабель протягивается к вашему развлекательному центру, где он подключается к ресиверу, заземленному в другом месте. Это создает петлю и из-за электромагнитной индукции, связанной со всеми видами сигналов переменного тока вокруг, блуждающий ток , который затем просачивается через различные цепи. Другой способ представить это как половину трансформатора; это один цикл, и большая часть этого цикла составляет рядом с  к действующему проводу питания здания с постоянно меняющимся током. Нередки случаи, когда в звуковом оборудовании слышен гул частотой 50 или 60 Гц из-за влияния контуров заземления.

Теперь, когда вы стали экспертом, решить проблему (или полностью избежать ее) довольно просто. Самый верный способ — разрезать петлю, что означает удаление кабеля или замену его чем-то, что не является проводом. Вы можете переключиться на беспроводную связь, такую ​​как Bluetooth или WiFi. Некоторые проводные протоколы используют дифференциальные сигналы вместо несимметричной, поэтому нет необходимости в общем заземлении для эталона. Переместите вилки так, чтобы они были подключены к одной и той же розетке, чтобы ваша петля была как можно меньше. Другой вариант — использовать изолятор, который вы можете приобрести для выбранного кабеля или внедрить в свой проект с помощью оптоизолятора или изолирующего трансформатора. Не используйте мошенническую вилку и не удаляйте заземляющий контакт, так как это просто устраняет функцию безопасности и может создать опасную ситуацию с корпусом под напряжением.

Когда дело доходит до вашего осциллографа, вполне вероятно, что в какой-то момент вы захотите проверить что-то, что питается от сети, и тогда вы получите совершенно другой вид контура заземления. Если ваша вещь на батарейках, здесь нет никакой опасности; сойти с ума, потому что нет возможности создать контур заземления. Если он подключен к стене, но через изолированный источник питания (что-то с двумя контактами и изолирующим трансформатором), все еще в порядке, потому что все еще нет пути для контура заземления, но вы можете увидеть некоторый шум от грязного питания. .

Но если он подключен к сети и имеет контакт заземления (даже косвенно, например, устройство, питаемое от USB через блок питания компьютера), существует вероятность создания контура заземления, поскольку вы подключаете свой заземленный прицел к другому заземленное устройство через пробник. Зажим заземления на зонде подключается прямо к контакту заземления, а заземление всех зондов соединено друг с другом, а эти контакты заземления подключены к заземлению на вашем устройстве. Если это неясно, лучше резюмировать так: «все ваши заземления уже подключены друг к другу и относятся к одному и тому же проводу — заземляющему контакту». Когда вы подключаете зажим заземления к тестируемому устройству, вы создаете контур заземления, который добавит шум к вашим измерениям и, возможно, повредит осциллограф.

Заземление зонда осциллографа подключено. Технически вам нужно подключить только один зажим заземления к тестовому устройству. Заземление зонда подключается непосредственно к земле. Они не плавающие.

Если вы сделаете это неправильно и прикрепите зажим заземления к чему-то, что на самом деле не заземлено, у вас возникнут всевозможные проблемы, так как устройство теперь замкнуто на землю через ваш пробник, который быстро самоуничтожится. Тестирование устройств с заземляющим контактом требует особой осторожности, чтобы не допустить подключения элементов с разными потенциалами. Разрыв контура заземления возможен, если просто не подключить зажим заземления, хотя это имеет и другие последствия. Здесь рекомендуется использовать дифференциальные пробники или подключать тестируемое устройство к изолирующему трансформатору.