Чем отличается зануление и заземление | Tze1.ru — всё об электромонтаже

Зануление и заземление защищает человека от удара током при работе с электроприборами и установками. Что это такое, в чем разница между занулением и заземлением и когда лучше использовать первый или второй вариант? Ответы ниже.

Что такое зануление

Зануление – мера защиты пользователя электроустановок и приборов, которая нужна в случае аварии и подачи напряжения на корпус в результате пробоя изоляции. Суть зануления заключается в соединении через проводник корпуса и элементов электроприбора с заземленным выводом однофазного тока, заземленной точкой в сети постоянного тока или трансформатора.

Схема зануления

Схема зануления

На иллюстрации представлена схема зануления, где нулевой защитный проводник (PE) подключен к глухому заземлению. В свою очередь, рабочий ноль (N) подключен к защитному нулю (PE).

Существует три схемы зануления:

• TN-C. Рабочий ноль и защита объединены в один проводник (PEN). Эту схему категорически запрещено использовать в сетях постоянного тока и однофазных сетях.
• TN-CS. Рабочий ноль и защита объединены в проводник PEN, который разделяется на PE и N, которые подводятся к однофазной сети.
• TN-S. Рабочий ноль и фаза разделены. Это наиболее безопасная схема.

При аварии и пробое изоляции благодаря занулению происходит короткое замыкание. Из-за короткого замыкания срабатывают автоматы-предохранители, поэтому подача тока на корпус мгновенно прекращается. Это защищает людей от удара током.

Зануление используется в промышленности, на магистральных линиях электропередач.

Что такое заземление

Заземление – способ защиты пользователя от удара током при подаче напряжения на корпус прибора в результате аварии. Суть заземления заключается в соединении корпуса электроустановки или прибора с землей.

Заземление выполняется с помощью заземляющего устройства. Оно состоит из заземлителя и заземляющего электрода. Заземлитель находится непосредственно в земле. Заземляющий электрод соединяет его с любой точкой электроустановки или сети.

Схема заземления

Схема заземления

На иллюстрации заземляющий проводник (PE) соединен с землей и рабочим нулем (N).

Есть несколько систем заземления:

• Система TN с описанными выше схемами TN-C, TN-S и TN-CS. В этих системах нейтральный проводник глухо заземлен.
• Система TT. Токопроводящие части электроустановок и нейтральный проводник заземляются независимо друг от друга.
• Система IT. Токопроводящие части электроустановок заземлены, нейтральный проводник не заземлен.

При аварии и подаче электричества на корпус благодаря заземлению срабатывают автоматы-предохранители. Если предохранители не срабатывают, большая часть электричества уходит в землю. Это защищает человека от опасного для жизни и здоровья удара током.

Заземление применяется в промышленности и в быту.

Читайте также: Заземление розеток дома и на даче

В чем практическая разница между заземлением и занулением

Как отмечалось выше, главная функция зануления и заземления – защита человека от удара током при пробое изоляции и подаче напряжения на корпус электроприбора или установки. Эти способы защиты работают по-разному.

Обозначение заземления на схемах и электроприборах

Обозначение заземления на схемах и электроприборах

При использовании зануления пробой изоляции и подача электричества на корпус вызывает короткое замыкание. Чтобы зануление защитило человека от удара током, должен сработать автомат-предохранитель.

Заземление надежнее защищает человека от удара током. При пробое изоляции и подаче электроэнергии на корпус срабатывает автомат-предохранитель и напряжение отключается. Если автомат не срабатывает, а человек прикасается к корпусу, благодаря заземлению большая часть тока уходит в землю.

Заземление обеспечивает двойную защиту от удара током.

У заземления есть еще одно важное отличие от зануления. Кроме защитной функции или профилактики электротравм, оно снимает электрический потенциал с корпуса электроприборов. Это необходимо для корректной работы чувствительной аппаратуры, например измерительных приборов, микрофонов, акустических систем и так далее.

Читайте также: Что нужно знать об электропроводке и использовании электроприборов в ванной комнате

Заключение

Зануление и заземление защищают человека от удара электрическим током при аварийных ситуациях, в результате которых напряжение подается на корпус электроприбора. При занулении происходит короткое замыкание и срабатывает предохранитель-автомат, который прекращает подачу напряжения. При заземлении срабатывает предохранитель или большая часть тока уходит в землю.

Кроме защитной функции, заземление обеспечивает корректную работу чувствительных приборов. Оно снимает электропотенциал с корпуса устройства.

Зануление сложнее реализовать. Также его эффективность зависит от качества автоматов-предохранителей. Поэтому зануление чаще используется в промышленности.

Заземление более надежно и его проще реализовать. Поэтому этот способ защиты чаще применяется в быту и при строительстве жилых зданий.

Заземление и зануление в чем разница и как отличить проводники

Очень часто даже сами электрики путают два таких понятия как заземление и зануление. Как же их отличить рядовому потребителю? По определению заземление — это принудительное соединение металлических частей оборудования с землей. Главное его назначение — понизить до минимума напряжение, которое может возникнуть на корпусе аппарата, если произойдет пробой изоляции.

Зануление — это соединение металлических частей эл.оборудования с нулевым проводом. Если произойдет пробой изоляции и фаза попадет на зануленный корпус — получится однофазное короткое замыкание. Оно то и вызовет отключение напряжение через защитный автомат. Зануление и заземление выполняют по сути одну задачу, но немного разными способами.

Как на практике отличить проводник заземления от нулевого провода? Допустим у вас не завершен до конца ремонт и из подрозетника торчит кабель с тремя жилами. Определить какая из них фазная не так сложно. Для этого нужно воспользоваться индикаторной отверткой или тестером.

Только поняв какой из проводников является фазным, можно приступать с методам поиска земли и нуля.

Заземление

Заземление представляет собой один проводник или составленную из них группу, находящуюся в соприкосновении с землей. С его помощью выполняется сброс поступающего на металлический корпус агрегатов напряжения по пути нулевого сопротивления, т. е. к земле.

Такое электрическое заземление и зануление электрооборудования в промышленности актуально и для бытовых приборов со стальными наружными частями. Прикосновение человека к корпусу холодильника или стиральной машины, оказавшегося под напряжением, не вызовет поражения электрическим током. С этой целью используются специальные розетки с заземляющим контактом.

Источники помех на шине Земля

Все помехи, воздействующие на кабели, датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и металлические шкафы автоматики, в большинстве случаев протекают и по заземляющим проводникам, создавая паразитное электромагнитное поле вокруг них и падение напряжения помехи на проводниках.

Источниками и причинами помех могут быть молния, статическое электричество, электромагнитное излучение, «шумящее» оборудование, сеть питания 220 В с частотой 50 Гц, переключаемые сетевые нагрузки, трибоэлектричество, гальванические пары, термоэлектрический эффект, электролитические процессы, движение проводника в магнитном поле и др. В промышленности встречается много помех, связанных с неисправностями или применением не сертифицированной аппаратуры. В России уровень помех регулируются нормативами — ГОСТ Р 51318.14.1, ГОСТ Р 51318.14.2, ГОСТ Р 51317.3.2, ГОСТ Р 51317.3.3, ГОСТ Р 51317.4.2, ГОСТ 51317.4.4, ГОСТ Р 51317.4.11, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 50648. На этапе проектирования промышленного оборудования, чтобы снизить уровень помех, применяют маломощную элементную базу с минимальным быстродействием и стараются уменьшить длину проводников и экранирование.

Принцип работы УЗО

Для безопасной работы промышленного и бытового оборудования применяют устройства защитного отключения (УЗО), используют приборы автоматических дифференциальных выключателей. Их работа основана на сравнении входящего по фазному проводу электрического тока и выходящего из квартиры по нулевому проводнику.

Нормальный режим работы электрической цепи показывает одинаковые значения тока в названых участках, потоки направлены в противоположных направлениях. Для того чтобы они и далее уравновешивали свои действия, обеспечивали сбалансированную работу приборов, выполняют устройство и монтаж заземления и зануления.

Пробой в любом участке изоляции приводит к протеканию тока, направляющегося к земле, через поврежденное место с обходом рабочего нулевого проводника. В УЗО показывается дисбаланс силы тока, прибор автоматически выключает контакты и напряжение исчезает во всей рабочей схеме.

Для каждого отдельного эксплуатационного условия предусмотрены различные установки для отключения УЗО, обычно диапазон наладки составляет от 10 до 300 миллиампер. Устройство срабатывает быстро, время отключения составляет секунды.

Основные понятия.

Сила тока— скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через проводник, ко времени, за которое этот заряд прошел.

где
I— сила тока,q—величина заряда (количество электричества),t— время прохождения заряда.
Плотность тока— векторная физическая величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.

где
j
—
плотность тока
,
S
—
площадь сечения проводника.
Направление вектора плотности тока совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

Напряжение

—
скалярная физическая величина, равная отношению полной работе кулоновских и сторонних сил при перемещении положительного заряда на участке к значению этого заряда.
гдеA—полная работа сторонних и кулоновских сил,q— электрический заряд.

Электрическое сопротивление— физическая величина, характеризующая электрические свойства участка цепи.

гдеρ— удельное сопротивление проводника,l—длина участка проводника,S—площадь поперечного сечения проводника.

Проводимостьюназывается величина, обратная сопротивлению

где G—проводимость.

Работа заземляющего устройства

Чтобы присоединить заземляющее устройство к корпусу бытового или промышленного оборудования применяется РЕ-проводник, который из щитка выводится по отдельной линии со специальным выходом. Конструкция обеспечивает соединение корпуса с землей, в чем и заключается назначение заземления. Отличие заземления от зануления состоит в том, что в начальный момент при подсоединении вилки к розетке рабочий ноль и фаза не коммутированы в оборудовании. Взаимодействие исчезает в последнюю минуту, когда размыкается контакт. Таким образом, заземление корпуса имеет надежное и постоянное действие.

Практические советы

При полной или частичной замене, модернизации или ремонте проводки в квартире или загородном доме важно не пренебрегать правилами личной безопасности. Несколько практических советов:

• Если установлена двухпроводная электрическая сеть, при установке трехпроводной розетки нельзя соединять заземляющий контур и рабочий ноль. Это нарушение одного из основных правил безопасности. Если пренебречь им, корпус бытового прибора, подключенного к сети, всегда будет под напряжением, что отрицательно сказывается на производительности и эксплуатационном сроке, а также несет опасность жизни и здоровью человека и домашних питомцев.
• Во время строительства дачи или загородного дома установка заземления – обязательное условие эксплуатации электричества. Недорогая, имеющая простую конструкцию заземляющая система сбережет здоровье людей и целостность всей дорогостоящей бытовой техники, электротехнических приборов.
• Для обеспечения электроэнергией мощных бытовых приборов, например, стиральной или посудомоечной машины, бойлера, в помещении рекомендуется проводить отдельную магистраль электропроводки. Обусловлено это тем, что при одновременном запуске этих приборов датчики УЗО (устройства защитного отключения) и предохранительные датчики будут часто срабатывать, отключая полностью подачу ресурса на квартиру или дом.

Предохранительный автомат и УЗО – это два абсолютно разных электротехнических прибора. Каждый из них имеет свои конструктивные особенности и выполняет определенные функции.

Устройство защитного отключения – это защита человека и домашних питомцев, прибор быстрого срабатывания. Автомат – это электротехнический прибор, который улавливает изменение параметров электрической сети, в частности ее перегрузку. Его основной недостаток – может сработать не сразу, а по истечении определенного времени. Чтобы совместить возможности двух защитных приборов и нивелировать их недостатки, был разработан гибридный прибор – дифавтомат.

{SOURCE}

Два пути устройства заземления

Системы защиты и отвода напряжения подразделяют на:

• искусственные:
• естественные.

Искусственные заземления предназначены непосредственно для защиты оборудования и человека. Для их устройства требуются горизонтальные и вертикальные стальные металлические продольные элементы (часто применяют трубы с диаметром до 5 см или уголки № 40 или № 60 длиной от 2,5 до 5 м). Тем самым отличается зануление и заземление. Разница состоит в том, что для выполнения качественного зануления требуется специалист.

Естественные заземлители используются в случае их ближайшего расположения рядом с объектом или жилым домом. В качестве защиты служат находящиеся в грунте трубопроводы, выполненные из металла. Нельзя использовать для защитной цели магистрали с горючими газами, жидкостями и тех трубопроводов, наружные стенки которых обработаны антикоррозионным покрытием.

Естественные объекты служат не только защите электроприборов, но и выполняют свое основное предназначение. К недостаткам такого подключения относится доступ к трубопроводам достаточного широкого круга лиц из соседних служб и ведомств, что создает опасность нарушения целостности соединения.

Ошибки, допускаемые при монтаже

Наиболее распространенными ошибками при устройстве систем защиты бывают следующие:

1. Недостаточный контакт жилы, соединяющей корпус электроприбора с заземляющей шиной. В этом случае эффективность защиты уменьшается. Запрещается осуществлять контакт с шиной заземления через скрутку. Соединение должно быть только болтовым
2. Использование в качестве заземлителя трубопроводов отопительной или водопроводной системы. Утечки тока могут проявляться путем поражения через воду или прикосновение к трубам. Кроме того от этого могут пострадать соседи.
3. В случае отсутствия специального образования или навыков работы с электроприборами, лучше доверить устройство защитных систем опытным специалистам.
4. Применение в качестве жилы между потребителем и заземляющей шиной алюминиевого провода. Может произойти окисление и контакт будет утрачен.
5. Неправильная коммутация зануляющего провода при расщеплении с рабочим нулем (фиксация под один зажим). Возможно отгорание проводника и выход из строя защитыУстройство зануления непосредственно в розетке или в распределительной коробке. При нарушении целостности или отключении рабочего нуля (вышел из строя автомат, отгорел контакт), прибор может оказаться под опасным напряжением.

Практически каждый из нас слышал о том, что большинство бытовых приборов нужно заземлять, но мало кто может сказать, для чего, и как оно вообще работает. Еще меньше людей знают, что такое зануление, и совсем немногие могут ответить на вопрос о том, чем отличается ноль от земли. Тем не менее от правильного заземления или зануления зависит человеческая жизнь, поэтому приведенную в этой статье информацию без преувеличения можно назвать жизненно важной.

Зануление

Помимо заземления, в некоторых случаях используют зануление, нужно различать, в чем разница. Заземление и зануление отводят напряжение, только делают это разными способами. Второй метод является электрическим соединением корпуса, в нормальном состоянии не под напряжением, и выводом однофазного источника электричества, нулевым проводом генератора или трансформатора, источником постоянного тока в его средней точке. При занулении напряжение с корпуса сбрасывается на специальный распределительный щиток или трансформаторную будку.

Зануление используется в случаях непредвиденных скачков напряжения или пробоя изоляции корпуса промышленных или бытовых приборов. Происходит короткое замыкание, ведущее к перегоранию предохранителей и мгновенному автоматическому выключению, в этом заключается разница между заземлением и занулением.

Устройство зануления

Чем отличается заземление от зануления, видно и на примере подключения. Корпус отдельным проводом соединяется с нулем на распределительном щитке. Для этого в розетке соединяют третью жилу электрического кабеля с предусмотренной для этого клеммой в розетке. У этого метода есть недостаток, который заключается в том, что для автоматического отключения нужен ток, по размеру больший, чем заданные установки. Если в нормальном режиме отключающее устройство обеспечивает работу прибора с силой тока в 16 Ампер, то малые пробои тока продолжают утекать без отключения.

После этого становится понятно, какая разница между заземлением и занулением. Человеческое тело при воздействии силы тока в 50 миллиампер может не выдержать и наступит остановка сердца. Зануление от таких показателей тока может не защитить, так как его функция заключается в создании нагрузок, достаточных для отключения контактов.

Нулевой проводник

Нулевой проводник или, как его еще называют, нейтраль выполняет простую, но важную функцию. Он выравнивает нагрузки в сети, на выходе обеспечивая напряжение в 220 Вольт. Избавляет фазы от скачков и перекосов, нейтрализуя их. Не удивительно, что его символом является буква n – образован от английского слова Neutral. А сочетание обозначений n, l в электрике всегда идут рядом.

В распределительном щитке все кабели данной расцветки группируются на одной, нулевой шине с соответствующей буквенной аббревиатурой. В розетках также есть необходимая маркировка.

Поэтому мастер никогда не спутает, куда крепить специальный нулевой контакт.

Такая маркировка, принцип работы применимы как к однофазной, так и к трехфазной сети.

Заземление и зануление, в чем разница?

Между этими двумя способами существуют отличия:

• при заземлении избыточный ток и возникшее на корпусе напряжение отводятся непосредственно в землю, а при занулении сбрасываются на ноль в щитке;
• заземление является более эффективным способам в вопросе защиты человека от поражения электрическим током;
• при использовании заземления безопасность получается за счет резкого уменьшения напряжения, а применение зануления обеспечивает выключение участка линии, в которой случился пробой на корпус;
• при выполнении зануления, чтобы правильно определить нулевые точки и выбрать метод защиты потребуется помощь специалиста электрика, а сделать заземление, собрать контур и углубить его в землю может любой домашний мастер-умелец.

Заземление является системой отвода напряжения через находящийся в земле треугольник из металлического профиля, сваренного в местах соединения. Правильно устроенный контур дает надежную защиту, но при этом должны соблюдаться все правила. В зависимости от требующегося эффекта выбирается заземление и зануление электроустановок. Отличие зануления в том, что все элементы прибора, которые в нормальном режиме не находятся под током, подсоединяются к нулевому проводу. Случайное касание фазы к зануленным деталям прибора приводит к резкому скачку тока и отключению оборудования.

Сопротивление нейтрального нулевого провода в любом случае меньше этого же показателя контура в земле, поэтому при занулении возникает короткое замыкание, которое в принципе невозможно при использовании земляного треугольника. После сравнения работы двух систем становится понятно, в чем разница. Заземление и зануление отличаются по способу защиты, так как велика вероятность отгорания со временем нейтрального провода, за чем нужно постоянно следить. Зануление применяется очень часто в многоэтажных домах, так как не всегда есть возможность устроить надежное и полноценное заземление.

Заземление не зависит от фазности приборов, тогда как для устройства зануления необходимы определенные условия подключения. В большинстве случаев первый способ превалирует на предприятиях, где по требованиям техники безопасности предусматривается повышенная безопасность. Но и в быту в последнее время часто устраивается контур для сброса возникающего излишнего напряжения непосредственно в землю, это является более безопасным методом.

Защита при заземлении касается непосредственно электрической цепи, после пробоя изоляции за счет перетекания тока в землю значительно снижается напряжение, но сеть продолжает действовать. При занулении полностью отключается участок линии.

Заземление в большинстве случаев используют в линиях с устроенной изолированной нейтралью в системах IT и ТТ в трехфазных сетях с напряжением до 1 тыс. вольт или свыше этого показателя для систем с нейтралью в любом режиме. Применение зануления рекомендовано для линий с заземленным глухо нейтральным проводом в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с имеющимися в наличии N, PE, PEN проводниками, это показывает в чем разница. Заземление и зануление, несмотря на отличия, являются системами защиты человека и приборов.

Откуда появился ноль, и каким он бывает

Если рассматривать планету Земля с точки зрения электротехники, то она является сферическим конденсатором. В нем три элемента:

1. Земная твердь, имеющая отрицательный потенциал.
2. Ионосфера – слой атмосферы, воспринимающий и частично рассеивающий излучения Солнца. Она имеет положительный потенциал.
3. Газовая атмосфера, имеющая диэлектрические свойства и играющая роль обкладки.

Разница потенциалов между обкладками этого глобального конденсатора равна 300 тыс. вольт. Она уменьшается по мере приближения к поверхности. Так, на высоте 100 метров ее значение 10 тыс. вольт.

Почему мы считаем потенциал Земли равным нулю, ведь на самом деле он имеет вполне материальное значение, хотя и c отрицательным знаком? Этот вопрос стоит задать ученым XVIII или XIX веков, заложивших основы электротехники.

Например, английскому физику Майклу Фарадею. Так им было удобнее измерять напряженность электромагнитного поля – принять за точку отсчета (ноль) Землю. Этот прием используется во многих отраслях науки. Например, в термодинамике. В ней за абсолютный ноль принята температура, при которой прекращается движение электронов в атомной структуре любого вещества.

Это так называемая шкала Кельвина, которая отличается от другой системы измерения температур – она предложена Андерсом Цельсием – на 273 градуса со знаком минус.

Итак, электрический ноль – это условное понятие, которое применяют в отношении любого предмета с отрицательным потенциалом. Его можно получить тремя способами:

1. Присоединившись к земной тверди, отчего и произошло понятие «заземление».
2. Кристаллическая решетка всех металлов имеет отрицательный заряд разной величины, что определяет степень их электрохимической активности. Поэтому достаточно присоединиться к металлическому предмету большой массы и объема. Два последних условия являются обязательными, поскольку тело должно иметь электрическую емкость, сравнимую с Земной. Это называется рабочим заземлением.
3. Соединив проводники с текущим по ним переменным током так, чтобы в общей точке сумма их векторного сложения была равна нулю (так называемая схема звезда), из-за чего ее назвали нейтралью. Это основа приема, называемого в электротехнике занулением.

