Как правильно сделать контур заземления своими руками. Какая схема подходит для 220В и 380В. Какие материалы и инструменты потребуются. Как рассчитать параметры контура заземления. На что обратить внимание при монтаже.
Что такое контур заземления и для чего он нужен
Контур заземления — это система металлических проводников, предназначенная для отвода электрического тока в землю. Основные функции контура заземления:
- Защита людей от поражения электрическим током
- Защита электрооборудования от повреждений
- Отвод статического электричества
- Защита от перенапряжений в электросети
- Обеспечение стабильной работы электронного оборудования
Правильно выполненный контур заземления критически важен для безопасности и надежной работы электрооборудования в доме, на производстве или в офисе. Поэтому к его проектированию и монтажу нужно подходить очень ответственно.
Основные элементы контура заземления
В состав типового контура заземления входят следующие основные элементы:
- Заземлители — металлические стержни или пластины, погруженные в грунт
- Заземляющие проводники — соединяют заземлители с заземляемым оборудованием
- Главная заземляющая шина — точка соединения заземляющих проводников
- Уравнители потенциалов — соединяют металлические конструкции с контуром заземления
Количество и параметры элементов зависят от типа объекта, мощности электроустановки, характеристик грунта и других факторов. Для частного дома достаточно 2-3 заземлителей, для крупного предприятия может потребоваться сложная система из десятков элементов.
Схемы контура заземления для 220В и 380В
Схема контура заземления зависит от типа электросети — однофазной (220В) или трехфазной (380В).
Контур заземления для 220В
Для однофазной сети 220В подходит простая схема:
- 2-3 вертикальных заземлителя, соединенных горизонтальной полосой
- Главная заземляющая шина в щитке
- Заземляющие проводники от шины к розеткам и оборудованию
Контур заземления для 380В
Для трехфазной сети 380В требуется более сложная схема:
- 4-6 вертикальных заземлителей, образующих замкнутый контур
- Главная заземляющая шина большего сечения
- Дополнительные шины в распределительных щитах
- Уравнители потенциалов для металлоконструкций
В любом случае, схема должна обеспечивать надежный контакт с землей и низкое сопротивление контура.
Расчет параметров контура заземления
Для правильного проектирования контура заземления необходимо выполнить расчеты следующих параметров:
- Требуемое сопротивление растеканию тока
- Количество и длина заземлителей
- Сечение заземляющих проводников
- Глубина заложения горизонтальных элементов
- Мощности электроустановки
- Удельного сопротивления грунта
- Климатических условий
- Требований ПУЭ и других нормативов
Для типового частного дома можно использовать упрощенные методики расчета. Для сложных объектов рекомендуется привлекать специалистов-проектировщиков.
Материалы и инструменты для обустройства контура заземления
Для самостоятельного монтажа контура заземления потребуются:
Материалы:
- Стальные уголки или трубы для заземлителей
- Стальная полоса для горизонтальных соединений
- Медный провод для заземляющих проводников
- Наконечники, зажимы, болты для соединений
- Битумная мастика для защиты от коррозии
Инструменты:
- Лопата, лом, кувалда для земляных работ
- Сварочный аппарат для соединения элементов
- Болгарка, дрель для обработки металла
- Мультиметр для измерений
Все материалы должны соответствовать требованиям ПУЭ по коррозионной стойкости и проводимости. Не экономьте на качестве — от этого зависит надежность и долговечность системы.
Пошаговая инструкция по монтажу контура заземления своими руками
Монтаж контура заземления включает следующие основные этапы:
- Разметка расположения элементов контура на участке
- Выкапывание траншей для горизонтальных соединений
- Погружение вертикальных заземлителей в грунт
- Соединение элементов сваркой или болтовыми зажимами
- Прокладка заземляющих проводников к дому
- Монтаж главной заземляющей шины в электрощите
- Подключение заземляющих проводников к оборудованию
- Измерение сопротивления контура заземления
При выполнении работ важно соблюдать технику безопасности и требования нормативных документов. Если вы не уверены в своих силах, лучше доверить монтаж профессионалам.
Типичные ошибки при обустройстве контура заземления
При самостоятельном монтаже контура заземления часто допускаются следующие ошибки:
- Недостаточная глубина заложения заземлителей
- Использование некачественных материалов
- Неправильное соединение элементов контура
- Недостаточное сечение заземляющих проводников
- Отсутствие защиты от коррозии
- Неправильное подключение к электрооборудованию
Эти ошибки могут привести к повышению сопротивления контура, снижению эффективности защиты и даже к опасным ситуациям. Поэтому важно тщательно изучить требования и рекомендации перед началом работ.
