Заземление схема: Страница не найдена — ElektrikExpert.ru

Содержание

Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

Большая часть домов в нашей стране оснащена системой электропередач, не имеющей заземления, по старому образцу. Необходимо помнить, что работа современных бытовых устройств без наличия заземляющего контура способствует возникновению в их деятельности различных неисправностей, и, как следствие, выходу из строя. Владельцам домов приходится самостоятельно производить устройство заземления, которое необходимо для создания электробезопасности.

Для чего нужно устройство заземления

Основной задачей заземления является отключение напряжения сети при возникновении утечки тока. Это может быть выражено в виде прикосновения человека к токоведущим частям, повреждения изоляции электрических проводов. Другой, не менее важной функцией заземления является создание нормальных условий для работы бытовых электрических устройств.

Некоторые устройства требуют кроме заземляющего контакта в розетке, еще и прямого подключения к шине заземления. Для этого имеются специальные зажимы.

Например, микроволновая печь может создавать фон, опасный для человека, если ее не подключить напрямую к заземляющей шине. На задней стенке корпуса печи может находиться специальная клемма для заземления. А если прикоснуться влажными руками к стиральной машине без заземления, то руки может неприятно щипать. Решить эту проблему можно только, подключив «землю» на корпус стиральной машины. С электрической духовкой ситуация похожа на предыдущие случаи.

Также своеобразно реагирует на наличие заземления бытовой компьютер. Если сделать заземление на корпус системного блока, то может повыситься скорость Интернета, и исчезнут всевозможные зависания.

Не менее важным является устройство заземления в частных домах. Тем более, если дом деревянный. Все дело в возможных ударах молнии. На частных усадьбах много различных частей, которые притягивают молнии: скважины, трубы, колодцы и т. д. При отсутствии молниеотвода и контура заземления, удар молнии с большой вероятностью может привести к пожару. Обычно в сельской местности нет пожарной части, или она удалена, поэтому жилые и подсобные помещения могут пострадать или полностью выгореть за короткий срок. Вместе с заземлением рекомендуется выполнять устройство молниеотвода.

Правила устройство заземления

Искусственные системы заземления используют в случаях, когда естественные элементы заземления не удовлетворяют правилам. В качестве естественных элементов могут служить водопроводные стальные трубы, находящиеся в земле, артезианские скважины, элементы зданий из металла, соединенные с землей и т.п.

Запрещается применять бензопроводы, нефтепроводы и газопроводные трубы в виде естественных заземлителей.

Для самодельных элементов заземления рекомендуется использовать металлический уголок 50 х 50 мм, в длину 3 метра. Эти отрезки забивают в землю в траншее, имеющей глубину 0,7 метра. При этом оставляют 10 см отрезков над дном. К ним приваривают проложенный в траншее стальной пруток диаметром от 10 до 16 мм, либо стальную полосу аналогичного сечения по всему контуру объекта.

По правилам в электрических установках до 1000 вольт сопротивление контура заземления должно быть не выше 4 Ом. Для установок более 1000 вольт сопротивление заземления должно быть не выше 0,5 Ом.

Варианты и особенности

Всего существует 6 систем заземления, но в частных постройках используется чаще всего 2 схемы: TN — C — S и TT. В последнее время популярна первая из этих систем. В ней имеется глухозаземленная нейтраль. Шина РЕ и нейтраль N проводится одним проводом РЕN, на входе в здание устройство заземления разделяется на отдельные ветки.

В такой схеме защита осуществляется электрическими автоматами, при этом не обязательно монтировать устройства защитного отключения. Недостатком такой схемы можно назвать следующий момент. Если повреждается проводник РЕN между подстанцией и домом, то на шине заземления в доме возникнет напряжение фазы. При этом оно не отключается никакой защитой. В связи с этим правила требуют обязательное наличие механической защиты проводника РЕN, и резервное заземление на столбах через каждые 200 метров.

Однако, в селах электрические сети в основном не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому целесообразно применять схему ТТ. Эту схему лучше применять для отдельных построек, имеющих грунтовый пол, так как есть вероятность прикосновения сразу к заземлению и грунту, что опасно при схеме TN – C — S.

Отличие состоит в том, что «земля» идет на щит от индивидуального заземления, а не от подстанции. Эта система более устойчива к возникновению повреждений защитного проводника, но требует обязательной установки устройства защитного отключения. Иначе не будет защиты от удара током. Поэтому правила называют такую схему резервной.

Монтаж заземления

Устройство заземления существует двух видов, отличающиеся способом монтажа и свойствами материалов. Один вид состоит из модульной штыревой конструкции заводского исполнения с несколькими электродами, а второй вид выполняется самостоятельно из кусков металлопроката. Эти виды отличаются заглубленными частями, а надземная часть и проводники аналогичны друг другу.

Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:
  • Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
  • Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
  • Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Устройство заземления заводского исполнения имеет недостаток это высокая стоимость набора.

Материалы и инструменты

Заземлители, изготовленные самостоятельно, должны быть выполнены из оцинкованного металлопроката: прутка, уголка, либо трубы.

Купленные наборы состоят из омедненных штырей с резьбой. Они соединяются муфтами из латуни. Провод заземления соединяется со штырем зажимом из нержавейки с применением специальной пасты. Заземлители запрещается смазывать или окрашивать.

При выборе сечения проката необходимо учесть тот факт, что при воздействии коррозии со временем сечение уменьшится.

Наименьшие сечения проката выбираются:
  • Оцинкованный пруток – 6 мм.
  • Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
  • Прямоугольный прокат – 48 мм2.

Штыри соединяют полосой, проволокой или уголком. Ими подводят заземление до электрического щита. Размеры соединяющего проката: пруток – диаметром 5 мм, прямоугольный профиль – 24 мм2.

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:
  • Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
  • Медный без изоляции – 4 мм.
  • Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
  • Изолированный медный – 1,5 мм.

Для соединения всех проводников заземления нужно применять заземляющие шины, выполненные из электротехнической бронзы. По схеме ТТ элементы щита крепятся на стенку ящика.

Заземлители, изготовленные самостоятельно, забивают в землю кувалдой, а заводские элементы с помощью отбойного молотка. В обоих вариантах целесообразно использовать стремянку. Прокат из черного металла сваривается ручной сваркой.

Земляные работы

Заземлители располагают от фундамента на расстоянии 1 метра. Размечается контур заземления в виде треугольника, окружности или линии. Расстояние между штырями должно быть не менее 1,2 м. Рекомендуется сделать треугольник с 3-метровой стороной, и длиной штырей 3 метра.

Затем копают траншею глубиной 0,8 м. Ее ширина должна быть удобной для сварки проводников. Чаще всего делают траншею шириной 0,7 м.

Подготовка электрода (штыря)

Электрод заостряется с помощью болгарки. Если металлопрокат, бывший в употреблении, то необходимо его очистить от старого покрытия. На штырь заводского исполнения навинчивается острая головка, место соединения смазывается специальной пастой.

Заглубление электродов

Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Начинать удары лучше, находясь на стремянке или подмостьях. При мягком металле удары наносят через деревянные бруски. Штыри забиваются не до конца, над поверхностью дна оставляют 10-20 см для выполнения соединения с контуром.

Заводские электроды забивают отбойным молотком. После заглубления штыря, на него навинчивают муфту и другой заземлитель. Далее процесс повторяют до достижения необходимой глубины.

Соединение электродов

Штыри обычно соединяют полосой 40 х 4 мм. Для проката из черного металла используют сварочное соединение, так как болты быстро подвергнутся коррозии, что увеличит сопротивление контура. Сваривать необходимо качественным швом.

Заземление от готового контура проводится полосой к дому, загибается и крепится на фундаменте. На краю полосы приваривают болт для крепления провода от щита.

На последний электрод монтируется крепежный хомут и закрепляется провод. Зажим герметизируют специальной лентой.

Засыпка траншеи

Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.

Устройство заземления, приобретенное в магазине, с одним штырем, может иметь в комплекте пластмассовый колодец для ревизии.

Проведение в щит

Распределительный щит фиксируется на стене здания, кроме мест с высокой влажностью. Сквозь стены провод проводят с применением трубных гильз. В щитке провод заземления соединяется с заземляющей шиной, установленной на корпусе щита, болтовым соединением.

Сопротивление заземления проверяют мультиметром. Если оно оказывается больше 4 Ом, то нужно увеличить число электродов. На разъем шины заземления также подключаются провода заземления в желтой изоляции, которые приходят в щит от потребителей. При присоединении светильников, розеток, различных устройств желтые провода заземления также подключают к своим клеммам. Например, в розетках такая клемма с винтом расположена в центре.

Похожие темы:

Как сделать заземление в частном доме и на даче самому (схемы подключения)

Ни для кого не секрет, что защитное заземление необходимо для каждого жилого помещения, как для частного строения, так и для квартиры многоэтажного дома. Оно убережет жилище и людей от попадания молнии, защитит от действия электрического тока в случае его утечки из-за нарушения изоляции проводки или электроприборов. Кроме того, заземление выполняет функцию отвода накапливающегося статического напряжения и стекающего по ее корпусу тока от конденсаторов, являющихся частью электрической схемы встроенных сетевых фильтров. В статье расскажем, как сделать заземление в частном доме и на даче, рассмотрим частые ошибки при монтаже.

Системы заземления, отличия, преимущества, особенности

Описать простыми словами схему заземления можно следующим образом. Корпусы мощных электроприборов, через медные провода соединяются с медной шиной, которая в свою очередь соединяется с заземляющей полосой, выведенной от конструкции, помещенной под землей во дворе дома.

Мощные бытовые приборы через медные провода соединяются с заземляющей шиной

Теперь можно более подробно рассмотреть, как устроена эта конструкция, и каким образом действует вся система в целом:

  1. В грунте выкапывается яма, в которой на расстоянии 1,2-2 метра друг от друга, вертикально вниз забиваются 3 или 4 металлических элемента (отрезки арматуры, уголка или толстостенной трубы) длиной 1,5–3 м
  2. Элементы между собой обвариваются перемычками, изготовленными из металлической полосы, толщиной 3-4 мм или уголка
  3. От полученной конструкции в распределительный щиток внутри дома проводится металлическая полоса (трасса)
  4. В свою очередь трасса через медную жилу, посредством болтовых соединений коммутируется с медной шиной.

Полученная таким образом система называется контуром заземления. В зависимости от расположения забиваемых в грунт элементов, система может быть линейная или замкнутая. Читайте также статью: → «Контур заземления: монтаж». Место расположения подземной коммуникации лучше устроить в малоиспользуемом месте и в целях безопасности оградить его. Глубину залегания необходимо сделать не менее 60 см.

Линейная схема контура заземления

Такой способ предполагает забивание штырей в землю по одной линии. Три элемента располагаются в один ряд и последовательно соединяются двумя перемычками. От крайнего из них, трасса проводится в дом. Достоинством такого способа является простота исполнения: вместо ямы нужно выкопать простую ровную канаву. Кроме того, для соединения конструкции нужны всего две перемычки, вместо трех, как во втором варианте. Соответственно и сварочных стыков нужно всего три, а не четыре.

Выбрать безопасное место для размещения устройства не представляет труда, потому что оно практически не имеет площади и может разместиться вдоль забора или тыльной стены дома. Недостаток заключается в уязвимости схемы: при нарушении одного из соединений (сварки или полосы), вся система теряет свою эффективность.

Эскиз линейного заземления частного дома из 4 последовательно соединенных элементов

Замкнутая схема заземления

Такой вариант подразумевает расположение трех, забиваемых в землю металлических элементов, в форме треугольника. Штырей может быть больше и фигуры могут быть разными, но принцип действия один — при повреждении любого соединения, конструкция сохраняет свою функциональность. Достоинством такого способа можно назвать надежность и практичность. Явных недостатков не имеется, за исключением необходимости больших затрат труда на выкапывание ямы. Читайте также статью: → «Монтаж контура заземления в доме».