Полезные термины электротехники

Для понимания некоторых принципов, по которым выполняются защитные зануление, заземление и отключение следует знать определения:

Глухозаземленная нейтраль представляет собой нулевой провод от генератора или трансформатора, непосредственно подключенный к заземляющему контуру.

Ею может служить вывод от источника переменного тока в однофазной сети или полюсная точка источника постоянного тока в двухфазных магистралях, как и средний выход в трехфазных сетях постоянного напряжения.

Изолированная нейтраль представляет собой нулевой провод генератора или трансформатора, не соединенный с заземляющим контуром или контактирующий с ним через сильное поле сопротивления от сигнализационных устройств, защитных приборов, измерительных реле и других приспособлений.

Дополнительные сведения о нахождении земли, фазы, нулевого провода

Добавим другой способ — промышленностью запрещен. Лампочка в патроне с двумя оголенными проводами. При помощи инструмента находят фазу, можно жилу замыкать на заземление. Нельзя использовать водопроводные, газовые, канализационные трубы, прочие инженерные конструкции. По правилам, оплетка кабельной антенны снабжена занулением (заземлением). Относительно нее можно тестером (запрещенной стандартами лампочкой в патроне) находить фазу.

Для решительных людей порекомендуем пожарные лестницы, стальные шины громоотводов. Нужно зачистить металл до блеска, звонить на участок фазу

Обратите внимание, далеко не все пожарные лестницы заземлены (хотя обязаны быть), шины громоотводов 100%. Если обнаружите столь вопиющий произвол, можно обратиться в управляющие организации, при отсутствии реакции – стучите (россияне именуют правозащитников стукачами) государственным инстанциям

Указывайте нарушение правил защитного зануления зданий.

Принятые обозначения заземляющих устройств в сети

Все электрические установки с присутствующими в них проводниками заземления и нулевыми проводами в обязательном порядке подлежат маркировке. Обозначения наносятся на шины в виде буквенного обозначения РЕ с переменно чередующимися поперечными или продольными одинаковыми полосками зеленого или желтого цвета. Нейтральные нулевые проводники маркируются голубой литерой N, так обозначается заземление и зануление. Описание для защитного и рабочего нуля заключается в проставлении буквенного обозначения PEN и окрашивании в голубой тон по всей протяженности с зелено-желтыми наконечниками.

Буквенные обозначения

Первые литеры в пояснении к системе обозначают выбранный характер заземляющего устройства:

• Т – соединение источника питания непосредственно с землей;
• I – все токоведущие детали изолированы от земли.

Вторая буква служит для описания токопроводящих частей относительно подсоединения к земле:

• Т говорит об обязательном заземлении всех открытых деталей под напряжением, независимо от вида связи с грунтом;
• N – обозначает, что защита открытых частей под током осуществляется через глухозаземленную нейтраль от источника питания непосредственно.

Буквы, стоящие через тире от N, сообщают о характере этой связи, определяют метод обустройства нулевого защитного и рабочего проводников:

• S – защита РЕ нулевого и N-рабочего проводников выполнена раздельными проводами;
• С – для защитного и рабочего нуля применяется один провод.

Виды защитных систем

Классификация систем является основной характеристикой, по которой устраивается защитное заземление и зануление. Общие технические сведения описаны в третьей части ГОСТ Р 50571.2-94. В соответствии с ней заземление выполняется по схемам IT, TN-C-S, TN-C, TN-S.

Система TN-C разработана в Германии в начале 20 века. В ней предусмотрено объединение в одном кабеле рабочего нулевого провода и РЕ-проводника. Недостатком является то, что при отгорании нуля или возникшем другом нарушении соединения на корпусах оборудования появляется напряжение. Несмотря на это система применяется в некоторых электрических установках до нашего времени.

Системы TN-C-S и TN-S разработаны взамен неудачной схемы заземления TN-C. Во второй схеме защиты два вида нулевых провода разделялись прямо от щитка, а контур являлся сложной металлической конструкцией. Эта схема получилась удачной, так как при отсоединении нулевого провода на кожухе электроустановки не появлялось линейное напряжение.

Система TN-C-S отличается тем, что разделение нулевых проводов выполняется не сразу от трансформатора, а примерно на середине магистрали. Это не было удачным решением, так как если обрыв нуля случится до точки разделения, то электрический ток на корпусе будет представлять угрозу для жизни.

Схема подсоединения по системе ТТ обеспечивает непосредственную связь деталей под напряжением с землей, при этом все открытые части электроустановки с присутствием тока связаны с грунтовым контуром через заземлитель, который не зависит от нейтрального провода генератора или трансформатора.

По системе IT выполняется защита агрегата, устраивается заземление и зануление. В чем разница такого подсоединения от предыдущей схемы? В этом случае передача излишнего напряжения с корпуса и открытых деталей происходит в землю, а нейтраль источника, изолированая от грунта, заземляется посредством приборов с большим сопротивлением. Эта схема устраивается в специальном электрическом оборудовании, в котором должна быть повышенная безопасность и стабильность, например, в лечебных учреждениях.

Виды систем зануления

Система зануления PNG является простой в конструкции, в ней нулевой и защитный проводники совмещаются на всей протяженности. Именно для совмещенного провода применяется указанная аббревиатура. К недостаткам относят повышенные требования к слаженному взаимодействию потенциалов и проводникового сечения. Система успешно используется для зануления трехфазных сетей асинхронных агрегатов.

Не разрешается выполнять защиту по такой схеме в групповых однофазных и распределительных сетях. Запрещается совмещение и замена функций нулевого и защитного кабелей в однофазной цепи постоянного тока. В них применяется дополнительный нулевой провод с маркировкой ПУЭ-7.

Есть более совершенная система зануления для электроустановок, питающихся от однофазной сети. В ней совмещенный общий проводник PEN присоединяется к глухозаземленной нейтрали в источнике тока. Разделение на N и РЕ проводники происходит в месте разветвления магистрали на однофазных потребителей, например, в подъездном щите многоквартирного жилища.

В заключение следует отметить, что защита потребителей от поражения током и порчи электрических бытовых приборов при скачках напряжения является главной задачей энергообеспечения. Чем отличается заземление от зануления, объясняется просто, понятие не требует специальных знаний. Но в любом случае меры по поддержанию безопасности бытовых электроприборов или промышленного оборудования должны осуществляться постоянно и на должном уровне.

Чем отличается зануление от заземления простыми словами:ликбез от дилетанта estimata

Отредактировано 6.07.2019

В данной статье говорится об защитном занулении и заземлении.

Если говорить максимально по простому, то зануление провоцирует моментальное отключение электроэнергии при опасном контакте человека и провода под напряжением. А заземление мгновенно отводит опасное напряжение в землю.

Если говорить немного более подробно, то

• заземление идёт от корпуса электрооборудования с помощью специального заземляющего провода к распределительному щитку. От распределительного щитка заземляющий провод идёт к заземляющему контуру — металлической конструкции, вкопанную в землю рядом с домом. Если по какой-либо причине произойдет пробой электричества на корпус электроприбора или контакт с оголенной токоведущей частью, то это электричество уйдет в землю и минует человека.
  Рекомендую прочитать статьи Системы заземления и  Что можно и что нельзя использовать в качестве естественного заземлителя.
• зануление представляет собой соединение корпуса электрооборудования с нейтральным проводом сети — нулём. Если по какой-либо причине произойдет пробой электричества на корпус электроприбора или контакт с оголенной токоведущей частью, то произойдет короткое замыкание и автоматические выключатели (автоматы), предохранители или другие защитные устройства отключат электроэнергию.

Наглядная разница между заземлением и занулением

Как правило, зануление используется там, где невозможно организовать полноценное заземление. Или как дополнительная защита, на случай, если заземляющий кабель придет в негодность по какой-либо причине. При этом, заземление остается более эффективным подходом к защите человека от поражения элетричеством.

Учтите, что зануление опаснее, чем заземление. В  случае если произойдет пробой электричества, то при занулении есть вероятность попадание под действие электрического тока, т.к. человек имеет меньшее сопротивление, чем оборудование.

Также возможно что при одгорании нуля в щитке фаза будет попадать на корпус.

Обратите внимание, что подключение заземления/зануления в квартирах/домах к электроприборам осуществляется с помощью специальных розеток и вилок, имеющих заземляющий контакт. В России для этого обычно используют так называемые «евро розетки» и «евро вилки». Если их нет, значит заземление/зануление не используется… Но и наличие такого контакта не гарантирует что у вас заземление/зануление есть и оно подключено.

евро розетка

евро вилка

Чем отличается заземление от зануления? Главные отличия | ENARGYS.RU

Многие пользуются в разговоре об электричестве, часто используют два слова, которые не всегда до конца понятны: заземление и зануления. Часто их путают между собой, употребляя в неправильной интерпретации.

Так чем отличается заземление от зануления?

Если говорить по простому, то у заземления существует дополнительная жила (провод), с помощью которой и происходит его подключение к контуру заземления. Сам контур представляет собой вбитые или вкопанные в землю металлические стержни, соединенные между собой.

А вот зануление не подсоединяется к такому контуру, а замыкается на нулевой шине, которая находится в щитке распределения. Для проведения правильного зануления необходимо обладать достаточной квалификацией, так как если неправильно определить точку подключения и рассчитать правильный способ, который зависит от наличия электроприборов. При этом для правильного заземления, таких специальных знаний не требуется, так как сам процесс намного проще.

Оба этих способа преследуют одну цель – уберечь и нейтрализовать возможность выхода тока на корпус, что может привести к получению электра травм и даже летальному исходу.

Встречаются эти обе системы заземление и зануление повсеместно. Зачастую их можно встретить в розетках. Они снабжены обоими способами защиты. Ноль располагается в центре розетки и служит гнездом для стержня вилки. Заземляющий же отвод, находится с краю, в виде небольшой пластинки.

При самостоятельном подключение люстры, которая снабжена тремя или четырьмя проводами, один из них является заземляющим, зачастую он имеет зелено-желтый цвет.

Электрический щиток расположенный перед входом в квартиру тоже имеет несколько степеней заземления. Планки заземления и зануления находятся ниже автоматов, к тому же все металлические части имеют свое заземление.

Способы подключения хорошо показаны на рисунке 1.

Рис.1 Цепь заземления и зануления.

Системы заземления

Существуют несколько разновидностей существующих сейчас систем заземления.

1. Система TN-C, наиболее старая из существующих систем. В ней ноль и проводник (PE) совмещаются в единый провод. Данный способ является не эффективным из-за возможности обрыва нуля.
2. Система TN-S, разработана для замены устаревшей системы TN-C. В данной системе защитный и рабочий ноль разделены. Для заземления используется специальная контурная металлическая система.
3. Система TN-C-S. Это одна из наиболее совершенных систем заземления. В ней происходит связь все проводящих частей с местом заземления у трансформаторной подстанции.
4. Система TT. В ней все открытые части связаны с землей благодаря использованию заземлителя. Который не связан с заземлением на трансформаторной подстанции.
5. Система IT. Наиболее совершенная система. В ней проводник (нейтраль) заземляется через специальные устройства, имеющие большое сопротивление. А остальные части, которые являются открытыми, заземлены отдельно.

Как действует зануление?

При выходе фазы на корпус прибора, который предварительно соединен с нулем. Во время такого пробоя происходит, короткое замыкание. В это время происходит срабатывание автоматических выключателей, которые подсоединены к сети.

Для правильного зануления используется специализированные проводники. Так при использовании однофазной проводки, и использование трех жильного провода один из них и будет являться заземлителем. Правильное заземление характеризуется созданием небольшого сопротивления в контакте фаза – ноль. При неправильном монтаже данной системы, она оказывается просто не эффективной. Благодаря созданию этому зануление делает напряжение, которое попадает на корпус электроприбора не опасным. Соответственно не происходит удара током, которое может привести к значительным повреждениям человека.

Системы зануления

• Система зануления TN-C. В этой системы происходит соединение проводника (ноль N) и защитный ноль (PE). Таким образом, получается проводник PEN. Такая система характеризуется своими высокими требованиями к правильному устройству уравнивания существующих потенциалов и правильному подбору необходимого сечения проводника. Система TN-C применяется в трехфазных источниках. В других системах низкой фазы ее применять нельзя.

• Система зануления TN-C-S. Была разработана для применения в однофазных сетях. В ней проводник PEN соединяется с заземленной нетралью трансформатора. Это соединение происходит в точке расхождения проводника на ноль и защитный, которые дальше проводятся к непосредственным потребителям.

• Система зануления TN-S. Самая современная из всех систем. В данной системе нулевые проводники разделены на всем участке своего следования. Соответственно это обеспечивает низкую способность ее выхода из строя.

Устройство зануления в квартире

Вообще делать зануление в квартире можно. Но это чревато трагическими последствиями. Так, к примеру, при ошибочном подключении фазы к нулю или отгорания нуля произойдет выход из строя всего оборудования, которое находится в квартире и подключено в сеть.

При попытках устройства заземления в домах старой постройки оказывается, что его просто нет. Но по проведению масштабных работ по капитальному ремонту зданий надо добиваться, что бы проводились и работы по созданию систем заземления, путем проведения новых линий, отвечающих современным требованиям безопасности.

А до этого времени при замене проводки, необходимо прокладывать как минимум трех жильный кабель с плавным подключением нуля и фазы. Оставшийся же третий проводник необходимо оставить без подключений при отсутствии системы заземления.

В любом случаи для большей безопасности необходимо использовать устройства защитного отключения и ограничители напряжения.

Таким образом, заземления или зануления служат для защиты людей и имущества от повреждений при пробоях и выходе напряжения.

pls.com — Чем отличается заземление от зануления?

Чем отличается заземление от зануления?

Защитное заземления является самым простым и надежным, по сравнению с остальными способами обеспечения собственной безопасности, а также безопасности имущества.

И, безусловно, следует обращаться к специалистам, по вопросам проведения работ по монтированию защитного заземления, поскольку эта ответственная работа, требует наличия знаний и опыта в этой специфической сфере деятельности. И только специалисты, знают, например, чем отличается заземелние от зануления, и другие немаловажные вопросы, решение которых подвластно лишь высококвалифицированным мастерам данной сферы деятельности.

Обязательными мерами по обеспечению безопасности людей, а также сохранности электроприборов, и самого объекта, являются такие меры, как заземление, так и зануление.

Очень часто люди считают, что это одно и то же, поэтому в этой статье рассмотрим чем отличается зазмелние от зануления.

Безусловно, прежде всего, следует сказать о типе его обустройства. Зануление, например, осуществляется путем полного заземления нейтрали, средней точки, в зависимости от напряжения, которое бывает однофазным и трехфазным источника тока – токоприемника.

А защитное заземление делают посредством соединения с землей отдельных деталей токоприемника. Проще говоря, для зануления, нужны технические знания, специальные навыки, с тем, чтобы уметь определять точку зануления электроприбора, а также выбрать метод зануления, что в немалой степени зависит от количества потребляемого напряжения. В то время, как для монтирования защитного заземления, достаточно применение инструкций и электроприборов, указанных в тех. паспорте. И метод защитного заземления, не отличается и не зависит от фазности электроприбора. Вот это наиболее важные аспекты того, чем отличается заземления от зануления. Но существуют и другие отличия, такие, например, как средства и выбор объекта для возможного подключения защитного провода, а также многие другие нюансы, знанием которых обладают исключительно специалисты, к которым и следует обращаться в случае необходимости монтирования защитного заземления, либо обнуления, поскольку только они знают, чем отличается заземления от зануления, и только они смогут проделать весь комплекс работ правильно и грамотно, а также в оптимальные сроки и со знанием дела.

Это в свою очередь обеспечит надежную безопасность вам, и сохранность ваших электроприборов, которые сегодня довольно дорого стоят.

в чем разница между понятиями

В электротехнике защитное заземление и зануление имеет разное значение. Люди не знакомые с определениями этих понятий ошибочно полагают, что они имеют отношение к выполнению одинаковых функций. В статье пойдет речь об отдельном определении каждого понятия, а также выведения их основных различий.

Понятие заземления

Прежде чем дать ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления, рассмотрим каждое понятие отдельно. Заземление – это специальное соединение электроустановок с землей. Цель этого соединения является снижение резкого скачка напряжения в электрической сети. Оно используется в той цепи, где нейтраль будет изолирована. Когда будет установлено подходящее заземляющее оборудование, то избыточный ток, который поступает в сеть, будет уходить в землю по отводящим контактам. Сопротивление этой части должно быть относительно низким, чтобы ток был поглощен без остатка.

Также функция защитного заземления электроустановок позволяет увеличить объем аварийного тока замыкания, несмотря на то, что это противоречит его назначению. Заземлитель с большим сопротивлением слабый ток замыкания может не воспринять, только со специальными защитными приборами. В таком случае, когда будет аварийная ситуация, установка будет под напряжением, что может представлять большую опасность для здоровья человека в этом помещении. Назначение защитных электроустановок также рассчитано на отведение блуждающего тока в электрической сети.

Заземлитель является особым проводником, который может состоять из одного или нескольких элементов. Обычно они соединены между собой электропроводящим материалом и заключены в землю, которая поглощает проходящий заряд. В качестве заземляющих проводников может использоваться сталь и медь. По нормам ПУЭ данная мера защиты в обязательном порядке должна делаться в современных жилых домах, а также рабочих помещениях, заводах, в общественных заведениях и других зданиях различного назначения.

В большинстве домов современного образца установлены схемы заземления. Однако их может не быть в старых зданиях. В такой ситуации специалисты рекомендуют заменить проводку трехжильным кабелем с заземляющим проводом, подключив защитную электроустановку. Бывают ситуации, когда нет возможности сделать монтаж полноценного заземляющего контура. В современной электротехнике может использоваться специальное портативное оборудование – переносной заземляющий штырь (шина). Их действие соответствует стандартному заземляющему устройству жилых домов или отводов. Такое устройство имеет хорошее практическое значение, легко подвергается монтажу и переноске, починке, а также имеет широкий функционал.

Функцию заземления могут выполнять несколько самостоятельных групп защитного оборудования. Грозозащитные. Они служат для того, чтобы быстро отводить импульсный высокий заряд от молнии. Зачастую их применение необходимо в разрядниках и современных молниеотводах. Рабочие. Такая группа позволяет поддерживать в нужном режиме работу всех электроустановок при разных условиях (нормальные и аварийные).

Защитные. Данная группа оборудования нужна для предотвращения прямого контакта людей и животных с электрическим зарядом, который возникает в результате механического повреждения фазы в проводе. Они позволяют предотвратить множество несчастных случаев, которые могли бы быть, если проблемы с силовой линией не были замечены своевременно.

Заземлители условно разделены на искусственные и естественные. Искусственные электроустановки представляют собой специальные конструкции, которые делаю специально для того, чтобы увести избыточный ток сети в землю, обеспечив защиту своему дому. Их могут производить на заводе или делаться самостоятельно, используя стальные элементы.
Естественными заземлителями является грунт, фундамент под зданием или же дерево возле дома.

Видео “В чем отличия”

Понятие зануления

Занулением может называться соединение отдельных металлических деталей, которые не находятся под воздействием постоянного напряжения, либо с заземленной нейтралью понижающего источника трехфазного тока, либо при заземленном генераторе однофазного тока. Таким образом, высокие скачки напряжения будут отводиться к трансформатору или к отдельному щитку для поглощения. Обычно зануление делается в электроустановках с заземленной нейтралью. Оно позволяет при пробое изоляционного слоя на проводе и коротком замыкании быстро сработать автоматическому выключателю или отреагировать другому защитному оборудованию.

Достаточно часто устанавливают дополнительные устройства защитного отключения. Они будут срабатывать при разной силе тока по фазе и «нулю» силового провода. Такое оборудование может быть установлено вместе с автоматическим выключателем. В таком случае, после пробоя жилы может одновременно сработать оба устройства или же сработает элемент более быстрого действия.

Обычно зануление применяется по правилам устройства электроустановок для промышленного оборудования. Данный вид защиты не является гарантом безопасности здания. Если поврежденная фаза попадет на внешнюю часть устройства, тогда ток никуда не уйдет. Впоследствии произойдет сопряжение сразу двух фаз, что приводит к короткому замыканию в электрической сети. Зануление не создает защиту от тока для человека. Условно это специфический индикатор неполадки или повреждения силовой линии, который предупреждает возгорание при коротком замыкании.

В жилых домах и квартирах совсем не обязательно делать зануление, так как это наоборот может иметь ряд негативных последствий. Например, если в кабеле сгорит нулевая жила, то большинство бытового оборудования и техники также сгорит. Это связано с резким скачком высокого напряжения в электрической сети.

Главные отличия

В первую очередь нужно отметить, что зануление и заземление имеют совершенно разное назначение и действие. Основная разница этих защитных мер – это их назначение.
Заземление служит более эффективным и надежным способом защиты жилого дома от скачка напряжения, чем метод зануления. Различие в их назначении, позволяет выбрать из них тот способ предохранения, который больше подходит в конкретной ситуации. Можно сразу сделать в жилом доме оба варианта защиты. Однако следует отметить, что обычно предпочтение отдают именно заземлению, считая, что этот метод необходим в любом случае.