Проверка и обслуживание контура заземления
После монтажа контура заземления необходимо регулярно проводить его проверку и обслуживание:
- Измерение сопротивления контура — не реже 1 раза в год
- Осмотр видимых элементов на предмет повреждений
- Подтяжка болтовых соединений
- Восстановление антикоррозийных покрытий
- При необходимости — дополнительная обработка грунта
При обнаружении проблем следует немедленно устранять их, чтобы обеспечить надежную работу системы заземления. Регулярное обслуживание позволит продлить срок службы контура и гарантировать безопасность электроустановки.
Страница не найдена
Такой страницы нет, но есть много других:
Инвестразборы
Как отправить деньги из России в Казахстан
Новости образования
Президент подписал указ о новых уровнях образования: эксперимент пройдет в шести вузах России
Бесит!
Бесят люди с распущенными волосами в бассейнах и тренажерных залах
История болезни
Как я два года жила с половой инфекцией, не подозревая о ней
Обсуждаемое
Как изменилась жизнь менеджера по ВЭД в декрете в Московской области с доходом 41 382 ₽
Как изменилась жизнь менеджера по ВЭД в декрете в Московской области с доходом 41 382 ₽
Как живет тендерный специалист в Москве с зарплатой 100 000 ₽
Как живет тендерный специалист в Москве с зарплатой 100 000 ₽
Что вас раздражает в других путешественниках?
Что вас раздражает в других путешественниках?
Как живет маркетолог в Поволжье с зарплатой 44 000 ₽
Как живет маркетолог в Поволжье с зарплатой 44 000 ₽
Учебник
Как победить выгораниеКак зарабатывать на кредиткеКак быть взрослымКак начать инвестироватьКак победить выгораниеКак зарабатывать на кредиткеКак быть взрослымКак начать инвестироватьAMA
Хотите зарабатывать на маркетплейсе? Задайте вопрос эксперту
Косметичка
Моя косметичка: 7 средств для кожи 40+ с пигментными пятнами
Путешествия по России
Анапа: что нужно знать перед поездкой
Поп-культура
Horizon Forbidden West: Burning Shores — каким получилось дополнение и стоит ли его покупать
Расскажите, за что вы любите и ненавидите общественный транспорт в своем городе
Что делать?
Как скачивать на Айфон приложения, которых нет в App Store?
Памятка работнику
Как оформить декретный отпуск
Новости для путешественников
Ночь музеев в Москве: куда сходить в 2023 году
Читатели пишут
Дети
Как мы сэкономили на занятиях с логопедом 145 000 ₽
Что делать?
Что делать, если увидел в кафе таракана?
Как смотреть
Как смотреть большой теннис
Дискуссии
Посоветуйте, как найти любовь в зрелом возрасте
Чисто лучшее за две недели
Приложения и сервисы
Как питаться с помощью ChatGPT: придумать рецепт, составить рацион и научиться готовить
Письмо психологу
«Расследование почти не движется»: как пережить потерю денег и снова начать радоваться
Что делать?
Что известно о выдаче биометрических загранпаспортов в 2023 году?
Библиотека
Я прочитала книгу «Спаситель и сын» и переосмыслила свое детство
Страница не найдена
Такой страницы нет, но есть много других:
Инвестразборы
Как отправить деньги из России в Казахстан
Новости образования
Президент подписал указ о новых уровнях образования: эксперимент пройдет в шести вузах России
Бесит!
Бесят люди с распущенными волосами в бассейнах и тренажерных залах
История болезни
Как я два года жила с половой инфекцией, не подозревая о ней
Обсуждаемое
Как изменилась жизнь менеджера по ВЭД в декрете в Московской области с доходом 41 382 ₽
Как изменилась жизнь менеджера по ВЭД в декрете в Московской области с доходом 41 382 ₽
Как живет тендерный специалист в Москве с зарплатой 100 000 ₽
Как живет тендерный специалист в Москве с зарплатой 100 000 ₽
Что вас раздражает в других путешественниках?
Что вас раздражает в других путешественниках?
Как живет маркетолог в Поволжье с зарплатой 44 000 ₽
Как живет маркетолог в Поволжье с зарплатой 44 000 ₽
Учебник
Как победить выгораниеКак зарабатывать на кредиткеКак быть взрослымКак начать инвестироватьКак победить выгораниеКак зарабатывать на кредиткеКак быть взрослымКак начать инвестироватьAMA
Хотите зарабатывать на маркетплейсе? Задайте вопрос эксперту
Косметичка
Моя косметичка: 7 средств для кожи 40+ с пигментными пятнами
Путешествия по России
Анапа: что нужно знать перед поездкой
Поп-культура
Horizon Forbidden West: Burning Shores — каким получилось дополнение и стоит ли его покупать
Расскажите, за что вы любите и ненавидите общественный транспорт в своем городе
Что делать?
Как скачивать на Айфон приложения, которых нет в App Store?
Памятка работнику
Как оформить декретный отпуск
Новости для путешественников
Ночь музеев в Москве: куда сходить в 2023 году
Читатели пишут
Дети
Как мы сэкономили на занятиях с логопедом 145 000 ₽
Что делать?
Что делать, если увидел в кафе таракана?
Как смотреть
Как смотреть большой теннис
Дискуссии
Посоветуйте, как найти любовь в зрелом возрасте
Чисто лучшее за две недели
Приложения и сервисы
Как питаться с помощью ChatGPT: придумать рецепт, составить рацион и научиться готовить
Письмо психологу
«Расследование почти не движется»: как пережить потерю денег и снова начать радоваться
Что делать?
Что известно о выдаче биометрических загранпаспортов в 2023 году?
Библиотека
Я прочитала книгу «Спаситель и сын» и переосмыслила свое детство
Основы контуров заземления — электрическое напряжение
Прохождение электрического тока по нежелательным путям в электрической цепи создает контуры заземления. Это явление происходит, когда электрическая часть оборудования имеет соединение в нескольких точках на плоскости заземления.
Контуры заземления создают помехи в сигнальных кабелях приборов. Кроме того, это может привести к перегреву кабелей и, как следствие, к пожароопасности.
Схема контура заземления
Течение тока между двумя точками заземления из-за контуров заземления. Это показано на схеме контура заземления ниже.
Причины возникновения контуров заземления
Существует несколько причин возникновения контуров заземления в любой измерительной установке. Некоторые из причин следующие.
- Разность потенциалов между клеммами заземления заземляющей пластины
- Индуктивная связь
- Емкостная связь
- Использование приборов с внутренним заземлением внутри уже заземленной петли
- Заземление экранов кабелей с обоих концов
- Использование заземленных термопар с неизолированные преобразователи
- Когда четырехпроводные передатчики используются в качестве входа к прибору-приемнику, который имеет другое заземление
Контуры заземления также создают электронные помехи в кабелях прибора и электронном оборудовании. Поэтому для надежной работы прибора необходимо устранить эту проблему.
Индуктивная, емкостная и кондуктивная связь являются основными причинами шума в электрической системе. Мы кратко обсудим эти связи, чтобы иметь общее представление.
Магнитная связь
Существует некоторая магнитная или емкостная связь, когда цепи имеют общие проводники.
Проводник с переменным током создает вокруг проводников магнитное поле. Далее, это магнитное поле, создаваемое одним проводником, соединяется с другим проводником и наоборот. Этот тип связи называется магнитной связью.
Проводник также имеет конечную индуктивность и накапливает магнитное поле при изменении тока, протекающего через него.
Шум становится более преобладающим, когда силовые кабели и кабели приборов проходят по одному и тому же воздуховоду или кабелепроводу. Мы можем уменьшить шум, вызванный магнитной связью, путем раздельной прокладки силовых и сигнальных кабелей.
Полное сопротивление муфты играет важную роль в генерации шума.
Большее сопротивление вызывает больше шума. Следовательно, уменьшая сопротивление обратного провода, можно уменьшить шум.
Также мы можем уменьшить шум, используя отдельные обратные провода для отдельной цепи.
Емкостная связь
Все проводники образуют конденсатор, поскольку между ними имеется изоляция. При зарядке цепи напряжение, индуцированное емкостной связью, индуцирует напряжение в другой цепи. Следовательно, меньшая емкостная связь между цепями желательна для уменьшения шума в цепи.
Как устранить контуры заземления?
Существуют различные методы устранения контуров заземления. Однако два метода очень эффективны для устранения контуров заземления.
- Одноточечное заземление
- Использование дифференциальных входов
Одноточечное заземление
При одноточечном заземлении единая земля проходит через эту плоскость. Заземление в одной точке включает в себя заземление электроники/установки КИП в одной точке.
При этом шумовой сигнал, возникающий от других точек заземления, не может мешать. Таким образом, такой подход значительно снижает шум.
Использование дифференциальных входов
Подход с дифференциальными входами наиболее подходит, когда ЭМП или РЧ-помехи обычно являются проблемой. Дифференциальные входы компенсируют шумовое напряжение и, таким образом, уменьшают шум в системе.
Использование инструментов с батарейным питанием
Использование инструментов с батарейным питанием является одним из способов устранения шума. Однако это невозможно, поскольку срок службы батареи ограничен.
Использование витой пары
Одним из практических подходов к снижению шума, вызванного индуктивной связью, является использование кабеля с витой парой. Шум, создаваемый силовым и управляющим или сигнальным кабелем, сводится на нет. И это значительно снижает влияние электромагнитной индукции.
Скручивание проводов гарантирует, что два провода находятся почти на одинаковом расстоянии от источника помех.
Шум создает синфазный сигнал, который может быть подавлен на стороне приемника путем обнаружения разностного сигнала.
Электромагнитная индукция уменьшается, потому что, когда провода образуют ряд петель вместо одной большой петли, индуктивное воздействие внешнего магнитного поля имеет тенденцию компенсироваться. Таким образом, витая пара снижает наведенное шумовое напряжение на сигнальных проводах прибора.
Группировка кабелей
В этом методе кабели, используемые для контура заземления, группируются в пучок. Блуждающее магнитное поле индуцирует одинаковый ток с обеих сторон. Таким образом, ток уравновешивается, и в системе нет шума.
Читать дальше:
Связанные сообщения:
Пожалуйста, подпишитесь на нас и поставьте лайк:
Понимание контуров заземления — Рекомендации по применению
Контуры заземления могут быть настоящей неприятностью в системах сбора данных HVAC, потому что их трудно обнаружить .
В большинстве случаев они не причиняют вреда, но могут вызвать непредсказуемые проблемы спустя годы после установки!
Что такое контур заземления?
Контур заземления образуется, когда между клеммами «заземления» на двух или более единицах оборудования имеется более одного токопроводящего пути. Проводящая петля образует большую рамочную антенну, которая легко улавливает токи помех. Чем больше петля, тем больше помех; если вы используете стальной каркас здания в качестве земли, то петля может быть такой же большой, как и все здание. Сопротивление в заземляющих проводах превращает токи помех в колебания напряжения в системе заземления. Земля больше не стабильна; поэтому сигналы, которые вы пытаетесь измерить и которые относятся к этой земле, также нестабильны и неточны.
Мифология заземления
Универсальная концепция, которой учат в технических школах и инженерных колледжах, заключается в том, что «земля» всегда имеет нулевое напряжение, может бесконечно поглощать электрический ток и безвредно рассеивать его мгновенно.
Однако идеальное основание является лабораторной абстракцией и не существует в реальном мире.
Настоящие земли являются проводниками, поэтому между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току. Это сопротивление может меняться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Большие токи, протекающие через заземление, вызовут падение напряжения в заземляющих проводниках, и для их рассеивания потребуется время.
Департамент сельскохозяйственной инженерии Мичиганского государственного университета измерил сопротивление заземления на входах в систему электроснабжения и обнаружил, что значения сопротивления земли могут различаться до 2 вольт. Фактически, Национальный электрический кодекс (NEC) допускает изменение заземления на величину до 2,5 % от напряжения ответвленной цепи или 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока (см.
«Ссылки» ниже для получения дополнительной информации об исследовании штата Мичиган и NEC код).
Понимание того, что идеального заземления в реальном мире не существует, является первым шагом к устранению помех контура заземления, когда они возникают. Если вы помните, что каждое заземление в здании имеет разный и произвольный «нулевой» потенциал, то вы сможете разработать подходящие системы заземления.
Если земля такая плохая, то зачем вообще земля?
Основание необходимо по двум причинам: безопасность и безопасность.
В статье 250 NEC указано, что изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов должны быть заземлены на входе в здание. Земля представляет собой медный стержень, вбитый в землю не менее чем на 8 футов. NEC требует, чтобы каркас из конструкционной стали, водопроводные трубы и другие крупные металлические объекты были соединены с площадкой входа в здание. Если изоляция провода повреждена или провод непреднамеренно отсоединился и коснется металлического предмета, от силового распределительного трансформатора на землю потекут большие токи короткого замыкания.
Эти чрезмерные токи размыкают предохранители и автоматические выключатели, не позволяя оборудованию находиться под более высоким потенциалом, чем ближайшая раковина или строительная конструкция. Если заземление в распределительном щите по какой-либо причине отключается, то заземление входа питания в здание на трансформаторе обеспечивает протекание чрезмерного тока короткого замыкания, размыкание предохранителей и автоматических выключателей. Защита здания от пожара и защиты находящихся в нем людей от поражения электрическим током является основной функцией системы заземления распределения электроэнергии.
Вторая проблема безопасности — поддерживать оборудование в пределах нормального диапазона рабочего напряжения. Большинство современных контроллеров с прямым цифровым управлением (DDC) будут работать без заземления где бы то ни было. Единственная загвоздка в том, что незаземленное оборудование может накапливать большие статические заряды из-за утечки изоляции. Первый человек, который подойдет и прикоснется к оборудованию, получит очень неприятный шок.
Если статический заряд становится достаточно высоким, он разряжается на ближайший проводник с более низким потенциалом. Мгновенные разрядные токи могут достигать нескольких тысяч ампер и разрушать электронные компоненты системы. Заземление системы позволяет рассеять заряды без повреждений.
Помехи сигналам от контуров заземления
Контуры заземления позволяют электрическим и магнитным помехам создавать источники шумового напряжения. Эти источники напряжения добавляются к измеряемому сигналу и неотличимы от правильного сигнала. Контроллер, не зная, что он считывает неправильное значение, выполняет неправильное управляющее действие. Это может привести к некомфортным условиям для жильцов. Это также может привести к колебаниям механического оборудования, что приведет к преждевременному износу оборудования.
Помехи сигналам из-за магнитной индукции
Основными источниками этих проблем с шумом являются магнитная индукция и дисбаланс грунта.
Любая петля из проводящего материала образует одновитковый трансформатор, если присутствует магнитное поле, а магнитные поля возможны везде, где используется переменное напряжение.
Магнитные поля создаются переменным напряжением, текущим по проводу, двигателями или флуоресцентными лампами. В цепях очень низкого уровня болтающиеся провода, движущиеся в магнитном поле земли, могут даже вызвать проблемы. Магнитное поле вызывает протекание тока в петле из проводящего материала, а сопротивление петли создает напряжение из этого протекающего тока.
Чем интенсивнее магнитные поля или чем выше частота магнитных полей, тем больше течет ток. Закон Ома гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению. Таким образом, чем больше ток, тем больше источник шума напряжения.
На левом рисунке ниже показан контур заземления под воздействием магнитного поля. Магнитное поле вызывает протекание электрического тока в контуре заземления. Сопротивление контура преобразует поток тока в источник напряжения между входом заземления контроллера и клеммой заземления датчика, как показано на правом рисунке ниже.
Контур заземления в магнитном поле (вверху слева) и напряжение датчика и напряжение контура заземления (вверху справа)
Помехи сигналам из-за дисбаланса заземления
Электрические нагрузки могут различаться в разных зданиях, создавая различные токи в системе заземления.
Если в системе заземления протекает большой ток, а датчик помещен в цепь с заземлением, которая также имеет контур заземления, то к сигналу будет добавлена разница напряжений между двумя точками заземления.
На рисунке ниже слева показан источник тока короткого замыкания, подающий ток в систему заземления. Если, как в исследовании штата Мичиган, напряжение в системе заземления составляет два вольта, то к сигналу датчика добавляется напряжение неисправности в два вольта, как показано на рисунке ниже справа.
Замыкание
Контур заземления может сделать самую лучшую систему управления неэффективной. Если вы считаете, что контуры заземления могут вызывать проблемы с вашей системой HVAC/R, позвоните своему представителю BAPI или загрузите Примечание по применению BAPI: Избегайте контуров заземления с нашего веб-сайта по адресу www.bapihvac.com
Ссылки
ANSI/NFPA 70 , Национальный электротехнический кодекс 2002 г.
– Национальная ассоциация противопожарной защиты
Стратегии строительства для минимизации паразитного напряжения на молочных фермах, Университет штата Мичиган
Генри Отт, Методы шумоподавления в электронных системах, 2-е издание, Wiley and Sons, NY, NY, 1988
Michigan State Univ. Исследование и код NEC
Департамент сельскохозяйственной инженерии Мичиганского государственного университета измерил сопротивление заземления на входах в систему электроснабжения и обнаружил:
«Если заземляющий стержень панели обслуживания вбит на 8 футов во влажную землю, которая не является настоящим песком, сопротивление между этим заземляющий стержень и земля могут быть всего 20 Ом. Предположим, что когда в здании используется электроэнергия, одна десятая ампера тока нейтрали течет на землю через заземляющий стержень. Основной электрический закон, называемый законом Ома, гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению. Умножение тока заземляющего стержня (0,1 ампера) на сопротивление заземляющего стержня (20 Ом) дает 2 вольта.