Контур заземления в частном доме – замкнутая схема в форме треугольника

Способ подключения системы заземления ТТ

Отличительная особенность системы ТТ заключается в том, что заземляющий проводник РЕ является абсолютно независимым от рабочей нулевой жилы сети. То есть он не выводится из заземляющего контура параллельно с проводом N, а заземляется через свой собственный контур. Говоря доступными словами: РЕ не имеет ничего общего с нулевым и фазным проводом, спускаемым к частному дому от опор электропередач. Он соединяется с землей через трассу, заведенную в дом от описанной выше системы заземления.

Проводник РЕ разводится по всему дому и к нему подключаются корпуса мощной бытовой техники и всех металлических объектов, способных проводить электрический ток. Таким образом РЕ-проводник объединяет все точки возможного появления неконтролируемого напряжения в одну общую систему уравнивания потенциалов. Соединять с рабочим нулем (проводом N) какие-либо заземленные конструкции, в том числе корпуса электроприборов – категорически запрещено.  

Схема заземления по системе ТТ с РЕ проводником

Преимуществом системы ТТ является сохранение безопасности электрической сети и запитанных от нее потребителей в случае обрыва нулевого провода, выходящего от подстанции. Такое иногда происходит, особенно в частном секторе, где обрыв провода на столбах может случиться из-за ветра, скорость которого не гасится высотными зданиями, или от веток деревьев. При обрыве или замыкании, в электросетях могут возникнуть непредвиденные скачки и падения напряжения, которые будут погашены с помощью описываемой системы. Но остается опасность одновременного пробития фазы на корпус потребителя электроэнергии в момент касания его человеком.

Практический совет: для предотвращения поражения электротоком необходимо установить дополнительный уровень защиты, который включает в себя устройства защитного отключения УЗО и автоматические выключатели.

Применение устройств защитного отключения

Схема подключения розетки через УЗО, ВА и заземляющий РЕ-проводник

УЗО желательно установить в цепи всех мощных и дорогих бытовых приборов, а также на выходе из электрощитка. Потребители подключаются через устройства с уставкой до 30 мА, которые обеспечивают защиту от:

  • утечки тока в следствии нарушения изоляции;
  • поражения электрическим током;
  • возникновения пожара от искрения из-за нарушения контакта.

Однако защитные отключающие устройства не обеспечивают защиту от токов короткого замыкания. Поэтому рекомендуется наряду с УЗО использовать автоматические выключатели.

Система заземления TN-C-S

Данная схема предполагает объединение на определенном этапе до ввода в жилой дом двух проводников:

  1. Рабочий ноль, подводимый от трансформаторной подстанции
  2. Защитный заземляющий проводник.

Для этой цели снаружи дома нужно установить распределительный щит, в котором расположить две шины, соединенные между собой перемычкой. На одну из них подводятся оба проводника, а уходит один – РЕ, со второй уходит провод N. Таким образом, производится соединение и расщепление контуров на рабочий и заземляющий.

На щиток внутри дома поступают три жилы:

  • одна – L фаза;
  • вторая – N ноль;
  • третья – РЕ-проводник.

Каждая розетка подключается с заземляющим контуром, обеспечивая заземление всех электроприборов, имеющих евро-вилку.

Схема заземления по системе TN-C-S с РЕ-проводником

Практический совет: несмотря на наличие заземления, для обеспечения более полной защиты от поражения электрическим током, рекомендуется устройство СУП.

Система уравнивания потенциалов

СУП подразумевает подключение через медные провода корпусов всех мощных бытовых приборов (стиральная машина, бойлер, посудомоечная машина, конвектор) к медной шине заземления, описанной выше. Сюда же заземляются ванна, трубы горячего и холодного водоснабжения. Получается, что через такое соединение создается единый контур, посредством которого устраняется разность напряжений всех токопроводящих поверхностей.

Иными словами, в случае утечки тока на одном объекте, он равно распределится по всем остальным, утратив поражающую силу. Тоже произойдет при пробитии тока через воду. А наличие заземления сводит распределение к минимуму, уводя основной заряд на землю. Тем не менее, СУП не оградит от малых утечек, происходящих вследствие нарушения изоляции проводников. Для этой цели служит УЗО, о котором рассказывалось выше.

Проверка заземления в доме

Проверка работоспособности системы заземления производится либо в случае переезда в новый дом, чтобы убедиться в безопасности, либо сразу после создания контура своими силами. Для проверки понадобится прибор тестер «мультиметр». Читайте также статью: → «Проверка цепей мультиметром или тестером». Далее проверка осуществляется в следующем порядке:

Щупы прибора поместить на L и РЕ и проверить заземление
  • мультиметр приводится в рабочее положение, для чего щупы с проводами подсоединяются к контактам «com» — черный, VΩ – красный;
  • переключатель режимов измерения выставляется на измерение напряжения;
  • измеряется напряжение сети в розетке путем контакта щупов с фазным и нулевым проводом;
  • далее осуществляется контакт между фазным и заземляющим проводом.

При исправном заземлении, прибор покажет значение схожее с первым измерением. Если же показания будут отсутствовать – контур не работает. Подобную процедуру можно проделать с «контролькой» — лампочкой, ввинченной в электрический патрон с подключенными проводами.

При исправном заземлении «контролька» должна загораться, как от контакта проводов с L и N, так и от контакта между L и РЕ. Если этого не происходит – заземление отсутствует.

Проверка заземления при вводе на 380 В

При оборудовании ввода в частное домостроение на 380 В с использованием трехфазного электросчетчика, разводка внутри дома будет преобразовываться в 220 В путем отбора одной токоведущей фазы и нулевого провода. Поэтому проверка заземления в розетке будет аналогичной ранее рассмотренной процедуре.

Если необходимо проверить заземление в цепи трехфазного потребителя (например, электродвигателя), то щупы мультиметра необходимо разместить так, чтобы один обеспечивал контакт с токоведущей фазой, а второй – с контуром заземления. Наличие результата – признак работоспособности системы.

Дополнительное защитное устройство

Заземление частного дома может предусматривать обустройство молниезащиты, то есть приспособления, способного принимать разряд молнии при его попадании в дом и направлять его в землю. Однако импульсный скачок напряжения при попадании молнии может быть настолько силен, что может привести к выходу электрооборудования и даже распределительный щиток.

Чтобы избежать такого развития событий, в щитке рекомендуется устанавливать устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В случае исправного заземляющего контура и применения дополнительных защитных устройств, частный дом, а также находящаяся в нем бытовая техника защищены от многих негативных факторов:

№ п/пНегативный факторЗащитное действие
1.Короткое замыканиеВыключатель автомат, СУП
2.Утечка на корпусЗаземление, УЗО
3.Неисправность электропроводкиСУП, УЗО
4.Удар молнииЗаземление, УЗИП

Наиболее распространенные ошибки при создании заземляющей системы в частном доме

  1. Использование ветхих материалов в качестве забиваемых в землю штырей и перемычек между ними. Это может привести к разрушению и выходу всей конструкции из строя или утрачиванию ее эффективности.
  2. Значительное удаление подземной системы от домостроения. Этого не нужно делать, ведь чем ближе к дому будет расположение конструкции, тем быстрее опасный разряд достигнет земли. Рекомендуется располагать подземную часть заземляющей цепи с северной стороны дома, где всегда тень, земля более сырая, для лучшего контакта.
  3. Зануление, то есть установка перемычки в розетках между контактом заземления и нулевым проводом. Этого нельзя делать ни при каких обстоятельствах.
  4. Экономия на приобретении и установке УЗИП при оборудовании молниезащиты. Это может стоить выходом из строя дорогостоящей бытовой техники или всей электропроводки.
  5. Использование при организации СУП алюминиевых проводов для соединения с шиной. Алюминий и медь при окислении теряют контакт между собой, в результате чего утрачивается работоспособность всей системы.

Оцените качество статьи:

Система заземления TT — как подключить схема (ПУЭ)

Основным методом предупреждения электротравм является защитное заземление металлического корпуса электроприборов. Надёжность этого вида защиты определяется вероятностью получения человеком электротравмы при нарушении изоляции между элементами, подключёнными к электросети, и корпусом.

В ПУЭ гл.1.7 описываются 5 схем заземления, отличающихся по своей конструкции, самой из которых является схема TN-S. Она предполагает наличие проводника РЕ, проложенного от подстанции до электроприбора. При отсутствии технической возможности смонтировать эту систему используется схема TN-C-S. В Правилах Устройства Электроустановок в п.7.1.13 указано, что этот тип защиты должен заменить схему типа TN-C.

В небольших домах с однофазной электропроводкой и двухжильным вводным кабелем использовать эту схему защиты затруднительно. В таких местах устанавливается система заземления TT.

Основным отличием этой схемы является то, что заземляющий проводник PE соединён не с заземлённой средней точкой вторичной обмотки питающего трансформатора, а с контуром заземления, который смонтирован рядом с зданием. Именно к нему присоединяются заземляющие контакты розеток и металлические корпуса электроприборов.

В данной статье рассмотрим принцип работы и схему исполнения системы заземления TT и в каких случаях ее предпочтительно применять.

Область применения

Защитное заземление типа ТТ отличается от других схем. Согласно ПУЭ 1.7.57 в бытовых сетях используется подключение сетей к трансформатору с глухозаземлённой нейтралью TN. В этой схеме питания заземляющие контакты в розетках и на клеммнике соединены с заземлённой нейтралью трансформаторной подстанции.

Схема защиты TN имеет несколько разновидностей, отличающихся способом соединения заземляющих контактов в розетке с зпземлённой средней точкой вторичной обмотки трансформатора:

  • TN-C — заземляющий проводник отсуствует. Вместо него используется нейтральный провод. Не обеспечивает необходимой безопасности, поэтому в жилых зданиях не применяется.
  • TN-C-S — от нейтрали питающего трансформатора проложен один проводник PEN, совмещающий функции нулевого и заземляющего проводников. В водном щитке в здании он разделяется на два провода — нейтраль N и заземление РЕ. Место разделения дополнительно заземляется. Это самая распространённая схема из-за простоты переоборудования в неё схемы защиты типа TN-C.
  • TN-S — заземляющий провод РЕ проложен от подстанции к электроприборам без разрывов и соединения с нейтралью. Самый надёжный метод защиты.

В ПУЭ гл.1.7 указаны условия выбора каждого из видов защиты. Если эти требования выполнить невозможно, то устанавливается система заземления TT. Чаще всего при заземлении дома схема TT в зданиях с вводом по воздуху, выполненным двумя проводами. Провода, проложенные ещё в советское время, в плохом состоянии и разделение PEN проводника на РЕ и N на вводе в дом не обеспечивает необходимого уровня защиты.

Ещё одна причина выполнить монтаж защиты здания по схеме TT — плохое техническое состояние магистральных воздушных линий. Согласно требованиям ПУЭ п.1.7.102 провод PEN должен заземляться на столбах, по которым он проложен. Естественно, за много лет, прошедших с момента прокладки, контур заземления на многих опорах вышел из строя.

Эти требования вызваны тем, что при обрыве провода РЕN и отсутствии повторного заземления на металлических элементах корпуса электроприбора окажется опасное для жизни напряжение.

В связи с этим система заземления TT применяется на дачах, в охотничьих домиках, временных сооружениях на стройках и других аналогичных ситуациях. Достоинство этой конструкции в том, что для изготовления заземления достаточно простого землеройного инструмента и электросварки.

В связи с тем, что сопротивление заземления может быть недостаточным для надёжной защиты и отключения автоматического выключателя, в ПУЭ п.1.7.59 указывается на обязательность установки УЗО или дифавтомата. Ток утечки, появляющийся при замыкании на корпус или прикосновении к элементам, находящимся под напряжением, человека, достаточен для срабатывания этой защиты.

Важно! Использовать заземление в качестве нейтрального провода нельзя. Это приведёт к быстрой коррозии контура и его разрушению.

Расшифровка обозначения схемы TT

Название и расшифровка системы заземления ТТ указывает на её основные особенности:

  1. 1. Т (англ. terra — земля). Показывает, что нейтраль источника питания, как в системах TN, подключена к заземлению без автоматов и переключателей.
  2. 2. Т (англ. terra — земля). Указывает, что все элементы корпуса подключены к защитному заземлению возле здания.