Заземление позволяет создать защиту сети, быстро снизить напряжение переменного тока в сети до нормального стабильного значения. Тогда как зануление будет способствовать более быстрому отключению цепи, которая была под напряжением, где фактически произошел сбой на линии. Также большой разницей является тот факт, что способы их монтажа имеют разную степень сложности.

Создание зануления в жилом доме, и подключение специального оборудования требует более глубоких познаний об электротехнике. Чтобы этот метод защиты сработал правильно, нужно сделать все правильно. Определить точку зануления очень важно, так как в противном случае могут быть негативные последствия. При монтаже защитных контуров заземления достаточно следовать четким указаниям или инструкциям. Их конструкция достаточно простая.

Способ заземления не имеет зависимости от фазности электрических приборов и различных устройств, так как они имеют одинаковую схему установки. Также схемы создания заземления имеют большее разнообразие, в отличие от зануления, что позволяет подобрать более подходящий вариант в конкретной ситуации. Еще одно их различие заключается в том, что заземление направлено обеспечивает выравнивание потенциалов, а зануление реагирует на такое изменение обесточиванием сети.

Видео “Заземление и ноль: в чем разница?”

Из видео вы на практике увидите, в чем разница между этими двумя показателями.

Отличие заземления от зануления: краткий обзор

 

 

 

 

Зануления от заземления отличается весьма значительно.

Зануление согласно ПУЭ – это преднамеренная защита, используемая в промышленных целях, и не должна практиковаться на бытовом уровне.

Но при этом часто в квартирах делается зануление.  Такая система не совершенна и совсем не безопасна.

В ходе ремонта квартиры делается частичный или полный электромонтаж. Это зависит не только от удобства расположения выключателей и розеток, но и для замены потрепанной годами электропроводки.
С широким развитием всевозможной техники современный человек желает сделать свое жилище безопасным для себя и близких, а для этого необходимо заземление.

 

 

Зануление или заземление в домах старого типа?

 

 

Такие дома очень редко подвергаются реконструкции. Чтобы перевести с. двухжильной системы (ноль и фаза) на трехжильную где предусмотрен защитный проводник РЕ (земля), своими силами практически не возможно.
В данной системе нет защитного проводника РЕ (земли). Никто не станет тянуть из своей квартиры на 4-ом, 5-ом этаже отдельный заземляющий провод. Некоторые все же решаются обеспечить себя заземлением, если квартира расположена на первом этаже . Но в основном такой маневр осуществить не представляется возможным.
В этом случае используется запрещенное зануление. Такой метод в жилом доме совсем не безопасен.

 

 

Как работает зануление?

 

 

Зануление- это не то же, что и заземление! Схема зануления рассчитана на эффект короткого замыкания(КЗ). На производстве нагрузки распределяют равномерно, и ноль выполняет в основном защитные функции. ЗВ данном случае нулевой проводник цепляют на корпусу электродвигателя. При попадании на него напряжения фазы, произойдет КЗ. В следствии сработает на выключение автоматический выключатель. Но при этом есть еще одно но — все электроустановки соединены между собой металлической шиной заземления (РЕ) и выведены на общий контур заземления всего здания.

 

 

Чем грозит зануление в квартире?

 

 

Предположим Вы использовали зануление для вашего электрооборудования. Если нулевая жила по каким-то образом отгорит или электрик случайно перепутает подключение (вместо нуля подключит фазу), то ваше оборудование просто перегорит.
При электромонтаже в квартире без заземления, все же лучше заложить трехжильный кабель. Подключаются две жилы (ноль и фаза), а третью жилу заземления (РЕ) оставляем незадействованной до реконструкции стояков, где будет предусмотрено заземление, читайте дальше на сайте кухни.бел полезные статьи как правильно выбирать кухни под заказ, как заменить фасады и обновить мебель, как благоустроить кухонный и жилой интерьер.

 

Смотрите также:

В чем разница между заземлением и заземлением

Заземление и заземление — это два схожих случая. Однако есть несколько пунктов, описывающих разницу между заземлением и заземлением. Принципиальное различие между заземлением и заземлением заключается в том, что при заземлении цепь с нулевыми потенциальными характеристиками физически соединена с землей. Однако в заземляющем соединении, хотя оно физически не связано с землей, его потенциал по-прежнему равен нулю.

Еще одно принципиальное различие между заземлением и заземлением заключается в том, что при заземлении части, по которым не проходит ток, соединяются с землей.При заземлении часть, проводящая ток, соединяется с землей.

В следующих частях сначала будут представлены определения и спецификации заземления. Затем будут перечислены все различия между заземлением.

Определение заземления

Краткое определение заземления — это соединение нетоковедущих компонентов устройств с землей. Это метод защиты от несправедливых ударов электричества, которые могут нанести вред инструментам, помимо жизни.Следовательно, понятие электрического потенциала должно быть идентифицировано.

В случае какого-либо дефекта в системе электрический потенциал нетоковедущих элементов оборудования увеличивается. В этих случаях кто-то может быть поражен электрическим током, если он коснется корпуса оборудования. Заземление отводит ток утечки на землю. Таким образом мы будем защищены от поражения электрическим током.

Он также защищает наши жилые устройства от молнии и ее последствий. Чтобы получить правильное заземление, мы должны соединить монтажные детали с землей с помощью заземляющего провода или электрода.Этот объект помещают в почву на небольшом расстоянии от земли.

Заземление — это комплекс защитных действий для металлических предметов, которые не относятся к цепи и не имеют прямого контакта с ними, хотя в случае какой-либо неисправности генерируется напряжение.

Заземление снижает это напряжение. Его действенная роль заключается в предотвращении возникновения условий, опасных для электрических устройств и способных спасти жизни людей, которые с ними работают.

Система заземления (Артикул: circuitglobe.com )

Элементы заземления

Типы заземляющих проводов в зависимости от их материала могут быть полосами, трубками, стержнями, арматурой в бетоне или некоторыми другими подземными сооружениями.

Другой способ классифицировать эти провода — рассмотреть способ размещения проводника в земле; по горизонтали, вертикали или по углу.

В зависимости от среды, в которой устанавливаются стержни, есть два типа: в земле и в основании объекта.

Что касается материала заземления, можно добавить, что он обычно изготавливается из оцинкованного чугуна, меди или железа, покрытого медью.

Определение заземления

Заземление аналогично заземлению для изоляции электрических устройств от несчастных случаев, связанных с током. Основной провод присоединяется к источнику питания для подключения устройства, а другая часть проложена под землей. В этой системе часть, по которой проходит ток, подключена непосредственно к земле.

Заземление обеспечивает обратный путь для тока утечки и, следовательно, защищает устройства энергосистемы от разрушения. Если в системе возникает неисправность, ток во всех трех отдельных фазах становится несбалансированным. Заземление обеспечивает высокий уровень безопасности устройств и повышает надежность электрической системы.

Другими словами, заземление охватывает методы защиты некоторой части схемы, которая обеспечивает требуемую функцию или рабочие характеристики схемы.

Заземление может осуществляться прямым или косвенным способом. Метод, при котором выполняется прямое подключение системы заземления, — это прямое заземление. Косвенное заземление осуществляется через импеданс при подключении к комплекту.

Система заземления (Ссылка: circuitglobe.com )

Функции заземления

Заземление в случае молнии обеспечивает установку для защиты от токов при возникновении атмосферного разряда.Он должен ограничивать напряжение на стержне, которого достигает молния. Это позволяет избежать повторения нежелательных волн в электрических цепях.

Заземление и заземление выполняются аналогично. Все части этих двух могут быть соединены оцинкованной железной лентой. Заземляющая установка для защиты от молнии включает молниеприемники, токоотводы и заземляющие электроды.

Часто молниеотводы содержат полосы из оцинкованного железа. Полоса расположена таким образом, что может создать электрическую сеть с наиболее закрытыми участками объекта.Кроме того, если в соответствующей области есть металлические компоненты, при условии, что они имеют соответствующие размеры, они используются в качестве молниеотводов. Так как их электропроводность и тепловые характеристики подходят.

Полосы токоотводов обычно изготавливаются из оцинкованной стали, и при соблюдении определенных условий их можно заменить металлическими элементами, размещенными на здании. С их помощью происходит отвод тока через систему заземления к земле.Система заземления содержит электропроводящие компоненты, которые находятся в прямом контакте с землей.

Для всех цепей, включая переменный и постоянный, в качестве эталона требуется нулевой потенциал. Это земля. Земля может быть заземлена, а может и не быть. В системе распределения электроэнергии действие заземления происходит в точках распределения или в пунктах назначения.

Однако в транспортных средствах он не заземлен, так как их электрические цепи с помощью шин заземлены и соединены с кузовом, изолированным от земли.

Нейтраль не обязательно должна иметь потенциал земли. Это связано с тем, что напряжение в проводке может упасть, и может возникнуть напряжение нейтрали относительно земли.

В качестве метода заземления в последние годы широкое распространение получил метод заземления фундамента. В этом методе к арматуре в фундаменте здания прикрепляется электрическая оцинкованная полоса.

Компоненты заземляющего электрода (Ссылка: electric-engineering-portal.com )

Разница между заземлением и заземлением

Существует несколько аспектов, которые можно использовать для объяснения разницы между заземлением и заземлением.В этом разделе мы рассмотрим эти случаи.

Разница между заземлением в определении

Заземление определяется так, что точка установки, относящаяся к цепи, соединяется с землей. Следовательно, цепь гальванически связана с землей.

Напротив, заземление описывается таким образом, что земля соединяется с точкой установки, которая не принадлежит к цепи. Таким образом, он не подключается к цепи гальванически.Однако в случае пробоя изоляции этого соединения не избежать.

Защита от молний помогает управлять токами молнии, создаваемыми атмосферным демпфированием. С этой защитой можно справиться путем присоединения молниеотвода к стержням. Установка либо отсоединяется, либо подключается к системе защиты, т. Е. К заземлению или заземлению.

Разница между заземлением и заземлением в приложении

Еще одно различие между заземлением и заземлением связано с целями их установки.Использование системы заземления предназначено для обеспечения безопасности пользователей электрических устройств. Но основная цель системы заземления — защитить энергосистему. Другими словами, роль заземления заключается в защите людей и электрического оборудования от ударов, в то время как заземление уравновешивает и дисбалансирует нагрузки.

Роль молнии в создании опасного напряжения (ссылка: electric-engineering-portal.com )

На рисунке ниже вы можете увидеть разрушительный эффект отсутствия системы заземления для здания с электрическим оборудованием, которое работает человек. с участием.

Как отсутствие системы заземления приводит к несчастному случаю для пользователя электрического устройства (Ссылка: Happyho.com )

Разница между заземлением и заземлением в рабочем методе

Заземление приводит нежелательный ток в путь для защиты электрические устройства от вреда. Но заземление снижает большой потенциал электрических приборов, возникших в результате неисправности. Следовательно, он может защитить человека от поражения электрическим током.

Короче говоря, система заземления является профилактической, но заземление — это обратный путь.

Разница между заземлением и заземлением в типе подключения

Еще одно различие между заземлением и заземлением — это компоненты, подключенные к земле. В системе заземления нетоковедущие элементы, такие как корпус, заземлены. Следовательно, заземление относится к соединению мертвых частей системы, таких как корпуса, опоры и рамы, с землей.

С другой стороны, части, по которым проходит ток, подключаются к земле непосредственно в системе заземления.Таким образом, заземление относится к подключению токоведущих частей системы, таких как нейтраль генератора, к земле.

При заземлении система не соединена с землей. Более того, текущий потенциал на земле не равен нулю. Но в системе заземления есть физическая связь с землей. Следовательно, его потенциал равен нулю.

И заземление, и заземление относятся к нулевому потенциалу, но дело в том, что подключенная система с нулевым потенциалом отличается от оборудования, подключенного к нулевому потенциалу.Это система заземления, когда нейтральная точка устройства подключена к нулевому потенциалу. Однако, когда корпус устройства подключен к нулевому потенциалу, это называется заземлением.

Разница между заземлением и заземлением в цвете провода

Для заземления цвет используемого провода черный. При заземлении провод зеленого цвета.

Разница между заземлением и заземлением при установке проводов

Провод заземления расположен между землей и нейтралью устройства.При заземлении электрод устанавливается между корпусом оборудования и земляной ямой под землей.

Например, при заземлении нейтраль генератора соединяется с землей. Но при заземлении корпус генератора или двигателя соединяется с землей.

Разница между заземлением в классификации

Существует три типа заземления:

• Резистивное заземление
• Жесткое заземление
• Реактивное заземление

Заземление подразделяется на три типа:

0 Заземление трубы Стержневое заземление

Пластинчатое заземление

Полосовое заземление

Заземление через отвод

Разница между заземлением и заземлением в символах контуров

На следующих рисунках вы можете увидеть символы, обозначающие заземление и заземление.

Символ заземления (Ссылка: circuitglobe.com ) Символ заземления (Ссылка: circuitglobe.com )

Разница между заземлением и заземлением в Эксплуатация Непрерывность

Система молниезащиты устанавливается для импульсных условий молнии. Вот почему это называется импульсным заземлением. В результате заземление работает непрерывно во время работы системы, тогда как система защиты от последствий молнии активна только во время перенапряжения.Таким образом, система заземления выполняет свои функции при пробое изоляции.

Различия между заземлением в Терминология

Из-за присущего им сходства между двумя структурами во многих местах концептуальные различия между ними игнорируются, и им дается только название системы. терминология. Например, в США используется заземление, а в Великобритании — заземление.

По этой ссылке вы можете посмотреть видео о сравнении заземления и заземления.

Разница между заземлением и заземлением

Заземление Служит:

• Персональная защита

• Собственная / эксплуатационная защита

• Заземление с классификацией потенциала

• Защита от электромагнитных импульсов

Почему важно заземление?

Типы заземления

Процесс заземления или электрического заземления может быть выполнен различными способами, например, с помощью проводки на заводах, в корпусах, других машинах и электрическом оборудовании.Существуют различные формы систем заземления, которые описаны ниже:

Пластинчатая система заземления

В системе этого типа пластина состоит из меди или оцинкованного железа, которая размещается вертикально в яме для заземления на расстоянии менее 3 метров от земли. . Электродная пластина соединяет электрические проводники с землей. Для лучшего функционирования системы пластинчатого заземления необходимо поддерживать влажность.

(изображение будет скоро загружено)

Система заземления труб

Труба на основе оцинкованной стали, расположенная вертикально внутри влажной поверхности.Такой тип системы заземления известен как заземление труб. Это наиболее распространенный тип системы заземления, используемый в домах. Размер трубы в основном зависит от типа почвы и силы тока.

Обычно для обычного грунта диаметр трубы должен составлять 1,5 дюйма и длина 9 футов, а для каменистой или сухой почвы диаметр трубы должен быть больше диаметра трубы для обычного грунта. Влажность почвы определяет длину трубы, которую нужно уложить в землю.

(изображение будет скоро загружено)

Система стержневого заземления

Заземляющие стержни изготовлены из меди и нержавеющей стали или стали с медным соединением.Лучшим выбором является сталь с медной связкой благодаря сочетанию прочности, устойчивости к коррозии и более низкой стоимости.

Их арматура используется для соединения с землей во всех почвенных условиях, чтобы обеспечить удовлетворительную систему заземления. Он отклоняет электрический ток, который может выйти из устройства, на металлический кабель, который заканчивается стержнем, закопанным в землю.

(изображение скоро будет загружено)

Что такое заземление?

Заземление на самом деле является резервным путем, который обеспечивает альтернативный маршрут или путь, по которому ток течет обратно в землю, если есть неисправность в системе проводки.

Разница между заземлением

Термин на основе США

S.No	Заземление	Заземление
2.	Цепь подключена к земле, поскольку земля (нейтраль) является эквипотенциальной поверхностью.	Цепь физически не связана с землей, но потенциал равен нулю по отношению к другим точкам.
3.	Земля используется для защиты человеческого тела в аварийных условиях.	Заземление используется для защиты электрооборудования.
4.	Заземление означает подключение обесточенного компонента (к части, которая не проводит ток) в нормальных условиях с землей.	Заземление означает подключение токоведущей части, то есть элемента, который в нормальных условиях проводит ток на землю.
5.	Заземление выполняется для обеспечения безопасности электрического оборудования и людей путем выброса электрической энергии на землю.	Заземление выполняется для обеспечения эффективного обратного пути от машины к источнику питания.
6.	Заземление достигается путем соединения металлической системы с землей. Обычно это достигается путем введения заземляющих стержней или других электродов глубоко в землю.	Заземление обеспечивает безопасный альтернативный путь вокруг электрической системы вашего дома, защищая ее от высокого напряжения, возникающего в линиях из-за удара молнии.
7.	Заземление является профилактической мерой.	Заземление — это резервный путь.
8.	Зеленый провод используется в этой классификации.	Черный провод используется в качестве классификации.

Разница между заземлением, заземлением и соединением

В чем разница между заземлением, заземлением и соединением?

Существует необычная путаница в понимании основной концепции и основных различий между заземлением, заземлением и соединением, даже некоторые профессионалы поменяли местами слова для обозначения заземления, заземления и соединения, такого как соединение заземления, соединение земли и т. Д. Кроме того, электрическое соединение — это полностью другое дело, кроме заземления и заземления.

Фактически, заземление и заземление — это одно и то же понятие, выраженное разными терминами, используемыми для них. Между заземлением и заземлением есть небольшая разница, которую мы подробно обсудим ниже.

• Термин Заземление аналогичен используемому для заземления в США и Канаде на основе NEC , CEC , IEEE , UL и ANSI стандартов .
• Термин Заземление используется в ЕС, Великобритании и других странах, которые следуют стандартам IEC и IS .
• Термин «соединение» или «электрическое соединение» используется в США, Великобритании и ЕС (NEC и IEC) для соединения и соединения двух проводников (провода, насосы, машины, трубы и т. Д.) И металлических тел (нетоковедущие во время нормальной работы). ) для постоянного выравнивания разности потенциалов на машинах или системах, соединенных соединительным проводом.

Короче говоря, заземление — это термины местной версии, используемые в США и Великобритании. Например, защитное заземление « PG » используется в США, а защитное заземление « PE » — в Великобритании и ЕС.Аналогичным образом, повышения потенциала земли « GPR » или повышения потенциала земли « EPR » используются в США и Великобритании соответственно. Другими простыми словами, термины «двухпозиционный переключатель» и «трехпозиционный переключатель» используются для обозначения того же самого, что используется для тех же целей в США и Великобритании соответственно.

Теперь давайте подробно обсудим их по очереди.

Что такое заземление?

Заземление — это соединение между токоведущими частями машины (которые пропускают ток при нормальной работе) и землей, например нейтралью генератора или нейтралью силового трансформатора, соединенного звездой. Это заземление обеспечивает эффективный путь к токам короткого замыкания от оборудования к источнику питания, что обеспечивает защиту установок и устройств энергосистемы.

Заземление также используется для балансировки системы дисбаланса. Например, все три фазы (линии) становятся несбалансированными, когда в системе происходит короткое замыкание, следовательно, заземление разряжает ток неисправности на землю и снова балансирует систему с общим током нейтрали, равным «0» (это невозможно. чтобы получить это значение в конкретных случаях, но оно сводится к почти идеальному случаю i.е. ближайшее значение).

Кроме того, заземление обеспечивает защиту от перенапряжения (молнии, сбои в линии и скачки) и отводит перенапряжение на землю, что делает систему стабильной и надежной с максимальным КПД трансформатора.

• Для цепей переменного и постоянного тока в электротехнике и электронике необходим опорный потенциал «0 В», известный как земля, который делает возможным протекание тока от генерируемого источника к стороне нагрузки.
• Не обязательно всегда подключать заземление к земле, например, в транспортных средствах и автомобилях, где заземление подключено к металлическому корпусу и шасси, которые дополнительно изолированы от земли резиновыми шинами.Земля заземляется на стороне потребителя или в точке распределения энергии в системе распределения энергии.
• Нет необходимости заземлять нейтральный провод, поскольку может существовать напряжение между нейтралью и землей из-за падения напряжения в электропроводке или этих двух проводов, используемых в других системах.

Полезно знать:

• Заземление можно использовать как нейтраль, но нейтраль нельзя использовать как заземление. По этой причине никогда не заземляйте нейтральный провод дважды (т.е.е. Нейтраль должна быть заземлена на конце блока потребителя или распределительного трансформатора в здании электростанции или на опорах электросети.
• Наличие более одного заземления создаст проблемы для правильной работы OCPD (устройств защиты от перегрузки по току), поскольку величина тока будет недостаточной для работы этих устройств защиты. В некоторых случаях незаземленные цепи WYE (защитное заземление оборудования все еще подключено) используются для предотвращения срабатывания OCPD (однофазное замыкание на землю).
• GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) — это защитное устройство, используемое для обнаружения дисбаланса токов между горячим (незаземленным) и нейтральным (заземленным) проводниками и отключения цепи в случае неисправности для защиты жизни (эти защитные устройства являются не рекомендуется в больничных отделениях интенсивной терапии и других чувствительных областях, где требуется постоянный и бесперебойный источник питания. Узнайте больше об установках проводки GFCI и AFCI.

Связанное сообщение: Как определить размер заземляющего проводника, заземляющего вывода и заземляющих электродов?

Что такое заземление?

Заземление — это соединение между металлическими (проводящими) частями (такими как рама корпуса, металлический корпус, который в нормальном режиме работы не проходит) электрического прибора или установки и земля (земля) .Электрическое заземление также известно как заземление в США.

Если провод под напряжением (фазный, горячий или линейный) касается металлической рамы корпуса машины или корпуса распределительной коробки, и кто-то касается (касаясь) рамы машины или металлического корпуса, он получит сильный удар электрическим током ( из-за высокого расположения между землей и корпусом корпуса) может произойти даже поражение электрическим током из-за тока короткого замыкания, протекающего через тело пострадавшего на землю.

По этой причине оголенный или зеленый или зеленый с желтой полосой провод подключается между металлическим корпусом и заземляющими электродами (или заземляющей пластиной, закопанной в землю) через провод заземления.Таким образом, ток короткого замыкания разряжается на землю, следовательно, система заземления защищает человека от опасного поражения электрическим током.

Рекомендуется как заземление (заземление в США), так и соединение между внешними поверхностями и металлическими частями машин и заземлением для дополнительной и идеальной защиты. Кроме того, высоковольтные машины, такие как двигатели, трансформаторы и генераторы, должны быть заземлены дважды, то есть из двух разных и разных мест (с использованием отдельных заземляющих проводов и пластин заземляющих электродов).

Заземление также обеспечивает безопасный путь разряда для разряда молнии через разрядники, ограничители перенапряжения и молниеотводы, что делает систему надежной и плавной.

Что такое склеивание?

Соединение или электрическое соединение — это процесс соединения и постоянного соединения двух электрических проводников, машин, труб, устройств и всех металлических частей в силовых установках. В этом процессе все мертвые металлические части (нетоковедущие при нормальных условиях) установки соединяются посредством проводящего провода, который уравновешивает преднамеренную разницу между ними.

Таким образом, человек по-прежнему защищен (от поражения электрическим током), даже если он прикасается к двум (связанным) машинам одновременно, подключенным к разным источникам. Другими словами, соединительный стержень уравновешивает и обеспечивает одинаковые уровни электрического потенциала на обеих поверхностях. Таким образом, отсутствует возможность протекания тока из-за отсутствия разности потенциалов, следовательно, система и персонал хорошо защищены.

По указанной выше причине система заземления скважин используется для защиты людей, устройств, оборудования и других установок, поскольку система заземления гарантирует, что все подключенные устройства имеют одинаковый уровень напряжения, поэтому нет никаких шансов. для разряда и тока.

Заземление широко используется для обеспечения того, чтобы все проводники (человек, поверхность и продукт) имели одинаковый электрический потенциал. Когда все проводники имеют одинаковый потенциал, разряда не может произойти.

Связывание гарантирует, что эти две соединенные детали будут иметь одинаковый электрический потенциал. Это означает, что мы не сможем накапливать электроэнергию в одном оборудовании или между двумя разными устройствами. Между двумя соединенными телами не может быть тока, потому что они имеют одинаковый потенциал.

Если отдельная машина или распределительная коробка правильно заземлена (заземлена) и подключена к другой коробке, не будет никаких шансов на протекание тока из-за нулевого (заземленного) потенциала между соединенными коробками или машинами.

Соединение само по себе не защищает, но обеспечивает обратный путь с низким сопротивлением к источнику питания. Таким образом, начнет течь большой ток, который приведет к срабатыванию защитного автоматического выключателя и устранению неисправности.

Склеивание необходимо по двум причинам, связанным с безопасностью..

• Если соединения нет, человек, одновременно касающийся двух разных устройств (оба оборудования имеют разные уровни напряжения), будет действовать как эквалайзер и получить удар электрическим током из-за накопления энергии между разностями потенциалов на обоих концах.
• Если токоведущий провод касается металлического корпуса устройства и контактирует с человеком (который работает с ним), это может привести к поражению электрическим током со смертельным исходом.

Правильно подключенная и заземленная система обеспечивает защиту от обоих вышеупомянутых сценариев.

Основное различие между заземлением и заземлением

Заземление и заземление — это почти одно и то же, то есть подключение электрического устройства к земле (заземляющая пластина или заземляющий электрод с помощью регулятора целостности или защитного стержня). Эта система обеспечивает необходимое опорное напряжение в цепи для защиты установок от ударов молнии и разрядки тока короткого замыкания на землю, следовательно, система защищает жизнь.

Для нерезидентов США существует небольшая (почти незначительная) разница между землей и землей, как показано ниже.

• Два термина используются для одного и того же, например, заземление используется в США (NEC), а заземление используется в Великобритании (IEC) так же, как трехпозиционный переключатель (в США), а двухсторонний переключатель (в Великобритании) в то время как оба используются для тех же целей.
• Заземление — это одиночный путь с низким сопротивлением для разряда неисправного тока на землю, в то время как заземление — это двойной путь (иногда обратный путь для основного тока и источник нежелательных токов).
• Когда нейтраль трехфазного несимметричного соединения подключается к земле (для балансировки системы), это называется «заземлением».С другой стороны, «Заземление» — это соединение между устройствами / установками и землей для защиты от повреждений устройств и оборудования и снижения риска поражения электрическим током.
• Заземление — это общая точка в цепи для поддержания уровней напряжения и балансировки несимметричных фаз, в то время как заземление защищает систему от высоких скачков напряжения.
• Заземление в качестве нейтрального заземления используется для защиты систем и оборудования, в то время как заземление обеспечивает защиту от поражения электрическим током и используется (для спасения жизней людей / животных) в качестве меры безопасности.

Связанное сообщение: Назначение заземляющего провода в воздушных линиях электропередачи.

Сравнение заземления, заземления и соединения

В следующей таблице показано сравнение и различия между соединением, заземлением и заземлением.

Характеристики	Заземление	Заземление	Соединение
Терминология	Заземление обычно используется для заземления в Северной Америке ( US ) и канадских стандартах, таких как NEC, NEC IEEE , ANSI и UL.	Заземление используется в стандартах Европы, Содружества и Великобритании ( UK ), таких как IS и IEC и т. Д., В то время как заземление немного отличается.	Электрическое соединение — это тот же термин, который используется в NEC и IEC (США и Великобритания) , но полностью отличается от заземления.
Символ
Определение	Для подключения токоведущей части электрической системы к заземляющему электроду, закопанному в землю через провод заземления.	Соединение металлических (проводящих) частей (таких как корпус, рама, которая не находится под током во время нормальной работы) электрического прибора или установки с землей (землей) называется заземлением (и / или заземлением в США).	Для соединения двух электрических систем (например, проводов, оборудования, труб и т. Д.) Вместе, чтобы привести их к одинаковому уровню потенциала, пока они не проводят ток во время нормальной работы.
Место установки	Соединение между токоведущими частями системы (например, нейтраль как обратный путь для тока) с землей.	Соединение между металлической рамой корпуса и заземляющей пластиной в земле через провод заземления и заземляющий провод.	Соединение между двумя устройствами, проводами, трубами и т. Д. (Которые не проходят через провод при нормальной работе.
Типы	Твердое заземление, резистивное заземление и реактивное заземление.	Заземление трубы, пластинчатое заземление, вода Основное заземление, стержневое заземление и заземление из ленточных проводов	Основное и дополнительное соединение.
Код цвета провода	Зеленый с желтой полосой или неизолированный провод.	Зеленый или зеленый с желтой полосой или неизолированный провод.	Зеленый с желтой полосой.
Путь	Обеспечивает обратный путь к току в случае ненормальных и неисправных состояний.	Обеспечивает путь к большой поверхности до нулевого потенциала.	Обеспечивает способ выравнивания разности потенциалов на двух разностных поверхностях.
Потенциал «0»	Нейтраль, подключенная к земле, может иметь некоторый потенциал (нулевой потенциал, когда алгебраический ток равен нулю, известный как «виртуальное заземление».)	Нулевой потенциал из-за физического соединения оборудования с землей.	Одинаковый нулевой электрический потенциал на обоих подключенных устройствах.
Защита	Защищает электрические системы и силовое оборудование во время неисправности, поскольку обеспечивает обратный путь для фазных токов.	Он защищает человека от опасного поражения электрическим током, поскольку является профилактической мерой для разряда нежелательной электрической энергии на землю.	Защищает оборудование и персонал, уменьшая ток между двумя машинами, имеющими разный потенциал. Само по себе соединение ничего не защищает без заземления.	Металлический корпус и кожух электрических машин (трансформатор, двигатели, генераторы и т. Д.), Соединенные с заземляющим электродом (пластиной заземления).	Любой провод, соединенный между двумя металлическими корпусами электрических машин и устройств для выравнивания разности потенциалов на них.
Использование	Он используется для балансировки несбалансированной нагрузки и защиты системы.	Он используется для защиты от поражения электрическим током и неисправностей в системе.	Используется для отключения автоматического выключателя, когда протекает большой ток из-за наличия / изменения разницы положений.
Приложения	Заземление обеспечивает эффективный обратный путь тока между электрооборудованием и энергосистемой.	Заземление направляет нежелательную энергию на землю для защиты человека, который касается металлического корпуса машины во время неисправности.	Соединение гарантирует, что оба подключенных устройства имеют одинаковый уровень напряжения и обеспечивает обратный путь с низким сопротивлением к источнику для отключения выключателя в случае токов короткого замыкания.

Связанные сообщения:

В чем разница между PE и FG?

Правильное заземление необходимо для электрических устройств по разным причинам, но зачем мы это делаем?

Моим первым неудачным опытом работы с электричеством было поражение электрическим током от розетки переменного тока.Я помню, как мое тело вибрировало около секунды. Излишне говорить, что я держался подальше от электричества, пока мне не пришлось подключать продукты, чтобы смоделировать реальные сценарии работы с клиентами в полевых условиях. Именно тогда я узнал, насколько на самом деле важно заземление.

Почему заземление?

• Предотвратить повреждение или травмы
• Защита от электрической перегрузки
• Стабилизировать уровни напряжения

Правильное заземление может предотвратить поражение электрическим током людей, работающих с электричеством.Электричество всегда проходит самый простой путь от напряжения до земли.

Пример стиральной машины ниже иллюстрирует концепцию пути прохождения тока в приборе, который не заземлен, а не заземлен.

Когда устройство не заземлено, ток утечки, генерируемый внутри устройства, становится потенциалом, который просто ищет путь к земле. Как только человек прикоснется к прибору и у него появится свободный путь к земле, он станет заземляющим проводом, и ток пройдет через человеческое тело, а затем на землю.Не знаю, можете ли вы сказать, но у нее не счастливое лицо.

Когда прибор заземлен, ток утечки теперь имеет менее устойчивый путь к земле, чем человеческое тело, поэтому ток утечки пропускает человеческое тело и проходит через заземляющий провод в вилке переменного тока, который имеет свой собственный путь к земле. Теперь у нее счастливое лицо.

Зачем нужно заземлять двигатели?

Ну, во-первых, заземление требуется практически для всех электродвигателей.Национальный электрический кодекс (NEC), раздел 430-L, определяет условия заземления двигателя.

Электроэнергия течет через обмотки двигателя, которые обычно изолированы от других частей двигателя. Потенциально опасная ситуация возникает при выходе из строя изоляции. В этот момент корпус двигателя может стать проводником при том же напряжении, подаваемом на двигатель. Любое прикосновение к корпусу двигателя и заземленной поверхности может стать причиной травмы или чего-то еще хуже. После заземления двигателя избыточное напряжение будет безопасно заземлено.

Поражение электрическим током или, что еще хуже, поражение электрическим током может произойти, если клемма PE двигателя не заземлена. Сила тока от 0,1 до 0,2 ампер потенциально может убить человека.

Почему на этом знаке всегда написано «высокое напряжение» вместо «высокий ток»?

Давайте рассмотрим роли трех обычных подозреваемых по закону Ома, V, I и R, в поражении электрическим током. Напряжение — это потенциальная энергия в виде электрического заряда, ток — это выходной сигнал в виде потока электрического заряда, который определяется в амперах, а сопротивление препятствует прохождению тока. На самом деле ток — самый опасный из трех. Причина, по которой на табличке всегда написано «высокое напряжение», заключается в том, что без высокого напряжения не было бы достаточного тока, чтобы быть опасным.

Угроза переменного тока широко варьируется в зависимости от его частоты, тогда как постоянный ток просто становится более опасным по мере увеличения уровней напряжения и тока. Вот таблица OSHA, в которой описан потенциальный ущерб.

Что означают «PE» и «FG»?

PE — Защитное заземление

В Великобритании это называют «заземлением».В США мы называем это «заземлением». Они означают одинаковый электрический потенциал 0 В. Назначение полиэтилена — защита от поражения электрическим током и возгорания из-за тока утечки.

Если раньше для заземления двигателя использовался один из четырех болтов или винтов, то теперь предлагаются специальные винтовые клеммы для упрощения реализации.

FG — Заземление рамы

Это также известно как «земля шасси». Назначение FG — защита от электрических помех, которые могут искажать сигналы и вызывать сбои в работе.

Примечание. В этом посте не обсуждается сигнальное заземление, которое является третьим типом заземления, которое обычно путают с защитным заземлением и заземлением корпуса. Для получения информации о сигнальном заземлении, пожалуйста, обратитесь к этой статье Основные правила: заземление, шасси и сигнальное заземление от Analog IC Tips.

Примеры клемм PE

Клемма PE может быть винтовой клеммой двигателя или винтовой клеммой драйвера.И двигатель, и привод необходимо заземлить.

Примеры: клеммы PE

На приведенном ниже примере установки двигателя и драйвера и схемы подключения показано, где заземление PE необходимо в конфигурации системы шагового двигателя.

Для защиты от электрических помех, включая заземление FG, мы предоставляем следующую информацию в наших руководствах.

СОВЕТ: используйте более толстый и короткий заземляющий провод

При подключении заземляющего провода к заземлению используйте более толстый и короткий провод.Это снижает сопротивление провода, поэтому току легче протекать.

Для получения инструкций по заземлению вашего конкретного продукта Oriental Motor обратитесь к руководствам по эксплуатации или обратитесь к нашим полезным инженерам службы технической поддержки. Самый простой способ найти руководство по эксплуатации продукта — выполнить поиск по номеру детали. Нужна помощь? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте или в чате.

Подпишитесь, чтобы получать уведомления о новых сообщениях.

Заземление и соединение электрических систем Справка

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы — откройте окно поиска (ctrl + f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим терминам в материалах курса

Цель.

Целью данного курса является ознакомление инженеров с проблемами заземления и соединения электрических систем, связанными с глухозаземленными системами под напряжением 600 В. Этот курс может служить введением в заземление и подключение для инженеров, не имеющих или почти не имеющих опыта профессионального проектирования электрооборудования.В курсе также представлена ​​практическая, но не совсем известная информация по применению заземления и соединения, которая будет полезна даже самому опытному профессионалу в области проектирования электротехники.

Зачем тратить время на изучение заземления и подключения?

 Многие специалисты в области электротехники придерживаются популярного и ошибочного убеждения, что заземление металлического объекта (путем прямого подключения к земле)
поможет снять опасное напряжение, вызванное замыканием линии на землю. Заземление объекта не способствует снятию опасного напряжения или снижению напряжения прикосновения или шагового напряжения, которые являются причиной нескольких смертельных случаев каждый год.

 Неправильное заземление и подключение — частая причина несчастных случаев с электрическим током.

 Эффективное заземление играет важную роль в правильной работе чувствительного электронного оборудования.

 «Более 80% всех отказов электронных систем, которые связаны с аномалиями питания, на самом деле являются результатом ошибок электропроводки или заземления или вызваны другими нагрузками на предприятии заказчика». EPRI (Исследовательский институт электроэнергетики)

 «Из всех проблем с питанием и заземлением, влияющих на электронное оборудование, почти 90% вызваны электропитанием и условиями заземления внутри объекта, в котором используется оборудование… Что еще более важно, почти 75% проблем Проблемы с качеством электроэнергии внутри объекта связаны с заземлением, что делает его единственным наиболее важным фактором с точки зрения оборудования, обеспечивающего надежную работу оборудования.”Уоррен Льюис, ECM Magazine

 Издание 2005 г. Национального электротехнического кодекса (NEC) включало полный пересмотр и переименование статьи 250 (ранее называвшейся« Заземление »), которая, по словам редакторов Справочника NEC «Одно из самых значительных изменений, произошедших в новейшей истории Кодекса».

Основа и ресурсы.

Следующие ресурсы служат в качестве первичной основы информации, представленной в этом курсе
и будут использоваться в материалах курса:

 Статья 250 Национального электрического кодекса (NEC) — издание 2005 г.

 Стандарт IEEE 1100-1999 рекомендуется Практика питания и заземления чувствительного электронного оборудования

 Стандарт IEEE 142-1982 Заземление промышленных и коммерческих систем питания

 Общие сведения о тестировании сопротивления заземления AEMC (рабочая тетрадь, издание 6.0)

Для многих инженеров, подрядчиков и техников Национальный электротехнический кодекс и его статья 250 (Заземление и соединение) являются единственной основой при проектировании и установке системы заземления.

Перед тем, как начать курс, жизненно важно, чтобы мы рассмотрели цель и ограничения Национального электрического кодекса (NEC) — чтобы понять, как следует применять NEC.

Статья 90.1 Национального электротехнического кодекса устанавливает его цель и намеренные ограничения:

90.1 Цель

(A) Практическая защита — Целью настоящего Кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, возникающих в результате использования электричества.

(B) Соответствие — этот Кодекс содержит положения, которые считаются необходимыми для обеспечения безопасности. Их соблюдение и надлежащее техническое обслуживание приводят к установке, которая по существу не опасна, но не обязательно эффективна, удобна или адекватна для хорошего обслуживания или будущего расширения использования электричества.

(C) Намерение — Этот Кодекс не предназначен в качестве проектной спецификации или руководства по эксплуатации для неподготовленных людей!

Согласно NEC — Инженеры, проектирующие и определяющие заземление и подключение, не должны использовать Национальный электрический кодекс (NEC) в качестве поваренной книги.

NEC не заменяет понимание теории, лежащей в основе требований кодекса.

Чтобы понять заземление и связывание, важно знать значения слов, которые мы будем использовать. В статье 110 Национального электротехнического кодекса содержатся определения слов, которые мы будем использовать в этом курсе. Они перечислены в порядке важности, не обязательно в алфавитном порядке.

Приложение 1 Различные компоненты заземления и соединения.

Заземленный проводник. Система или проводник цепи, который намеренно заземлен. Его также обычно называют нейтральным проводником в заземленной звездообразной системе.

Заземляющий провод. Проводник, используемый для соединения оборудования или заземленной цепи системы электропроводки с заземляющим электродом или электродами.

Заземляющий провод, оборудование. Проводник, используемый для подключения нетоковедущих металлических частей оборудования, кабельных каналов и других кожухов к заземленному проводнику системы, проводнику заземляющего электрода или к тому и другому на сервисном оборудовании или в источнике отдельно созданной системы.Статья 250.118 NEC описывает различные типы заземляющих проводов оборудования. Правильный выбор заземляющих проводов оборудования приведен в 250.122 и таблице 250.122.

Электрод заземления. Устройство, обеспечивающее электрическое соединение с землей.

Провод заземляющего электрода. Проводник, используемый для подключения заземляющего электрода (ов) к заземляющему проводу оборудования, к заземленному проводу или к обоим при обслуживании, в каждом здании или сооружении, где питание подается от фидера (ов) или ответвительной цепи (ов). , или в источнике отдельно производной системы.

Склеивание (скрепленное). Постоянное соединение металлических частей для образования электропроводящего пути, обеспечивающего непрерывность электрического тока и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть.

Назначение соединения — установить эффективный путь для тока короткого замыкания, который, в свою очередь, облегчает работу устройства защиты от сверхтока. Это объясняется в статьях 250.4 (A) (3) и (4) и 250.4 (B) (3) и (4) Национального электротехнического кодекса. Конкретные требования к соединению содержатся в Части V Статьи 250 и в других разделах Кодекса, как указано в Статье 250 NEC.3.

Соединительная перемычка. Надежный проводник для обеспечения необходимой электропроводности между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Заглушки концентрического и эксцентрического типа могут ухудшить электрическую проводимость между металлическими частями и фактически вызвать ненужное сопротивление в цепи заземления. Установка соединительных перемычек — это один из часто используемых методов между металлическими дорожками качения и металлическими частями для обеспечения электропроводности. Связывающие перемычки можно найти в сервисном оборудовании [NEC 250.92 (B)], подключение более 250 В (NEC 250.97) и расширительные фитинги в металлических дорожках качения (NEC 250.98). На рис. 2 показана разница между выбивками концентрического и эксцентрического типов. На Таблице 2 также показан один из методов установки соединительных перемычек при этих типах заглушек.

Приложение 2 Соединительные перемычки устанавливаются вокруг концентрических или эксцентрических выбивных участков.

Перемычка для склеивания, оборудование. Соединение между двумя или более частями заземляющего провода оборудования.