Из названия видно, что заземление РЕ не связано с питающим трансформатором и подключается к собственному контуру заземления. Именно наличие этого контура является основным отличием

схемы заземления ТТ от систем типа TN, в которых корпус оборудования и заземляющие клеммы соединены с нейтралью источника питания проводами PE или PEN.

Схема исполнения системы заземления TT

Принцип работы защиты типа ТТ заключается в том, что провод заземления РЕ подключается к независимому контуру заземления и не связан с источником питания. При этом элементы конструкции здания и коммуникации оказываются заземлёнными и не соединёнными с источником питания.

Даже при установке трансформаторной подстанции рядом со схемой заземления TT контур нейтрали трансформатора и контур заземления не соединяются.

Важно! Соединять провода РЕ и N в системе TT между собой напрямую или через другие элементы запрещено. Это автоматически превращает схему в защиту типа TN-C-S

Какие требования предъявляются к системе TT

В ПУЭ 1.7.59 указывается, где применяется система заземления TT и основные технические условия для этой конструкции.

1. Установка УЗО

Система ТТ является более опасной и не обеспечивает такую же надёжную защиту от поражения электрическим током, как схема TN-S. Поэтому при монтаже этой схемы является обязательной установка на все линии электропроводки УЗО с порогом срабатывания тока утечки не более 30мА.

Такое требование аргументировано тем, что при перекрытии фазы на заземленный корпус оборудования ток короткого замыкания может быть настолько мал, что автоматический выключатель не сработает. Следовательно, единственной защитой в этом случае будет Устройство Защитного Отключения (УЗО).

2. Отсутствие связи между N и PE проводниками

Нейтральный провод N и заземляющий РЕ запрещено соединять между собой. Именно это разделение является отличительной особенностью системы типа ТТ.

В ПУЭ п.1.7.59 указано, что она применяется только в том случае, если требования для других схем защиты невозможно выполнить, а соединение N и РЕ преобразовывает схему TT в одну из систем типа TN, требования к которой в данной ситуации невыполнимы.

3. Качественный контур заземления

Одним из основных элементов защиты типа TT является контур заземления. В отличие от других схем он находится возле здания с этой защитной системой. Главным параметром контура является его сопротивление. Для надёжной работы контур необходимо регулярно осматривать и проверять его прибором для проверки заземления.

Достоинства и недостатки

У системы защиты типа ТТ есть достоинства, делающие её удобной для применения в некоторых случаях. Повреждения линии электропередач не влияют на безопасность людей, а монтаж заземления в электропроводке не требует замены или реконструкции питающей линии.

Опасность для жителей дома появляется только в случае одновременного отказа УЗО, нарушения изоляции между токоведущими частями и корпусом и нарушении работы заземляющего устройства. Именно контур заземления является слабым местом этой системы.

Для качественного монтажа этого элемента необходимо выполнить значительный объём земляных работ, а в дальнейшем конструкцию следует периодически осматривать и проверять по правилам, указанным в ПУЭ п. 1.8.36.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

советы по проектированию и монтажу

Строительство загородного дома включает в себя множество электротехнических работ. Среди них не последнее место занимает планирование и обустройство системы заземления, которую нельзя игнорировать по причинам безопасности и требованиям ПТЭЭП.

Делать заземление в частном доме своими руками не запрещено, поэтому в этом материале подробно рассмотрим основные этапы проектирования и монтажа контура.

Содержание статьи:

Значение и необходимость заземления

Основу энергообеспечения частного дома составляет электрическая сеть, представляющая опасность для жильцов, если не применить некоторые меры по ее устранению. К таким мерам относится двойная изоляция проводников, выравнивание потенциалов, и дифавтоматов.

Заземление электросети также играет важную роль и предназначено, чтобы отводить появившийся в ненужном месте электроток в грунт.

Технически это выглядит так: все электроустановки в доме соединяются между собой и автоматами защиты, а затем – с землей, чтобы в критической ситуации было куда сбросить лишнее напряжение

Одного забитого в землю куска арматуры или профиля недостаточно. Заземление – это целая система взаимодействующих между собой элементов, связанная с другими системами.

Ее нельзя монтировать, не подобрав подходящие по параметрам детали и не произведя предварительные расчеты.

Для внедрения конструкции в грунт необходимо выбрать небольшой открытый участок земли рядом с домом. Над ним нельзя возводить постройку или гараж, так как периодически будет производиться профилактическое или ремонтное вскрытие грунта

Между городскими многоэтажками и частным жильем существует разница в устройстве заземляющих систем.

В многоквартирных домах шина находится в этажном электрощите, тогда как для частного дома контур заземления зарывают буквально в землю, так как он расположен рядом и не требует больших усилий для монтажа.

Все требования к проектированию и устройству системы заземления изложены в ПТЭЭП 2.7.8. Владелец дома должен знать, что прием в эксплуатацию самостоятельно обустроенной конструкции будет проводить организация-поставщик электроэнергии.

Ее представители раз в полгода обязаны визуально осматривать наземные видимые части системы, а примерно раз в 12 лет производить выемку грунта и поверять состояние подземных элементов.

Выбор системы и составление схемы

Всего существует три системы заземления: ТТ, IT, TN, из них последняя делится еще на три разновидности – TN-S, TN-C, TN-C-S.

В частном домостроении обычно используют схемы систем TN-C-S или ТТ, причем TN-C-S выглядит более привлекательной, так как к ее монтажу предъявляется меньше требований.

Схема системы заземления TN-C-S: 1 – условное обозначение заземлителя источника питания; 2 – токопроводящие части открытого типа. На определенном участке цепи заземляющий проводник соединяется с PEN

Система начинается от главной заземляющей шины, которая установлена или в электрощитке дома, или в шкафу вводного устройства.

Наиболее рациональным считается решение, когда заземление расположено на опоре, перенаправляющей электромагистраль в дом.

Схема электробокса с разделенными проводниками заземления и нейтрали: 1 – электрощит; 2 – нулевой проводник; 3 – заземляющий проводник; 4 – фазовые групповые проводники; 5 – выключатель дифференциального тока; 6 – автоматы; 7 – групповые цепи; 8 – дифференциальный автомат; 9 – прибор учета электроэнергии

Схема системы ТТ, которая кардинально отличается подключением заземляющего проводника. Он не зависит от источника электропитания, действует в автономном режиме

Система ТТ используется гораздо реже. Ею занимаются представители энергоснабжающей организации, а если владелец все же решит сэкономить и самостоятельно произвести монтаж, то заверять документы придут все те же работники Энергоснаба.

Если все же рискнете и выберете схему заземления ТТ для частного дома, то не забудьте про обязательную !

Инструкции по монтажу заземления

Существует два способа сборки и установки подземных заземляющих конструкций. Первый можно выполнить своими силами, хотя придется потрудиться и потратить немало времени, а второй по силам только профессионалам, так как потребуется специальное оборудование и навыки измерения сопротивления.

Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель

Сначала рассмотрим, как самостоятельно сделать заземление в частном доме, не прибегая к платным услугам. Система состоит из двух основных элементов, каждый из которых подбирается в зависимости от условий монтажа.

Заземляющий провод – медный проводник с сечением, равным сечению фазной жилы. Он одним концом подключен к шине, расположенной в электрощите, вторым – к заземлителю, зарытому в грунт. К шине также ведут заземляющие проводники от всех электроустановок в доме.

Провода «земли» легко распознать по цветовой маркировке – желто-зеленой полимерной изоляции. Способ крепления к шине – винтовой, посредством установки наконечников

Заземлитель – это конструкция из стальных элементов, тесно контактирующая с грунтом и служащая для выравнивания потенциалов при появлении напряжения.

При проектировании учитывают параметры сопротивления грунта, вычисляют размеры стержней и рамы, а также глубину залегания.

Удельное сопротивление грунта. Очевидно, что значение УСГ песка, глины или торфа различается. Чем влажнее и плотнее грунт, тем менее объемной будет конструкция заземлителя

Существует универсальная конструкция, для создания которой не нужно производить сложные расчеты.

Для ее изготовления потребуются:

  • три 3-метровых уголка 50*50 мм или стальная труба со стенкой 3 мм и диаметром 16 мм;
  • три 3-метровых уголка 40*40 мм.

Также понадобится , режущий инструмент, кувалда, крепежные материалы, а для земляных работ – лопата и ведро.

Пошаговая инструкция:

  1. Выкапываем траншею от дома до места установки заземлителя. Ее глубина и ширина – около полуметра.
  2. Делаем разметку для вбивания штырей (уголков) в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м.
  3. В местах вершин треугольника выкапываем ямки глубиной 50 см.
  4. Соединяем ямки узкими канавками по периметру, чтобы получился треугольник.
  5. Забиваем уголки 50*50 в землю так, чтобы над ее поверхностью остались части длиной около 0,2 м.
  6. Свариваем три уголка 40*40 в форме треугольника.
  7. Привариваем треугольник к уголкам, забитым в землю.

Затем подключаем к конструкции заземляющий проводник: запрессовываем его конец круглым наконечником и с помощью болта подходящего размера прикручиваем к отверстию, высверленному в одном из уголков.

Схема установки заземлителя. Проводник ведет от зарытой треугольной конструкции к дому и заканчивается в электрощите на заземляющей шине

Металлические детали необходимо засыпать грунтом, лучше песком, а место монтажа заземлителя и проводника пометить табличкой, чтобы при строительных или хозяйственных работах не повредить.

Рекомендации по выбору деталей и монтажу заземлителя в грунт:

Галерея изображений

Фото из

Фабричные изделия имеют преимущества перед изготовленными своими руками: поставляются комплектно, не требуют сварки, позволяют получить нужное сопротивление при минимуме земляных работ

Чтобы забить длинные 3-метровые уголки в землю, на первом этапе потребуется стремянка или другое возвышение, с которого можно производить удары электроинструментом или кувалдой

Чтобы максимально сохранить проводимость металлического уголка, элементы конструкции не нужно покрывать защитной антикоррозийной краской или другим похожим составом

Кроме стального уголка 50*50 см можно использовать 6-миллиметровый оцинкованный прут, 10-миллиметровый прут из черного металла или прямоугольный прокат 48 мм²

Лучший вариант заземляющей шины – пластина из электротехнической бронзы с отверстиями для присоединения заземляющих проводников. Она монтируется на стенку электроящика

Заземляющую конструкцию рекомендуется зарывать в грунт как можно ближе к фундаменту дома – примерно на расстоянии в 1 м

Чтобы самодельные металлические элементы легче забивались в грунт, концы уголков необходимо заострить, подрезав пилой. Заводские изделия оснащены остроконечной головкой

Чтобы соединения не окислились и не повысили сопротивление заземлителя, вместо винтов используют сварку, которая гарантирует прочный и длинный шов

Комплектация заводского заземлителя

Стремянка или специально сколоченная подставка

Металлический уголок из оцинкованной стали

Металлопрокат для изготовления заземлителя

Шина заземления в электрощите

Контур заземления около дома

Монтаж заземлителя в грунт

Сварка деталей из черного металла

Для стальных стержней и соединяющей их полосы опасна пищевая соль – она разъедает металл и приводит конструкцию в негодность. Проследите, чтобы это вещество случайно не попало в грунт рядом с заземлителем.

Вариант 2 — модульная штыревая система

Если конструкцию из деталей металлопроката можно сделать своими руками, то заводской штырь необходимо приобрести в магазине.

Его главное преимущество – отсутствие трудоемких земляных и сварочных работ, а недостаток заключается в дополнительных расходах на оплату услуг обслуживающей организации.

Схема монтажа штыревого заземлителя и его устройство. Основные составляющие части – головка, стальной электрод с электрохимическим медным покрытием и муфты, соединяющие фрагменты электрода

Большая глубина объясняется еще и тем, что в указанном диапазоне обычно присутствуют грунтовые воды, резко снижающие сопротивление устройства, а это – необходимое условие для создания заземляющей системы

В самодельной конструкции площадь соприкосновения с грунтом увеличивается за счет использования нескольких уголков. Здесь штырь всего один, поэтому увеличение контакта происходит за счет его длины. Устройство забивают в грунт на глубину 20-40 м.

Земляные работы сводятся к вырыванию одной ямки с размерами 0,5*0,5*0,4 м. Для забивания штыря ударной дрелью пользоваться не рекомендуется, так как нужно исключить вращение головки штыря. Здесь нужен перфоратор со специальной насадкой.

В заводском комплекте вместе со штырем есть зажим для крепления проводника заземления, поэтому процесс монтажа заключается в забивании основного устройства и подключении его к проводу.

Пошаговая инструкция по монтажу штыревого заземлителя. Проводить замеры растекания мультиметром и рассчитывать глубину установки может только специалист – представитель из обслуживающей организации

Существуют нормативы, которых следует придерживаться в процессе монтажа:

  • для 3-фазной сети 380 В – сопротивление не более 2 Ом;
  • для 1-фазной сети 220 В – сопротивление не более 4 Ом.

При самостоятельном монтаже для подстраховки перед проверяющими органами лучше точно вычислить уровень залегания грунтовых вод и убедиться, что заземлитель опустится до этой отметки.

При контакте с грунтовыми водами параметры сопротивления придут в норму.

Выводы и полезное видео по теме

Опыт устройства заземления своими руками:

Практические советы по монтажу заземлителя фабричного изготовления:

Установка системы заземления из нескольких стержней:

Как видите, смонтировать систему заземления можно как собственноручно, так с помощью бригады приглашенных электромонтажников – первый способ дешевый, но более сложный, второй дорогостоящий, но надежный.

Однако главное в грамотном монтаже – это результат, который должен сделать электросеть дома полностью безопасной для его владельцев.

У вас остались вопросы по собственноручному обустройству контура заземления? Задавайте их ниже под статьей – наши эксперты и компетентные посетители сайта постараются вам помочь.

Если вы заметили неточности или ошибки в приведенном выше материале, или хотите дополнить статью полезными сведениям – пишите нам, пожалуйста, в блоке комментариев.

Заземление в частном доме своими руками: правила монтажа, схема, видео.

Практически все, кто когда-либо работал с проводкой, знают или слышали, что электрические приборы подлежат обязательному заземлению. При этом далеко не каждый человек знает, зачем это делается.

Для чего нужно заземление?

Заземление — специальная конструкция из металлического стержня, воткнутого в землю, провода и клемма, которая собирается для того, чтобы предотвратить накопление избыточного тока в электрических приборах, розетках и т.д.

Суть работы заземления проста: в тот момент, когда возникает избыточный ток или происходят перепады напряжения, ток сходит по проводу в штырь и попадает в землю, никак не вредя при этом прибору и дому в том числе.

Помните, что отсутствие заземления может привести к тому, что ваше устройство будет перенапряжено, после чего произойдет возгорание, которое может не только испортить электрический прибор, но и сжечь весь дом.

Конечно, заземление делается не только для того, чтобы обезопасить от сгорания электроприборы, но и чтобы полностью обезопасить человека от повреждений электричеством. Довольно часто можно столкнуться с ситуацией, когда вас ударит током в момент прикасания к какому-либо электрическому прибору. Наиболее часто такое случается в домах и квартирах, которые не имеют заземления.

Возникновение статического электричества происходит потому, что какой-то провод или соединение выходит из строя, теряет покрытие в связи с долгой эксплуатацией или механическим повреждением.

Так как сопротивление человека около 1000 Ом, ток пойдет через провод, ведь электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

В новых домах монтируют не только ноль и фазу, но и третий провод РЕ, который отводит статический ток в землю. Большинство владельцев считают, что этого вполне достаточно и не делают заземления. Это ошибочное мнение. Дело в том, что кабель не является полноценным заземлителем, поэтому даже в новых домах вы должны самостоятельно или, вызвав электрика, создать заземление, которое обезопасит вас от проблем в дальнейшем пользовании электрическими приборами.

Также очень важный момент — покупка новых электрических приборов. Например, стиральной машинки или микроволновой печи. Даже в том случае, когда у вас по всему дому евророзетки, стоит заземлить этот прибор. Такие приборы работают под очень большим напряжением тока, поэтому представляют особую опасность. Кроме того, они используются постоянно, значит, выход из строя или повреждение очень вероятны. Поэтому обязательно прочтите статью: «Как заземлить стиральную машину».

Схема заземления частного дома

Перед тем как начать монтировать заземление, по правилам составления и проектирования электрических схем и приборов необходимо составить правильную схему и желательно показать ее электрику. В тот момент, когда вы будете собирать свое заземление и устанавливать его, следуйте строго проекту, а после сохраните эту бумагу, чтобы во время будущих ремонтов не возникало никаких проблем.

Дело в том, что заземление ни в коем случае нельзя разрывать, используя автоматы, коммутационные аппараты или другие подобные устройства. Они не только могут нарушить работу заземляющего устройства, но и привести к серьезным последствиям, если именно в момент работ в грунт будет переходить электричество от какого-то прибора. Поэтому, все работы в таких местах ведутся исключительно вручную после подробного изучения схемы заземления.

После того как вы выполнили заземление, необходимо обязательно измерить сопротивление растекания контура. Эти замеры выполняют электротехнические лаборатории или организации, которые снабжают вас электричеством. Если все замеры в норме, значит, у вас получилось установить правильное заземление.

Как сделать заземление в частном доме?

Основным моментом в заземлении частного дома является монтаж установок. Изначально, необходимо подобрать место, куда будут вбиты металлические стержни. Это должно быть место, которое никак не связано с металлическими элементами. Земля, в которую будет вбит штырь, должна быть максимально сухой, размещаться далеко от любой воды. Дело в том, что наличие сырости может привести к появлению различных типов коррозии, что ухудшит электропроводимость штыря, по которому будет уходить электричество в землю.

Выглядеть конструкция должна так, как показано выше на фото:

  1. Раскапываем место, в которое будем помещать штырь, вплоть до того момента, пока порода земли не окажется сильно твердой;
  2. Сверлим буром отверстие, нужной нам ширины и глубины;
  3. Вбиваем наш штырь так, чтобы после засыпания земли в ямку, он оставался немного выше основной плоскости земли.

Кроме того, не стоит заливать место, в котором вы устанавливаете заземлитель, раствором цемента или чем-то подобном. К нему всегда должен быть подход, так как раз в несколько лет нужно проверять провода и подтягивать контакты. Изоляцию на проводе, который является заземляющим лучше оставить до самого болта, к которому вы будете его крепить.

По сути, заземление представляет собой штырь, с небольшой крепящейся сверху шайбой, которая может быть раскручена. Именно в эту шайбу вставляется провод, который выводит статическое электричество от различных приборов. Существует два способа заземлением, у каждого из них свои преимущества.

Для качественного заземления используется провод, диаметром не менее 8 мм. Все элементы заземления, кроме тех, что покрывают провода, должны быть из стали или меди, которые хорошо проводят ток. Старайтесь использовать качественные материалы, это позволит продлить срок жизни заземления.

Заземление каждого прибора отдельно

В этом случае, с различных сторон дома вы выводите заземление и сразу же его монтируете возле стенки. Этот способ удобен высокой надежностью и большей простотой. Однако вы не сможете придать эстетичности, замаскировав такое заземление – его будет хорошо видно на фоне дома.

Существует два типа таких работ:

  • Помещение заземляющего штыря на глубину 3-5 м в пески водоносного типа. Это стандартный способ, который используется в домашних условиях.
  • Штырь опускают на глубину 40 метров в суглинки, чтобы большое количество статического тока не накапливалось в верхних слоях земли. Для масштабных электрических установок, в которых могут быть пробои и очень высокое напряжение, используют другое заземление.

Такой способ заземления подойдёт для подключения посудомоечной машины или при установке водонагревательного бака.

Заземление всех электрических систем в одной сети

В том случае, если вы хотите создать одну сеть для всех электрических систем, вы можете ее разместить в удобном для вас месте, подведя все провода к нужной точке. Хочется отметить, что такая сеть вполне надежна, но по статистике может чаще выходить из строя, чем одиночное заземление.

Для такого заземления делается несколько штырей, которые опускаются в землю на глубину 0,5 м, имея высоту в 2-3 м. К тому же расстояние между ними должно составлять около 1,2 м. Крепления делаются веерно, но таким же способом, как и в одиночном заземлении.

Заземление, которое размещается в доме, можно спрятать в плинтуса. Проверяйте качество изоляции провода перед монтировкой.

Видео заземления в частном доме

В этом видео вы сможете посмотреть, как монтируется и создается заземление в частном доме с советами и объяснениями:

Сделав в своем доме заземление, своими руками, вы не только сэкономите деньги на услугах электрики. Вы лучше поймете электрику, которой будете пользоваться в дальнейшем и сможете легко чинить мелкие поломки, что совсем не сложно, учитывая огромное количество подсказок в интернете. Кроме того, вы обезопасите всю свою семью, которая будет рисковать своей жизнью, подходя к не заземленным приборам.

Как подключить заземление к бытовым электроприборам в доме или квартире?

Содержание

Что такое заземление и для чего оно необходимо?

Под заземлением понимается соединение электрической системы дома или квартиры с заземляющим проводником, который постоянно контактирует с землей. За счет него выполняется отвод опасного тока с её элементов, например, металлических корпусов и каркасов различной электротехники.

Заземление нужно делать для того, чтобы защитить пользователя от поражения электротоком при неисправности бытовой техники или случайном прикосновении к неизолированным проводам, а также обеспечить безопасную и корректную работу самих приборов.

Большинство случаев удара током происходит из-за одновременного касания электроприбора, имеющего повреждение изоляции, и проводящего предмета из металла: радиатора, водопроводной трубы и др.

Какие бытовые приборы необходимо заземлять?

Металлический корпус любого незаземленного электроприбора потенциально опасен. Поэтому заземлять нужно все электроприборы в доме с токопроводящим корпусом, имеющие I класс защиты. К ним относятся персональные компьютеры, бойлеры, холодильники, посудомоечные и стиральные машины и другая мощная бытовая техника.

Особенно внимание стоит уделить заземлению такой нагрузке, как бойлеры, стиральные и посудомоечные машины, которые имеют прямой контакт с водой. Вода является диэлектриком, но из-за примесей все же хорошо проводит электричество.

Например, в случае протечки воды в бойлере (без встроенного УЗО) на его корпусе может появиться напряжение, и при соприкосновении с ним пользователя ударит током. У работающей стиральной машины в влажном помещении корпус также может оказаться под напряжением, даже при полной исправности прибора, при условии, что вода все же «доберется» до источника напряжения – розеток или неизолированных клеммных контактов внутри прибора.

Варочная панель тоже будет иметь большую вероятность утечки тока. Проблемы с этим устройством могут возникнуть, если его корпус металлический, фазный провод перебит и касается корпуса, а заземления нет.

При создании в доме обогрева водопровода или теплого пола из-за неисправности изоляции кабеля у пользователей есть вероятность получить удар током в местах, где разлита вода. Весьма рискованно будет нахождение в помещениях с повышенной влажностью без заземления электроприборов, например, в банях и саунах.

Обратите внимание!
Бытовые приборы, у которых корпус выполнен из непроводящих материалов (II класс защиты), например, пылесосы, фены и электроинструменты, не нужно заземлять и можно подключать в любую розетку.

Поэтому система заземления бытовых приборов обязательно должна быть включена в электропроводку любого частного дома или квартиры.

Схемы заземления

В настоящее в бытовом секторе используется несколько систем проводки, которые различаются по видам проводов, поступающих внутрь жилища, и расположения элементов заземления. При монтаже заземления внутри дома или квартиры важно знать о том, какая система проводки используется на линии.