Соединительная перемычка, основная. Соединение между заземленным проводом цепи и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.

На рисунке 3 показана основная перемычка, используемая для обеспечения соединения между заземленным служебным проводом и заземляющим проводом оборудования на рабочем месте. Связывающие перемычки могут быть расположены по всей электрической системе, но основная перемычка заземления находится только в служебных помещениях. Основные требования к перемычкам подключения приведены в NEC 250.28.

Приложение 3. Основная перемычка, устанавливаемая на сервисе, между заземленным проводником и заземляющим проводом оборудования.

Соединительная перемычка, система. Соединение между проводником заземленной цепи и проводом заземления оборудования в отдельно выделенной системе.

На рисунке 4. показана перемычка для соединения системы, используемая для обеспечения соединения между заземленным проводником и заземляющим проводом (проводниками) оборудования трансформатора, используемого как отдельно производная система.

Приложение 4. Перемычка заземления системы, устанавливаемая рядом с источником отдельно выделенной системы между заземленным проводником системы и заземляющим проводом (ами) оборудования.

Перемычки соединения системы расположены рядом с источником отдельно производной системы. В производной системе используется перемычка для соединения системы, если производная система содержит заземленный провод. Подобно основной перемычке заземления на сервисном оборудовании, перемычка заземления системы обеспечивает необходимое соединение между заземляющими проводниками оборудования и заземленным проводником системы, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю. Требования к перемычкам для подключения системы находятся в NEC 250.30 (А) (1).

Заземлен. Подключен к земле или к какому-либо проводящему телу, которое служит вместо земли.

Эффективно заземлено. Преднамеренно подключено к земле через заземление или соединения с достаточно низким импедансом и достаточной допустимой нагрузкой по току, чтобы предотвратить повышение напряжения, которое может привести к чрезмерной опасности для подключенного оборудования или людей.

Без заземления. Подключен к земле без установки резистора или устройства импеданса.

 Распространенное заблуждение состоит в том, что заземление и соединение — это одно и то же. Хотя они связаны, это не одно и то же. Цель этого курса — прояснить каждую тему.

 В редакции Национального электротехнического кодекса 2005 г. это признается и изменено название статьи 250 (которая раньше называлась «Заземление») на «Заземление и соединение», чтобы усилить, что заземление и соединение — это две отдельные концепции, но не исключающие друг друга, и фактически, напрямую связаны между собой требованиями статьи 250.

 Соединение — это соединение двух или более проводящих объектов друг с другом с помощью проводника, такого как провод.

 Заземление, также называемое «заземлением», представляет собой особую форму соединения, при которой один или несколько проводящих объектов соединяются с землей с помощью проводника, такого как провод или стержень.

 Правильное заземление объектов (проводников) в поле обычно включает как связи между объектами, так и особую связь с землей (землей).

Заземление для целей этого курса означает намеренное соединение с землей или другим проводящим телом относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.Другое слово для обозначения заземления — «заземление». Если мы будем помнить об этом и использовать термин «заземление» всякий раз, когда мы используем термин «заземление», это поможет нам понять, что такое заземление (или заземление), а что нет.

Связывание — это соединение проводящих частей между собой с целью поддержания общего электрического потенциала и обеспечения электрического проводящего пути, который будет гарантировать непрерывность электрической цепи и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть. IEEE Std. 1100–1999.

В соответствии со статьей 250.4 (A) Национального электротехнического кодекса, ниже приведены общие требования к заземлению и соединению заземленных систем. В системе с заземлением вторичные обмотки питающего трансформатора могут иметь конфигурацию «звезда» с заземленной общей ветвью или конфигурация «треугольник» с заземленным центральным отводом или заземленным углом.

Следующие общие требования определяют, какие заземления и соединения электрических систем необходимо выполнить. Для соответствия эксплуатационным требованиям этого раздела необходимо следовать предписывающим методам, содержащимся в Статье 250.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время нормальной работы. операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

(3) Соединение электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы установить эффективный ток замыкания на землю. дорожка.

(4) Соединение электропроводящих материалов и другого оборудования Электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть
соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы создать эффективный путь тока замыкания на землю.

(5) Эффективный путь тока замыкания на землю Электрооборудование, проводка и другие электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть установлены таким образом, чтобы создать постоянную цепь с низким сопротивлением, облегчающую работу устройства максимального тока или детектора заземления для системы с высокоомным заземлением. Он должен быть способен безопасно пропускать максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю источника электропитания.Заземление не должно рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю.

Давайте рассмотрим с предыдущей страницы общие требования, представленные в Национальном электротехническом кодексе для заземления и соединения, чтобы лучше понять, какие требования выполняются посредством заземления (заземления), а какие — посредством методов соединения.

 Требования (1) и (2) относятся к заземлению — они конкретно относятся к «заземлению».

 Требование (1) — заземление системы или преднамеренное соединение системного проводника в заземленной системе с землей.Заявленная цель этого намеренного подключения к земле — ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и это стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы.

 Требование (2) выполняется путем присоединения нетоковедущих металлических предметов к заземляющему проводу оборудования, который присоединен к проводнику заземляющего электрода на служебном входе и на стороне нагрузки каждой отдельно выведенной системы.

 Требования (3), (4) и (5) являются связующими. Путем соединения всех металлических предметов, которые могут оказаться под напряжением в случае неисправности (и обеспечения заземляющего проводника оборудования, соединенного с этими элементами и с источником), обеспечивается эффективный путь заземления, облегчающий работу устройств защиты от перегрузки по току. Проще говоря, путь тока короткого замыкания должен иметь достаточно низкое сопротивление, чтобы пропускать ток короткого замыкания достаточно высокой величины, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства на входе.Связывание также помогает обеспечить безопасность персонала, так что кто-то, прикоснувшись к двум частям оборудования одновременно, не получит шока, став путем выравнивания, если они окажутся под разными потенциалами. По той же причине, по которой соединение защищает людей, оно защищает оборудование, уменьшая ток по проводам питания и данных между частями оборудования с разными потенциалами.

Важно понимать разницу между соединением и заземлением. Имейте в виду, что земля (грунт) является плохим проводником, и на нее нельзя полагаться как на часть пути возврата тока замыкания на землю — это путь, предназначенный для устранения замыкания.Причина, по которой никогда нельзя полагаться на землю / почву как часть обратного пути от замыкания на землю, связана с ее высоким сопротивлением.

Сопротивление земли примерно в один миллиард раз больше, чем у меди (в соответствии со стандартом IEEE 142, раздел 2.2.8), и обеспечивает возврат к источнику только нескольких ампер (1-10).

Стандарт 142 Института инженеров по электротехнике и электронике гласит: «Самая сложная система заземления, которую можно спроектировать, может оказаться неадекватной, если соединение системы с землей не является адекватным и имеет низкое сопротивление.Отсюда следует, что заземление является одной из наиболее важных частей всей системы заземления. Это также самая сложная часть для проектирования и получения … Для небольших подстанций и промышленных предприятий в целом должно быть получено сопротивление менее 5 Ом, если это практически возможно ».

Однако с практической точки зрения на заземляющий электрод, независимо от его сопротивления, нельзя полагаться на устранение замыкания на землю. Если оборудование эффективно заземлено и соединено, то должен быть предусмотрен путь с низким сопротивлением (не через заземляющий электрод к земле и через землю обратно к источнику), чтобы облегчить работу устройств максимального тока в цепи.В то время как минимальное практическое сопротивление заземляющего электрода желательно и будет лучше ограничивать потенциал рамы оборудования над землей, более важно обеспечить путь с низким импедансом для быстрого устранения повреждения в целях обеспечения безопасности. Чтобы получить наименьшее практическое сопротивление, цепь заземления оборудования должна быть подключена к заземленному проводу внутри вспомогательного оборудования.

Ни заземление (заземление), ни система заземляющих электродов не помогают устранять электрические неисправности. Это соединение металлических предметов с заземляющим проводом оборудования и источником, которое обеспечивает путь с достаточно низким импедансом, позволяющим срабатывать защитным устройствам от сверхтоков и устранять неисправности.Если путь замыкания на землю опирается на землю, то тока короткого замыкания (из-за высокого импеданса) будет недостаточно для срабатывания защитного устройства
.

Помните закон Ома, V = I x R? Рассмотрим следующий пример. Фазный провод на 120 В намеренно подключается непосредственно к земле (если оголенный провод под напряжением был подключен к заземляющему стержню в грязи), а заземляющий стержень имеет сопротивление 25 Ом к заземленному источнику питания (трансформатору). Этот сценарий даст чуть менее 5 Ампер (4.8А) тока замыкания на землю. Это преднамеренное соединение с землей не даст достаточного тока короткого замыкания для отключения даже автоматического выключателя на 20 А, поскольку автоматический выключатель на 20 А может непрерывно выдерживать 16 Ампер.

Тот же высокий импеданс земли, который ограничивает ток короткого замыкания до уровней, меньших, чем требуется для размыкания защитных устройств, создаст опасные скачки напряжения или напряжения прикосновения в непосредственной близости от заземляющего стержня, которые могут быть смертельными. Несколько человек умерли в последние годы именно из-за этого состояния — когда столбы уличного освещения были заземлены заземляющими стержнями, но не имели заземляющих проводов оборудования, которые могли бы служить эффективным путем обратного тока короткого замыкания к источнику питания.

Давайте исследуем факторы, которые влияют на сопротивление систем заземляющих электродов (давайте использовать стержни для обсуждения).

 Сопротивление электрода (разница всего в несколько миллиОм между различными обычно используемыми материалами и размерами — IEEE Std 142-1982). Сопротивление электрода зависит от материала стержня и площади поверхности стержня. Площадь поверхности стержня зависит от диаметра стержня.

 От стержня к поверхности почвы (не имеет значения — обычно составляет лишь долю Ом — если стержень вбивается в уплотненную почву и не является рыхлым — IEEE Std 142-1982) Различия в размерах заземляющих стержней и материалах делают небольшая заметная разница в сопротивлении электрода (однако материал стержня играет роль в ожидаемом сроке службы стержня).

 Контактное сопротивление между стержнем и окружающей почвой. Если стержень вбивается в уплотненный грунт, сопротивление между стержнем и окружающей почвой не является существенным фактором (это обсуждается более подробно в разделе, посвященном стержням с глубоким забиванием).

 Сопротивление почвы, окружающей электрод (самый большой фактор). В правильно установленной системе заземляющих электродов сопротивление почвы является ключевым фактором, определяющим, каким будет сопротивление заземляющего электрода и на какую глубину необходимо ввести стержень, чтобы получить низкое сопротивление заземления.
Удельное сопротивление почвы зависит от глубины от поверхности, типа концентрации растворимых химических веществ (минералов и растворенных солей) в почве, содержания влаги и температуры почвы. Другими словами, удельное сопротивление определяется электролитом в почве. Сопротивление заземляющего стержня 5/8 дюйма для типичных типов грунта из IEEE 142-1982 представлено ниже:

Вот несколько удивительных фактов:

Согласно этой таблице IEEE 142-1992, 10-дюймовый заземляющий стержень приводится в действие в двух из четырех категорий типов грунтов в среднем не обеспечивали сопротивления 25 Ом или менее! Это обычное дело во многих районах с песчаной почвой.

Наличие поверхностных вод не обязательно указывает на низкое удельное сопротивление (IEEE Std 142-1982).

Недавний проект наглядно иллюстрирует истинность этого утверждения. Почва водомелиоративного сооружения всегда была влажной. Инженеры-электрики, исследующие проблемы с заземлением на месте, наивно полагали, что постоянное присутствие воды (из-за высокого уровня грунтовых вод) гарантирует низкое удельное сопротивление почвы и что отдельных стержней заземления или, возможно, параллельных стержней заземления будет достаточно для создания заземления с низким сопротивлением. (заземление).Однако все было наоборот. Дальнейшие исследования показали, что высокий уровень грунтовых вод был связан с подземным водным потоком. Буквально через это место протекала река, которая была частью гидрологии района. Почва была очень песчаной.

Со временем все растворимые минералы, которые существовали, были растворены и унесены медленно текущей водой, оставив песок и дистиллированную воду — оба отличные изоляторы!

Это открытие радикально изменило направленность исследования заземления площадки и соответствующих корректирующих действий, заставив инженеров задуматься о стратификации почвы.

Обычные методы заземления, которым в течение последних сорока лет обучали производителей заземления и тестирования заземления, основаны на предполагаемом однородном состоянии почвы. Традиционные методы породили практические правила, которые стали приняты многими инженерами
как стандартные практики. Одна из таких практик заключалась в том, что как удвоение глубины заземляющего стержня, так и установка двух параллельных заземляющих стержней были одинаково эффективными методами для снижения сопротивления стержня (ов) относительно земли.Эти практические правила предполагали, что почва однородна — что почва остается того же типа и сопротивления по мере того, как вы погружаетесь на большую глубину. На практике на многих территориях имеется слоистая почва, а не однородная почва.

Как ответственные инженеры, мы должны помнить, что практика использования параллельных заземляющих стержней, иногда соединенных по схеме треугольника, которая была разработана с использованием методов, предполагающих однородность почвенных условий, может не быть лучшей практикой для стратифицированных почвенных условий.

Мы рассмотрим это более подробно в следующем разделе.

Что может служить заземляющим электродом?

Помните: заземляющий электрод — это средство выполнения двух из пяти требований к заземлению и соединению, перечисленных в Национальном электротехническом кодексе.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время Нормальная операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом в качестве заземляющих электродов могут использоваться следующие электроды, и если их более одного, они должны быть соединены вместе:

 Металлическая подземная водопроводная труба (NEC 250.52 (A) (1))

 Металлический каркас конструкции (NEC 250.52 (A) (2))

 Заземляющий электрод в бетонном корпусе (также известный как заземление UFER) (NEC 250,52 (A) (3))

 Кольцо заземления (NEC 250.52 (A) (4))

 Заземляющий стержень (NEC 250.52 (A) (5))

 Заземляющие пластины (NEC 250.52 (A) (6))

В Национальных электротехнических правилах указаны конкретные требования к установке для каждого типа электрода.

Два или более заземляющих электрода, которые эффективно соединены вместе, должны рассматриваться как единая система заземляющих электродов.

Давайте рассмотрим различные места, где требуется заземление (имеется в виду преднамеренное соединение или подключение к системе заземления). Национальный электротехнический кодекс требует следующего:

Служебный вход — Статья 250.24 (A) NEC требует, чтобы в системе электропроводки помещения, снабжаемой заземленной службой переменного тока, был провод заземляющего электрода, соединенный с заземленным служебным проводом (также называемый нейтралью). дирижер). Статья 250.24 (A) (1) требует, чтобы соединение выполнялось в любой доступной точке от конца нагрузки на линии ответвления или боковой линии обслуживания до терминала или шины, к которым подключен заземленный провод (нейтраль), на стороне обслуживания, включительно. отключающие средства.Это переводится в одно из трех мест, как показано ниже:

Отдельно производные системы — Обратитесь к разделу VI для обсуждения отдельно производного заземления системы.

Металлические водопроводные и другие металлические трубопроводы, которые могут оказаться под напряжением — 250.104 (A) и (B) требует, чтобы металлическая система водяных трубопроводов была подключена к системе заземления в любом из следующих мест: кожух служебного оборудования, заземленный провод на обслуживания, провод заземляющего электрода или заземляющих электродов.В то время как металлические водопроводные трубы должны быть заземлены, другие системы металлических трубопроводов должны быть соединены с землей (заземленными) только в том случае, если существует вероятность того, что они будут находиться под напряжением — то есть там, где внутри оборудования имеются механические трубопроводы и электрические соединения (например, газовые приборы). .

Конструкционный металл — 250.104 (C) требует наличия открытого конструкционного металла, который соединен между собой для образования металлического каркаса здания и не заземлен намеренно и может оказаться под напряжением, должен быть соединен с землей либо в корпусе сервисного оборудования, либо в заземленном проводнике в сервисе. , провод заземляющего электрода или к заземляющим электродам.

Если система переменного тока подключена к заземляющему электроду в здании или сооружении или на них, тот же электрод должен использоваться для заземления корпусов проводников и оборудования внутри или на этом здании или сооружении. Если отдельные службы, фидеры или ответвления питают здание и должны быть подключены к заземляющему электроду (ам), следует использовать тот же заземляющий электрод (а). Это необходимо для того, чтобы все металлические объекты в конструкции имели одинаковый потенциал земли.

Какое требуется сопротивление земли? Разрешается?

Если вас спросят: «Сколько Ом сопротивления земли требуется Национальным электрическим кодексам (NEC) для заземления системы?» Что бы вы сказали? А) 25 Ом? Б) 10 Ом? В) 100 Ом? Или D) Вы бы сказали, что NEC не устанавливает минимальных требований?

Если бы вы ответили D), вы были бы правы! Как бы трудно в это поверить, но в Национальном электротехническом кодексе не указано минимальное сопротивление заземления для заземления системы.

Давайте посмотрим на статью 250-56 NEC

250.56 Сопротивление стержневых, трубных и пластинчатых электродов:

 Отдельный электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, не имеющий сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен может быть дополнен одним дополнительным электродом любого из типов, указанных в пунктах от 250,52 (A) (2) до (A) (7). Если в соответствии с требованиями данного раздела установлено несколько стержневых, трубных или пластинчатых электродов, они должны находиться на расстоянии не менее 1,8 м (6 футов) друг от друга.

 FPN: Эффективность параллельного включения стержней длиннее 2.5 м (8 футов) увеличивается за счет расстояния более 1,8 м (6 футов).

Обратите внимание, что NEC говорит, где «Один электрод…». Также обратите внимание, что это не требует повторных испытаний и приводов дополнительных стержней или стержней дополнительной длины до тех пор, пока не будет достигнуто сопротивление 25 Ом или меньше. Эта статья NEC позволяет подрядчику запускать две штанги, разнесенные на 6 футов друг от друга, не проводить наземных испытаний и прекращать работу!

Многие районы имеют слоистую (то есть слоистую) песчаную почву. Наиболее чистый песок — это кварц, диоксид кремния (SiO2).Диоксид кремния — это высококачественный электрический изолятор, который обычно используется в качестве барьерного материала при имплантации или диффузии примесей, для электрической изоляции полупроводниковых устройств, в качестве компонента металлооксидных полупроводниковых (МОП) транзисторов или в качестве межслойного диэлектрика при многоуровневой металлизации. структуры, такие как многочиповые модули
. Песок — хороший изолятор; это НЕ хороший заземляющий материал.

Чтобы выйти из слоистых песчаных почв, необходимо продвинуть заземляющие стержни глубже через слой песка (каким бы глубоким он ни был) в более проводящую почву.

Размещение нескольких параллельных стержней в песчаной почве не имеет большого значения, если требуется соединение с землей с низким сопротивлением — вы должны пройти под слоем песка.

Национальный электротехнический кодекс содержит две таблицы, в которых указаны размеры заземления и соединения.

 Таблица 250.66 Заземляющий провод для систем переменного тока

 Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования.

Таблица 250.66 Провод заземляющего электрода для систем переменного тока

Примечания:
1.Если используются несколько наборов служебных вводных проводников, как это разрешено в 230.40, исключение № 2, эквивалентный размер самого большого служебного вводного проводника должен определяться по наибольшей сумме площадей соответствующих проводников каждого набора.
2. При отсутствии проводов на входе в сервисный центр размер проводника заземляющего электрода должен определяться эквивалентным размером самого большого входного проводника, необходимого для обслуживания нагрузки.

Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования

Примечание:
Если необходимо, чтобы соответствовать требованиям 250.4 (A) (5) или (B) (4), заземляющий провод оборудования должен иметь сечение больше, чем указано в этой таблице.
* См. Ограничения на установку в 250.120.

Источником этих таблиц был отчет комитета IEEE «Руководство по безопасности при заземлении подстанций переменного тока». В отчете комитета обсуждалась обоснованность размеров заземляющих проводов, указанных в таблицах, исходя из типичной длины проводника 100 футов и падения напряжения на проводнике на основе этой длины 100 футов. [Руководство к Национальному электротехническому кодексу — Грегори Биералс — Институт проектирования электрооборудования].Для длин более 100 футов «минимальный размер», указанный в таблице, может оказаться недостаточным для устранения неисправности или проведения тока повреждения, которому она подвержена.

С практической точки зрения, проводники заземляющих электродов редко проектируются так, чтобы их длина превышала 100 футов, и на Таблицу 250.66 можно положиться почти без исключения.

Заземляющие проводники оборудования, с другой стороны, часто длиннее 100 футов, то есть всегда, когда длина ответвленной цепи или фидера заземляющего проводника оборудования, с которым они установлены, превышает 100 футов.В этих ситуациях минимальный провод заземления оборудования, указанный в таблице 250.122, не будет достаточным для пропускания и / или снятия ожидаемых токов повреждения.

Опытные инженеры-электротехники и специалисты по проектированию знакомы с необходимостью увеличения размеров проводников для длинных ответвлений цепи и проводов фидера для решения и смягчения проблем, связанных с падением напряжения. В статье 250.122 (B) указывается, что заземляющий провод оборудования также должен быть увеличен.

250.122 (B) Увеличенный размер — Если размер незаземленных проводов увеличен, заземляющие проводники оборудования, если они установлены, должны быть увеличены в размере пропорционально круговой миловой площади незаземленных проводов.

Заземляющие провода оборудования на стороне нагрузки средств отключения обслуживания и устройств максимального тока подбираются в зависимости от размера устройств максимального тока фидера или ответвленной цепи перед ними.

Если незаземленные проводники цепи (токоведущие, линейные) увеличены в размере для компенсации падения напряжения или по любой другой причине, связанной с правильной работой схемы, заземляющие провода оборудования должны быть пропорционально увеличены.

Пример:

240-вольтовая однофазная 250-амперная нагрузка питается от 300-амперного выключателя, расположенного в щитке на расстоянии 500 футов.«Нормальная» цепь (без увеличения размера для ограничения падения напряжения) будет состоять из медных проводников на 250 тыс. Куб. М с медным заземляющим проводом оборудования 4 AWG. Если количество проводников было увеличено до 350 тыс. Куб. М из соображений падения напряжения, каков минимальный размер заземляющего проводника оборудования с учетом требования пропорционального увеличения?

Решение

ШАГ 1.

Рассчитайте соотношение размеров проводов увеличенного диаметра и проводов нормального сечения:

ШАГ 2.

Рассчитайте площадь поперечного сечения заземляющего проводника оборудования увеличенного размера, умножив размерное соотношение на площадь поперечного сечения заземляющего проводника оборудования стандартного размера, взятого из Таблицы 250.122 для защитного устройства на 250 А (необходимо использовать следующий больший или 300 А). В таблице 250.122 указано, что подходит медный провод номер 4 AWG. В соответствии с главой 9 таблицы 8 Национального электротехнического кодекса — Свойства проводника
(см. Стр. 21) заземляющий провод 4 AWG имеет поперечное сечение 41 740 круглых мил.

Соотношение размеров x круговые милы заземляющего проводника

1,4 x 41,740 круглых милов = 58 436 круглых милов

ШАГ 3.

Определите сечение заземляющего проводника нового оборудования.

Опять же, обращаясь к таблице 8 главы 9, мы обнаруживаем, что 58 436 круговых милов больше 3 AWG. Следующий больший размер — 66 360 круглых милов, который преобразуется в медный заземляющий провод для оборудования 2 AWG.

Для данного сценария нормальный заземляющий провод оборудования, указанный в Таблице 250.122 для цепи на 250 А будет медным заземляющим проводом № 4 AWG. В этом случае заземляющий провод оборудования необходимо увеличить до медного заземляющего проводника № 2 AWG, чтобы соответствовать требованиям статьи 250.122 (B) NEC. Целью этого требования по увеличению размера является обеспечение проводника, имеющего соответствующий размер, чтобы выдерживать и устранять ожидаемые токи короткого замыкания.

NEC Ch. 9 Таблица 8

Согласно требованиям Национального электрического кодекса (NEC) нейтраль и заземляющий провод оборудования должны быть подключены к главной сервисной панели и вторичной стороне отдельно выделенной системы (подробнее об этом ниже).NEC разрешает использовать только одно соединение нейтрали с землей в каждой отдельно производной системе. Неправильное дополнительное соединение нейтрали с землей — довольно распространенная проблема, которая не только создает опасность поражения электрическим током для обслуживающего персонала, но также может ухудшить характеристики электронного оборудования. Неправильное соединение нейтрали и заземления в розетках можно обнаружить с помощью тестера проводки и заземления, предназначенного для этой цели.

Вольтметр также можно использовать для определения наличия неправильных соединений в розетках.Измерение напряжения между нейтралью и землей на розетках может указывать на напряжение в диапазоне от милливольта до нескольких вольт при нормальных рабочих условиях и в зависимости от нагрузки, длины цепи и т. Д. Однако показание 0 В может указывать на наличие ближайшей нейтрали. — земляная связь. Чрезмерный ток заземления оборудования в распределительных панелях также указывает на возможность заземления нейтрали на стороне нагрузки. Визуальный осмотр нейтральной шины внутри щитков необходим, чтобы проверить расположение этих дополнительных и неправильных соединений.

Когда в отдельно созданной системе существует более одной связи нейтраль-земля, это приводит к намеренному соединению (или соединению) проводов нейтрали и заземления в двух местах. Это создает параллельное соединение, в котором ток нейтрали делится на часть, возвращающуюся на нейтраль, а остальная часть возвращается к источнику через путь заземления оборудования в соответствии с законом Ом (ток будет делиться пропорционально, чтобы пройти путь наименьшего сопротивления с напряжением падение по каждой параллельной траектории одинаково).На рисунке ниже представлены два варианта предотвращения протекания нежелательного тока в системе заземления (и соединения).

Отдельно производные системы — это системы, которые не имеют прямого соединения между выходными проводниками питания и входными проводниками питания. Это трансформаторы без прямого соединения между нейтралью первичной системы и вторичной нейтралью, только системы ИБП, которые включают в себя изолирующие трансформаторы, таким образом получая новый нейтральный системный проводник (примечание — все системы ИБП не являются отдельно производными системами), и комплекты двигателей-генераторов, которые подключаются. к системе электропроводки здания через 4-полюсный безобрывный переключатель являются отдельно производными системами, потому что у них есть отдельная нейтраль, которая не имеет прямого соединения с нейтралью электросети (из-за 4-го полюса безобрывного переключателя).Двигатель — генераторные установки, в которых применяются 3-полюсные системы переключения, имеют прямое соединение с нейтралью энергосистемы общего пользования и не являются отдельно производными системами и не могут иметь заземление нейтрали на двигателе-генераторной установке. [IEEE Std 1100-1999]

Есть много дискуссий об отдельных или специальных основаниях, связанных с чувствительным электронным оборудованием. Статья 250.96 (B) Национального электротехнического кодекса разрешает изолировать электронное оборудование от кабельного канала таким же образом, как шнур и подключенное к вилке оборудование изолируются от кабельного канала.

250,96 (B) Изолированные цепи заземления. Если требуется для уменьшения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, корпус оборудования, питаемый от ответвленной цепи, должен быть разрешен для изоляции от кабельного канала, содержащего цепи, питающие только это оборудование, с помощью одного или нескольких перечисленных неметаллических фитингов кабельного канала, расположенных в точку крепления кабельного канала к корпусу оборудования. Металлический кабельный канал должен соответствовать положениям данной статьи и должен быть дополнен внутренним изолированным заземляющим проводом оборудования, установленным в соответствии с 250.146 (D), чтобы заземлить корпус оборудования.

FPN (ЗАМЕТКА ДЛЯ ПЕЧАТНОЙ ПЕЧАТИ): Использование изолированного заземляющего проводника оборудования не отменяет требования по заземлению системы кабельных каналов.

Ключом к этому методу заземления электронного оборудования является постоянное обеспечение того, чтобы изолированный заземляющий провод, независимо от того, где он заканчивается в системе распределения, был подключен таким образом, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю (через соединение), как требуется NEC 250.4 (А) (5).

Хотя использование изолированных заземляющих проводов оборудования может быть полезно для уменьшения электромагнитных помех, очень важно, чтобы требование изолированного заземления НЕ приводило к изолированному, изолированному или иным образом не подключенному к заземлению заземлению системы электродов заземления здания. Такой изолированный стержень заземления (соединение с землей) нарушит NEC 250.50.

250,50 Система заземляющих электродов Все заземляющие электроды, как описано в пунктах 250.52 (A) (1) — (A) (6), которые имеются в каждом обслуживаемом здании или сооружении, должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов.

Причина, по которой изолированный заземляющий стержень (то есть тот, который не соединен с другими заземленными или заземленными электродами) запрещен, и что NEC требует, чтобы отдельные заземляющие электроды были соединены вместе, заключается в уменьшении разницы потенциалов между ними из-за молния или случайный контакт с линиями электропередач. Системы молниезащиты, связи, радио и телевидения, а также заземления систем кабельного телевидения ВСЕ должны быть соединены вместе, чтобы минимизировать потенциальные различия между системами.Отсутствие соединения (или соединения) всех компонентов заземления может привести к серьезному поражению электрическим током и пожару.

Например, для установки кабельного телевидения, показанной на Приложении 250.39, предположим, что ток индуцируется в линии электропередачи импульсным перенапряжением или ближайшим ударом молнии, так что мгновенный ток в 1000 ампер возникает по линии электропередачи к источнику питания. линия земли. Такая сила тока не является чем-то необычным при таких обстоятельствах — она ​​может быть и часто бывает значительно выше.Также предположим, что сопротивление заземления питания составляет 10 Ом, что в большинстве случаев является очень низким значением (один стержень заземления в среднем грунте имеет сопротивление относительно земли около 40 Ом).

Приложение 250.39 Установка кабельного телевидения, не соответствующая Кодексу, демонстрирующая, почему необходимо соединение между различными системами. Согласно закону Ома, ток через оборудование, подключенное к электрической системе, будет на мгновение увеличиваться до потенциала 10 000 вольт (1000 вольт). амперы × 10 Ом).Этот потенциал в 10000 вольт будет существовать между системой CATV и электрической системой
, а также между заземленным проводником в кабеле CATV и заземленными поверхностями в стенах дома, такими как водопроводные трубы (которые подключены к заземлению). по которому проходит кабель. Этот потенциал также может появиться у человека, держащего одной рукой кабель CATV, а другой рукой — металлическую поверхность, подключенную к заземлению (например, радиатор или холодильник).

Фактическое напряжение, вероятно, будет во много раз больше рассчитанного 10 000 вольт, поскольку для сопротивления заземления и тока были приняты чрезвычайно низкие (ниже нормального) значения.Однако большинство систем изоляции не рассчитано выдерживать даже 10 000 вольт. Даже если система изоляции действительно выдерживает скачок напряжения в 10 000 вольт, она может быть повреждена, и выход из строя системы изоляции приведет к искрообразованию.

Такая же ситуация могла бы существовать, если бы скачок тока был на кабеле CATV или телефонной линии. Единственная разница будет заключаться в напряжении, которое будет зависеть от индивидуального сопротивления заземляющих электродов относительно земли.

Решение состоит в том, чтобы соединить две системы заземляющих электродов вместе или соединить оболочку кабеля CATV с заземлением питания, что в точности и требуется Кодексом.Когда одна система поднимается выше потенциала земли, вторая система достигает того же потенциала, и между двумя системами заземления отсутствует напряжение.

Exhibit 250.40 Установка кабельного телевидения, соответствующая требованиям 250.94.

Ниже приведены примеры реальных случаев, когда отдельные заземления или предметы, которые должны быть заземлены (заземлены), были изолированы друг от друга (не соединены вместе):

 Женщина заметила «покалывание» электричеством, когда принимала душ. Расследование показало, что между сливом для душа и ручками для душа присутствовало электрическое напряжение.Тот факт, что женщина была босиком с мокрыми руками (как люди часто бывают в душе!), Способствовал тому, что она чувствовала разницу в напряжении. Причиной проблемы были паразитные напряжения, создаваемые воздушной распределительной линией. Разница в напряжении была между колодцем и септической системой. Решением было скрепить дренажную и водопроводную трубы вместе.

 Владелец бизнеса жаловался на постоянные сбои компьютерного модема и компьютера. Коммунальная компания обнаружила, что сбои произошли по совпадению с перебоями в электроснабжении (замыканием на землю) на одном из основных фидеров, обслуживающих объект.Проведенное расследование показало, что телефонный, водопроводный и силовой заземления были электрически изолированы (не соединены друг с другом). Правильное соединение (соединение) систем устранило дальнейшие проблемы с этим клиентом.

[Примеры приведены из статьи «Заземление энергетических систем: практическая точка зрения», номер статьи PCIC-2002-xx Джон П. Нельсон, сотрудник IEEE]

Термин «заземление Ufer» назван в честь консультанта, работающего в США. Армия во время Второй мировой войны. Техника Mr.Придуманный Уфер был необходим, потому что на участке, нуждающемся в заземлении, не было грунтовых вод и мало осадков. Пустыня представляла собой серию хранилищ бомб в районе Флагстаффа, штат Аризона.

Принцип Уфер земли прост. Его очень эффективно и недорого устанавливать при новом строительстве. Земля Уфер использует агораскопические свойства бетона. Бетон быстро впитывает влагу и очень медленно теряет влагу. Минеральные свойства бетона (известь и другие) и присущий им pH означает, что бетон имеет запас ионов для проведения тока.Почва вокруг бетона становится «легированной» бетоном. В результате pH почвы повышается и понижается, что обычно составляет 1000 Ом · метр в почвенных условиях (трудно получить хорошую почву). Присутствующая влага (бетон очень медленно отдает влагу) в сочетании с «легированной» почвой являются хорошим проводником для электрической энергии или тока молнии.

Эффект почти такой же, как и при химической обработке почвы вокруг электрода. Авторы статьи IEEE 1969 года пришли к выводу о следующих обширных испытаниях такой электродной системы: «.. . Сети из арматурных стержней… бетонных оснований обеспечивают приемлемо низкое сопротивление заземления с возможностью защиты от коротких замыканий и импульсных токов, подходящих для всех типов заземления конструкций и цепей. . . . Не последним преимуществом системы арматуры является ее доступность и низкая стоимость ». [Фаган и Ли, «Использование бетонных арматурных стержней в качестве заземляющих электродов», Конференция по нефтяной и химической промышленности 1969 г.]

Методы Ufer используются при строительстве нижних колонтитулов, бетонных полов, радио- и телебашен, анкеров для опорных тросов, освещения столбы и др.Медная проволока не работает как «уферское» заземление из-за pH-фактора бетона (обычно + 7pH). Использование стальной арматуры в качестве «уферского» грунта работает хорошо, и бетон не трескается и не отслаивается, как это было с медью. Использование медной проволоки, привязанной к стержням арматуры, находящимся вне бетона, не вызывает ни одной из этих проблем.

Минимальный размер арматуры, необходимый для предотвращения проблем с бетоном, зависит от:

1. Тип бетона, его содержание, плотность, удельное сопротивление, коэффициент pH и т. Д.

2. Площадь поверхности бетона, контактирующей с почвой.

3. Удельное сопротивление почвы и содержание грунтовых вод.

4. Размер и длина арматурного стержня, проволоки или пластины.

5. Величина тока удара молнии.

На следующей диаграмме показана проводимость тока молнии на фут арматурного стержня (арматурного стержня). Учитывается только внешний арматурный стержень. Арматурный стержень в центре нижнего колонтитула или фундамента не учитывается в этом расчете. В нижнем колонтитуле траншеи можно учитывать только арматуру по бокам и внизу нижнего колонтитула.

Г-н Уфер не знал, что он нашел, пока не экспериментировал с проволокой различной длины в бетоне. Сегодняшний информированный инженер извлекает выгоду из открытия г-на Уфера и привяжет стержни стальной арматуры в здании или другом фундаменте к электрическому заземлению здания. При соединении с электрическим заземлением, строительной сталью и т. Д. Армированный пол и фундамент здания становятся частью системы заземления здания. Результатом является значительно улучшенная система заземления с очень низким общим сопротивлением относительно земли.

Если бы одного заземления Ufer было достаточно, производители заземляющих стержней прекратили бы свою деятельность. Но одной только земли Уфер этого недостаточно. Немногие здания, даже те, которые строятся сегодня, построены с учетом преимуществ земли Уфер. Часто можно увидеть использование «заземления Ufer» на военных объектах, компьютерных залах и других сооружениях с очень специфическими характеристиками заземления. Это не распространено на большинстве промышленных предприятий, офисных зданий и жилых домов. Сегодня более распространенным является заземление в соответствии с минимальными национальными и местными электротехническими нормами.Это будет включать в себя один или несколько приводных заземляющих стержней, подключенных (соединенных) к нейтральному проводу электрического служебного входа.

В 2005 году NEC был пересмотрен, чтобы четко требовать включения UFER или электрода в бетонном корпусе (теперь 250,52 (A) (3)) в систему заземляющих электродов для зданий или сооружений, имеющих бетонное основание или фундамент без площадь поверхности менее 20 футов в непосредственном контакте с землей. Это требование применяется ко всем зданиям и сооружениям с фундаментом и / или опорой размером 20 футов или более или более 1/2 дюйма.или армирующая сталь с большей электропроводностью, или 20 футов или более из чистой меди не менее 4 AWG.

Заземляющие стержни бывают разных форм, но чаще всего в заземлении электрических сетей используются заземляющие стержни из оцинкованной стали. Пожалуйста, помните, лучший день для заземляющего стержня (удельное сопротивление) — это день его установки. Коррозия, остекление и т. Д. — все это факторы, снижающие эффективность заземляющих стержней.

Заземляющие стержни обычно делятся на один из следующих размеров; 1/2 дюйма, 5/8 дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.Они бывают из стали с покрытием из нержавеющей, оцинкованной или медной стали и могут быть из твердой нержавеющей стали или из мягкой (без плакировки) стали. Их можно приобрести в безрезьбовых или резьбовых частях различной длины. Наиболее распространенная длина — 8 футов и 10 футов. Некоторые из них будут иметь заостренный конец, другие будут иметь резьбу и могут быть соединены вместе для образования более длинных стержней при движении.

Эффективность заземляющего стержня диаметром 1 дюйм над стержнем заземления 1/2 дюйма минимальна при снятии показаний сопротивления. Штанги большего размера выбираются для более сложных почвенных условий.Глиняные или каменистые условия часто требуют использования силовых приводов, похожих на ударные, используемые механиками при работе с вашим автомобилем. Обычно они бывают электрическими или пневматическими. Силовые приводы при использовании с тяжелыми заземляющими стержнями диаметром 1 дюйм будут работать на большинстве почв.

Пруток с медным покрытием диаметром 1 дюйм по сравнению с прутком с медным покрытием 1/2 дюйма в тех же почвенных условиях дает повышение производительности примерно на 23%. Площадь поверхности стержня 1/2 дюйма составляет 1,57 по сравнению с площадью поверхности стержня 1 дюйм при 3,14 (3,14 x.5 = 1,57 и 3,14 х 1 = 3,14). Таким образом, удвоение площади поверхности дает улучшение производительности только на 23%.

Покрытие заземляющих стержней предназначено для защиты стали от ржавчины. Большинство думает, что оболочка (медь на стальном стержне) предназначена для увеличения проводимости стержня. Это действительно способствует проводимости, но основная цель покрытия — предохранить стержень от ржавчины.

Не все плакированные заземляющие стержни одинаковы, и важно, чтобы плакированный стержень имел достаточно толстую оболочку.Высококачественные промышленные заземляющие стержни из стали, плакированной медью, могут стоить немного дороже, но они оправдывают небольшие дополнительные затраты.

Когда заземляющий стержень вбивается в каменистую почву, он может поцарапать покрытие, и стержень заржавеет. В сухом виде ржавчина не проводит электричество, это хороший изолятор. Когда он влажный, он все еще не такой проводящий, как медь на стержне. Можно проверить pH почвы, и это должно определить тип используемого стержня. В почвенных условиях с высоким pH следует использовать только высококачественные плакированные стержни.Если почва очень кислая, лучше всего подойдут нержавеющие стержни. Один из самых популярных стержней заземления — стержень заземления из оцинкованной (горячеоцинкованной) стали.

Этот стержень используется с медными и алюминиевыми проводниками для формирования заземления служебного входа в большинстве зданий и жилых домов. Это плохой выбор для определения удельного сопротивления грунта с течением времени. Стыки между заземляющим стержнем и проводом выполняются выше или ниже поверхности земли и в большинстве случаев подвержены постоянной влажности. В лучших условиях соединение двух разнородных материалов со временем приведет к коррозии и увеличению сопротивления.

При соединении разнородных материалов происходит электролиз. Если алюминий используется с медью, которая не покрыта оловом, алюминий будет разъедать медь, оставляя меньшую площадь поверхности для контакта, и соединение может расшататься и даже вызвать искрение. Любой резкий удар или удар могут привести к разрыву соединения. При установке в грунт не рекомендуется использовать луженую проволоку. Олово, свинец, цинк и алюминий более анодны, чем медь, и они пожертвуют (исчезнут) в почве.При подключении над поверхностью почвы в электрораспределительной панели допускается использование луженой проволоки.

Имейте в виду, что статья 250.64 Национального электротехнического кодекса указывает, что алюминиевые заземляющие проводники, плакированные медью или алюминием, не должны контактировать с почвой или бетоном и должны заканчиваться не менее чем на 18 дюймов выше готовой конструкции при использовании на открытом воздухе.

Другой способ лечения коррозии стыков — это использование герметика для швов для предотвращения образования мостиков влаги между металлами.Наиболее популярными соединениями являются частицы меди или графита, погруженные в консистентную смазку. Использование аналогичного материала — лучшее решение, поскольку даже стыковые смеси могут потерять свою эффективность, если их не поддерживать в надлежащем состоянии, но их использование предпочтительнее, чем сухое соединение. Соединения работают путем погружения частиц в металлы, чтобы сформировать чистый стык с низким сопротивлением, лишенным воздуха, когда они находятся под давлением. Это давление обеспечивается за счет затягивания зажима на проводе и стержне.

Проблема разнородных материалов не встречается в стальных стержнях, плакированных медью.Из всех вариантов по разумной цене лучшим выбором будет стальной пруток, плакированный медью с медным проводником. Если бы деньги не были целью, золотой проводник и заземляющий стержень были бы идеальными, но вряд ли экономически практичными.

Ведомый стержень намного лучше по сравнению со стержнем с обратным наполнением. Плотность ненарушенного грунта намного выше, чем даже уплотненного грунта. Связь грунта со стержнем — ключ к производительности удилища.

Одним из интересных аспектов проводников заземляющих электродов является их необходимость в физической защите.Если для защиты проводника заземляющего электрода используется стальной кабелепровод или рукав, то на каждом конце рукава должны быть предусмотрены некоторые средства, чтобы сделать его непрерывным электрически с проводником. Этого можно добиться, установив перемычку на каждом конце гильзы и подключив ее к гильзе, оборудованию и заземляющему электроду на каждом конце. Причина, по которой этот метод важен, заключается в том, что в условиях сильного повреждения стальная трубная муфта создает дроссельный эффект (индуктивность муфты создает магнитное поле, препятствующее изменениям тока), а полное сопротивление системы заземления резко возрастает.Из-за этого — по возможности лучше использовать неметаллическое покрытие соответствующего номинала (таблица 80, где возможны повреждения) для обеспечения физической защиты.

Установить заземляющие стержни несложно, но необходимо соблюдать соответствующие процедуры, а полученные стержни должны быть проверены на работоспособность.

Установка заземляющих стержней глубиной более 10 футов представляет несколько проблем. Должны использоваться секционные стержни (обычно длиной 10-12 футов) и соединяться вместе для достижения желаемой глубины.Муфта имеет больший диаметр, чем стержень, и поэтому образует отверстие больше, чем сам стержень. Это создает пустоту муфты, ограничивающую контакт почвы с поверхностью штанги дополнительных секций. Только первая секция будет поддерживать полный контакт стержня с почвой.

Ручное забивание штанг с помощью кувалд, трубных инструментов и других средств не может обеспечить достаточное усилие для проникновения в твердые почвы. Для стержней с глубоким забиванием необходимы механические или механические приводы.

Материал штанги и конструкция муфты должны выдерживать силу, необходимую для прохождения через твердый грунт.

Из-за чрезмерных усилий, необходимых для привода более длинных штанг, муфты винтового типа механически выходят из строя. Резьба обрывается, что приводит к плохому контакту стержня со стержнем. Коническая шлицевая / компрессионная муфта зарекомендовала себя как самая надежная муфта.

Чтобы поддерживать полный контакт стержня с почвой, суспензионная смесь натриевого бентонита (природная глина) может быть введена в полость муфты при установке стержней. Это обеспечивает токопроводящий материал между поверхностью стержня и почвой по глубине стержня.Для обычного 60-футового заземляющего стержня требуется от 2 до 5 галлонов бентонита.

Недостатком более длинных и глубоких штанг является то, что соединенные штанги могут изгибаться при столкновении с более плотной почвой. В одном из проектов подрядчику требовалось соединить и ввести в действие 100-футовый заземляющий стержень, чтобы добиться сопротивления 5 Ом в слоистых песчаных почвах. Когда подрядчик соединил и проехал пятую 10-ю секцию штанги, было замечено, что «заостренный конец» заземляющей штанги проходил под автомобилем на ближайшей стоянке.[Глубокое заземление по сравнению с заземлением на мелководье, Computer Power Corporation, Мартин Д. Конрой и Пол Г. Ричард — http://www.cpccorp.com/deep.htm]

Эффективность заземляющих стержней снижается из-за почвенных условий , токи молнии, физические повреждения, коррозия и т. д. и должны регулярно проверяться на сопротивление. Тот факт, что в прошлом году земля была хорошей, не означает, что это хорошо сегодня.

Проверили бы его методом испытания на падение потенциала или методом зажима при условии, что установка подходит для измерения сопротивления заземления с использованием метода зажима (см. Следующий раздел для обсуждения инструментов и методов тестирования).

Измерение сопротивления заземления может выполняться только с помощью специально разработанного оборудования. В большинстве приборов используется принцип падения потенциала переменного тока, циркулирующего между вспомогательным электродом и заземляющим электродом при тестировании. Показание выражено в омах и представляет собой сопротивление заземляющего электрода к окружающей земле. Некоторые производители испытательного оборудования недавно представили тестеры сопротивления заземления, которые также будут обсуждаться.

Принцип испытания сопротивления заземления (падение потенциала — трехточечное измерение)

Разность потенциалов между стержнями X и Y измеряется вольтметром, а ток между стержнями X и Z измеряется амперметром (см. Рисунок 13). )

По закону Ома E = IR или R + E / I, тогда мы можем получить сопротивление заземляющего стержня R. Если E = 20 В и I = 1 A, то:

R = E / I = 20/1 = 20

Нет необходимости проводить все измерения при использовании тестера заземления.Тестер заземления будет измерять непосредственно, генерируя собственный ток и отображая сопротивление заземляющего электрода.

Положение вспомогательных электродов при измерениях

Целью точного измерения сопротивления заземления является размещение вспомогательного токового электрода Z на достаточном удалении от тестируемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный потенциальный электрод Y находился за пределами эффективного площадь сопротивления как заземляющего электрода, так и вспомогательного токового электрода.Лучший способ узнать, находится ли вспомогательный потенциальный стержень Y за пределами эффективных областей сопротивления, — это переместить его между X и Z и снять показания в каждом месте. Если вспомогательный потенциальный стержень Y находится в зоне эффективного сопротивления (или оба, если они перекрываются, как на рисунке 14), при его перемещении полученные показания будут заметно отличаться по величине. В этих условиях невозможно определить точное значение сопротивления заземления.

С другой стороны, если вспомогательный потенциальный стержень Y расположен за пределами эффективных областей сопротивления (рисунок X), когда Y перемещается вперед и назад, вариация показаний минимальна.Полученные показания должны быть относительно близки друг к другу и являются наилучшими значениями сопротивления заземления X. Показания должны быть нанесены на график, чтобы гарантировать, что они лежат в области «плато», как показано на рисунке 15. Эта область часто упоминается как «плато». как «62% площади».

Измерение сопротивления заземляющих электродов (метод 62%)

Метод 62% был принят после графического рассмотрения и после реальных испытаний. Это наиболее точный метод, но он ограничен тем фактом, что тестируемая земля представляет собой единое целое.

Этот метод применяется только тогда, когда все три электрода находятся на прямой линии, а земля представляет собой один электрод, трубу или пластину, как показано на рисунке 16.

Рассмотрим рисунок 17, на котором показаны эффективные площади сопротивления (концентрические оболочки) заземляющего электрода X и вспомогательного токового электрода Z. Области сопротивления перекрываются. Если бы показания были сняты путем перемещения вспомогательного потенциального электрода Y к X или Z, тогда разница показаний была бы большой, и нельзя было бы получить показания в разумном диапазоне допуска.Чувствительные области перекрываются и постоянно действуют, увеличивая сопротивление по мере удаления Y от X.

Теперь рассмотрим рисунок 18, на котором электроды X и Z достаточно разнесены, чтобы области эффективного сопротивления не перекрывались. Если мы построим график измеренного сопротивления, мы обнаружим, что уровень измерений сбился, когда Y расположен на 62% расстояния от X до Z, и что показания по обе стороны от начального значения Y (62%), скорее всего, будут в пределах установленный диапазон допуска.Этот диапазон допуска определяется пользователем и выражается как
процентов от начального показания +/- 2%, +/- 5%, +/- 10% и т. Д.

Расстояние между вспомогательными электродами

Нет определенного расстояния между Могут быть заданы значения X и Z, поскольку это расстояние зависит от диаметра испытуемого стержня, его длины, однородности испытуемого грунта и, в частности, от эффективных площадей сопротивления. Однако приблизительное расстояние можно определить по следующей таблице, которая дается для однородной почвы и электрода диаметром 1 дюйм (для диаметра ½ дюйма уменьшите расстояние на 10%).

Измерение сопротивления заземления с помощью клещей

В отличие от метода падения потенциала (трехточечного), который требует, чтобы заземляющий стержень или тестируемая система были отключены от энергосистемы, этот метод измерения требует соединения между тестируемым стержнем для подключение электросети к земле. В результате метод предлагает возможность измерения сопротивления без отключения заземления. Он также предлагает преимущество включения заземления и общего сопротивления заземляющего соединения.

Принцип работы

Обычно заземленную систему общей распределительной линии можно смоделировать как простую базовую схему, как показано на рисунке 29, или как эквивалентную схему, показанную на рисунке 30. Если напряжение E приложено к любому измеренному заземляющему элементу Rx через специальный В трансформаторе ток I течет по цепи, что может быть представлено следующим уравнением:

Суть этого состоит в том, что заземляющий электрод для типичной заземленной электрической системы i параллелен заземляющим стержням и стыковым заземлениям на каждом трансформаторе. и столб, который находится на стороне линии обслуживания, для которого вы тестируете землю.Все параллельные заземления выше по потоку становятся очень и очень малым параллельным сопротивлением по сравнению с сопротивлением стержня, на котором вы отдыхаете (R _x ).

Если R _x и R ₁ , и ₂ …. все примерно одинаковой величины, а n — большое число (например, 200), тогда _x будет намного меньше, чем

. Например, если _x , ₁ , ₂ , R ₃ и т. Д. Все равны 10 Ом и n = 200, тогда:

В этом примере мы видим, что до тех пор, пока количество заземляющих стержней в системе электроснабжения велико (и проверяемый стержень подключен к ним), то эквивалентное сопротивление боковых стержней линии (.05 Ом) незначительно по отношению к измеряемому сопротивлению заземления (10 Ом).

E / I = Rx установлен. Если I определяется при постоянном значении E, можно получить измеренное сопротивление заземляющего элемента. Снова обратитесь к рисункам 29 и 30. Ток подается на специальный трансформатор через усилитель мощности через генератор постоянного напряжения 1,7 кГц. Этот ток обнаруживается детекторным трансформатором тока. На частоте 1,7 кГц сигнал усиливается фильтрующим усилителем. Это происходит перед аналого-цифровым преобразованием и после синхронного выпрямления.Затем он отображается на жидкокристаллическом дисплее.

Фильтр-усилитель используется для отсечки как тока земли на промышленной частоте, так и высокочастотного шума. Напряжение обнаруживается катушками, намотанными на трансформатор тока впрыска, который затем усиливается, выпрямляется и сравнивается компаратором уровня. Если зажим на CT не закрыт должным образом, и на ЖК-дисплее появляется индикация OPEN или OPEN.

Хотя точность клещей для тестеров сопротивления заземления хороша для многих сценариев, но имеет свои ограничения.Например, если условия заземления на стороне линии неизвестны (на этом основана теория работы клещевого тестера) или если в системе электроснабжения не так много заземлений на стороне линии (заземления полюсов), тогда трехточечный падение потенциального испытания должно быть выполнено.

Перед тем, как использовать и полагаться на данные любого измерительного оборудования, убедитесь, что оно откалибровано и сертифицировано. Если вы этого не сделаете, данные, которые он предоставляет, могут оказаться бесполезными.

Это обсуждение методов тестирования сопротивления заземления было взято из не защищенного авторским правом материала из рабочей книги AEMC Instruments «Общие сведения о тестировании сопротивления заземления», издание 6.0.

Введение в заземление для обеспечения электромагнитной совместимости

Правильное заземление — важный аспект проектирования электронной системы как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости. Земля играет решающую роль в определении того, что происходит в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Правильные стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучаемые излучения.

С другой стороны, неправильное заземление может подорвать безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы.В последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной сбоев системы, связанных с электромагнитной совместимостью.

Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Итак, можно задаться вопросом, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием — текущей отдачей. Тот факт, что возвратные токопроводы в цифровой электронике часто обозначаются как заземление или GND, может сбивать с толку. Когда токопроводящие обратные токопроводы рассматриваются как заземляющие (или когда заземляющие проводники используются для обратных токов), результатом часто становится конструкция со значительными проблемами ЭМС.

Определение земли

Хорошая стратегия заземления начинается с четкого понимания цели заземления. Прежде всего, заземление служит опорным нулевым напряжением цепи или системы. Это хорошо понимали несколько десятилетий назад. В 1992 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) определил такое заземление [1],

4.152 — заземление. (1) Прикрепление корпуса оборудования, рамы или шасси к объекту или конструкции транспортного средства для обеспечения общего потенциала.(2) Подключение электрической цепи или оборудования к земле или к некоторому проводящему телу относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.

Было хорошо известно, что заземление является опорным потенциалом, а заземляющие проводники обычно не токоведущие.

Рисунок 1: Розетка на 110 В в США

В США розетки с заземлением на 110 В имеют три клеммы, как показано на Рисунке 1. Горячая клемма имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания.Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадратического значения и действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 Vrms, но не пропускает ток при нормальных условиях. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, идущим обратно к одной и той же точке в электрической сервисной коробке (точке, которая электрически соединена с землей вне здания).

Поскольку нейтральный и заземляющий провода идут в одно и то же место, они электрически взаимозаменяемы.Фактически, если бы они были электрически закорочены в розетке с однопроводным подключением обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем же прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать тому, чтобы он был надежным опорным потенциалом.

Возможно, наиболее важным моментом, который следует учитывать при заземлении в целях безопасности и ЭМС, является то, что заземление не является током возврата.Земля и ток — это очень важные концепции, но это не одно и то же. Земля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ путем для возврата токов к их источнику. Земля — ​​это, по сути, эталон нулевого напряжения для цепей и систем продукта. Концепция заземления играет решающую роль при проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

Важность заземления для безопасности

Важной частью разработки безопасных электрических продуктов и систем является знание того, где и когда небезопасные напряжения могут появляться на различных проводящих поверхностях.С точки зрения безопасности, заземление является опорным нулевым напряжением, а напряжение на каждом другом проводе — это разница между его напряжением и землей. Для зданий ориентиром на землю обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все большие металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко соединяются или привязаны к заземлению.

Строительная площадка — это обычно металлические прутья, вбитые в землю возле входа в электроснабжение.Эти стержни подключены к коробке выключателя, от которой заземление распределяется на все электрические розетки через нетоковедущие провода. Они также соединяются с любым металлом, который распространяется по всему зданию, например с водопроводными трубами или строительной сталью.

Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью обычно требуются для заземления металла на провод заземления, чтобы гарантировать, что он не может достичь опасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании.Если происходит неисправность, которая вызывает короткое замыкание между силовым проводом и оголенным металлом, заземление коробки выключателя обеспечивает протекание большого количества тока. Это заставляет выключатель размыкаться и обесточивает прибор.

Рисунок 2. Диаграмма, иллюстрирующая базовую работу GFCI.

Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов основан на хорошем соединении заземления розетки с блоком выключателя.В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильной проводкой может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы исключить возможность короткого замыкания силового соединения на оголенный металл, за счет исключения оголенного металла и / или обеспечения срабатывания автоматического выключателя в случае короткого замыкания.

Также растет количество электротехнической продукции со встроенными устройствами прерывания цепи замыкания на землю (GFCI).GFCI работают, обнаруживая дисбаланс тока между проводами подачи и возврата питания. При первом признаке того, что дисбаланс тока превышает безопасный порог, GFCI отключает питание.

Заземление безопасности может быть или не совпадать с заземлением ЭМС, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании с учетом ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепи часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности.Это представляет собой уникальную конструктивную проблему для инженеров EMC, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты, хорошо соединенные на высоких частотах.

Важность заземления для EMC

Проблемы ЭМС часто возникают из-за того, что два больших металлических объекта находятся под разным потенциалом. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к превышению допустимого уровня излучаемого излучения. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

Заземление — это, по сути, искусство определения нулевого опорного напряжения и соединения металлических предметов или цепей с этим опорным сигналом через низкоомное нетоковедущее соединение. Правильная стратегия заземления ЭМС гарантирует, что большие металлические конструкции не могут двигаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным излучениям или проблемам с защитой. Склеивание металлических предметов для поддержания на них одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же нулевому заземлению — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

Наземные конструкции

Практически все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это заземляющие провода, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлический каркас или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и / или корпус.

Конструкция заземления служит местной опорной точкой нулевого напряжения. Нельзя допускать, чтобы что-либо крупное и металлическое приобретало потенциал, значительно отличающийся от потенциала земли.Обычно это достигается путем прикрепления всех крупных металлических объектов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Этого также можно достичь, достаточно изолировав большие металлические предметы и убедившись, что нет возможных источников, которые могут вызвать развитие потенциала между ними.

Рисунок 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

Например, рассмотрим спутник, показанный на рисунке 3. Его наземная структура представляет собой металлический корпус, в котором находится большая часть электроники.Чтобы передать значительную электромагнитную мощность на спутник или из него, необходимо установить напряжение между наземной структурой и чем-то еще значительного электрического размера. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме наземной конструкции) являются две группы солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти массивы с цепями внутри спутника.

Прикрепление массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что между большими проводниками не возникнет значительного напряжения, которое может служить непреднамеренно передающими или приемными антеннами для шума.Соединительные провода также необходимо прикрепить к заземляющей конструкции. Обычно это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на частотах шума, в то же время позволяя токам мощности и сигнала течь без ослабления.

Стратегия заземления, примененная к спутнику в этом примере, может использоваться практически с любым другим устройством или системой, имеющей наземную структуру. Основная философия заключается в том, что сама наземная конструкция представляет собой половину непреднамеренной антенны.Излучаемая связь может возникать только в том случае, если между заземляющей конструкцией и другим проводящим объектом значительных электрических размеров возникает напряжение. Прикрепление всех объектов значительного электрического размера к заземляющей конструкции предотвращает их превращение в другую половину непреднамеренной антенны.

Эта стратегия заземления важна не только для удовлетворения требований к излучению и помехоустойчивости, она также играет ключевую роль в соблюдении требований к кондуктивным помехам и помехоустойчивости, когда конструкция заземления является как опорным нулевым напряжением, так и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

Три важных момента относительно наземных сооружений:

1. Конструкция заземления должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но не должна быть электрически малогабаритной. Иногда вы можете услышать, как кто-то утверждает, что земли не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на расстоянии четверти длины волны на поверхности неодинаков. Этот аргумент необоснован, потому что наземные конструкции не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле.Фактически, вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

   Земля служит защитным заземлением для большинства систем распределения электроэнергии, даже если земля определенно не является электрически малой при 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал Земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Наземные конструкции служат в качестве местных источников нулевого напряжения. Они не должны быть электрически маленькими.

2. Конструкция заземления не должна закрывать электронику.Наземная конструкция не является защитным ограждением. Это просто что-то большое и металлическое, которое служит локальным источником нулевого напряжения для всего остального, большого и металлического.

3. Конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, с интересующими амплитудами и частотами). Токи, протекающие по проводнику или внутри него, заставляют магнитный поток наматывать проводник. Магнитный поток, охватывающий проводник, индуцирует на нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может приводить в движение одну часть конструкции заземления относительно другой части.

Наземные конструкции могут проводить токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность как наземные конструкции. Например, в большинстве автомобилей рама используется в качестве пути обратного тока для огней и некритичных датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить заземляющей структурой на более высоких частотах.

Важно отметить, что, хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи индуцированного шума.Фактически, правильное использование конструкции заземления зависит от ее способности переносить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом, чтобы контролировать непреднамеренные напряжения.

Заземляющие провода

Заземляющие проводники — это соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые крепят большие металлические предметы к заземляющей конструкции. Подобно наземным сооружениям, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция — поддерживать напряжение между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. Е. Сопротивление плюс индуктивное реактивное сопротивление), чтобы их полное сопротивление, умноженное на максимальный ток, который они могут нести, ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары проводов подключен к заземляющей конструкции через 1-сантиметровый контактный штырь, как показано на рисунке 4. Витая пара проводов передает псевдодифференциальный сигнал 100 Мбит / с с синфазным шумом. ток 0.3 мА при 100 МГц. Напряжение, управляющее экраном кабеля относительно платы, приблизительно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет приблизительно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и необходимо будет предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

Рисунок 4. Витая пара с экраном, подключенным к заземляющей конструкции.

Гальваническая коррозия

Когда заземляющее соединение выполняется путем соединения болтами двух плоских металлических поверхностей, сопротивление соединения может быть более важным, чем индуктивность. Это особенно верно, когда поверхность раздела между ними подвергается коррозии.

Потенциал гальванической коррозии — это мера того, насколько быстро разнородные металлы будут корродировать при контакте.Коррозия зависит от наличия электролита, например воды; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

На диаграмме на Рисунке 5 указаны анодные индексы нескольких распространенных металлов рядом с их названиями. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое возникает между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные индексы вычитаются, как указано в таблице.В зависимости от окружающей среды соединения между материалами с разницей напряжений более 0,95 В обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

Земля в зависимости от возврата тока

Как указано в начале этой главы, заземление и возврат тока — это две очень разные функции. К сожалению, в реальных изделиях многие токопроводы имеют маркировку «заземление». Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам и наоборот.

Например, схематическая часть платы на рисунке 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих заземлений. Маловероятно, что разработчик этой схемы хотел четыре разных источника нулевого напряжения. Фактически, четыре заземления соединены перемычками, что указывает на то, что разработчик намеревался иметь одну опорную цепь нулевого напряжения.

Рисунок 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

Схема платы, показанная на Рисунке 7, показывает слой с двумя изолированными цепями, помеченными «GND» и «AGND».Изоляция заземления затрудняет поддержание одинакового потенциала всех крупных металлических объектов в системе. Как правило, это следует делать только в случае необходимости из соображений безопасности. Так почему же эти «земли» изолированы?

Рисунок 7. Один слой разводки платы с двумя заземлениями.

В двух приведенных выше примерах причина того, что «наземные» сети были изолированы, заключается в том, что они на самом деле не были заземлением. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов.Разработчикам не нужны были изолированные источники нулевого напряжения. Они изолировали проводники обратного тока, пытаясь избежать связи по общему сопротивлению.

Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан со звуковыми цепями, если они используют одни и те же возвратные проводники. . Например, рассмотрим простую доску, показанную на рисунке 8a.Он имеет два цифровых компонента: цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователь и усилитель для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует землю в качестве обратного пути. На частотах килогерц и ниже возвратный по плоскости ток распространяется с распределением, примерно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся от усилителя к цифро-аналоговому преобразователю, следует по пути, примерно представленному синими линиями на рисунке 8b.

Рис. 8. Простая плата смешанного сигнала слева (а) и примерное распределение обратного тока на заземляющем слое (b).

В текущем распределении явно много общего. Это приводит к общему сопротивлению, поскольку токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземляющей поверхности с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющей поверхности было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то индуцированное напряжение в аналоговых цепях было бы порядка 100 мкВ.

Пятьдесят лет назад инженеры, проектирующие аудиосхемы, заметили, что напряжения, наведенные в аудиосхемах из-за связи общего импеданса с цифровыми схемами, часто были неприемлемыми. В акустическом сигнале люди слышали цифровой шум.

Очевидным решением было изолировать обратные токи цифрового сигнала от обратных токов аналогового сигнала. В то время платы с более чем двумя слоями не были распространены, поэтому популярным подходом было разделение текущей возвратной плоскости.Пример этого показан на рисунке 9.

Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости обратного тока слева (а) и приблизительным распределением обратного тока на плоскости заземления (b).

Поскольку токи низкой частоты не могут проходить через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном для аналоговых токов, и значительно снижает связь по общему импедансу.

На относительно простых двухслойных платах 1960-х и 1970-х годов зазор между аналоговыми и цифровыми схемами часто был эффективным способом устранения неприемлемых перекрестных помех из-за связи общего импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что люди в конце концов пришли к мысли, что плоскости заземления всегда должны быть разделены между цифровыми и аналоговыми цепями. Так родилось правило дизайна, и дизайнеры досок любят правила дизайна. Пятьдесят лет спустя многие дизайнеры плат по-прежнему придерживаются этого правила дизайна, хотя оно больше не имеет смысла.Фактически, лучшее правило проектирования современных плат — никогда не допускать зазоров между аналоговыми и цифровыми схемами заземления.

Чтобы проиллюстрировать, почему это так, рассмотрим схему платы на рисунке 10. Она имеет те же компоненты, что и в предыдущем примере, и, как и в предыдущем примере, имеет зазор между аналоговой и цифровой схемами. Однако в этом случае зазор окружает аналоговую схему с трех сторон.

Рис. 10. Ужасно смешанная компоновка сигнальной платы слева (а) и гораздо лучшая альтернативная компоновка справа (b).

График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, проиллюстрирует отличную развязку между цифровым и аналоговым обратным токами. Но предыдущие графики обратного тока не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что есть четыре цифровых дорожки, соединяющих цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Для этих сигналов также требуются обратные токи. Эти токи должны поступать от контакта заземления ЦАП на контакт заземления цифрового компонента.Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь зазор заставляет эти токи делить ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот пробел потенциально усугубляет ситуацию.

Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой цепями имеет решающее значение. Пятьдесят лет назад часто было трудно определить правильное место для разрыва. В современных платах с высокой плотностью зазоры между плоскостями, как правило, нереально и совершенно ненужно для решения несуществующей проблемы.

Существует как минимум три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

1. Цифровые и аналоговые сигналы, как правило, работают на гораздо более высоких частотах, чем 50 лет назад. На частотах выше примерно 100 кГц обратные токи на заземляющем слое ограничиваются областями непосредственно под дорожками сигнала. Поскольку они не распространяются по плоскости, зазоры между плоскостями не улучшают изоляцию между цепями.

2. Даже на частотах кГц и ниже сопротивление заземляющих поверхностей печатной платы составляет менее 1 мОм / квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на заземляющую пластину, способны вызывать только милливольты (наихудший случай) напряжения в других схемах, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может стать проблемой.

3. В тех ситуациях, когда миллиом соединения недопустим, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое .Например, лучшим решением проблемы сцепления в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостью. На рисунке 10b показано, как возврат аналогового тока с помощью дорожки на верхнем слое полностью позволяет избежать общей проблемы связи импеданса. В платах, которые имеют много аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно будет необходимо соединить их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы излучаемого излучения. Маршрутизация изолированных возвратных сигналов на соседних слоях значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

Обратите внимание, что аналоговая трасса возврата тока на рис. 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления ЦАП. Переходное отверстие не несет аналоговых или цифровых обратных токов. Его единственная функция — гарантировать, что аналоговая и цифровая схемы имеют одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводом, тогда как плоскость и дорожка являются токопроводящими проводниками.

Одноточечное и многоточечное заземление

Предположим, что аналоговая трасса возврата тока на рисунке 10b имеет два сквозных соединения с цифровой плоскостью возврата тока, как показано на рисунке 11.Теперь аналоговый обратный ток имеет два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться в самолете. Ток будет разделен в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться в плоскость. Аналогичным образом, некоторый цифровой ток будет течь по аналоговой обратной линии тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему сопротивлению.

Рис. 11. Добавление второго соединения между двумя изолированными возвратными токами может означать, что они больше не изолированы на низких частотах.

Вообще говоря, два пути возврата тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Сквозное соединение на рисунке 10b является примером одноточечного заземления. Одноточечное заземление является важным понятием в ЭМС, хотя его часто неправильно понимают проектировщики, не проводившие должного различия между проводниками с возвратным током и заземляющими проводниками.

Рисунок 12. Одноточечное заземление.

Рисунок 12 иллюстрирует концепцию одноточечного заземления.Изолированные цепи или системы связаны с одной точкой через нетоковедущие заземляющие проводники. На рисунке 13 показана другая реализация, в которой заземляющие проводники подключаются более чем в одной точке, но все они по-прежнему привязаны к одной точке. Одним из примеров этого является заземление в зданиях. Каждое заземленное устройство имеет выделенный проводной путь к электросети здания, но параллельные пути создаются водопроводными соединениями или изделиями, внешние металлические поверхности которых находятся в электрическом контакте.Подключение заземляющих проводов более чем в одной точке не снижает эффективности схемы заземления.

Рис. 13. Еще одна реализация с одноточечным заземлением.

Хотя одноточечное заземление является важной концепцией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения, оно не работает, если по заземляющим проводникам проходят сигнальные или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь имеют возможность вернуться через намеченный синий провод или пройти по дополнительному соединению в правую цепь и обратно в среднюю цепь через «одноточечную» землю.

Рисунок 14. Это НЕ одноточечное заземление.

Путь на рисунке 14 от одноточечного соединения к средней цепи к правой цепи и обратно к одноточечному соединению иногда называют контуром заземления.Контуры заземления часто считаются несовместимыми с одноточечным заземлением и часто упоминаются как источник связи общего сопротивления; но это неверно. На рисунке 13 показан контур заземления, и он по-прежнему является хорошей реализацией одноточечного заземления. Контур заземления на Рисунке 14 включает в себя сегмент, который вообще не заземлен. Синий провод в средней цепи может называться «землей» на схеме платы, но это проводник обратного тока.

Как правило, с контурами заземления все в порядке, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления.Если один или несколько проводников в петле представляют собой низкочастотный обратный проводник, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему сопротивлению.

На рисунке 15 показан еще один пример неправильного применения концепции единой точки заземления. Этот пример взят из инструкции производителя по применению, в которой покупателям рассказывается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея заключалась в том, чтобы гарантировать, что все три фазы имеют такое же опорное напряжение нулевого напряжения, что и двигатель.Реализация призвала вернуть все токи переключения и ток двигателя в одну и ту же точку.

Рисунок 15. Одноточечный возврат тока (плохая идея).

Конечно, это не одноточечное заземление. Это одноточечный текущий возврат. Хотя все проводники помечены как заземление на схеме и на плате, они не являются заземлением. Это токопроводы с обратным током.

Отправка всех коммутируемых токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем она была бы в противном случае.Это обеспечивает высокий общий импеданс, а также взаимную индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигателя не будет иметь одинакового опорного нулевого напряжения.

По сути, важно помнить, что одноточечное заземление является важной стратегией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи и устройства имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. С другой стороны, одноточечные возвратные токи часто являются основной причиной серьезных проблем электромагнитного взаимодействия.

Рисунок 16.Многоточечная земля.

Альтернативой стратегии одноточечного заземления является стратегия многоточечного заземления. Пример этого показан на рисунке 16. Вместо одной точки земля определяется локально. По сути, это концепция наземной конструкции, описанная ранее.

Обычно системы, использующие структуру заземления, подключают цепи и модули, которые не изолированы от конструкции заземления более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

Рис. 17. Гибридная стратегия заземления.

В этом случае соединение между средней и правой цепями позволяет низкочастотным обратным токам течь по заземляющей конструкции. На этих частотах структуру правильнее было бы описать как структуру с обратным током. При разработке стратегии заземления важно понимать, что проводящая конструкция может выполнять функцию заземления на одних частотах и ​​функцию возврата тока на других.

Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму автомобиля, чтобы соответствовать требованиям по излучению и эмиссии на высоких частотах, но ни один модуль не позволяет токам высокой частоты возвращаться на раму. Таким образом, на высоких частотах рама представляет собой многоточечную наземную структуру.

На более низких частотах критически важная связь будет осуществляться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы токи сигнала не попадали в кадр (и токи кадра не попадали в сигналы).Тем не менее, основания власти не обязательно будут изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по 12-вольтовым проводам питания, возвращаются к батарее по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток — кГц) рама не является наземной структурой, это структура с током возврата. Силовой ток, протекающий по корпусу из-за одного модуля, может вызвать сотню милливольт на заземляющих соединениях других модулей, но большинство модулей не будут подвержены влиянию сотен милливольт на очень низких частотах.

Предположим, что схема слева на рисунке 17 представляет распределение мощности на стартер для двигателя внутреннего сгорания. Эта схема может потреблять сотни ампер тока при запуске двигателя. Если позволить этим токам вернуться на раму транспортного средства, это может привести к недопустимому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае можно было бы принять решение изолировать возврат от стартера и подключить его к раме в одной точке.

Стратегии заземления

Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для электромагнитной совместимости или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь его. Проблемы обычно возникают, когда с заземляющим проводником обращаются как с токоотводящим проводом или с токоотводящими проводниками как с заземляющими проводниками.

Правильные стратегии возврата тока обычно сосредоточены на обеспечении путей с низкой индуктивностью для высокочастотных токов и поддержании контроля над путями низкочастотных токов.

Правильные стратегии заземления сосредоточены на выявлении и защите опорного нулевого напряжения для каждой цепи и системы.

Один из способов отследить, выполняют ли проводники в первую очередь функцию заземления или функцию возврата тока, — это соответствующим образом пометить их. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основная функция которой — возврат цифровых токов. к их источнику.Половина успеха при разработке хорошей стратегии заземления — это правильное признание и сохранение целостности истинных оснований.

Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение конструкции грунта. На уровне системы наземная конструкция всегда представляет собой металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата подключается к раме, то заземление платы должно быть там, где это соединение происходит. Если нет рамы или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто вход питания 0 В).

Вообще говоря, все крупные металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. Д.) Должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительного нежелательного сцепления. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между корпусом или шасси и любыми токоведущими цепями. К сожалению, для близлежащих высокочастотных цепей относительно легко навести в этих структурах ток в микроамперах, которого достаточно, чтобы вызвать проблемы излучаемого излучения.Предотвращение этого без привязки к корпусу обычно требует ограничения полосы пропускания схемы, экранирования схемы и / или увеличения расстояния между схемой и рамой.

Список литературы

[1] Американский национальный стандартный словарь технологий электромагнитной совместимости (EMC), электромагнитного импульса (EMP) и электростатического разряда (ESD), ANSI C63.14-1992.

Ошибки заземления | IBEW — Международное братство электромонтажников

Заземляющий провод может быть неизолированным или изолированным, многожильным или одножильным, и должен быть надежно закреплен на месте и проложен по прямой линии от разрядного устройства к заземляющему электроду (Фото 2).Если в здании есть клемма для межсистемного соединения, заземляющий провод должен быть подключен к ней или к одному из следующих устройств:

• Система заземляющих электродов.
• Заземленная внутренняя металлическая система водопровода в пределах 5 футов от входа в здание.
• Заземление, доступное для подключения к электросети, означает внешнее по отношению к зданию средство.
• Металлическая дорожка качения для силовых цепей.
• Шкаф для сервисного оборудования.
• Провод заземляющего электрода или его металлический корпус.

Если этот заземляющий провод установлен внутри металлической дорожки качения, необходимо прикрепить металлическую дорожку к нему с обоих концов. По этой причине, если дорожка качения необходима для дополнительной защиты, обычно используется ПВХ (жесткий неметаллический кабелепровод, внесенный в список UL). Заземляющий провод должен быть не меньше меди 10 AWG.

При использовании отдельных электродов необходимо подключить средство заземления разрядного блока антенны к системе заземления энергосистемы помещения медным проводом 6 AWG.Излишне говорить, что заземление спутниковой антенны выходит далеко за рамки простого вождения заземляющего стержня в точке входа.

Заземление для кабельного телевидения немного отличается. Обычно кабельное телевидение вводится в здание через коаксиальный кабель, который имеет центральный провод, изолирующую прокладку и внешний электрический экран. Из-за прокладки уменьшается емкостная связь, поэтому кабель обеспечивает высококачественный сигнал для передачи данных, голоса и видео. Неправильное заземление коаксиального кабеля, используемого для кабельного телевидения, очень распространено.

Нет блока разряда антенны, необходимого для установки спутниковой антенны. Вместо этого экран коаксиального кабеля подключается к изолированному заземляющему проводнику, который ограничен медью, но может быть многожильным или одножильным. Заземляющий провод сечением не менее 14 AWG, так что его допустимая нагрузка по току примерно равна внешнему экрану коаксиального кабеля.

Основной отличительной особенностью дома на одну и две семьи является то, что заземляющий провод не может превышать 20 футов в длину и предпочтительно должен быть короче.Если заземляющий электрод, такой как клемма межсистемного соединения, находится за пределами 20 футов, для этой цели необходимо ввести заземляющий стержень. Однако даже после того, как это специальное заземляющее средство установлено, чтобы соответствовать требованиям NEC, установка должна иметь перемычку не менее 6 AWG или эквивалентную, которая подключается между заземляющим электродом системы CATV и системой заземляющих электродов питания для здание. Отсутствие этой перемычки является серьезным нарушением Кодекса, уступающим только отсутствию заземления.Вы должны соединить все заземления системы, антенну, питание, кабельное телевидение, телефон и т. Д. С помощью толстой перемычки.

3. Отказ от установки GFCI там, где это необходимо. Последние редакции Кодекса требуют более широкого использования GFCI. В жилых единицах GFCI требуются для всех однофазных розеток на 125 В, 15 А и 20 А в: ванных комнатах; гаражи; вспомогательные здания с полом на уровне класса или ниже, не предназначенные для проживания, ограниченные складскими помещениями, рабочими и аналогичными помещениями; на открытом воздухе; кухни вдоль столешниц; в пределах 6 футов от внешнего края раковин для стирки, подсобных помещений и бара с раковиной; и эллинги.За исключением жилых помещений, GFCI требуются на всех розетках 125 В, однофазных, 15 А и 20 А в ванных комнатах, кухнях, крышах, на открытом воздухе и в пределах 6 футов от внешнего края раковин.

Другие области, требующие использования GFCI, включают: лодочные подъемники, подвесы для самолетов, фонтанчики для питья, торговые автоматы, подключенные к электросети и розетки, моечные машины высокого давления, гидромассажные ванны, карнавалы, цирки, ярмарки (и т. Д.), С электроприводом. покрытия для бассейнов, переносные или передвижные электрические знаки, оборудование для электрификации парковочных мест для грузовиков, лифты, лифты, эскалаторы, движущиеся дорожки, подъемники платформ / лестничные подъемники, стационарные электрические кабели для обогрева помещений, фонтаны, коммерческие гаражи, электрооборудование для естественных и искусственно созданных тел воды, подогрева трубопроводов, лечебных бассейнов и ванн, лодок, строительных площадок, медицинских учреждений, причалов / лодок, бассейнов, транспортных средств для отдыха, чувствительного электронного оборудования, спа-салонов и джакузи.

4. Неправильное подключение заземляющего провода оборудования к нейтрали системы. Вы должны подключать заземленный нейтральный провод к обычно не токоведущим металлическим частям оборудования, дорожкам качения и корпусам только через главную перемычку заземления (или, в случае системы с отдельным подключением, через перемычку заземления системы). Установите это соединение на средстве отключения службы, а не ниже по потоку. Когда вы покупаете новую входную панель, в комплект обычно входит винт или другая основная перемычка.К нему прилагаются инструкции, согласно которым он должен устанавливаться только тогда, когда панель будет использоваться в качестве сервисного оборудования.

Установка основной перемычки соединения в коробку, используемую в качестве вспомогательной панели, питаемой 4-проводным механизмом подачи проволоки, является серьезной ошибкой. Также неправильно не установить его, когда панель используется в качестве сервисного оборудования. Неправильное подключение заземленной нейтрали к заземляющим проводам оборудования может привести к возникновению нежелательного циркулирующего тока и наличия напряжения на металлических инструментах или корпусах устройств.К сервисному разъединителю следует подключить заземленную нейтраль и провода заземления оборудования. Затем разделите их — чтобы никогда больше не воссоединиться. Дополнительные опциональные заземляющие стержни могут быть подключены в любом месте вдоль заземляющего провода оборудования, но не к заземленной нейтрали.

5. Неправильное заземление рам электрических плит и сушилок для одежды. До версии NEC 1996 года обычной практикой было использование нейтрали в качестве заземления оборудования. Однако теперь все рамы электрических плит, настенных духовок, навесных кухонных плит, сушилок для одежды и розетки или распределительные коробки, которые являются частью этих цепей, должны быть заземлены четвертым проводом: проводником заземления оборудования.

Исключение разрешает сохранение схемы до 1996 г. для существующих установок ответвленной цепи только там, где нет заземляющего проводника оборудования. Необходимо выполнить несколько других условий. Если возможно, лучше всего запустить новую 4-проводную ответвленную цепь от панели. Если вам необходимо сохранить старый прибор, обязательно удалите перемычку между нейтралью и рамой, если необходимо подключить провод заземления оборудования.

6. Отказ от заземления погружных скважинных насосов. Когда-то погружные насосы не требовалось заземлять, потому что они не считались доступными. Однако было отмечено, что рабочие вытаскивали насос, клали его на землю и подавали напряжение, чтобы посмотреть, будет ли он вращаться. Если из-за неисправности проводки корпус окажется под напряжением, устройство максимального тока не будет работать, что приведет к опасности поражения электрическим током. NEC 2008 года требует четвертого заземляющего провода оборудования, который теперь необходимо протянуть к верхней части обсадной трубы. Многие считают, что в трехпроводной системе с погружными насосами один провод является «заземлением».На самом деле кабель погружного насоса состоит из трех жил (плюс заземляющий провод), скрученных вместе и без оболочки. Желтый — это обычная ветвь 240 В, черный — работа, а красный — пуск, на который блок управления подает питание на короткий период времени. До введения нового требования к заземлению все было жарко.

7. Неправильное присоединение заземляющего провода к электрическим устройствам. Подключение устройств с последовательным соединением таким образом, чтобы при удалении одного из них нарушалось целостность заземления оборудования, является распространенной проблемой.Предпочтительный способ заземления электропроводки — подсоединить входящие и исходящие заземляющие провода оборудования к короткой оголенной или зеленой перемычке. Затем перемычка с неизолированной или зеленой изоляцией подключается к клемме заземления устройства.

8. Отсутствие второго заземляющего стержня там, где это необходимо. Одиночный заземляющий стержень, сопротивление которого относительно земли не превышает 25 Ом, должен быть дополнен вторым заземляющим стержнем. После установки второго заземляющего стержня нет необходимости, чтобы они удовлетворяли требованиям по сопротивлению.На практике измерения сопротивления проводят немногие электрики.