Система заземления Краткое описание
Система TN-C Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники объединяются в один провод по всему участку сети от трансформатора до дома. В жилище заходят фазный (фазные) и совмещенный проводник (PEN – нулевой защитный и рабочий). Система встречается в старых многоквартирных домах и считается самым ненадежным типом из-за того, что при обрыве провода PEN защита теряется полностью, и на корпусе бытовых приборов может появиться опасное напряжение.
Система TN-S Нулевой защитный и нулевой рабочий проводник идут по отдельным проводам по всему участку сети от трансформатора до дома. В жилище заходят фаза (фазы), земля и ноль. Данный тип имеет высокий уровень безопасности, потому что исключает на корпусах нагрузки появление опасного напряжения при повреждении изоляции проводов.
Система TN-C-S Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники объединяются в один провод только в определенной части сети (как правило, которая идет от трансформатора до здания). На входе в жилище выполняется их разделение. У системы есть недостаток: при повреждении совмещенного PEN проводника на линии на всех корпусах бытовых приборов в доме, соединенных с PE проводником, возникнет опасное для жизни напряжение. Поэтому потребуется произвести повторное заземление проводника PEN собственным контуром перед вводом в здание.
Система TT В этом случае в жилище подается только фазный (фазных) и нулевой провод. PE проводник заходит внутрь объекта от собственного заземляющего контура. Такой вариант активно применяется в дачных домах и коттеджах.

Подключение заземления к электроприборам

Для заземления бытовых приборов (при условии, что есть внешний контур заземления) потребуется кабель с тремя проводами, промаркированными разным цветом (нулевой – синий (N), фазный – коричневый (или белый, черный, цвет фазы в целом не нормирован) (L) и заземляющий (PE) – желто-зеленый). Эти провода протягиваются от электрощита к трехконтактным розеткам или напрямую к электроприборам. При этом провод заземления прикрепляется к соответствующей шиной в щите.

В частном доме в зависимости от системы заземления электросеть, как правило, имеет собственный внешний контур заземления –приспособление, состоящее из группы электродов, соединенных друг с другом и смонтированных вокруг здания по его контуру. Если же такого контура нет, то необходимо пригласить специалистов для его монтажа.

Обратите внимание!
Самостоятельный монтаж внешнего контура заземления требует знания принципов его проектирования и правил изготовления. Кроме того, под землей могут находиться скрытые объекты (канализация, электрокабель, газопровод), которые при монтаже контура заземления можно случайно повредить. Поэтому, если вы не обладаете информацией, лучше данную работу доверить профессионалам!

Как говорилось выше, все современные электроприборы I класса защиты, у которых возможен пробой тока на внешнюю часть корпуса, (например, водонагреватели, электроплиты, духовки и стиральные машины) имеют евровилки с контактом заземления, которые должны подключаться к трехконтактной розетке. Если провод необходимо подключить к прибору от электрощита напрямую, например, к стабилизатору напряжения или ИБП, то для этого на их корпусе предусмотрена специальная колодка с клеммой заземления.

Производители бытовой техники предполагают, что их изделия, имеющие евровилки с тремя контактами, пользователи будут подключать именно к трехпроводной сети. Однако сегодня в нашей стране еще во многих домах и на дачных участках встречаются системы с двухпроводными сетями. Как быть в таких случаях?

В таких случаях для создания надежной защитной системы, например, в дачном доме, лучше смонтировать собственный контур заземления и прокладывать в помещениях отдельный заземляющий провод PE с последующим его подключением к розеткам и нагрузке.

При отсутствии клеммы заземления в многоквартирном доме самостоятельный монтаж контура не допускается, так как в земле рядом с объектом, как правило, будет находиться большое количество коммуникаций.

Некоторые пользователи полагают, что можно обойтись без заземления и просто установить УЗО. Однако защитное устройство хоть и позволит бороться с токами утечки, но не сможет обеспечить полноценную защиту электроприборов во всем доме.

Обратите внимание!
Установка УЗО необходима в любом случае, даже если в доме есть система заземления. Вся мощная электротехника обязательно должна подключаться через УЗО.

Нужно ли заземлять стабилизаторы напряжения и ИБП?

Создавая систему качественного и бесперебойного электропитания бытовых электроприборов, важно помнить о том, что стабилизаторы напряжения и ИБП, как и другие электроприборы I класса, требуют организации заземления, та как это:

  • защитит пользователя от удара током при контакте с металлическим корпусом стабилизатора/ИБП и запитанного от него оборудования;
  • защитит от токов «утечки», поступающих от сетевых фильтров стабилизатора (они могут давать «утечку» на заземление).

обозначение, схема, применение, достоинства и недостатки

Система заземления ТТ

Сокращенное обозначение ТТ означает следующее:

  • Первая буква Т – нейтраль источника питания соединена с землей (Т – образуется от английского слова «terra», что в переводе означает – «земля». То есть, это – система с глухозаземленной нейтралью, так же, как и TN.
  • Вторая буква Т – все части электроустановок потребителей, способные оказаться под опасным для жизни напряжением, принудительно соединяются с землей. Но контур повторного заземления в системе ТТ не связывается электрически с контуром заземления нейтрали источника питания – генератора или трансформатора.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

В этом и есть существенное конструктивное отличие системы ТТ от TN. В системе TN-С контура источника и потребителя соединяются между собой при помощи PEN-проводника. В системе TN-S для этого применяется проводник РЕ. У ТТ эта электрическая связь отсутствует.

Но это не означает, что связи совсем нет никакой. Поверхность земли проводит электрический ток. На этом основаны принципы защиты в системах TN-C и TN-S.

Принципы защиты системы TN

Чтобы лучше понять разницу между TN и ТТ, рассмотрим, за счет чего происходит защита потребителя от появления опасного для жизни потенциала на корпусах электрооборудования. Междуфазные короткие замыкания не рассматриваем, так как действие защиты в этих системах ничем не отличается. С этим призваны бороться автоматические выключатели.

Эти же выключатели в системе TN должны справляться и с замыканиями фазы на корпус электрооборудования, представляющими опасность для жизни человека. Чтобы снизить до минимума вероятность поражения током людей и животных, применяются две меры защиты:

Защитное заземление – соединение корпуса с потенциалом земли. Если учесть, что прикасающийся к нему человек сам «стоит на земле», а сопротивление его тела в сотни раз больше, чем у соединяющего этот корпус с землей проводника, то большая часть тока пойдет в землю мимо тела. Та часть, что все-таки пройдет через живое существо, будет слишком мала, чтобы лишить его жизни.

Защитное отключение – отключение поврежденного участка за такое время, которого будет недостаточно для причинения вреда здоровью.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

С защитным отключением нужно разобраться поподробнее. Нормы времени, за которое нужно отключить поврежденную электроустановку, определены в результате медицинских исследований. Они предписаны ПУЭ для системы TN, в зависимости от фазного напряжения электроустановки.

Для соблюдения этого условия необходимо, чтобы ток замыкания на корпус лежал в диапазоне действия электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Недостатки системы TN

А вот тут и возникают проблемы. Сопротивление линии от источника питания до повреждения порой настолько велико, что токи замыкания на землю (контур заземления) приводят только к запуску теплового расцепителя. Защита срабатывает со значительной выдержкой времени, а в некоторых случаях не способна сработать вообще.

За это время на человека, случайно оказавшегося в контакте с вроде бы и заземленной поверхностью, действует опасное для жизни напряжение.

Вторая опасность заключается в обрыве защитных проводников, соединяющих контур заземления источника с защищаемыми от появления опасных потенциалов корпусами. В этом случае то, что призвано защитить, становится еще опаснее. При отсутствии повреждений в электроустановке все заземленные ее части оказываются под напряжением. Если при этом контур повторного заземления отсутствует или недостаточно эффективен, вероятность поражения током человека стремительно возрастает.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Казалось бы, корпус электрооборудования заземлен, откуда на нем возьмется опасное напряжение? В системе TN-C это возможно в результате распределения потенциалов по мере прохождения токов от источника к земле. В системе TN-S следует учитывать тот факт, что в чистом виде их очень мало. В ходе реконструкции электроустановок реализуется система TN-C-S, в которой проводник PEN на каком-то участке просто разделяется на два: защитный РЕ и рабочий N.

Обрыв PEN-проводника до точки разделения приводит к появлению как на рабочих, так и на защитных проводниках всей отсеченной от источника сети напряжений, достигающих величины 380 В. Контур повторного заземления, если он есть, может сгладить опасный потенциал, но не удерет его совсем. А если этого контура нет?

Как система ТТ устраняет недостатки TN

Как уже указывалось ранее, заземляющие проводники в системе ТТ не связаны с нулевым проводником источника питания. Этим устраняется вероятность появления опасного потенциала на корпусах в результате обрыва нулевого проводника, являющегося при этом только рабочим.

Но что касается защитного отключения – при использовании только автоматических выключателей эта мера становится еще более невыполнимой. Отсутствие нулевого защитного проводника приводит к тому, что ток замыкания фазы на корпус идет к источнику только по поверхности земли. Логично, что он не исчезает совсем, но становится еще меньше.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Поэтому автоматические выключатели в системе ТТ защищают только электроустановку от междуфазных коротких замыканий. Для защиты же человека в обязательном порядке применяются УЗО. ПУЭ указывает на то, что их дифференциальный ток не должен превышать 30 мА. Почему так? Он попадает в диапазон токов, при которых в подавляющем большинстве случаев человек из-за сокращений мышц не может отпустить оказавшийся под напряжением проводник.

Особые требования в системе ТТ предъявляются к контуру заземления электроустановки потребителя. Он должен обеспечивать срабатывание защиты (УЗО) при напряжении на защищаемом корпусе электрооборудования, не превышающем допустимого напряжения прикосновение – 50 В. То есть:

Rа Iа≤ 50 В,

где Iа — ток срабатывания защитного устройства (УЗО).

Ra- сопротивление заземлителя, сложенное с сопротивлением заземляющего проводника до корпуса электроприемника.

Если УЗО используется для защиты группы электроприемников, то в Ra входит сопротивление заземляющего проводника до самого удаленного из них.

Зачем нужно заземлять электрические цепи?

Электрические устройства «заземляются», когда они подключаются к заземляющим устройствам из соображений безопасности. Заземление обеспечивает безопасный «путь наименьшего сопротивления» для следования паразитному напряжению. Системы заземления направляют паразитное напряжение в землю, где оно безопасно разряжается, а не накапливается в опасных местах.

Без заземления скачки напряжения или повреждение оборудования могут сделать электрические цепи опасными или разрушительными.Они могут повредить подключенные электроприборы, поразить окружающих людей или даже вызвать возгорание. Заземление — важный элемент безопасности для электрической системы любой конструкции. Фактически, электрические нормы требуют этого для всех новых построек. Вот что вы должны знать об электрическом заземлении и зачем оно вам нужно:

Как работает электрическое заземление?

Электрические цепи обычно содержат три провода: «горячий» провод, «нейтральный» провод и заземляющий провод. Горячий провод содержит активное напряжение, питающее электрические приборы.Активное напряжение заряжено отрицательно. Отрицательно заряженное электричество естественным образом стремится разрядить свою отрицательную энергию, чтобы вернуться в состояние нейтрального заземления. Для этого он проходит через нейтральный провод и возвращается к положительному заряду главной сервисной панели. Когда цепи замыкаются, отрицательные заряды проходят через горячий провод и возвращаются на землю через нейтральный провод. Если все исправно, заземляющий провод никогда не вступит в игру.

К сожалению, цепи могут выйти из строя или выйти из строя, как и все остальное.При повреждении или обрыве проводов в цепи электричество может выходить из системы и попадать в другие материалы. В зависимости от того, где протекает ток, он может шокировать вас, что-то повредить или вызвать пожар. Заземляющие провода предотвращают это. При поиске нейтрали напряжение всегда следует по пути наименьшего сопротивления, даже когда оно выходит из замкнутой системы. Провода заземления обеспечивают этот путь наименьшего сопротивления. Они подключаются к шине заземления в земле под вашей цепью. Когда в системе возникает паразитное напряжение, заземляющий провод «ловит» его и передает на землю, где он не может повредить вам.

Почему важно электрическое заземление?

Заземление электрических цепей — очень важная процедура безопасности. Заземление помогает защитить вас и ваш дом от опасностей повреждения цепей или электрических перегрузок. Когда случаются скачки напряжения, избыточное электричество, введенное в систему, может выскочить из проводки. Без электрического заземления это паразитное напряжение может вызвать возгорание, повредить приборы или шокировать окружающих.

Правильное заземление защитит электрическую систему вашего дома даже в случае сильного скачка напряжения или удара молнии.Заземление предотвращает возникновение электрической дуги на других проводящих материалах, таких как вода и металл, где оно может повредить вам. Заземляющие провода также предотвращают перегрузку напряжением и повреждение ваших приборов, что помогает им прослужить дольше и лучше работать. В целом, заземление — одна из важнейших мер безопасности, защищающих современные домашние электрические системы.

Как узнать, заземлены ли мои цепи?

Может быть трудно определить, правильно ли заземлен ваш дом, без тестера цепей или профессионального осмотра.Однако есть пара вещей, которые помогут вам составить представление. Прежде всего: у ваших розеток два или три контакта? Нижний третий контакт розетки подключается к заземляющему проводу. Если в вашем доме есть двухконтактные розетки, они представляют собой незаземленные электрические цепи. Если у вас есть двусторонние розетки, обновите их до GFCI ASAP .

Даже если каждая из ваших розеток имеет три контакта, у вас все равно может не быть эффективного заземления. Иногда дома, которые когда-то были заземлены, теперь имеют неэффективное заземление из-за повреждений или ошибок в электропроводке.Дома, построенные в 50-х и 60-х годах, часто не имеют заземления или имеют неэффективное заземление, даже если в них есть трехконтактные розетки. Если вы хотите точно знать, заземлен ли ваш дом, приобретите домашний тестер цепей или запланируйте осмотр.

Что делать, если мои цепи не заземлены?

Лучше всего вызвать электрика для немедленной установки заземления. Специалисты Early Bird могут перемонтировать весь ваш дом, чтобы включить безопасное и современное заземление в каждую из ваших цепей.Если вы не хотите переделывать свой дом для заземления, вам следует как минимум заменить двухконтактные розетки на GFCI.

GFCI, или «прерыватели цепи замыкания на землю», могут обеспечить вам уровень защиты даже без заземления. Эти розетки автоматически прерывают подачу электричества при возникновении опасности поражения электрическим током, возгорания или повреждения. У вас должны быть розетки GFCI на кухне и в ванных комнатах вашего дома, независимо от того, заземлили вы свой дом или нет! Розетки GFCI не защитят вашу технику так же эффективно, как заземление, но они помогут защитить вас.

Если вы хотите установить заземление, заменить двухконтактные розетки на GFCI или у вас есть другой вопрос по электрике, свяжитесь с Early Bird Electric в любое время. Наши лицензированные и опытные специалисты помогут вам решить любые проблемы с электричеством. Мы хотим помочь сделать ваш дом безопасным.

Как работает электрическое заземление?

Как домовладелец, вы, наверное, слышали термин «электрическое заземление» раньше. Но что это на самом деле означает?

Заземление дает электричеству наиболее эффективный способ вернуться в землю через вашу электрическую панель.Заземляющий провод дает прибору или электрическому устройству безопасный способ отвода избыточного электричества.

Электрическая цепь использует как положительное, так и отрицательное электричество. Это соединение дает прибору или электронному устройству мощность, необходимую для работы. Если что-то пойдет не так, будет накопление энергии. Это может привести к тому, что электрическое соединение и корпус будут накапливать эту избыточную мощность.

При возникновении электрической неисправности эта мощность сохраняется во внутренней проводке и внешнем металлическом корпусе.Статический электрический шок — простой пример. Вы заметите это накопление только тогда, когда будет выполнено подключение, позволяющее потерять запасенную электроэнергию.

Автоматический выключатель отключится при коротком замыкании. Однако без заземляющего провода электричество все равно будет.

Заземляющий провод забирает электричество, накопившееся во время неисправности, и отправляет его за пределы вашего дома обратно в землю. Заземляющий провод обычно подключается либо к металлической внутренней конструкции внутри прибора, либо к внешнему корпусу.Когда происходит сбой, вместо того, чтобы накапливать энергию в цепи, она течет обратно на землю и выключает цепь.

Этот заземляющий провод представляет собой соединение, через которое можно безопасно отводить электричество, не создавая угрозы для ваших приборов или электроники, а также не подвергая вас риску поражения электрическим током.

Заземляющий провод является частью большинства электрических розеток, осветительных приборов, бытовых приборов и электроники. В большинстве случаев заземляющий провод представляет собой третий штырь круглой формы в нижней части вилки питания.Электрический заземляющий провод должен каким-то образом подключаться к почве за пределами вашего дома. В зависимости от кодов зонирования вашего города или округа это может происходить одним из двух способов.

Заземляющий стержень — обычно медный стержень длиной 8 футов, который вбивается в почву за пределами вашего дома. Он расположен достаточно далеко от вашего дома, чтобы не натолкнуться на гравий, бетон или другие строительные материалы, используемые для вашего фундамента, дренажа или системы трубопроводов.

Медная водопроводная труба — заземляющий провод можно подключить к водопроводу, который питает ваш водонагреватель холодной водой.Эта медная труба идет в землю и может обеспечивать заземление.

Есть вопросы по заземлению вашего дома? Мы можем помочь.

Земля, шасси и сигнальная земля

В аналоговой конструкции связь сигнала с землей является фундаментальной проблемой (и может создавать проблемы и в цифровых проектах). Однако понятие «земля» может сбивать с толку, поскольку оно относится к трем различным ситуациям: заземление шасси, сигнальное заземление или заземление. Все три указывают на подключение к точке (теоретически) нулевого напряжения , но в другом контексте: заземление шасси для устройства, сигнальное заземление для сигналов очень низкого напряжения внутри устройства и заземление для энергосистемы.

Рисунок 1: Есть три различных электрических символа для заземления, обозначающих контекст в схеме. Источник: Википедия.

Но земля как нулевое напряжение теоретически; только провод с нулевым сопротивлением будет иметь нулевое напряжение. В действительности, заземляющая пластина или шина обычно имеют переменные напряжения на незначительных уровнях. В необычных случаях проблемы возникают из-за того, что «нулевое» напряжение земли совсем не близко к нулю. Это наиболее вероятно, если цепь или устройство работают с высоким потреблением тока, или в случаях, когда заземляющая пластина, проводник или шина имеет высокий импеданс (т.е., «заземляющий» материал или «заземляющий провод / шина» — это , а не как хороший проводник электричества.) Закон Ома действует независимо от того, что: V = IR. Ток (I) через любой материал с сопротивлением (R) будет иметь напряжение (В), отличное от нуля. Провода и дорожки имеют сопротивление в реальном мире и влияют, например, на то, как обратный путь («земля») разыгрывается для обратных рельсов. Здравый смысл говорит, что такие соединительные провода, при которых сопротивление проводки является аддитивным (последовательно) в обратном пути для одного устройства, но не для других, создают другое напряжение на «земле» для этого одного устройства (V = IR).

Заземление шасси — это точка сбора земли, которая подключается к металлическому корпусу электрического устройства. Заземление корпуса может использоваться для экранирования и заземления во избежание поражения электрическим током. Заземление сети и (теоретически) шины питания 0 В связаны вместе и подключены к шасси в одной точке. Например, в многослойных печатных платах один или несколько проводящих слоев могут использоваться в качестве заземления шасси. Заземление шасси обычно выполняется только в одной точке.Это предотвращает обратный ток через доступные, но нежелательные средства и предотвращает циркуляцию тока через шасси. Ток, циркулирующий через шасси, может вызвать «контур заземления». Но если шасси заземлено только в одной точке, ток не может течь через шасси, и связь между магнитным потоком и электричеством не может быть реализована. Контуры заземления, которые вызывают наведенную ЭДС (шум), особенно проблематичны для чувствительных к шуму приложений, таких как приборы и аудио.

Контуры заземления часто возникают при соединении нескольких электронных устройств вместе, потому что никакие два заземления никогда не имеют одинакового потенциала, что вызывает поток. Даже очень низкая разность потенциалов (напряжения) заставляет ток течь от земли одного блока к другому блоку и обратно к первому блоку через дополнительное заземление, обеспечиваемое сетью распределения электроэнергии. Хотя полное сопротивление контура заземления составляет лишь очень небольшую долю Ом, этого достаточно, чтобы вызвать такие проблемы, как шум и помехи.Распространенным решением для контуров заземления является распределение по схеме «звезда», где выбирается произвольная точка «заземление с самым низким потенциалом напряжения». В звездообразном распределении все взаимосвязанные компоненты соединены по схеме излучения наружу от «земли». Если звездное распределение выполнено аккуратно, сигнальная проводка между оборудованием, заземленным на звезду, будет иметь нулевой потенциал, что позволит избежать контуров заземления.

Рисунок 2: В идеальном мире все точки, помеченные как «земля», имеют ровно ноль вольт. По пути будет течь электричество.Электричество и магнетизм взаимосвязаны, что хорошо, так как двигатели зависят от этого отношения для работы, но не хорошо, когда поток тока нежелателен. Источник: Питер Уилсон, компаньон проектировщика схем.

Сигнальная земля — ​​это контрольная точка, от которой измеряется сигнал. В одной цепи может быть более одного опорного заземления. Чистое сигнальное заземление или заземление без инжектируемого шума важно для электрического оборудования, которое должно точно определять очень малые уровни или перепады напряжения, например, в медицинском оборудовании.Когда есть несколько путей для прохождения электричества к земле, дублированные пути заземления улавливают токи помех и преобразуют токи в колебания напряжения. В этом случае опорный сигнал заземления в системе больше не является стабильным потенциалом, и шум становится частью сигнала.

Печатные платы

могут унаследовать проблемы с заземлением от программ автоматической компоновки. Сигнальное заземление или опорное напряжение сигнала 0 В должно быть на печатной плате, а не заземлено от печатной платы, где оно может принимать внешние помехи.

Напряжения сигналов намного меньше, чем напряжения, поступающие в систему, например, на силовых модулях точки входа (POE). Здравый смысл гласит, что сигнальная земля изолирована от шасси или заземления питания. Сигнальная земля также может быть разделена между цифровыми и аналоговыми частями системы. Сигналы могут страдать от помех, вносимых землей, когда заземление входного сигнала находится вне печатной платы, на которой находится сигнал. Однако наземные помехи можно игнорировать, если сигнал намного больше, чем вносимый шум.Заземление целостности сигнала на печатных платах является подробным предметом, который, однако, не может быть рассмотрен на этом мероприятии. [I]

Земляное заземление восходит к практике использования заземляющего стержня, вбитого в поверхность земли из соображений безопасности. Обычный контекст для заземления — в бытовых электрических системах, где ток покидает панель главной цепи через горячий провод и течет к розеткам и источникам света по мере того, как электричество потребляется (или иным образом отводится по жизнеспособному пути), а обратный путь обеспечивается обратно. к панели через нейтральный провод.Заземление добавляет третий провод (провод заземления), чтобы обеспечить путь для тока, который не может замкнуть цепь. Например, оголенный проводящий провод может создать ситуацию, когда ток может протекать через тело человека по пути к земле, если бы не заземляющий провод, который вместо этого безопасно рассеивает ток на землю и, как мы надеемся, срабатывает предохранитель из-за чрезмерного потребляемый ток на землю.

Особенно важно заземление при высоком напряжении.Если электрическое оборудование имеет неисправный компонент, который вызывает контакт напряжения под напряжением с проводящим шасси, например, оборудование может продолжать работать из-за внутренней изоляции систем, но первый человек, который касается шасси, становится путем к землю и понесет серьезную травму или даже смерть. Даже если предохранитель находится на пути от источника напряжения под напряжением, ему все равно требуется микро или миллисекунды для того, чтобы предохранитель перегорел и разомкнул цепь, предотвращая протекание. Таким образом, прерыватели заземления и замыкания на землю чаще всего присутствуют там, где присутствует высокое напряжение.

Понятно, что концепция заземления является фундаментальной для электрических концепций и на практике. Последствия различаются при работе с очень высокими напряжениями по сравнению с небольшими сигналами, контуры заземления могут сработать в любой ситуации, когда заземление имеет установленный путь, и на эту тему были написаны книги. Но только после того, как кто-то проведет поиск и устранение неисправностей в течение нескольких часов, только чтобы найти ослабленный винт (влияющий на заземление шасси) или смещенную дорожку (сигнальное заземление), вы действительно поймете, как электрическое заземление считается само собой разумеющимся.

[i] Уилсон, Питер. Спутник проектировщика схем . 3-е изд. Оксфорд: Newnes, 2012. Печать.

Ой. Что-то пошло не так, и вы оказались здесь

Что случилось?
Извините, похоже, указанный вами URL не существует. Есть несколько возможных объяснений: страница могла быть перемещена, страница может больше не существовать или страница может быть временно недоступна. Убедитесь, что адрес веб-сайта, который вы ввели, написан и отформатирован правильно.Если вы попали на эту страницу, щелкнув ссылку, сообщите нам об этом.

Что мне теперь делать?

Попробуйте поискать ControlGlobal.com. Просто введите ключевое слово (а) в поле поиска ниже.

Я все еще не могу найти то, что ищу.

Взгляните на наше меню навигации. Там вы можете найти информацию, которую искали, а также другой полезный контент. Ознакомьтесь с нашими статьями, отраслевыми новостями, официальными документами, веб-трансляциями и многим другим. Вот некоторые из наших последних материалов:

  • Обеспечение устойчивости операций с помощью расширенной аналитики Подкаст
    Control Amplified с Линдси Уилкокс, менеджером по работе с клиентами, Seeq
  • Этапы индуктивной автоматизации 2-е онлайн-мероприятие
  • Силы, изменяющие завтрашний DCS
    Вопросы и ответы с Марком Тафтом, вице-президентом группы, отвечающим за предложения АББ по системам управления технологическими процессами по всему миру
  • Сохранение надежности для Etherbus
    Некоторые ключевые функции полевой шины должны быть сохранены в полевых реализациях Ethernet.
  • Реклоузеры распределения электроэнергии могут быть взломаны в киберпространстве и вызвать разрушительные лесные пожары

    13 октября 2021 года в газете San Jose Mercury News был заголовок: «Высокий уровень безопасности для PG&E: баланс между безопасностью и надежностью».PG&E сталкивается с судебными исками и признала себя виновной по 84 пунктам обвинения в непредумышленном убийстве в результате пожара в 2018 году, который почти уничтожил город Парадайз. Следовательно, PG&E придерживается подхода с нулевым допуском к «искровому разряду», который возникает, когда электрический ток по линии прерывается и прыгает по воздуху, высвобождая искры. Чтобы предотвратить возникновение дуги, линии теперь отключаются с помощью распределительных устройств повторного включения при первых признаках отключения электроэнергии. Существует связь между сильной засухой, лесными пожарами и киберугрозами.Чем больше операций происходит с устройствами повторного включения, тем выше вероятность возникновения дуги, вызывающей искры, что приведет к пожару. Однако, если защита настроена правильно, распределительные устройства повторного включения могут обеспечить надежность и уменьшить искрение, если будут приняты меры киберзащиты. К сожалению, распределительные устройства повторного включения и другие распределительные устройства не рассматриваются с точки зрения кибербезопасности, поскольку стандарты кибербезопасности NERC CIP по-прежнему рассматривают распределение электроэнергии как выходящее за рамки. Необходимо лучше понять уязвимости электрораспределительного оборудования в киберпространстве и разработать соответствующие политики, процедуры и правила, прежде чем возникнут более разрушительные лесные пожары, вызванные этими устройствами.

Подоконник потерялся и запутался? Перейдите на домашнюю страницу Control Global.

Как заземление работает в электронике?

Немногие темы в электронике вызывают столько дезинформации и путаницы, как тема заземления. Цель данной статьи — прояснить, что такое заземление и почему оно так принципиально важно.

Земля для картофеля и моркови

Одна из причин, по которой заземление может быть такой запутанной темой, заключается в чрезмерном злоупотреблении этим термином.В зависимости от контекста это может означать несколько разные, но связанные вещи. По этой причине некоторым инженерам не нравится этот термин, и они придумали фразы, подобные заголовку этого раздела. Чтобы понять заземление, давайте сначала определим обратные пути, когда мы поймем обратные пути, тогда будет легко понять заземление.

Рис. 1. Каждая функционирующая схема представляет собой замкнутый контур, всегда должен быть обратный путь к источнику

На рисунке 1 показана очень простая схема.Как вы можете видеть, ток, покидающий батарею, протекает через резистор, через светодиод, а затем обратно к батарее. Чтобы любая электрическая цепь функционировала, она должна быть замкнутой, всегда должен быть путь для возврата тока к источнику. Независимо от того, насколько сложной становится схема, всегда будет либо след (и), либо плоскость, которая служит обратным путем для тока, чтобы вернуться к источнику.

Почти во всех цепях эти обратные пути все вместе называются «землей».Проблема в том, что термин «земля» также используется для определения опорной точки цепи. В большинстве случаев они совпадают (рис. 2), и все ясно, но не всегда (рис. 3). Контрольная точка необходима, потому что абсолютного нулевого напряжения не существует. Когда вы измеряете напряжение, оно всегда относительно некоторого эталонного узла в вашей конструкции, и оно не обязательно должно быть на обратном пути. Фактически, с теоретической точки зрения любой узел в вашей схеме может быть опорным узлом, однако по причинам, которые мы рассмотрим позже, некоторые узлы лучше, чем другие.Я уверен, что вы начинаете понимать, как это может сбивать с толку: у нас есть один и тот же термин, относящийся к двум разным концепциям.

Рис. 2. Контрольная точка и обратный путь находятся на одном узле, что очень естественно и типично.

Рис. 3. Контрольная точка и обратный путь не совпадают, в сложных схемах может быть сбивающий с толку кошмар.

В сложных схемах у нас может быть много обратных путей, и некоторые из них иногда группируются в РАЗНЫЕ земли.Что это обозначает? В конце концов, вам может быть интересно, что несколько абзацев назад я сказал, что все пути возврата должны в конечном итоге вернуться к источнику, и здесь мы имеем то, что может показаться противоречием. Посмотрите на рисунок 4, и мы вместе разберемся с этим.

Рис. 4. Все подсхемы с разными заземлениями в конечном итоге возвращаются к источнику

Здесь, на Рисунке 4, вы можете наблюдать как минимум 3 различных основания. Есть аналоговое заземление (AGND), цифровое заземление (DGND) и общее заземление (GND) [ Первое, что я хочу, чтобы вы знали, это то, что я подготовил эту схему в образовательных целях, вы не укажете возврат путь к источнику, используя толстые сети, как я сделал здесь.В нынешнем виде это не действительная схема EAGLE, я просто использую EAGLE для создания чертежа ]. Обратите внимание, что три разных заземления действительно возвращаются к источнику, так что это действительная схема. Однако зачем их разделять, если в конце концов они все равно вернутся к источнику? Быстрый ответ: сгруппировав обратные пути по трем землям, мы можем изолировать зашумленные токи в одной цепи от других. Например, токи, проходящие через схему AGND, проходят только через те компоненты, которые подключены к AGND.При такой разработке схем токи взаимодействуют друг с другом только в источнике. Используя наши предыдущие определения, мы можем видеть, что все обратные пути возвращаются к источнику, просто их расположение было тщательно разработано, чтобы обеспечить некоторую помехозащищенность между тремя цепями.

Заземление, шасси и сигнальное заземление. Розы с разными названиями.

Вооружившись нашими новыми определениями, давайте проанализируем некоторые часто используемые «основания», и мы поймем, что все они работают одинаково.В контексте приложения они получают разные имена.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Земля (почва под нашими ногами, а не планета) считается бесконечным источником электронов и определяет точку отсчета для всей электропроводки в наших домах (см. Рисунок 5). На практике этот обратный путь «подключается» путем вбивания металлического стержня в землю и проверки того, что вся «заземляющая» проводка в наших домах прочно связана (соединена) с ней.

Рисунок 5. Заземляющий стержень, подключаемый к дому и вбитый в землю. Следовательно, земля земля.

ЗЕМЛЯ ШАССИ

Этот тип заземления получил свое название, когда металлический корпус устройства определен как точка отсчета для электрической цепи. Это случай автомобиля (см. Рисунок 6), стиральной машины или любого другого устройства, имеющего электропроводящий корпус. Основная причина использования шасси шкафа и земли в качестве опорных точек связана с безопасностью.Наши тела почти всегда имеют потенциал земли (или очень близок к нему). Представьте на мгновение, что вы собираетесь стирать белье, а внутри стиральной машины вся электроника подключена к шасси (заземление шасси), а шасси подключено к заземляющей вилке вашей розетки (заземление). Что произойдет, если линия высокого напряжения внутри стиральной машины замкнет на корпусе? Рисунок 7 дает ответ.

Рисунок 6. Отрицательный полюс аккумуляторной батареи, подключенной к шасси автомобиля. Определяет эталонный узел для всей электроники в вашем автомобиле.

Рис. 7. Когда заземление и заземление шасси соединены, обратный путь тока избегает человеческого тела, обеспечивая вашу безопасность.

Как видите, если используются шасси и заземление, то обратный путь гарантированно исключает попадание человеческого тела в случае контакта с корпусом стиральной машины во время неисправности. Опять же, если мы подумаем о обратных путях, вы увидите, что в этом примере заземление шасси и заземление от обратного пути к источнику переменного тока. Это позволяет избежать разницы потенциалов между вашим телом и корпусом стиральной машины, которая может вызвать протекание тока через ваше тело.Повторим сценарий, что будет, если по какой-то причине корпус стиральной машины не будет заземлен? На рисунке 8 показан болезненный результат.

Рис. 8. Соединение с землей прервано, теперь вы являетесь частью обратного пути.

В этом сценарии вы не являетесь счастливым туристом, потому что соединение с землей было разорвано, есть только один жизнеспособный обратный путь для переменного тока, ВЫ. В этом случае, как только вы коснетесь корпуса стиральной машины, вы получите шок.Что еще хуже, часто тока недостаточно, чтобы сработать выключатель, и вы можете получить электрошок в течение длительного периода времени. Благодаря разумному выбору опорных узлов обратные пути настраиваются таким образом, чтобы обезопасить вас. Как вы уже поняли, наименование этих узлов «землей» затрудняет понимание того, как работают эти меры безопасности.

ЗЕМЛЯ СИГНАЛА

Это наиболее распространенное обозначение и, по сути, определение эталонного узла для схем на наших печатных платах.Обычно это физически реализуется с использованием заземляющей пластины, поэтому в нашей конструкции имеется обратный путь с низким импедансом к источнику питания (см. Рисунок 9). Это важно, иначе разные «земли» на плате могут иметь разные потенциалы (эталонный узел не везде имеет одинаковое значение), и это может привести к неисправности схемы или просто к неработоспособности.

Рис. 9. Видите сплошной красный цвет на этой компоновке печатной платы? Это обратный путь медной плоскости (сигнальная земля) для всех ваших компонентов.

Вам правда нужна земля?

Как мы узнали, каждая электрическая система нуждается по крайней мере в одном обратном пути к источнику, поэтому в этом смысле все цепи нуждаются в «заземлении». Обычно эта «земля» также будет использоваться в качестве опорного узла, относительно которого могут быть измерены все напряжения в цепи. Однако не все цепи подключаются к линейному напряжению (то есть устройствам с батарейным питанием), поэтому не всем им потребуется заземление или, точнее, обратный путь через землю.Точно так же устройства в непроводящих корпусах не нуждаются в обратном пути корпуса для безопасности. Что нам нужно, так это иметь возможность называть эти пути как-то иначе, чтобы не путать их с землей, но это проблема, выходящая за рамки данной статьи.

Теперь, когда вы знаете, что представляет собой каждый из этих типов «заземления», важно уметь распознать их на схеме, чтобы ваша электроника могла работать правильно и безопасно. Ниже вы найдете наиболее часто используемые символы для обозначения сигнала, шасси и заземления.Хотя это стандартные символы, вы можете столкнуться с схемой, которая отличается от них. Если это произойдет, обязательно проверьте. Это обеспечит вашу безопасность.

Мы надеемся, что эта статья помогла прояснить некоторую путаницу относительно того, что такое «земля». Термин загружается и в зависимости от контекста может относиться к пути возврата, ссылочному узлу или к обоим. Имейте в виду, что это только верхушка айсберга, о «основаниях» и о том, как следует реализовать обратные пути в различных приложениях, написаны целые книги.Возможно, вы захотите посетить недавний вебинар, который мы провели: Введение в целостность сигналов для проектирования печатных плат.

Теперь у вас есть основа для понимания этих книг и принятия правильных проектных решений в ваших схемах. Тщательно спроектировав пути возврата, вы можете свести к минимуму перекрестные помехи между различными частями вашей цепи и обезопасить пользователей ваших продуктов, что поможет вам спать по ночам. Получайте удовольствие от конструирования и помните, что земля предназначена для картофеля и моркови!

Земля | Книга Ultimate Electronics

Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем


Земля как источник опорного напряжения, физическая концепция и расширенное использование в высокоскоростных конструкциях, плоскостях заземления антенн и нежелательных контурах заземления.Читать 7 мин

Концепция земля представляет собой особенно опасную область путаницы для электроники, потому что этот термин перегружен, чтобы применяться к нескольким связанным, но различным ситуациям.

Один из способов помочь демистифицировать концепцию — просто заменить слово на землю на , на ссылку или относительно .


В разделе «Напряжение и ток» мы сказали, что все напряжения относительны между двумя точками.

В книге «Электроны в состоянии покоя» мы объяснили, что функция электрического потенциала — это просто еще один способ выразить, как электрическое поле воздействует на пробный заряд.В этом контексте абсолютное значение функции электрического потенциала не имеет значения: только направление и наклон его изменения — в частности, его градиент , если использовать терминологию многомерного исчисления.

Градиент скалярной функции f (x, y, z) не зависит от добавления некоторого постоянного смещения к этой скалярной функции f (x, y, z) + C .

Все напряжения указаны попарно VAB , которое представляет собой напряжение в точке A по отношению к B. (в качестве альтернативы, это сумма электрических полей, идущих по пути от B к A; подробнее см. «Электроны в состоянии покоя».)

В целях анализа цепей часто невероятно удобно определить некоторую произвольную точку, например B, в качестве универсального опорного источника нулевого напряжения или точки заземления : теперь мы можем сказать VA только, а буква B подразумевается.

VA = VAB = VA − VB, если B определяется как земля

При таком определении напряжение в самой точке заземления равно нулю:

VB = VBB = VB − VB = 0, если B определяется как земля

Обратите внимание, что в разделе «Напряжение и ток» мы сказали, что напряжение всегда равно в двух точках. Однако теперь, когда мы выбрали точку заземления, мы формулируем предложения, которые описывают напряжение в одной точке. Это сбивающая с толку разница в терминологии, но она удобна, коротка и широко используется. Фактически, это все равно эквивалентно: когда мы говорим «напряжение в точке A», мы всегда имеем в виду «напряжение в точке A относительно земли », даже если мы не произносим это вслух.

Выбор точки заземления для анализа цепи является произвольным, но есть некоторые соглашения о том, как выбрать ее для удобства при решении вашей схемы и для облегчения общения с другими инженерами.

Это снова появится в разделе «Обозначение напряжений, токов и узлов», где мы увидим, что определение узла заземления может помочь упростить уравнения нашей схемы при их решении.


Некоторые люди думают о земле как об узле, к которому мы можем добавлять или снимать заряд без изменения его напряжения. (Напротив, если мы добавим некоторый положительный заряд к большинству других узлов, напряжение там обычно возрастет.)

Это не сильно отличается от простого рассмотрения земли как нашего фактического опорного напряжения нулевого напряжения.Это просто вопрос определенной точки отсчета.

Концепция земли может быть особенно испорчена, потому что ранние системы связи буквально использовали землю для передачи обратного тока. Но это была плохая идея — не делай этого!

Земля не , а не снимает правило сохранения заряда с любой цепи.

Земля, наверное, не такая уж особенная, как вы думаете. Подумайте об этом как о выбранном вами V = 0 ссылка.


Мы можем видеть разные заземления, иногда с разными названиями и символами, например, , сигнальное заземление , , заземление шасси, и , заземление, .

Они могут сосуществовать даже в одной системе. Также может быть аналоговая земля , цифровая земля и RF земля , например.

Какой из них «правильный»? Какая из них является «истинной землей»? Возможно, все они. В какой-то момент они часто явно связаны друг с другом.

На практике нас заботит не только то, что является нашим опорным нулевым напряжением, но и фактический физический путь тока (преднамеренный и непреднамеренный), потому что этот путь влияет на все остальное, что связано с ним.

Это потому, что наша упрощенная модель с сосредоточенными элементами предполагает, что узел является узлом, даже землей, и любые провода, соединяющие разные земли, имеют нулевую задержку и нулевое сопротивление, индуктивность и емкость. Это предположение может быть «достаточно хорошим», когда мы работаем с низкими частотами.

Однако в реальном мире провода действительно имеют ненулевое сопротивление, индуктивность, емкость, и требуется некоторое ненулевое время, чтобы сигнал добрался из точки A в точку B благодаря скорости света.

Из-за этих факторов нам иногда приходится задумываться о конкретной роли каждого основания и понимать, что эти основания не всегда могут быть полностью синхронизированы.


Другой случай наличия нескольких заземлений — это высокоскоростные межкомпонентные соединения, такие как разъемы PCIe с компьютерами и т. Д. Эти разъемы имеют много заземлений — часто один провод заземления на сигнальный провод!

Если они все основаны, почему бы просто не иметь одну? Это потому, что любые сигналы передаются через электрические и магнитные поля с любыми соседними проводниками.И, если мы удостоверимся, что ближайший проводник является заземлением, это лучше, чем он соединяется (и искажает) с другим сигнальным проводом.

Для получения дополнительной информации см. Последующие главы, посвященные шуму и помехам и проектированию для минимизации помех.


Множественные заземления или наличие контуров заземления являются свидетельством нарушения модели с сосредоточенными элементами.

В этих случаях:

  1. Мы не можем предположить, что весь узел заземления находится под одним потенциалом.
  2. Мы не можем предположить, что все это физически находится в одном месте, поэтому для распространения информации требуется время.
  3. Соединение физических заземлений создает петель в нашей цепи, которые могут иметь изменяющийся во времени магнитный поток, которые создают неконсервативные электрические поля, которые индуцируют напряжения, нарушающие закон Кирхгофа о напряжении.

Тем не менее, упрощающее предположение о земле все еще обычно достаточно хорошо, но будьте осторожны, если это не так. В этих случаях помните, что это всего лишь произвольная контрольная точка, поэтому выберите одну и затем смоделируйте различные неидеальности как часть вашей модели с сосредоточенными элементами по мере необходимости.


Земля играет особую роль в радиочастотных системах. Когда люди говорят о заземлении антенн, их больше всего беспокоят две разные вещи:

  1. Во-первых, они обеспокоены ударами молний на открытом воздухе и хотят убедиться, что любая молния, попадающая в антенну, разряжается в землю, а не в ваше оборудование.
  2. Во-вторых, они обеспокоены заземлением , которое требуется для некоторых типов антенн и которое может обеспечиваться проводимостью самой земли.(Или, например, стальной кузов автомобиля.) Но не всем антеннам нужен заземляющий слой.

Это отдельные концепции от заземления в качестве опорного напряжения , описанного выше, поэтому выбор фраз , заземление антенны, и , заземление является неудачным и легким источником путаницы.


То, что мы рисуем небольшой символ на нашей схеме и называем что-то «землей», не означает, что это приятное тихое 0-вольтовое место!

Контуры заземления являются распространенной проблемой, когда заземление в точке №1 не совпадает с заземлением в точке №2.Это вызывает серьезные проблемы в системных межсоединениях, аудиосистемах и т. Д. Например, это могут быть две разные точки в одном здании, которые имеют немного разную территорию, нравится нам это или нет.

Размышляя о проблемах с заземлением, помните, что:

  • Расстояние имеет значение : потому что область самой петли является способом возникновения проблем наведенным напряжением. Расстояние также коррелирует с более высоким сопротивлением, индуктивностью и емкостью провода между двумя точками, а также с неизбежной задержкой распространения скорости света.
  • Current Matters : потому что ток, протекающий в землю с конечным сопротивлением, вызывает падение напряжения, которое заставляет две точки иметь разные напряжения.
  • Частота имеет значение : потому что более высокочастотные сигналы имеют более короткие длины волн.

По замыслу, мы стараемся избежать проблем с заземлением несколькими способами, которые выходят за рамки данной главы:

  • использовать звездообразную топологию (одинарное заземление)
  • использовать дифференциальные сигналы (например, Ethernet)
  • использовать оптическую или трансформаторную изоляцию для подключения различных частей оборудования (например, волоконной оптики)
  • использовать беспроводную радиочастотную связь между системами (например, Wi-Fi)

В следующем разделе «Сопротивление и закон Ома» мы поговорим о резисторах и о том, почему они подчиняются линейной зависимости тока от напряжения, которую мы называем законом Ома.


Роббинс, Майкл Ф. Ultimate Electronics: Практическое проектирование и анализ схем. CircuitLab, Inc., 2021, ultimateelectronicsbook.com. Доступно. (Авторское право © CircuitLab, Inc., 2021)

Важность заземляющих проводов | ООО «Вэйв Электрик Компани»

В каждой электрической цепи есть активный провод, по которому идет электричество, и нейтральный провод, по которому обратно мощность. Дополнительный «заземляющий провод» можно подключить к розеткам, различным электрическим устройствам и заземлению через коробку выключателя.Заземляющий провод действует как безопасный путь для прохождения электричества в случае короткого замыкания. В случае короткого замыкания заземляющий провод отключит автоматический выключатель или перегорит предохранитель, что намного предпочтительнее опасного удара, который мог бы возникнуть в противном случае. Обращайтесь к нам, и мы сможем установить заземляющий провод, который защитит вас, вашу электронику и ваш дом.

Пять основных причин иметь заземляющий провод:
  1. Перенаправление электрической перегрузки. Если в ваш дом ударит молния или произойдет скачок напряжения по какой-либо другой причине, ваша система будет иметь опасно высокое напряжение в системе. Заземленная система безопасно отправит все это электричество в землю, защищая вашу электронику от повреждений.
  2. Направление электричества. Даже когда нет проблем, заземляющие провода могут упростить подачу питания туда, где оно должно быть. Это позволит электрическому току безопасно и эффективно проходить через вашу систему.
  3. Уровни напряжения стабилизации. Наличие заземленной электрической системы также может упростить поддержание баланса уровней напряжения, предотвращая перегрузку и выход из строя цепей.
  4. Земля — ​​великий проводник. Избыточное электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления, и Земля предлагает безопасный путь для этого электричества, чтобы покинуть ваш дом. Попадая на Землю, электричество безвредно рассеивается, что может быть буквально спасением.
  5. Защита от повреждений и травм. Без должным образом заземленной электрической системы вы рискуете не только здоровьем, но и здоровьем своей электроники. Перегрузки могут привести к множеству неприятных вещей, например, к поджариванию контуров, возникновению пожара или причинению болезненных или смертельных ударов током.

Почему компания Wave Electric является одним из лучших электриков в области?

Wave Electric Company предоставляет электрические услуги в районе Нью-Джерси более 25 лет. Можно сказать, что мы предлагаем 100% удовлетворение, но мы предпочитаем превзойти ожидания.Когда мы обслуживаем ваш дом, мы стремимся предоставить вам самое лучшее. У нас есть предоплата, обслуживание звонков до 14:00 в тот же день и многое другое. Позвоните нам сегодня по любым вопросам, связанным с электричеством!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *