Как подключить землю в щитке: соединять ли ноль и землю

Содержание

соединять ли ноль и землю

Уют и комфорт в частном доме или квартире трудно представить без налаженной системы электроснабжения. Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током осложняется. Устранить риски, минимизировать последствия травм можно с помощью заземляющей системы, соединяющей точки электрической сети или энергетического потребителя с заземляющей конструкцией.

Конструкция и назначение заземляющих устройств

Подобные конструкции подразделяются на рабочие и защитные устройства.

Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
Система защитного заземления обязательна для электросетей в жилом секторе.

Установка заземляющего устройства (ЗУ) требуется в соответствии с Правилами устройства электроустановок и Правилами эксплуатации электроустановок потребителей.

Прикосновение людей к токоведущим частям, открытым в результате неправильной эксплуатации электрооборудования, дефектов конструкции, прихода в негодность изоляции и других причин, встречается часто. Некачественная конструкция ЗУ и ее монтаж может повлечь тяжелые последствия для людей: электрический шок, ожоги, нарушение работы сердца и иных органов человека поражение током часто приводит к ампутации конечностей, инвалидности и даже летальным исходам.

Система заземления состоит из наружной и внутренней частей, которые стыкуются в электрическом щитке. Наружное заземляющее устройство состоит из комплекса металлических электродов и проводников, отводящих аварийный ток от электрооборудования в землю в безопасных для людей местах. Электроды называются заземлителями. Электрические жилы – это заземляющие проводники, представляют собой штыри длиной 1,5 м, диаметром 1 мм.

Изготавливаются промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их основное достоинство — повышенная проводимость тока. Вбиваются в землю молотами или кувалдами на глубину 50 см, контакт с землей должен быть максимально прочным, иначе ухудшится способность конструкции отводить ток.

Простая конструкция изготавливается из одного электрода. Применяется в молниеотводах или для защиты удаленных объектов и оборудования. В индивидуальных хозяйствах предпочтение отдается многоэлектродным устройствам. Размещаются в один ряд и называются линейными профилями ЗУ. Стандартная длина цепи — 6 метров. Между собой соединяются латунными муфтами, крепление резьбовое, сварка не рекомендуется. Заземляющие проводники устанавливаются через клеммы. Скручивания, пайки жил исключаются.

По-прежнему распространено такое устройство, как контур заземления (замкнутый вариант). Сооружается на расстоянии не ближе 1 метра и не далее 10 метров от дома. Размещается в траншее в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 3 м, глубина – 50 см, ширина – 40 см. По углам вбиваются заземлители. Эта же операция проделывается с другими вертикальными электродами (не свыше пяти единиц). Заземлители в нижней опорной части свариваются с горизонтальными изделиями.

Изготавливаются из меди, покрытого медью или цинком стального уголка (полка 5 мм, полоса 40 мм), Часто применяется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля. Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электротехнические свойства из-за ослабления контакта с землей.

Конструкция контура несложная, ее можно сделать собственными руками. Но работа упрощается при использовании готовых заземляющих устройств, представленных на рынке, в комплекте с которыми есть провода заземления. Финансовые потери окупятся за счет применения качественных материалов, стойких к коррозии и с большим сроком эксплуатации.

Подключение наружной части ЗУ к щитку

Для определения точного порядка подключения заземления к щитку требуется знание способа применения нейтрали. Она бывает изолированной и заземленной. Изолированная жила используется в сетях с повышенными значениями напряжения 3-35 кВ. При электроснабжении 380 В и 220 В эффективно работают оба варианта. Однако новые правила ПУЭ требуют заземлять нейтраль. Контуры должны возводиться под напряжение до 1000 В.

Популярны системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S. Двухфазная TN-C устарела, но по-прежнему применяется в строениях, имеющих длительный срок эксплуатации. Их замена связана с трудностями технического и финансового характера. В этой схеме в качестве защитного заземляющего провода используется нулевая жила. С практической точки зрения, для жильцов квартир и домов кабельная и проводниковая продукция с 4 жилами выгодна: ее стоимость ниже, монтажные работы проще.

Интерес представляет вопрос, как подключить заземление в многоэтажном доме. Проводники подключаются к общей шине ЗУ. Затем шина выводится на корпус электрического щитка на этаже. Аналогичен процесс перевода TN-C на TN-C-S в домашнем щитке. Суть заключается в подключении нулевых защитных проводников на единую шину ЗУ с последующим креплением перемычкой с нулевой шиной.

Главный недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда заземляющая конструкция придет в негодность. Регламентирующими документами введен запрет на использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.

Принцип работы TN-S основан на том, что нулевые рабочая и защитная линии подводятся к потребителю отдельными жилами от трансформаторной подстанции. В РФ и странах СНГ распространен промежуточный вариант TN-C-S, при котором разделение проводников производится непосредственно при вводе в дом. В обоих вариантах функции безопасности выполняет устройство защитного отключения (УЗО).

Однако для полноценного предупреждения и локализации последствий электрических ударов комплект защитных средств должен включать также автоматические выключатели в щитках, шину заземления РЕ для подсоединения нулевых проводников и контура заземления.

Последний обеспечивает условия для бесперебойной работы электрической техники. Кроме того, он снижает уровень излучения электрических агрегатов, кабелей и проводов, локализует шумовые явления в электросети.

Заземление в щитке проводится в следующем порядке (система TN-C-S). Два питающих провода, состоящих из фазного и совмещенного рабочего нулевого и защитного (REN), разделяются на три отдельные жилы. Для подключения фазной и рабочей жил используют изолированную от щита шину заземления. Каждая шина (N и Re) должна иметь собственную маркировку и цвет: ноль – синего, земля – желтого цвета. Жила N закрепляется на электрическом щитке с использованием изоляторов. Заземляющий контакт RE устанавливается на корпус. Между собой соединяются перемычкой из токопроводящего материала.

В дальнейшем эти провода заземления должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.

Многие пользователи отдают предпочтение варианту, когда кабели REN сохраняют свою целостность и подключаются к шине N, играя роль нулевых защитных проводников. Достоинство этой схемы заключается в том, что на свободную шину RE замыкаются провода заземления бытовых потребителей электрической энергии. При перегорании линии REN, все токоприемники будут продолжать сохранять заземляющие контакты.

Ошибки при установке ЗУ

К типовым недостаткам, часто встречающимся на практике, относятся:

Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
Установка отдельных выключателей в нулевом проводнике. При выходе устройства из строя электроприборы могут оказаться под напряжением. Иногда контакт нулевого провода не прочен. Последствия те же.
Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
Подключение заземления к трубе отопления. Нельзя сказать, какое направление возьмут блуждающие токи, поскольку неизвестна ситуация в соседней квартире. Возрастает вероятность поражения током посторонних людей.

По завершении монтажных работ проводится проверка системы. Внимание обращается на величину сопротивления рассеиванию тока. Для проведения этой работы желательно привлечение специалиста с соответствующей аппаратурой.

Как подключить заземление к щитку, как правильно заземлить электрощиток?

Заземление в щитке

1. Общие требования

Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.

В данной статье приведена подробная, пошаговая инструкция о том как сделать заземление в частном доме своими руками.

Для начала определимся с тем, что такое заземление?

Согласно ПУЭ Заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)

В качестве заземляющего устройства используют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).

Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):

Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.

Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:

В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.

Замкнутый контур заземления обычно выполняют в форме треугольника со сторонами от 2 до 3 метров (в зависимости от длины вертикальных заземлителей) важно что бы расстояние между вертикальными заземлителями было не менее их длины (см. рис. 1). Замкнутый контур так же может выполняться и в других формах, например овал, квадрат и т.д. В свою очередь линейный контур представляет из себя ряд вертикальных заземлителей в количестве 3-4 штуки выстроеных в линию, при этом так же как и в случае с замкнутым контуром расстояние между ними в линейном контуре должно быть не менее их длины, т.е. от 2 до 3 метров (см. рис. 2).

Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.

Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (пункт 1.7.111. ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.

Вертикальные заземлители выполняют из:

круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)
стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)

Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)

Горизонтальные заземлители выполняют из:

круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)
стальной полосы размерами 4х40

Заземляющий проводник выполняют из:

круглого стального стержня диаметром минимум 10мм
стальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)

Рекомендуется в качестве заземляющего проводника использовать тот же материал который был использован в качестве горизонтального заземлителя.

2. Порядок монтажа заземления:

ШАГ 1 — Выбираем место для монтажа

Место для монтажа выбирается как можно ближе к главному электрощитку (вводному щиту) дома в котором находится главная заземляющая шина (ГЗШ), она же PE шина.

В случае если вводной электрощиток находится внутри дома или на его наружной стене заземляющий контур монтируется около стены на которой находится электрощиток, на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если же электрический щиток находится на опоре воздушной линии электропередач или на выносной стойке контур заземления можно монтировать прямо под ним.

При этом не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п. (п. 1.7.112 ПУЭ)

ШАГ 2 — Земляные работы

Выкапываем траншею в форме треугольника — для монтажа замкнутого конура заземления, либо прямую — для линейного:

Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра

Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)

Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)

ШАГ 3 — Монтаж вертикальных заземлителей

Расставляем в траншеи вертикальные заземлители на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра) после чего забиваем их в землю при помощи перфоратора со специальной насадкой либо обычной кувалдой:

Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:

Как уже было написано выше длина вертикальных заземлителей должна составлять примерно 2-3 метра (рекомендуется минимум 2,5 метра), при этом необходимо вбить их в землю на всю длину, так что бы над дном траншеи выступала верхняя часть заземлителя на 20-25 см:

Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.

ШАГ 4 — Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:

На данном этапе необходимо соединить между собой все вертикальные заземлители с помощью горизонтальных заземлителей и к получившемуся контуру заземления приварить заземляющий проводник который будет выходить из земли на поверхность и предназначен для соединения заземляющего контура с главной заземляющей шиной вводного электрощита.

Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой посредством сварки, при этом место соединения необходимо обварить со всех сторон для лучшего контакта.

ВАЖНО! Не допускается использование болтовых соединений! Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.

Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.

ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски! (пункт 1.7.111. ПУЭ)

В результате должно получится примерно следующее:

ШАГ 5 — Засыпаем грунтом траншею.

Здесь все просто, засыпаем траншею со смонтированным заземляющим контуром землей, так что бы над контуром было не менее 50 см грунта, как уже было указано выше.

Однако и здесь есть свои тонкости:

ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).

ШАГ 6 — Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).

Наконец мы подошли к завершающему этапу — заземлению электрощитка дома, для этого выполняем следующие работы:

Подводим заземляющий проводник к электрощитку, так что бы до электрощитка оставалось около 1 метра, если вводной щиток находится в доме, желательно завести заземляющий проводник в здание. При этом у мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен следующий опознавательный знак (п.1.7.118. ПУЭ):

Сам заземляющий проводник находящийся над поверхностью земли необходимо покрасить, он должен иметь цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (п.1.1.29. ПУЭ).

К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм2, который так же должен иметь желто-зеленую окраску. Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ (п.1.7.119. ПУЭ).

ВАЖНО! Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. (п.1.7.119. ПУЭ).

В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:

ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.

В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:

1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.

2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.

3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.

ВАЖНО! Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление. После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!

При этом проводка в доме должна выполняться трехжильным кабелем: желто-зеленая жила кабеля подключается к PE шине и используется в качестве заземляющего провода, синяя или голубая жила подключается к N шине и служит в качестве рабочего нуля и наконец третья жила подключается через автоматический выключатель на фазу.

Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.

На этом все, но необходимо помнить, что защитное заземление это лишь одна составляющая из комплекса мер обеспечивающих надежную защиту от поражения электрическим током. К другим составляющим относятся:

автоматическое отключение питания — обеспечивается аппаратами защиты, в первую очередь такими как УЗО и автоматические выключатели.
уравнивание потенциалов —

Источник: https://elektroshkola.ru/zazemlenie/zazemlenie-v-chastnom-dome/

Установка учетных и защитных устройств в щиток

Теперь пришла очередь установить на дин-рейку все остальные элементы. Полный перечень оборудования необходимого для щита частного дома следующий:

1) Стальной электрический щит (степень защиты ip54 или выше)

2) Бокс/кожух для АВ на 3 модуля

3) Автоматический выключатель трехполюсный 25А

4) Трехфазный счетчик электрической энергии 380В

5) распределительный блок на DIN-рейку

6) Селективное УЗО от 40А, ток утечки 100мА или 300мА

Электросчетчик, должен быть трехфазный, для сетей 380В. Обычно выбирается электронный, двухтарифный. При выборе производителя, основной ориентир срок гарантии, у кого она больше, тот и нужно брать. Обычно берется простой, без лишних интерфейсов, например, Меркурий или Энергомера.

Распределительный блок должен иметь достаточное количество клемм под нужные сечения проводников. Для варианта с ВДТ — выключателем дифференциального тока, с заземлением ТТ, потребуется:

1 клемма — 16мм.кв – для контура повторного заземления ПВ1 или ПуВ(ПуГВ)

2 клеммы по 6мм.кв – для внутренних проводников, используемых при коммутации

Противопожарное УЗО выбирается селективное – имеющее задержку при срабатывании. Ток утечки может быть, как 100мА, так и 300мА.

Выбор порога срабатывания Устройства Защитного Отключения зависит от многих факторов. Практически любой электроприбор имеет определенную утечку и это нормально. Если таких устройств много, суммарные потери могут быть большими.

Исходя из этого и выбирается эта величина. Если жилье небольшое, достаточно ставить 100мА. Если же это коттедж, с большим количеством техники и оборудования, то однозначно 300мА.

Для внутренних соединений в щитке, удобнее всего использовать гибкие провода ПуГВ (еще могут называться ПВ-3) 1х6мм.кв. и наконечники НШВИ.

Сборка электрического щита учета с УЗО

подключение вводного кабеля СИП 4х16

В первую очередь подключаем все провода большого сечения. В нашем случае это Самонесущие Изолированные Провода (СИП). Всего четыре штуки. Все они алюминиевые, снаружи черная изоляция. Их маркировка выполнена в виде цветной непрерывной полосы.

Желтый, зеленый и красный проводники подключаем на верхние клеммы вводного АВ – это три фазы. PEN – с голубой полосой, в нулевую клемму счетчика электрической энергии.

Обычно это две крайние справа. Можно подключить к любой из них, они внутри соединены.

Зеземления

Далее подключаем к распределительному блоку проводники заземления. В первую очередь, как самый большой, от смонтированного на участке контура. Тудаже заземление токопроводящего корпуса щитка, которое монтируется под специальный болт.

Именно такая схема подключения N и PE отличает систему ТТ от других.

В системе TN-C-S, схему щита учета с УЗО, которой мы уже рассматривали , всё сделано иначе. Там наоборот, и PEN проводник и контур заземления дома объединены в распределительном блоке. И только после него делятся.

Здесь же вводной СИП с голубой полосой – PEN, по сути является рабочим нулём «N» всей электроустановки. Защитный ноль, он же заземление «PE», берется от смонтированного у во дворе контура.

Подключение кабеля идущего от щита учета в РЩ дома

Осталось подключить кабель, по которому электрический ток будет поступать в дом. Внутри которого, обычно, установлен дополнительный распределительный щит (РЩ), без электрического счетчика электроэнергии. Все потребители разделены на группы, стоит автоматика и т.д.

Сечение жил и марка кабеля выбирается в зависимости от расстояния до РЩ и способа прокладки. Чаще всего применяется ВВГнг-LS 5х10мм.кв. Если прокладка ведется в земле – кабель используется бронированный, в таком случае броня также заземляется, подсоединением к распределительному блоку.

Три фазных и нулевые жилы кабеля, идущего в ваш дом, подключаются к нижним клеммам УЗО. Ноль, как вы помните на нём промаркирован. Жила защитного нуля – заземления, подключается напрямую к распределительному блоку.

В общем щит выглядит примерно так:

На этом монтаж завершен. Щит учета частного дома 380В на 15кВт, с заземлением TT готов к работе.

Источник: https://RozetkaOnline.ru/podkljuchenie-i-ustanovka/item/220-primer-shchita-ucheta-s-uzo-dlya-chastnogo-doma-sistema-zazemleniya-tt

Как правильно подключить заземление в щитке

1. Общие требования

Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.

Для начала определимся с тем, что такое заземление?

Согласно ПУЭ Заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)

В качестве заземляющего устройства используют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).

Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):

Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.

Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:

В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.

Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.

Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (пункт 1.7.111. ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.

Вертикальные заземлители выполняют из:

круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)
стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)

Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)

Горизонтальные заземлители выполняют из:

круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)
стальной полосы размерами 4х40

Заземляющий проводник выполняют из:

круглого стального стержня диаметром минимум 10мм
стальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)

2. Порядок монтажа заземления:

ШАГ 1 — Выбираем место для монтажа

ШАГ 2 — Земляные работы

Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра

Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)

Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)

ШАГ 3 — Монтаж вертикальных заземлителей

Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:

Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.

ШАГ 4 — Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:

ВАЖНО! Не допускается использование болтовых соединений! Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.

Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.

ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски! (пункт 1.7.111. ПУЭ)

В результате должно получится примерно следующее:

ШАГ 5 — Засыпаем грунтом траншею.

Однако и здесь есть свои тонкости:

ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).

ШАГ 6 — Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).

К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм 2 , который так же должен иметь желто-зеленую окраску. Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ (п.1.7.119. ПУЭ).

ВАЖНО! Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. (п.1.7.119. ПУЭ).

В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:

ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.

В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:

1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.

2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.

3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.

ВАЖНО! Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление. После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!

Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.

Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.

Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению

Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.

Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания. Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).

От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.

Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления

Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.

Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители – сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).

При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.

Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. 1.7.94 ПУЭ 7-го издания).

Зависимость схемы подключения от типа системы заземления

Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая – заземление открытых частей электрооборудования.

Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).

Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.

Система заземления TN-S

Рисунок 1. Система TN-S

На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.

Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.

Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.

Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S

Рисунок 2. Система TN-S

Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком – отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.

К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TN-C-S

Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.

Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.

Рисунок 3. Схема главного распределительного щита

Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.

Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)

Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S

Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).

Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ – и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TТ

Рисунок 6. Система TT

Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.

При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.

Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.

Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).

Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT

Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT

Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.

Заключение

Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.

Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:

способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.

Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C – TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.

Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению

Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления

Зависимость схемы подключения от типа системы заземления

Система заземления TN-S

Рисунок 1. Система TN-S

Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S

Рисунок 2. Система TN-S

Подключение заземления по системе TN-C-S

Рисунок 3. Схема главного распределительного щита

Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)

Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S

Подключение заземления по системе TТ

Рисунок 6. Система TT

Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT

Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT

Заключение

способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.

Как подключить заземление | Для дома, для семьи

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В этой статье мы будем с Вами разбираться, как подключить заземление. Эта тема довольно-таки обширная и имеет множество нюансов, и здесь так просто не скажешь — делай так или подключай сюда. Поэтому, чтобы Вы понимали меня, а мне было легче Вам объяснить, будет и теория и практика.

Заземление в нашей современной жизни является неотъемлемой частью. Конечно, можно обойтись и без заземления, ведь, сколько мы жили без него. Но, с появлением современной бытовой техники, заземление является просто обязательным условием для защиты человека от поражения электрическим током.

Общие понятия.

Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Заземление предназначено для отвода токов утечки, возникающих на корпусе электрооборудования при аварийном режиме работы этого оборудования, и обеспечение условий к немедленному отключению напряжения с поврежденного участка сети путем срабатывания устройств защитного и автоматического отключения.

Например: произошел пробой изоляции между фазой и корпусом электрооборудования — на корпусе появился некоторый потенциал фазы. Если оборудование заземлено, то это напряжение потечет по защитному заземлению, обладающему низким сопротивлением, и даже, если не сработает устройство защитного отключения, то при прикосновении человека к корпусу, ток, который остался на корпусе, будет не опасен для человека. Если же оборудование не заземлено — весь ток потечет через человека.

Заземление состоит из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего заземляющее устройство с заземляемой частью.

Заземлителем является металлический стержень, чаще всего стальной, или другой металлический предмет, имеющий контакт с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Заземляющий проводник – это провод, соединяющий заземляемую часть (корпус оборудования) с заземлителем.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Немного теории.

Все Вы видели во дворах небольшие кирпичные сооружения, в которые заходят и выходят силовые кабеля — это трансформаторные подстанции (электроустановки). Трансформаторные подстанции служат для приема, преобразования и распределения электрической энергии. Любая подстанция имеет силовой трансформатор, служащий для преобразования напряжения, распределительные устройства и устройства автоматического управления и защиты.

Принимая высоковольтное напряжение сети 6 – 10 kV (киловольт) подстанция преобразует его и передает потребителю — то есть нам. Прием и преобразование напряжения обеспечивает силовой трансформатор, с выхода которого к потребителю уходит трехфазное переменное напряжение 0,4 kV или 400 Вольт.

Для питания домашнего однофазного оборудования (телевизор, холодильник, утюг, компьютер и т.д.) используется одна из трех фаз L1; L2; L3 и нулевой рабочий проводник «N».

Это стандартная схема обеспечения потребителей электрической энергией, на базе которой были разработаны дополнительные схемы, различающиеся по способу подключения защитного заземления, подключения и защиты электрооборудования, а также принятых мер для защиты людей от поражения электрическим током.

Трансформаторная подстанция имеет свой контур заземления, к которому подключены все металлические корпуса оборудования подстанции. Контур заземления представляет собой вбитые в землю металлические стержни, связанные между собой металлической шиной при помощи сварки. Эту шину называют шиной заземления.

Шина заземления заводится в здание подстанции и прокладывается по периметру здания. К ней привариваются болты, к которым уже через заземляющие проводники подключается все оборудование подстанции.

Согласно ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) заземляющий проводник (нулевой защитный) на электрических схемах имеет буквенное обозначение «РЕ» и цветовую маркировку с чередующимися поперечными или продольными полосами желтого и зеленого цветов.

Системы заземления.

Системы заземления различаются по способу заземления нулевого рабочего «N» проводника на вторичной обмотке силового трансформатора и потребителей электрической энергии (двигатель, телевизор, холодильник, компьютер и т.д.), питающихся от этого трансформатора.

Рассмотрим на примере трансформаторной подстанции.
Вторичная обмотка силового трансформатора подстанции имеет три катушки соединенные «звездой», где начала катушек соединяются в общую точку, называемую нейтралью «N», которая непосредственно соединена с заземляющим устройством.

Свободные концы катушек подключаются к проводам трехфазной сети, уходящей к потребителям трехфазной или однофазной электрической энергии. Такое соединение нейтрали называется глухозаземленной и используется в системах заземления типа TN.

Здесь нейтраль «N», или еще ее называют рабочий ноль, выполняет две функции:

1. Совместно с одной из трех фаз образует напряжения 220 Вольт.
2. Выполняет защитную функцию, так как имеет прямой контакт с землей.

На данный момент существует 3 типа систем заземления:

1. TN – система, в которой нейтраль трансформатора заземлена, а открытые проводящие части присоединены к нейтрали;
2. TT — система, в которой нейтраль трансформатора заземлена, а открытые проводящие части заземлены при помощи заземляемого устройства, электрически независимого от заземленной нейтрали трансформатора;
3. IT — система, в которой нейтраль трансформатора изолирована от земли или заземлена через устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены.

Все три системы заземления разработаны для защиты людей и электрооборудования от действия электрического тока. Данные системы заземления считаются равноценными для защиты людей, но они не равноценны по способу обеспечения надежности (безотказности, ремонтопригодности) электроснабжения потребителей электрической энергией.

Обозначаются системы заземления двумя буквами.
Первая буква определяет связь нейтрали трансформатора с землей:

T – нейтраль заземлена;
I – нейтраль изолирована от земли.

Вторая буква определяет связь открытых проводящий частей с землей:

T – открытые проводящие части непосредственно заземлены;
N – открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали трансформатора.

Теперь рассмотрим все системы по порядку.

1. Система заземления TN.

Система «TN» — это система, в которой нейтраль трансформатора заземлена, а открытые проводящие части присоединены к нейтрали посредством нулевых защитных проводников.

Открытая проводящая часть – доступная прикосновению проводящая часть электроустановки (например: корпус бытовых электроприборов), которая в нормальном режиме работы электроустановки не находится под напряжением, но может оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.

Как правило, повреждение изоляции может быть вызвано многими факторами: это и старение оборудования, механические повреждения, длительная эксплуатация при максимальных нагрузках, скопление пыли между корпусом оборудования и токоведущими частями, образование влаги на пыльной поверхности, находящейся рядом с токоведущими частями, климатическое воздействие, заводской брак и т.д.

Так вот, в свою очередь система TN разделяется еще на три подсистемы:

1. TN-C — система, в которой нулевой защитный «РЕ» и нулевой рабочий «N» проводники совмещены в одном проводнике «PEN» на всем протяжении системы;
2. TN-S — система, в которой нулевой защитный «РЕ» и нулевой рабочий «N» проводники разделены на всем протяжении системы;
3. TN-C-S — система, в которой функции нулевого защитного «РЕ» и нулевого рабочего «N» проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от силового трансформатора.

Система TN-С.

Система TN-C — это одна из первых систем заземления, которая еще встречается в старом жилищном фонде построенном до середины 90-х годов, но, не смотря на это, она еще существует и действует. Эта система прокладывается четырехпроводным кабелем, в котором идут 3 фазных провода и 1 нулевой.

Здесь нулевой защитный «РЕ» и нулевой рабочий «N» проводники совмещены в одном проводнике на всем протяжении системы. То есть, для питания электрооборудования и его заземления используется один «PEN» проводник, и это на сегодняшний день является главным недостатком системы TN-C.

В то время практически не было электрооборудования требующего трехпроводное подключение и поэтому к защитному заземлению не придавалось особых требований, и такая система считалась надежной. Но с появлением в нашем быту современного трехпроводного оборудования, где предусмотрен заземляющий проводник «РЕ», система TN-C перестала обеспечивать нужный уровень электробезопасности.

На сегодняшний день, практически вся современная техника питается через импульсные блоки питания, которые не имеют гальванической развязки с сетью 220 Вольт.

Это связано с тем, что в импульсных блоках питания есть помехоподавляющие фильтры, которые предназначены для подавления высокочастотных помех питающей сети 220 Вольт, и которые через развязывающие конденсаторы соединены с корпусом оборудования.

Высокочастотные помехи, возникающие в питающей сети, через развязывающие конденсаторы, провод защитного заземления «PE», трехполюсную вилку и розетку стекают на «землю». Вот поэтому возникает опасность появления фазного напряжения на корпусе оборудования при пробое изоляции между фазой и корпусом или пропадании рабочего нуля «N» при питании современной техники используя систему заземления TN-C не имеющей отдельного проводника защитного заземления «РЕ».

Например: если оторвется или отгорит между этажным и квартирным щитом Ваш рабочий ноль «N», то возникает опасность появления фазового напряжения на корпусе, работающего в данный момент бытового оборудования. И если оно не будет заземлено, то при прикосновении к металлическому неокрашенному корпусу голой рукой, через Вас потечет ток, и Вы получите заряд.

Хотя, благодаря импульсным блокам питания современная техника стала меньше, дешевле и легче, но и, естественно, требования в отношении уровня электробезопасности стали уже выше.

Но, как говорится, спасение утопающих дело рук самих утопающих, и поэтому некоторые умельцы, чтобы обезопасить себя, тянут заземление самостоятельно. Одни садятся на батареи центрального отопления, другие подключаются к корпусу этажного щита, ставят перемычку в розетке, устанавливают УЗО, а некоторые даже делают свой контур заземления.

Например: Вы подключились третьим проводником к корпусу этажного щита и думаете что заземлились. Это большое заблуждение. Вы сделали зануление — и не более того.

Защитное зануление – это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановки (например, корпус оборудования) с глухозаземленной нейтралью генератора или силового трансформатора, выполняемое в целях электробезопасности.

Глухозаземленная нейтраль – это нейтраль трансформатора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству.

Так вот, зануление на корпус этажного щита опасно тем, что в случае обрыва Вашего рабочего нуля «N» питание бытовых приборов, включенных в данный момент в розетку, будет проходить уже через защитный проводник «РЕ».

А это уже неправильная схема питания для бытовых приборов, которая приведет к короткому замыканию и поломке всей техники. Автомат защиты сработает, но только от тока короткого замыкания, который создаст Ваша уже сгоревшая техника. А если в этот момент Вы возьметесь за металлический неокрашенный корпус, то вдобавок, на мгновение, получите заряд бодрости.

Хотя в ПУЭ №7 зануление допускается и считается дополнительной мерой защиты. Но опять же возникает вопрос: в каком месте делать зануление. Здесь решать Вам.

Другой пример.
Вы подключились к батарее центрального отопления, пытаясь таким-образом обмануть счетчик или заземлиться. На Вашем стояке сосед снизу делает ремонт и заменил старые ржавые трубы на пластиковые. Как итог — Вы оказались отрезанными от Вашей мнимой земли. Теперь Вы и соседи сверху будут находиться в постоянной опасности.

Или еще пример.
Вы учли все нюансы и решили заземлиться другим способом. В подвале дома или возле дома вырыли яму, вбили штыри, сделали по всем правилам контур заземления, и заземляющий проводник «РЕ» провели к себе в квартиру. Все, дело сделано, и теперь можно спать спокойно. А вот и нет.

Вдруг Ваш сосед задумал подшутить над Вами из вредности или просто из зависти, что у Вас есть заземление, а у него его нет. Возьмет и отрежет заземляющий проводник. Или ответственный по дому увидит неположенный по проекту провод и уберет его, а Вы живете и знать не знаете, что остались без заземления. К тому же еще заземление должно периодически проверятся специальными приборами. Вы это будете делать? У Вас есть такие приборы?

Как вариант защиты Вы установили в двухпроводную линию УЗО. В принципе, это не такой уж плохой вариант, но тоже имеет свои нюансы.

УЗО срабатывает на токи утечки 10 mA, 30 mA и 300 mA, но для этого ему нужен защитный проводник «РЕ», относительно которого УЗО видит эти токи. В системе TN-C защитного проводника «РЕ» нет, зато он есть в системе TN-S, для которой и было разработано УЗО. На двухпроводной линии УЗО тоже сработает, но через ток утечки, который Вы создадите своим телом.

Возьмем, к примеру, все тот же пробой изоляции на корпус, и при этом, одновременное прикосновение к оголенной батарее центрального отопления.

В системе TN-S ток утечки, возникший на корпусе, сразу пойдет по защитному проводнику «РЕ», и если его порог превысит уставку УЗО, то оно сработает и отключит питание. И даже, когда для УЗО порог будет маленький и оно не сработает — Вы ничего не почувствуете, или Вас будет просто немного пощипывать.

В системе TN-C другой случай. При одновременном касании к корпусу и оголенной батарее центрального отопления через Вас на батарею потечет ток. Если будет стоять обыкновенный автомат, то Вы, в зависимости от силы тока, так и останетесь висеть между двух огней, так как проходящий через Вас ток не будет являться током короткого замыкания. Если же будет стоять УЗО, то по достижению порога уставки оно сработает и отключит питание.

И вот здесь наступает момент истины: УЗО, в системе TN-C, от поражения электрическим током Вас не спасет. Свой заряд бодрости Вы получите. Вопрос только во времени нахождения под действием электрического тока.

В ПУЭ №7 по поводу установки УЗО в систему TN-C сказано:

1.7.80. Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN-C, защитный РЕ-проводник электроприемника должен быть подключен к PEN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата.

Опять возникает вопрос: откуда тянуть защитный проводник. Так что, здесь опять решать Вам.

Поэтому, если Вы живете в домах старой постройки и у Вас двухпроводная сеть, то обезопасив свою квартиру заземлением, как Вам кажется, проблема не решиться, а только ухудшится для Вас или соседей. Проблему двухпроводной сети надо решать коллективно – всем домом:

1. Переделка или изменение системы питания дома с четырехпроводной на пятипроводную линию.
2. Замена старых этажных щитов на новые, рассчитанные для пятипроводной линии.

Но не подумайте, что все так страшно. В этой части статьи я рассказал о возможных ситуациях, которые могут возникнуть с нами при неправильном подключении и использовании защитного заземления. Во второй части статьи мы продолжим разбираться с оставшимися системами заземления.
Удачи!

Как подключить заземление. Заключительная часть

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем разговор о подключении заземления. Во второй части статьи мы рассмотрели системы заземления TN-S и TN-C-S. Выяснили их преимущества и недостатки. Сегодня продолжаем и начнем с системы заземления ТТ.

4. Система заземления ТТ.

Система ТТ – система, в которой нейтраль силового трансформатора глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали силового трансформатора.

Эта система разработана для мобильных зданий, сделанных из металла или с металлическим каркасом, предназначенных для уличной торговли и бытового обслуживания населения (торговые павильоны, киоски, палатки, летние кафе, будки, фургоны и т.д.). Большую популярность система ТТ стала набирать и в домах в частном секторе.

Как видно из рисунка, в системе ТТ фазный L и нулевой рабочий N проводники электрически не связаны с нулевым защитным РЕ. Здесь делается свой контур заземления, который заводят в дом и подключают в местный внутренний щит.

От щита защитный проводник РЕ разводится по всем розеткам, а также подводится к месту крепления ламп освещения, чтобы заземлить металлические корпуса люстр. Как видите, система проста, но также имеет свои недостатки.

Например: произошло короткое замыкание фазы на «землю».

Автоматический выключатель здесь вряд ли поможет, так как сопротивление между фазным проводником и собственным контуром заземления очень велико. Ток, который возникнет между ними, будет очень мал и автоматический выключатель его не почувствует, так как такой ток не будет являться током короткого замыкания.

Если же будет стоять устройство защитного отключения типа УЗО, реагирующее на токи утечки, то оно сработает и отключит питание.
При коротком замыкании фазы и рабочего нуля выручит автоматический выключатель, а УЗО не среагирует. Поэтому в системе ТТ применяется комбинированная защита от действия электрического тока. А это получается немного дороговато — но жизнь дороже.

При построении схемы питания дома обязательное условие использования не менее двух устройств защитного отключения типа УЗО: одно общее на входе и одно после счетчика. Второе УЗО будет дублировать первое, на тот случай, если первое выйдет из строя.

Приведу оптимальную схему, где дом делят на группы потребителей, и уже для каждой группы устанавливают свое дополнительное УЗО. Например: санузел – группа №1, подсобное помещение – группа №2, комнаты – группа №3, кухня и прихожая – группа №4. Рассмотрим внутреннюю комплектацию и монтаж главного распределительного щита.

Разберем схему.

От линии 0,4 кВ «фаза» и «ноль» заходят в главный распределительный щит дома (ГРЩ) и подключаются на вход автоматического выключателя QF1. С выхода автомата QF1 «фаза» и «ноль» заходят в счетчик SW1, а с выхода счетчика подключаются на вход QF2 – устройство защитного отключения типа УЗО. Далее с выхода QF2 «фаза» и «ноль» попадают на входа автоматов QF3 и QF4 типа УЗО.

С выходов автоматов QF3 и QF4 каждая нулевая жила подключается на свою нулевую колодку N1 или N2, а фазные жилы от этих автоматов распределяются следующим образом:

1. QF3 – фаза подключается на входа автоматических выключателей SF1 и SF2, подающих питание на группу потребителей №1;

2. QF4 — фаза подключается на входа автоматических выключателей SF4 и SF5, подающих питание на группу потребителей №3.

3. С выхода QF2 фазная жила перемычкой подключается на вход автоматического выключателя SF3, подающего питание на группу потребителей №2.

Силовую часть схемы мы разобрали. Сечение жил фазы и нуля при монтаже в силовой части используется не менее 4-х квадратов (на рисунке жилы силовой части выделены толстыми линиями).

Теперь разберем, как запитываются группы потребителей на примере группы №1.

Допустим, мы распределили: автомат SF1 подает питание на розетки, а автомат SF2 на освещение. Начнем с розеток.

От главного щита к соединительной коробке прокладывается трехжильный провод сечением 2,5 квадрата. Первая жила подключается на выход автомата SF1, вторая жила подключается на нулевую колодку N1, а третья жила защитного заземления РЕ подключается на колодку заземления, на которую выведен свой контур заземления. Таким образом сделано и освещение, но только сечение жил для освещения берется 1,5 квадрата.

И теперь, если произойдет утечка тока в группе потребителей №1, то сработает QF3 и отключит питание от этой группы. При этом, к потребителям №2 и №3 напряжение поступать будет.

От соединительной коробки к каждой розетке и к каждой люстре прокладывается свой трехжильный провод. В этой статье монтаж нарисован более подробно.

Теперь разберем группу №2.
На вход автоматического выключателя SF3 подается фазная жила, которая берется с выхода общего автомата QF2, а нулевая жила приходит с нулевой колодки N.

Как правило, таким образом запитывается группа оборудования, к которому не предъявляются усиленные меры защиты по электробезопасности. И если произойдет утечка тока, то сработает QF2, но в этом случае, он отключит общее питание 220 Вольт, то есть всех потребителей.

И еще немного о защитном оборудовании:

QF2 – устройство защитного отключения с током утечки на 300 mA;
QF3, QF4 — устройства защитного отключения с током утечки на 30 mA;
SF1, SF4 — автоматические выключатели на розетки — 16 Ампер;
SF2, SF5 — автоматические выключатели на освещение — 10 Ампер;
SF3 — например, для мощного потребителя — 25 Ампер.

Только с появлением ГОСТ 30339-95/ГОСТ Р 50669-94 и ПУЭ-7 появилась возможность использования системы ТТ, а до этого момента она была запрещена. Но и в ПУЭ есть ограничения на использования системы заземления ТТ:

1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:
RаIа ,
где Iа — ток срабатывания защитного устройства;
Rа — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

5. Система заземления IТ.

Система заземления IT – это система, в которой нейтраль трансформатора изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены.

Система IT используется редко и применяется только в электроустановках, где не допускается перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов.

В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении и при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети, или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

Вот мы и рассмотрели все типы систем заземления, их преимущества и недостатки. И теперь, зная устройство и принцип работы любой из систем, Вы без труда сможете подключить заземление.
Удачи!

Литература:

1. Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) – седьмое издание.

2. ГОСТ 30339-95/ГОСТ Р 50669-94.
Межгосударственный стандарт. Электроснабжение и электробезопасность мобильных (инвентарных) зданий из металла или с металлическим каркасом для уличной торговли и бытового обслуживания населения. Технические требования.

3. ГОСТ Р 51628-2000.
Государственный стандарт Российской Федерации. Щитки распределительные для жилых зданий. Общие технические условия.

4. Системы заземления в электроустановках низкого напряжения. Выпуск №20. «Шнейдер Электрик».

5. Ветка форума Домодел.ru — «Заземление в квартире, как его сделать»
http://forum.domodel.ru/index.php?topic=225.0

Как правильно подключить заземление в щитке. Как подключить розетку с заземлением

Абсолютно безопасная проводка, с помощью которой происходит соединение всех имеющихся мощных электроприборов с заземляющими устройствами, обязательна и необходима в каждом жилом помещении. Заземление обеспечивает безопасную эксплуатацию электроприборов. При пробое фазного проводника или при нарушении изоляции заземление защищает человека от поражения электрическим током в случае соприкосновения с корпусом электроустройств а.

Заземление не только сохраняет жизнь и здоровье человека, но и защищает электрические приборы от поломки. Некоторая техника (бойлеры, стиральные машины, посудомойки) должна подключаться только к заземленным розеткам, это указывается производителем в инструкции по эксплуатации. В случае поломки или несчастных случаев из-за неправильного подключения, производитель не несет никакой ответственности.

Стоит знать, что заземление розеток в квартирах и частных домах значительно отличается.

Стоит знать, что новые правила укладки электрической проводки при возведении жилых домов, принятые в 2003 году, подразумевают монтаж 5-ти жильного стояка, в котором один из проводов играет роль заземляющего проводника.

Если в здании используется системы TN-С-S или TN-S, то заземлить все имеющиеся розетки довольно просто. Данная система имеет рабочий нулевой (N) и защитный (PE) проводники и три или одну фазы L, которые соединены в главных электрических щитках, расположенных на площадках перед квартирами. В щитках уже предусмотрены специальные шины, к которым подключают проводники фазы, нуля и заземления, ведущие из квартиры. Шина заземления связана с металлическим корпусом электро щитка.

Основные правила подключения розетки с заземлением

При подключении розетки, из стены должно торчать три или пять проводов: фазы, ноль и непосредственно сам заземляющий провод. При работах требуется отключить подачу электроэнергии в квартиру. Фаза и ноль подсоединяются к тем клеммам, которые расположены возле отверстий в розетке, в которые вставляется вилка электроприбора. Желательно заранее определить с помощью электрического щупа-индикатора фазу и ноль. Заземляющий провод крепится к клеммам, расположенный посередине розетки.

Если в одно гнездо в стене устанавливается двойная или тройная розетка, то следует соединить специальные клеммы-перемычки между устройствами. Не стоит слишком сильно зажимать болтами провода с клеммами, провод может переломиться. После закрепления всех контактов, розетку вставляют в отверстие в стене и фиксируют ее в неподвижном состоянии с помощью специальных лапок-стопоров.

Заземление розеток в старых домах

Практически все старые здания строились по типовому проекту, в котором не предусмотрено заземления электропроводки. Ненадежная система TN-C состоит из фазы и нуля, представленная двужильными или четырех жильными кабелями. Розетки подключаются к двум проводам: фазе и нулю, вместо заземления используется зануление. Считается, что данная система может уберечь только от котроткого замыкания с помощью автоматического выключения. Уберечь человека от поражения электрическим током данная система не может, поэтому считается довольно ненадежной и устаревшей.

В данном случае существует два выхода из ситуации: монтаж энергоснабжающим и организациями дополнительного заземления нулевого провода или использование автоматов УЗО, которые располагают на электрическую цепь, питающую мощную бытовую технику. При монтаже дополнительного заземления в квартире требуется поменять всю проводку, чтобы подвести заземление ко всем розеткам.

Если же используется УЗО, то чаще всего его ставят на самые энергоемкие линии: розетки, к которым подключены потребляющие высокую мощность приборы. Конечно, УЗО не защитит от удара электрическим током в случае пробоя, но предотвратит смертельную травму.

Как нельзя заземлять розетки в квартире

Если в проведенных электрических коммуникациях отсутствует провод заземления, а проводить его отдельно хлопотно, иногда советуют заменить обычную розетку на евророзетки и в ней перемкнуть ноль и «землю». Специалисты не рекомендуют пользоваться этим ухищрением, так как существует возможность оплавления вилки электроприбора и его поломки. Также данный способ «заземления» чреват электротравмами.

Нельзя использовать в качестве заземления водопроводные и отопительные трубы. В случае замены соседями металлических труб на пластиковые, получается разрыв, который чреват накапливанием блуждающих токов и электротравмами.

Как сделать надежное и качественное заземление в собственном доме

Сделать заземление розеток в частном доме и обезопасить работу электрических приборов значительно проще, чем в многоквартирном строении, в котором уже утверждены и проведены все электрические коммуникации.

Конструкция заземляющего контура для частного дома состоит из стальных заземлителей, которые вбивают и вкапывают глубоко в почву. Вертикальные стальные уголки скрепляются между собой горизонтальными полосами, образуя контур. К нему ведет проводник, который подключается к шине заземления в электрощите.

Для изготовления вертикального контура применяется стальной угол, имеющий размеры 50 на 50 на 5 миллиметров. Длина уголков должна быть не менее 2 метров. Для горизонтальных заземлителей применяется стальные полосы, имеющие размеры 40 на 4 мм. Длина полос — 1,2 м. Проводник, который ведет в электрощиток, должен быть также стальным, сечением не менее 8 миллиметров.

Размещают контур заземления в земле, не ближе чем на 1 метр к фундаменту строения. Горизонтальные стальные полосы вкапываются в землю на метр в глубину в форме обычного треугольника или квадрата. В вершины квадрата или треугольника вбивают в землю стальные уголки на 2-3 м в глубину. Далее весь контур нужно скрепить между собой с помощью сварки. К одному из углов приваривают стальной проводник, который прикрепляется другим концом к электрическому щитку в доме.

После того, как заземляющий контур изготовлен и подключен к электрощитку, можно приступить к монтажу трехжильной проводки в доме или усовершенствоват ь уже имеющуюся систему проводки в строении. При смене проводки на трехжильную рекомендуется использовать евророзетки, в которых есть специальная клемма заземления.

Основные ошибки при изготовлении заземляющего контура

Для вертикальных заземлителей не желательно использовать обычную арматуру. Поверхность арматуры прокалена, это может нарушить распределение тока по сечению. Также данный материал быстро окисляется в земле, что приводит к появлению ржавчины.

Нельзя соединять детали контура болтами. Со временем крепежные материалы могут окислиться, что приведет к потере контакта между деталями контура. Такое заземление со временем окажется малоэффективным.

Стальной контур, используемый для заземления, нельзя красить. Швы сварки следует обработать антикоррозийными веществами, предварительно зачистив их. Краска создает сопротивление и окрашенный защитный контур окажется абсолютно бесполезным и даже опасным.

Заземление розеток в доме или квартире — дело важное и ответственное. Если человек не знает, как правильно прокладывать электрические коммуникации, лучше всего обратится к специалистам. Тем более, что электромонтажные работы связаны с риском для жизни и здоровья.

Поскольку обычно люди думают, что процесс установки или изменения розеток является чем-то специфическим и сложным, мало кто «рискует» делать это самостоятельно. Человек, когда-нибудь в своей жизни разбиравший розетку, наверное, замечал, что дело здесь не ограничивается двумя проводами, имеется еще и третий провод — заземляющий.

Нередко при установке бытовой розетки такой провод попросту игнорируется, что нельзя назвать правильным. Какова же функция заземляющего провода? В данной статье рассмотрим пример .

Как выглядит розетка с заземлением

Знание конструктивных особенностей розеток с заземлением является необходимым для правильного выполнения их подключения. Наличие третьего контакта из металла сразу отличает их внешний вид. Существует две категории розеток по конструкции: приборы внутреннего размещения и приборы наружного размещения.

Розетки с внутренним размещением применяются в современных домах, поскольку в оснащение таких домов входит скрытая электропроводка. Сегодня рынок электротоваров заполнен очень большим разнообразием электрических розеток, ведь раньше в домах жилого типа у каждого государства использовались свои стандарты.

Для чего нужна розетка с заземлением?

Все находящиеся в наших домах бытовые электроприборы подлежат заземлению, в соответствии с техникой безопасности. Заземлять следует металлические элементы электроприборов и электрооборудования, на которое может быть случайно подано напряжение – при коротком замыкании, разрушении изоляции проводов и т.д.

К примеру, это значит, что к любому бытовому прибору должен быть подсоединен заземляющий проводник, который при его попадании на металлический элемент такого прибора отведет напряжение на землю.

На производственных работах так и делают – по помещению от контура заземления осуществляют прокладку заземляющего проводника (металлической шины или кругляка), а от него к металлическому корпусу электрооборудования также прокладывают заземляющий проводник уже меньшего сечения (в наиболее частых случаях медный провод).

Что же касается наших квартир, то металлическая шина или кругляк, конечно же, могут быть проложены и во всех их помещениях, но даже при имеющейся надежности совершения этого дела говорить в данном случае хоть о какой-то эстетичности не приходится. Этим и объясняется необходимость применения розеток с заземлением .

Чтобы узнать, имеется ли заземление в электрощите, который расположен на лестничной площадке, надо обратиться к электрику, обслуживающему ваш дом. Но предположим, что это уже так.

Разумеется, наличие отдельной линии розеток в вашей квартире, которая запитывалась бы от отдельного автовыключателя в электрическом щите, является наилучшим вариантом.

Ведь в таком случае следует просто проложить третий заземляющий провод от электрощита к каждой розетке в квартире (то есть, превратить двухпроводную электропроводку в трехпроводную – фаза, ноль и земля). При вводе же новой линии для розеток осуществлять установку необходимо сразу трехжильным кабелем – фаза, ноль и провод заземляющий.

При отсутствии в вашей квартире отдельной линии розеток нужно от электрощита провести к каждой по отдельности розетке (к электроплите, к стиральной машине и так далее) заземляющий проводник. Заземляющий проводник является медным изолированным проводом, минимальный размер сечения которого составляет 2,5 квадратных миллиметров (ПУЭ 1.7.127).

Как подключить розетку с заземлением в новостройках

Перед установкой розетки с заземлением в гнездо, необходимо развести и подготовить концы торчащих из нее проводов. Кстати, согласно современным требованиям, из такого гнезда в новых квартирах должны выступать три разноцветных провода.

Помните, что перед выполнением всех работ с электропроводкой необходимо обязательно выключить автомат в электрощитовой. В случае разноцветности проводов предварительно нужно определить фазный, нулевой и заземляющий провод и запомнить цвет каждого.

Для проверки фазного и нулевого провода можно использовать электрический щуп с неоновым индикатором. Маркировка проводов в квартире определяется в соответствии с местом подключения заземляющего провода к корпусу электрощита.

В каких случаях можно подключать заземление к розетке? Подключайте заземление к розетке только в том случае, если оно у вас действительно имеется.

Как запрещено подключать заземление к розеткам!

В некоторых случаях можно встретить посредством использования нулевого проводника двухпроводной сети и в качестве рабочего нуля, и в качестве защитного, то есть посредством перемычки в розетке с клеммы рабочего нуля на защитный контакт. Однако такой вариант «заземления» нарушает требования определенных пунктов ПУЭ.

Также, на вводе в квартире обычно имеется двухполюсный автомат, пакетник или другой аппарат, производящий коммутацию как фазы, так и ноля. Но необходимо знать о запрещенности коммутации в случае использования нулевого проводника в качестве защитного.

То есть, формальная сторона вопроса состоит в том, что в качестве защитного не может быть использован проводник, в цепи которого имеется коммутационный аппарат.

Необходимо учитывать опасность такой розетки с заземлением, которая объясняется некоторыми факторами.

Во-первых, в случае нарушения целостности нулевого проводника, в любом месте, под фазным напряжением окажутся корпуса электроприборов. Ситуация усложняется и тем, что работа электроприемника при обрыве нулевого провода прекращается и он выглядит обесточенным, то есть безопасным.

Во-вторых, опасность такого подключения розетки с заземлением обусловлена тем, что жилы проводов в щитке в домах с двухпроводкой не отличаются какой-нибудь окраской и любой специалист по электрооборудованиям, осуществляющий работы в щитке, может переключить местами ноль и фазу, вследствие чего корпуса электрических приборов тоже окажутся под фазным напряжением.

Большинство строительных компаний предоставляют жильцу необорудованную жилую площадь, ссылаясь на то, что хозяину дается возможность организовать уют по-своему и продумать дизайн. Разумеется, в таких условиях не предусматривается и электробезопасность, а, следовательно, придется проводить монтаж заземления самостоятельно.

Если углубиться в суть предполагаемых правил, нет ничего сложного в установке заземляющего устройства для жилья. Все что потребуется от ремонтника — это усердство, силы и небольшие растраты.

Этот вопрос характеризуется доступным ответом. Заземление — это защитное устройство, предохраняющее имущество человека, как и его самого от опасности со стороны электрической сети, а именно предупреждает удар током и поломку бытового оборудования.

Монтаж заземления к щитку

Существует несколько разновидностей и систем конструкции, и каждая имеет свое подробное обоснование. Познакомиться с часто применяемыми системами заземления, вы можете в нашей прежней статье.

Провести обустройство защитного механизма для электроустановок достаточно просто, однако, если вы новичок в этом деле и не имеете навыков работы с оборудованием такого значения, — лучше обратиться в спецслужбу.

Монтаж контура заземления своими руками

Установка заземляющей конструкции — это важный этап, ведущий к стабильной работе защиты электрооборудования. Поэтому предстоит использовать точную инструкцию:

в первую очередь, мы рекомендуем создать чертежный план, на котором будут указываться все размеры, использующиеся детали и расположение контура заземления;
с этого момента приступаем к перенесению проекта на местность, то есть подготавливаем грунт, выбираем такой который имеет наименьшее сопротивление по отношению к нашему будущему сооружению;

Важно! Для мест с высоким удельным сопротивлением используются соответствующие виды заземления.

роем траншеи с оптимальными размерами. Здесь рекомендуется отталкиваться от очевидных свойств почвы и сезона выполнения работ;
с предыдущим этапом определились, теперь берем подходящий материал и начинаем конструировать сооружение;
забиваем металлические стержни в землю, к ним подсоединяем горизонтальные электроды и скрепляем конструкцию специальными клеммами. К одному из углов полученной фигуры крепим проводник, ведущий к основному щитку, подсоединяем и выполняем проверку функциональности;
Если значение сопротивления не превышает 4 Ом, значит, работа по монтажу выполнена правильно.

По предложенному методу, легко выполнить монтаж заземления в частном доме, а если вы проживаете в квартире, да еще на одном из последних этажей, существует несколько иной принцип установки.

Как соединяется заземление с розеткой

Как создать заземление в квартире?

В многоквартирных домах старой застройки встречаются системы заземления TN-C либо не встречаются вообще. В двух случаях одинаково сложно провести заземление . И что теперь, прибегать к реконструированию всей электрической сети? Разумеется, каждый решит для себя, что ему делать в дальнейшем. Мы с вами тем временем разберем несколько простых способов, как сделать безопасным пользование электрической цепи в условиях, где заземление не предусмотрено.

Способ №1

В условиях отсутствия защиты, монтаж заземляющих устройств, можно исключить, вместо чего выполнить установку устройства защитного отключения (УЗО). Настоящих проблем с электричеством при установке этого аппарата решить нельзя, а вот сохранить человеку жизнь и предупредить возгорание электроприборов в связи с утечкой тока, вполне возможно.

Способ №2

Этот вариант защитных мер предусматривает установку индивидуального контура заземления. Его можно выполнить в погребе или подвальном помещении. При этом достаточно соорудить конструкцию с учетом всех факторов и протянуть к ней металлический проводник от квартирного щитка.

Проверка заземления

Важно! Самостоятельное сооружение конструкции должно быть согласовано с фирмой, которая управляет застройкой. В противном случае на вас будет возложен штраф.

Подобный способ защиты электрических установок в квартирах подойдет для всех этажей.

Какое заземление считается опасным?

Некоторые неопытные электрики допускают ошибки в случае обустройства заземления прямо в квартире или доме. В следующих ситуациях, устройство вас не только не защитит, но может и навредить:

не следует делать заземление , например, напрямую к трубопроводам, так как в случае пробоя электрического тока на корпус одного из устройств с поврежденной изоляцией, произойдет выход напряжения к трубопроводу, а это опасно, если человек будет находиться рядом;
высоковольтное напряжение обязательно поступит не только к вашему трубопроводу, но и способно переключиться и в соседние квартиры;
могут попасть под прохождение тока и другие не поврежденные приборы в доме.

Важно! В ПУЭ говорится о запрете подсоединения проводника заземления к трубопроводам и другому металлу в доме.

Кроме того, вместо заземления многие используют зануление, а это всего лишь косвенная разновидность «земли».

Схема монтажа заземления для частного дома

Создавать заземление в домашних условиях нужно обдумано, ведь существует риск гибели своих близких и детей.

Как подключить заземление к щитку?

Мощные электроустановки, которыми пользуется человек, должны быть заземлены, а любое заземление выводится к основному электрическому щитку. В любом из таких щитков присутствует панель с множеством клемм. В эти клеммы продеваются провода и закрепляются механическим способом, то есть прикручиваются крепежами.

Прежде, чем подводить заземляющий проводник к клемме в щитке, необходимо убедиться, что она подсоединена к наружному контуру заземления.

Важно! Подсоединяя заземление к щитку без обустроенного контура, опасно возгоранием электрической проводки.

Защищаем электроприборы от сверхтоков

Шина для монтажа заземления

Бытовые приборы давно стали удобством в нашем доме, поэтому мы так часто задумываемся об их безопасности. Каждое современное приспособление имеет вилку с оборудованным заземлением, и для подобных устройств требуется специальная розетка с металлическими клеммами заземления. Но использование таких приборов требует ответственности в установке и специальной методики.

Стоит знать, что заземление розеток в квартирах и частных домах значительно отличается.

Видео — Как заземлить розетку

Стоит знать, что новые правила укладки электрической проводки при возведении жилых домов, принятые в 2003 году, подразумевают монтаж 5-ти жильного стояка, в котором один из проводов играет роль заземляющего проводника.

Основные правила подключения розетки с заземлением

Заземление розеток в старых домах

В данном случае существует два выхода из ситуации: монтаж энергоснабжающими организациями дополнительного заземления нулевого провода или использование автоматов УЗО, которые располагают на электрическую цепь, питающую мощную бытовую технику. При монтаже дополнительного заземления в квартире требуется поменять всю проводку, чтобы подвести заземление ко всем розеткам.

Как нельзя заземлять розетки в квартире

Как сделать надежное и качественное заземление в собственном доме

После того, как заземляющий контур изготовлен и подключен к электрощитку, можно приступить к монтажу трехжильной проводки в доме или усовершенствовать уже имеющуюся систему проводки в строении. При смене проводки на трехжильную рекомендуется использовать евророзетки, в которых есть специальная клемма заземления.

Основные ошибки при изготовлении заземляющего контура

Заземление розеток в доме или квартире — дело важное и ответственное. Если человек не знает, как правильно прокладывать электрические коммуникации, лучше всего обратится к специалистам. Тем более, что электромонтажные работы связаны с риском для жизни и здоровья.

Безопасная эксплуатация всех электроприборов невозможна без наличия качественного заземления. Комплекс защитных мероприятий позволяет правильно эксплуатировать электроприборы, предохранять их от скачков напряжения, защищает человека от поражения электрическим током.

Подключение проводки и заземления к щитку в квартире

В старом многоквартирном доме защитное заземление не было предусмотрено. С течением времени, появлением новых электроприборов и усовершенствованием энергосистем, появились новые стандарты. Согласно новым требованиям, указанным в Правилах устройства электроустановок, электропроводки должны иметь заземление.

Выполнить заземление в квартире своими руками не представляет сложности, если:

разобраться в существующей схеме электросети;
определиться с требованиями будущей сети – количеством и типом электроприборов, характером нагрузки, объемами предстоящей реконструкции.

Типы заземлений

В старых домах прокладывали TN-С-заземление – тип глухозаземленной нейтрали, с совмещением PEN-проводника на всей длине линии (защитное зануление). Система применялась при строительстве жилых многоэтажных домов до 1998 г. Если в квартире в электропроводке два провода, то заземление типа TN-С. Защитного ноля в таких схемах нет.

Контур заземления находится на подстанции (ТП). Из ТП на вводно-учетное устройство приходит сеть с совмещенным PEN-проводником. При подключении новых электроприборов, требующих заземления (бойлеры, кондиционеры, ноутбуки, персональные компьютеры и др.), существует высокая вероятность поражения электрическим током, т.к. защиты нет.

Для защиты от поражения электрическим током используются УЗО. Но в качестве единственного защитного мероприятия не могут применяться. По новым стандартам ПУЭ такие системы должны быть переоборудованы в TN-С-S или TN-S с применением системы уравнивания потенциалов.

Запрещается самостоятельно делать отдельный заземляющий контур для квартиры. В таких случаях высока вероятность появления блуждающих токов. Присоединять контур квартиры можно только к общедомовому ЗУ, т.е. при реконструкции в старом доме нужно полностью переделать схему заземления.

Присоединять заземляющие выпуски к инженерным сетям – трубам горячего и холодного водоснабжения, канализации запрещено, т.к. в этом случае возможно появление опасного потенциала. При коротком замыкании из-за появления токов возрастает большая вероятность возникновения пожара.

TN-S является самой качественной системой заземления. Согласно требованиям ПУЭ, новые застройки с 1997 г. должны были иметь TN-S-заземление. PE,- и N-проводники разделены по всей длине линии от источника электропитания (отходящего автомата в РУ-0,4кВ на подстанции) до потребителя.

Строительство TN-S-заземления дорогостоящее. Ввиду этого для реконструкции старых сетей (при удаленном источнике электропитания) не применяется.

TN-С-S системы возводятся в новых постройках. К вводным щитам зданий подходят линии с совмещенными PE,- и N-проводниками. Здесь происходит разделение PE и N. К подъездным щиткам приходит уже разделенная линия. Такое разделение является достаточно надежным. При этом стоимость строительно-монтажных работ намного ниже, чем при сооружении TN-S-системы.

Применение устройства защитного отключения (УЗО) в системе TN-С-S

Розеточные цепи и сеть освещения должны быть разделены. В противном случае при выходе из строя и необходимости выполнить ремонт одной точки электропроводки (бытового выключателя, розетки и др.), остальной частью бытовой электросети пользоваться будет запрещено, подключать электроинструменты нужно к электрическому щитку.

Нагрузки разного характера (стиральные машины, электроплиты, котлы, бойлеры, конвекторы и др.) должны быть подключены под отдельный автомат (УЗО), для чего используется модульное оборудование.

Запрещено подключать фазные провода к приборам учета и автоматам на один зажим. Наиболее целесообразным является подключение между собой элементов электросети шиной. Это гарантирует равномерность нагрузки.

Подключение проводов в электрощите

Нельзя соединять между собой проводники ввода разного сечения. Сначала необходимо провести необходимые расчеты сечений проводников. Если к вводно-учетному устройству подходит проводник сечением 16, то увеличение (уменьшение) недопустимо, т.к. выбранное сечение обеспечивает нормальный режим работы сети электроснабжения.

Полезно знать:

качественная система заземления включает в себя присоединение всех электроприборов в квартире;
для лучшего контакта следует использовать клеммы, скрутки недопустимы;
на время производства работ всегда необходимо отключать электропитание в квартире;
розетки должны иметь заземление. Подключение электроприборов, требующих 3 жилу (заземление), запрещено в двухпроводную сеть, т.к. в таких схемах их защиты нет.

Заземление ванны

Для повышения безопасности электросети необходимо заземление ванны.

Присоединение заземляюшего проводника к трубам канализации или водопровода недопустимо, согласно ПУЭ. К тому же неэффективно, т.к. по стояку могут быть установлены пластиковые трубы.

Если ванна чугунная, то провод заземления крепится болтом к ножке. В новых моделях чугунных ванн есть специальное крепление для защитного кабеля.

Акриловые ванны также подлежат заземлению, ведь они являются зоной накопления статических зарядов. Заземление происходит путем присоединения металлического корпуса к ЗУ.

Джакузи, массажные ванны также следует заземлять, как и розетки, через которые они подключаются. Для таких устройств необходимо предусмотреть УЗО.

Для повышения электробезопасности в квартире организовывают систему уравнивания потенциалов.

Система уравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов необходима для повышения эффективности заземления в квартире. Обычно для квартир применяют только дополнительную систему уравнивания потенциалов – повышение электробезопасности во влажных помещениях.

Система уравнивания потенциалов (СУП)

Для монтажа СУП необходима коробка уравнивания потенциалов и проводники, которыми будет подключена СУП к шине на вводно-учетном устройстве и ко всем металлическим элементам в комнате, которые могут оказаться под напряжением. Материал проводника – медь.

Последним этапом монтажа системы уравнивания потенциалов является проверка качества соединений и проведение электрических замеров.

Заземление электроприборов

Новые электроприборы в квартире типа стиральных машин и бойлеров должны быть обязательно заземлены. Поэтому при реконструкции электропроводки необходимо установить TN-C-S-заземление, для чего каждое устройство должно быть подключено через устройство защитного заземления или дифференциальный автомат. В качестве проводника выбирают кабель ВВГнг (не распространяющий горение), сечением, соответствующим нагрузке электроприбора.

Подключение выполняется в глухую, т.е. кабель электропроводки от УЗО должен заходить непосредственно на электроприбор. Если же выполняется замена оборудования, а сеть соответствует всем требованиям ПУЭ, подключение выполняют по старой схеме, используя влагозащищенные розетки.

Соединять защитный и рабочий проводники, если в квартире нет заземления, категорически запрещено.

Подключение стиральной машины к заземлению

Как сделать заземление в квартире

Возведенные в разное время постройки могут иметь (или вообще нет) разные системы заземления. Если неизвестно, какая система заземления выполнена в доме, нужно это выяснить перед проведением ремонтных работ, т.к. зачастую в квартирах ее нет, и реконструкция требует прокладки защитного проводника от вводного устройства здания к щитку вводно-учетного устройства квартиры.

В первую очередь нужно разобрать розетку (перед этим обесточить квартиру – выключить автоматы и предохранители). Если провод двухжильный, то система в квартире TN-C. Алюминиевая проводка подлежит замене, т.к. подключать в такую сеть новые мощные электроприборы (стиральные машины, кондиционеры, конвекторы, электрокотлы и др.) запрещено. Это может привести к перегреву проводки и пожару.

Также следует проверить вводной щит (общедомовой), наличие и тип заземления, место разделения заземляющего проводника TN-C-S или TN-S-системы.

После этого становится понятно, как проектировать заземление в квартире – от общедомового распределительного щита либо от вводно-учетного (распределительного) щитка потребителя. Последний вариант TN-C-S встречается в новых постсоветских постройках.

Каков план действий при отсутствии шинки заземления в этажном щите, рассказывается в видео ниже.

Заземление в квартире своими руками – несложный процесс. Правильно выполненная система заземления помогает предотвратить несчастные случаи от поражения людей электрическим током, избежать поломки электроприборов и увеличить срок эксплуатации бытовой электросети.

Информация о том, как сделать заземление в квартире, если нет общедомового ЗУ в старом многоквартирном доме, может стать полезной, когда возникнет необходимость заняться этим процессом самостоятельно.

Как подсоединить заземление в щитке

соединять ли ноль и землю

Конструкция и назначение заземляющих устройств

Подобные конструкции подразделяются на рабочие и защитные устройства.

Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
Система защитного заземления обязательна для электросетей в жилом секторе.

Изготавливаются промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их основное достоинство — повышенная проводимость тока. Вбиваются в землю молотами или кувалдами на глубину 50 см, контакт с землей должен быть максимально прочным, иначе ухудшится способность конструкции отводить ток.

Изготавливаются из меди, покрытого медью или цинком стального уголка (полка 5 мм, полоса 40 мм), Часто применяется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля. Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электротехнические свойства из-за ослабления контакта с землей.

Подключение наружной части ЗУ к щитку

Главный недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда заземляющая конструкция придет в негодность. Регламентирующими документами введен запрет на использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.

В дальнейшем эти провода заземления должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.

Ошибки при установке ЗУ

К типовым недостаткам, часто встречающимся на практике, относятся:

Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
Установка отдельных выключателей в нулевом проводнике. При выходе устройства из строя электроприборы могут оказаться под напряжением. Иногда контакт нулевого провода не прочен. Последствия те же.
Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
Подключение заземления к трубе отопления. Нельзя сказать, какое направление возьмут блуждающие токи, поскольку неизвестна ситуация в соседней квартире. Возрастает вероятность поражения током посторонних людей.

Заземление и экранирование для ваших аудиопроектов DIY

Я получаю множество вопросов и просьб о помощи, как «избавиться от шума». Так возник этот текст. Следующая информация не является окончательным соглашением о заземлении и экранировании аудиооборудования DIY.Это скорее практический характер, и, конечно, есть и другие способы сделать то, что я упомянул. С формальной точки зрения, обо всем этом было написано множество текстов для тех, кто страдает бессонницей. Однако они работают на меня и представляют собой набор вещей, которые я обнаружил и узнал, которые вы можете применить во многих проектах DIY. Сначала немного предыстории. Хотя я занимался той или иной формой электроники около 50 лет, в моих знаниях всегда были пробелы.Заземление и экранирование было чем-то само собой разумеющимся. Все подключается к шасси, верно? Неправильно. Только когда я серьезно занялся проектированием схем вместо того, чтобы создавать схемы, разработанные кем-то другим, я столкнулся лицом к лицу с ошибкой своего мышления. Моим первым ламповым аудиопроектом с высоким усилением был чудесный генератор гула. С тех пор я изучил и усвоил методом проб и ошибок несколько полезных вещей.

Первая и, вероятно, самая важная вещь, которую я усвоил, это то, что все основания не должны идти напрямую к шасси .Это кажется противоречащим логике. Теперь уместно небольшое отступление в сторону электричества и проводников. Любой проводник имеет некоторое конечное сопротивление, и каждый раз, когда через него проходит ток, соответственно создается напряжение. На самом деле сначала напряжение, но в данном случае мы хотим сосредоточиться на токе. В типичном аудиооборудовании (почти во всем остальном) обычно есть три различных цепи заземления. Первое очевидно, это заземление сигнала, второе — это заземление источника питания, а третье, часто игнорируемое, — это заземление корпуса или шасси.У каждого есть своя функция, и все они взаимодействуют. Обычная и основная функция сигнального заземления — обеспечить обратный путь для звука. Точно так же заземление источника питания является обратным путем для питания, используемого схемой. Основание дела я расскажу чуть позже. Помня, что каждый раз, когда ток течет по проводнику, он вызывает напряжение, давайте посмотрим, что произойдет, если вы смешаете заземление сигнала и питания. Каждый будет генерировать соответствующее пропорциональное напряжение. Так, например: проводник представляет собой кусок провода с сопротивлением 1 Ом, напряжение сигнала (и, следовательно, его возврат) имеет амплитуду один милливольт (мВ), а источник питания вызывает поток в 100 миллиампер (мА). через провод.Вклад в напряжения на проводнике составляет 1 мВ для сигнала и 0,1 ампер, умноженные на 1 Ом, равны 100 мВ для мощности — см. Закон Ома для уравнений. Поскольку на самом деле маловероятно, что питание будет идеально чистым постоянным током, это приведет к загрязнению сигнала гудением и шумом. Даже уровень шума 1% в постоянном токе приведет к напряжению шума, равному напряжению сигнала. Я допускаю, что это грубое упрощение, но оно действительно иллюстрирует ситуацию. Итак, мое правило номер один — абсолютно избегать заземления, обрабатывающего сигнал и питание .Так как же это сделать? Я считаю, что лучше всего использовать модульное устройство. Однако это не означает, что физические компоненты не могут быть на одной плате. Это означает, что источник питания подключается независимо от активной части сигнала. В конце концов, эти основания необходимо соединить, но я вернусь к этому позже.

Как я уже упоминал ранее, существует третья «земля» корпуса или шасси. Здесь могут быть две разные проблемы. В соответствии со многими электротехническими правилами все открытые металлические части оборудования, питаемого от сети переменного тока, должны быть либо заземлены, либо иметь двойную изоляцию от любых электрических соединений.Это сделано для защиты пользователя в случае внутреннего сбоя. Любые потенциально опасные напряжения будут «заземлены» на землю. Я считаю, что довольно сложно выполнить двойную изоляцию для DIY-проектов и при этом обеспечить эффективное экранирование схем (подробнее об этом чуть позже). Поэтому я все время использую трехпроводные соединения. «Земля» от сети переменного тока напрямую подключается к шасси в точке входа. В качестве примечания я также использую стандартные разъемы IEC, которые есть почти на всех персональных компьютерах, для подключения к сети переменного тока.Это позволяет легко перемещать оборудование, и у вас нет постоянного шнура переменного тока, прикрепленного к оборудованию. Помимо защиты пользователя от поражения электрическим током, корпус теперь действует как защита от электромагнитных помех. Любые внешние электромагнитные помехи отводятся на землю через шнур питания.

Итак, если вы до сих пор следили за всем, у нас есть три отдельных основания; возврат сигнала, возврат источника питания и шасси. Я считаю, что все должны соединяться в одном месте , чтобы избежать загрязнения любого проводника чем-то от другого.Я полагаю, что подача сигнала на силовой провод вряд ли вызовет какие-либо проблемы с источником питания, но обратное приводит к серьезным проблемам.

На этом этапе все может стать немного проблематичным. Где делать подключения и как их подключать. Я обнаружил, что лучшее место для центрального заземления — это заземление входа сигнала. Здесь будут производиться подключения к другому внешнему оборудованию. В типичном аудиокомпоненте есть входы для левого и правого каналов.Каждый канал будет через экранированный кабель от источника (CD, FM и т. Д.). На входных разъемах я обнаружил, что вы, , можете соединить два заземляющих провода входного сигнала вместе (не к шасси) с помощью изолированных разъемов при условии, что вы не используете экранированный кабель с обоими концами, соединенными вместе внутри устройства. Эту часть часто трудно представить, но вам не нужно несколько путей заземления для сигнала . Это может вызвать контур заземления, подробнее об этом позже.Распространенной ошибкой является соединение сигнальных заземлений вместе во входных разъемах и , а затем протягивание экранированного кабеля внутри устройства к чему-то вроде регулятора громкости и , соединяющего экраны вместе там. В этом случае экраны действуют как проводники, а не только как экраны. Используйте только один конец экрана внутри оборудования. При необходимости проложите отдельный провод заземления к регулятору громкости или к тому месту, где идет сигнал. Это будет заземление для сигнала, а экраны будут только щитами.Это может значительно улучшить соотношение сигнал / шум в оборудовании.

У нас еще есть три отдельных площадки. К заземлению входного гнезда подключаю одиночный провод от земли блока питания. Мне нравится использовать для этого что-нибудь с низким сопротивлением, часто серебряную проволоку. Также к заземлению входного гнезда я присоединяю одиночный провод от заземления активной схемы также с проводом с низким сопротивлением. В этой схеме ни одна из земель не загрязнена напряжениями друг друга. Возникает очевидный вопрос: если вы подаете питание на что-то в активной части схемы, не попадет ли ток в сигнальную землю.Короткий ответ: да. Это также неизбежно и, как правило, довольно невелико и обычно не вызывает проблем. Исключение составляют выходные каскады мощности. Большой ток может вызвать шум в сигнальной земле, поэтому я заземляю их отдельно на землю входного гнезда. Можно ли провести отдельные провода заземления от каждого места в активной схеме, которая пропускает ток по пути заземления? Безусловно, и это была бы разновидность «звездной» системы заземления. Я вообще считаю это ненужным.Я могу добиться отношения сигнал / шум -90 дБВ в схемах с высоким коэффициентом усиления, не прибегая к этому методу.

Итак, на этом этапе у нас есть заземление сигнала и питания. Далее идет шасси. Есть несколько способов установить эту связь. Ключевой идеей является сохранение защиты от ударов при использовании ее в качестве защиты от электромагнитных помех. Иногда его можно подключить непосредственно к земле через входные гнезда. Это было довольно распространенной практикой в первые дни электронного оборудования.Во многих случаях это было то, что я бы назвал оборудованием с более низким качеством воспроизведения и вещами, для которых трехпроводная сеть переменного тока не использовалась. Я не рекомендую это делать, так как существует возможность внесения электромагнитных помех от шасси и заземления сети переменного тока в путь прохождения сигнала. В большинстве методов подключения используются резисторы, конденсаторы или выпрямители. Подозреваю, что все заработает. Я предпочитаю параллельную комбинацию из металлопленочного резистора около 120 Ом (достаточно 1/2 Вт) и конденсатора типа X2 в диапазоне 0.От 1 до 0,22 мкФ. Конденсаторы типа X2 предназначены для использования в цепях переменного тока. Я видел, как там использовались керамика и полиамид, но поскольку они обычно не рассчитаны на работу от сети переменного тока, я настоятельно не рекомендую их использовать. Конденсатор и резистор обеспечивают достаточную изоляцию между шасси и схемой, чтобы шасси могло быть эффективным экраном от электромагнитных помех, но не наводить электромагнитные помехи на активную схему.

На этом этапе все три основания объединены. Мы избежали смешивания мощности и сигнала в возвратных сигналах заземления внутри оборудования и создали шасси в качестве комбинированного устройства защиты от ударов и защиты от электромагнитных помех.

К сожалению, мы еще не закончили. Я упомянул концепцию заземляющего контура ранее. Это особенно коварная проблема, которая легко может испортить хороший проект. В очень общих чертах он формируется, когда есть несколько путей заземления сигнала к одному и тому же окончанию. Я могу быть внутренним или внешним по отношению к оборудованию. Наиболее частым результатом является гудение, которое либо не исчезает, либо возникает только тогда, когда что-то подключено к оборудованию. Теперь мне нужно сказать несколько слов о гуле.Если гудение имеет ту же частоту, что и в сети переменного тока (обычно 50 или 60 Гц), то это, вероятно, связано с внешними подключениями к оборудованию или с плохой внутренней защитой оборудования. Если гудение в два раза превышает частоту сети, то это почти всегда из-за неадекватной фильтрации источника питания. Контуры заземления обычно находятся на частоте сети. Так что, если вы столкнетесь с одним из них, вы должны найти альтернативные пути заземления, которые относятся к сигнальной цепи. Если он внешний (возникает только при подключении оборудования к внешнему устройству), проверьте такие вещи, как заземление фонографа на конце фонографа.В качестве примера, который я видел, это когда одна клемма картриджа, подключенная к заземлению в тонарме (нормально и довольно часто), и отдельная земля от того же тонарма (не в порядке) предусмотрены для подключения к земле шасси усилителя ( это не следует путать с ситуацией, когда имеется отдельный провод заземления от шасси фонографа, который не имеет связи с землей в картридже). Поскольку и сигнальное заземление, и заземление тонарма подключены к фонографу, они образуют контур заземления (между экранами и заземляющим проводом) при подключении к усилителю.Решение в таких случаях — разделить основания у фонографа. Ранее упоминался внутренний пример, когда оба конца внутренних экранированных кабелей соединяются в двух разных местах (у входных разъемов и регулятора громкости). Ирония ситуации и отчасти коварная природа контуров заземления в том, что они иногда могут быть мягкими и не вызывать шума. Позже они могут появиться, когда к системе будет подключено новое оборудование. Однако во всех случаях они имеют одну и ту же основную причину, альтернативные пути возврата сигнала.

К настоящему времени я, наверное, запутал некоторых из вас. Для упрощения вот что я считаю основами.

Все заземления не идут напрямую на шасси.
Ни в коем случае не допускайте наличия заземляющего проводника, обрабатывающего как сигнал, так и возврат мощности.
Избегайте множественных путей заземления для сигнала (контуров заземления).
Используйте только один конец экрана внутри оборудования.
Не подключайте корпус напрямую к заземлению сигнала или источника питания.Изолируйте его конденсатором типа X2 и параллельным резистором.
Все площадки должны в конечном итоге соединиться в одном месте. Используйте центральное заземление для всех трех распространенных типов заземления. Я предпочитаю, чтобы это было в месте расположения входного гнезда.

Как упоминалось в начале, это не был всеобъемлющий текст по заземлению и экранированию, а просто набор практических вещей, которые, как я обнаружил, работают. Если вы будете следовать приведенным выше концепциям и хорошим принципам строительства, в ваших проектах не должно быть шума.Обсуждение заземления и экранирования приветствуется в ветке методов заземления.

Об авторе

Брюс Херан — вице-президент по дизайну и поддержке Oddwatt Audio. Он работал в области электроники в той или иной форме почти 50 лет. Брюс является ярым сторонником аудиопроектов своими руками и обычно специализируется на разработке электронных ламп для Hi-Fi. Одна из его главных целей — обучать и поощрять новичков в создании доступного высокопроизводительного аудиооборудования.Дополнительные советы и методы создания аудио своими руками от Брюса можно найти в следующих статьях:

Знай свой SHIELD TV

ВСТРОЕННЫЙ МИКРОФОН

МОЩНОСТЬ

НАСТРОЙКИ
(настраивается в «Настройки»> «Устройства и аксессуары»> «Настроить настройки»)

НАВИГАЦИОННОЕ КОЛЬЦО (вверх, вниз, вправо, влево)

ВЫБРАТЬ

НАЗАД

ДОМ

Хорошая защита, раскрытие силы щита • Eurogamer.net

Хорошая защита — это хорошее нападение.

Хорошая защита — это побочная миссия в Control , которая открывает очень полезную способность — Shield .

Как следует из названия, Shield позволяет окружить себя обломками, которые блокируют входящие атаки Hiss.

Чтобы раскрыть этот новый объект силы, вы должны вернуться в сектор обслуживания и посетить полевые тренировки, чтобы пройти одну из величайших проблем, с которыми когда-либо сталкивалось человечество — курсы тренировок по расписанию.

На этой странице:

Нужна дополнительная помощь в поисках самого старого дома? Затем ознакомьтесь с нашим центром пошагового руководства по Control со ссылками на все наши руководства по Control.

Как начать хорошую защиту в контроле

Чтобы начать «Хорошую защиту», вам нужно найти коллекцию «Исследования и записи — Исследования — Тесты домашней безопасности».

Чтобы найти Home Safe Test, отправляйтесь в Центр обслуживания, спустившись на лифте в сектор обслуживания. Оказавшись там, пройдите через дверь слева в Black Rock Processing.

Коллекционный предмет находится в комнате после проверки службы безопасности.

Вы окажетесь в комнате с двумя проверками безопасности и комнатой с окнами позади них. Следуйте по коридору, пока не дойдете до этой комнаты. Вы найдете Home Safe Test на стойке внутри.

Место сбора — Home Safe Tests.

Как только вы его получите, возвращайтесь в Центр технического обслуживания.

Изучение учебного курса

В Central Maintenance вы заметите, что вход в поле Field Training заблокирован шипением.Также вокруг комнаты есть маленькие красные блоки шипения.

Вам нужно уничтожить эти красные блоки, если вы хотите убрать барьер Шипения. Красных блоков можно найти:

За заводом рядом с лестницей, ведущей к лифту сектора
Прикреплен к колонне в центре центра обслуживания
На левом динамике над дверью на полевое обучение

Расположение трех красных блоков.

После того, как вы уничтожите эти блоки, барьер перед полевым обучением исчезнет, и вы сможете войти.

Пройдите по коридору и пройдите через металлоискатель.

Найденные предметы:

:: 20 лучших игр для PS4, в которые можно играть прямо сейчас

Переписка — Должностное лицо — Жалоба участника полевого обучения

(В маленьком офисе слева, когда вы входите в поле «Полевое обучение».)

Местоположение предмета — Жалоба полевого специалиста по обучению.

Пройти курс обучения за необходимое время

Когда вы войдете в курс обучения, начнется воспроизведение набора инструкций.Следуйте за ними и нажмите красную кнопку перед собой.

Учебный курс начнется после того, как закончится обратный отсчет верхнего голоса. У вас будет 60 секунд, чтобы пройти курс, при этом запись будет регулярно напоминать вам, сколько времени у вас осталось.

В первой комнате вам нужно просто выстрелить в одну цель, а во второй — по четырем.

Стреляйте по мишеням, чтобы пройти через первые две комнаты.

Быстро решите третью комнату, используя свою силу запуска, чтобы поместить оранжевый электрический ящик в ближайшую розетку.

Следующая комната отделана таким же образом, но на этот раз есть две розетки. Один находится на дальней стене, а другой справа, прямо напротив вас, когда вы входите в комнату.

Когда вы входите, есть одна розетка на правой стене, а другая — на дальней левой.

Пятая комната включает стрельбу еще по трем мишеням.

За этим следует еще одна загадка с электрическим ящиком в шестой комнате. Здесь вы должны использовать свои способности запуска, чтобы разместить электрическую коробку по обе стороны от двери, чтобы открыть ее и создать лестницу, по которой Джесси сможет подняться.

Комната номер семь довольно проста — быстро оббегите стены, которые поднимаются из земли и пройдите через дверь в конце коридора.

Наконец, пройдите через проход с правой стороны.

Вход в эту комнату приведет вас к концу курса и к объекту силы.

Не волнуйтесь, если вам понадобится несколько раз пройти курс. Нет ничего, кроме повторения курса.

Очистите безопасный объект силы

Невозможно не заметить Безопасный Объект Силы в центральной комнате Тренировочного Курса. Он светится красным, как типичный Объект Силы, и прикрывается скоплением обломков.

Вы можете сломать этот щит, бросая предметы, используя свои способности запуска. Когда вы увидите отверстие в щите, бегите и очистите Безопасный объект силы.

Однако, прежде чем сделать это, вы можете открыть сундук, который вы можете найти на верхнем этаже этой комнаты.

Найденные предметы:

Файлы дела — Измененные элементы — Процедуры с пластиковым деревом

(На верхнем этаже в комнате, где находится Безопасный объект силы.)

Местоположение предмета — Пластиковые процедуры дерева.

Как пройти обучение по Щиту

Очищение объекта силы вернет вас на астральный план.

Эта версия астрального плана населена золотыми врагами, невосприимчивыми к вашим атакам, так что не пытайтесь атаковать их.

Чтобы выполнить это задание, вам просто нужно поднять щит и следовать по пути, пока не дойдете до линии парящих серых кубиков, которые вернут вас в реальность.

Время от времени вам нужно будет опускать щит, чтобы вы могли взобраться на стену.

Ваш щит также может быть уничтожен вражеским огнем или когда у вас заканчивается энергия. Если это произойдет, бегите, пока у вас не будет достаточно энергии, чтобы снова поднять свой щит.

По возвращении в Бюро у вас будет прекрасная возможность поэкспериментировать с вашим новым щитом, поскольку группа солдат Шипения прибудет и нападет на вас.

Победите их, и вы сможете продолжить изучение Федерального бюро контроля.

Пришло время отправиться в таинственное Федеральное бюро контроля. Наше прохождение Control может помочь вам пройти сюжетные миссии, в том числе «Добро пожаловать в самый старый дом», «Неизвестный звонящий», «Режиссерское переопределение», «Old Boy’s Club», «Порог», «Хранитель моего брата», «Лицо врага», «Финское танго», «Полярис» и «Взять под контроль». Вы также можете изучить новые сверхъестественные способности, выполнив Веселую погоню, Хорошую защиту и Плененную аудиторию.У нас также есть руководства по обновлению служебного оружия, ваших способностей, как использовать оружие и личные моды, как разблокировать каждую экипировку и решение загадки колеса рулетки.

Награды за выполнение Хорошей защиты

За выполнение Хорошая защита вы получите:

4 очка способностей
Папка — Объекты силы — Домашний сейф
2 модификации оружия
1 Материал

Как заземление работает в электронике?

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

Земля для картофеля и моркови

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

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

На рисунке 1 показана очень простая схема. Как вы можете видеть, ток, покидающий батарею, проходит через резистор, через светодиод, а затем обратно в батарею.Для функционирования любой электрической цепи она должна быть замкнутой, всегда должен быть путь для возврата тока к источнику. Независимо от того, насколько сложной становится схема, всегда будет либо след (и), либо плоскость, которая служит в качестве обратного пути , для тока, чтобы вернуться к источнику.

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

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

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

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

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

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

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

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

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

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

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

ШАССИ НАЗЕМНОЕ

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

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

Рис. 7. Когда земля и заземление шасси соединены, обратный путь тока избегает попадания в тело человека, обеспечивая вашу безопасность.

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

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

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

ЗЕМЛЯ ДЛЯ СИГНАЛА

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

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

Вам действительно нужна земля?

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

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

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

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

Заземление кабелей и проводов | Контуры заземления

Цепи низкого уровня часто соединяются между собой с помощью экранированных кабелей, в основном для защиты от внешнего шума. Помимо эффективности самих экранов, еще более важной является целостность соединения с землей. Плохая почва может быть хуже, чем ее отсутствие.

Путь возврата сигнала

Используемый как обратный путь сигнала, типичный для коаксиальных кабелей, экран служит вторичной цели — экранировать центральный проводник от внешних полей.Эта двойная роль может существовать и в некоаксиальных кабелях.

Сопротивление плетеного экрана обычно намного ниже, чем у других проводников. Это может быть желательно в обратной цепи, но особенно важно при наличии низкого импеданса по отношению к внешней индукции. По этой причине необходимо аккуратно выполнить заделку, иначе экран будет бесполезен в качестве шумового барьера. Фактически, поскольку экран представляет собой прямой «провод», а его площадь намного больше, чем площадь проводника (ов) внутри, может возникнуть значительный дисбаланс индуцированного тока, вызывающий шум.Неэкранированная витая пара, вероятно, будет более устойчивой к шумам.

Простое экранирование

Как чистый барьер для электромагнитных помех, заземленный экран действует как токопроводящий канал для проводников внутри. «Закрепленный» на потенциале земли, который не позволяет ему парить в воздухе, куда бы его ни подводила магнитная или электрическая среда, экран служит не столько средством защиты от шума, сколько просто разделяет раздражающее электрическое поле и отправляет его часть в земля.

Важно знать, что никакой экран не может защитить от магнитных полей так эффективно, как простое физическое пространство между источником шума и затронутыми проводниками.Всего лишь 0,5 дюйма может снизить магнитную связь более чем на 30 дБ, улучшившись примерно до 70 дБ при расстоянии 4 дюйма. Это, вероятно, лучшее средство от шума, возникающего в сильноточной проводке.

Контуры заземления

Контуры заземления создают намного больше шума, чем требуется, учитывая, насколько легко их устранить с помощью продуманной установки. Шум контура заземления легко изобразить: каждый проводник, включая сам планер, имеет некоторое сопротивление, и любой ток, проходящий через него, вызывает падение напряжения между его источником и его нагрузкой. См. Рисунок 1 . Проблема контура заземления возникает, когда несколько цепей используют один и тот же обратный проводник, часто экран, предназначенный для заземления, поэтому падение напряжения на одном пути тока просто проявляется на другом, добавляя «чужой шум» к другому — чистый сигнал.

Кроме того, если несколько систем подключены к земле «гирляндной цепочкой», любая из них может действовать как слабое звено и отражать колебания тока через них в виде шума. Общие земли лучше всего использовать в звездообразной конфигурации.

Заземление рамы

Обратный путь никогда не должен быть заземлением корпуса. Хотя он может быть металлическим и проводящим, он не предназначен для использования в качестве активного проводника. Идеальный возврат для любой схемы должен быть исключительным для этой схемы, хотя нередко используются общие обратные пути, где ток каждого сигнала очень низкий. Тем не менее, хорошая практика предлагает не более пяти сигнальных проводов на землю. Использование рамки для возврата сигнала или передачи тока «lo» — это плохая экономия и открытое приглашение к проблемам.Лучше всего зарезервировать каркас для его структурной роли; однако подключение его к заземлению батареи в одной точке позволит добиться эффекта универсального электростатического экрана для всего самолета.

Улучшенный универсальный подход к использованию заземления состоит в том, чтобы использовать его только в качестве заземления, ограничивая сигналы и линии электропередач до выделенных проводников. Примером может служить сбалансированная экранированная витая пара.

Настоящая земля, пожалуйста, опознает себя?

Существует более одного «реального» заземления? да.

Для тракта прохождения сигнала «реальная» земля — это системная земля, истинный пункт назначения для обратного сигнала. Никакая другая точка отсчета не может быть лучше. Хорошая практика подключения экрана, предназначенного только для защиты, требует оконечной нагрузки на системную землю. Это предохраняет его от плавания с «чужеродными» источниками сигнала и превращения его в источник шума для самой цепи, которую он должен защищать. Это можно сравнить с расширением корпуса самой системы.
Какое заземление вы используете между системами? Дело в том, что они обязательно могут иметь общую землю, как в случае передачи сигнала между ними по коаксиальному кабелю.Если это так, требуются тщательные процедуры заземления на каждом конце. В противном случае плохое соединение может вызвать серьезный шум практически в любом месте, и непрерывность обратного тракта может быть важна. В идеале возвратные сигналы должны быть изолированы от земли, а все экраны должны заканчиваться только на одном конце. См. Рисунок 2. В некоторых случаях изолированный внешний экран triax и quadrax обеспечивает желаемое экранирование и изоляцию. Это позволяет при необходимости установить внутреннее экранирование в качестве заземления сигнала и обратного пути.
«Универсальная» земля, планер, является оболочкой, в которой размещены все остальные системы. Но это всего лишь оболочка, и она лучше всех выполняет свою строго пассивную роль по отношению ко всем другим системам, таким как блок авионики, который заслуживает отдельного признания. Это верно и для любой другой бортовой системы. Каждый из них, от стартеров двигателей до развлекательных систем в салоне и TCAS, будет работать более эффективно и с меньшими помехами, используя свой собственный путь заземления.

Ценность «универсального» экрана сомнительна для самолетов с конструкцией из композитных материалов, что приводит к другим опасениям по поводу эффектов HIRF — излучаемых полей высокой интенсивности.

Витая пара

Не название рок-группы.

Экранирование наилучшим образом блокирует поля электростатических шумов и помогает шунтировать некоторые электрические магнитные помехи, но не так эффективно в устранении электромагнитных помех, как скрученные пары сигнальных проводников. Это было популярным средством для подавления шума с первых дней существования телефонов.

Каждый проводник, находящийся в изменяющемся магнитном поле, действует как вторичная обмотка трансформатора — вырабатывая ток, повторяющий форму волны «первичной обмотки» или источника поля.(Изменения поля могут быть вызваны переменным током или любым изменяющимся током в проводнике (ах) источника поля или даже физическим движением проводника постоянного тока, например вибрацией.) Фактически, трансформаторы предназначены для использования этого факта.

Учитывая, что каждая цепь является схемой (двусторонний путь для движения электронов или сигнала), ток будет течь по обоим проводам: по паре. Внешние поля, к счастью, индуцируют ток в этих проводниках, совершенно не заботясь о том, загрязнит ли это сигнал в цепи.

Витая пара Un неизменно размещает один проводник ближе к источнику поля, и хотя они могут получать почти одинаковую индукцию (таким образом, имея «сбалансированный» шум в обоих), на самом деле она никогда не бывает одинаковой. В результате всегда будет индуцироваться по крайней мере некоторый нежелательный дифференциальный ток.

Скручивая сигнальную пару, проводники чередуются в непосредственной близости от шумового поля в течение каждого цикла скручивания, эффективно нейтрализуя эффект загрязняющего поля.Фактически, хотя шум присутствует в обоих проводах, скрутка помогает гарантировать, что он будет одинаковым в каждом проводе, и в результате получается почти идеальная балансировка.

Лучший способ минимизировать «обмены» нежелательными сигналами — просто увеличить пространство между кабелями, но часто это сложно или непрактично. В таких случаях может очень помочь триаксиальное соединение, скручивание и / или разумное заземление.

Заземление и экранирование аудиоустройств

Стив Макати, Рейн

RaneNote 151, написано в 1995 г., исправлено в 2002 г.

Разделение сигналов
Сабвуфер в моно
Несбалансированное суммирование
Сбалансированное суммирование
Выходные сопротивления

Введение

Теперь, когда Общество звукорежиссеров приняло стандарт «контакт 2 активен», решается вопрос, что делать с контактом 1.В настоящее время создается документ с рекомендациями по подключению профессионального звукового оборудования. Как и где подключить контакт 1 слишком сложно, чтобы выпускать его как стандарт; таким образом, разрабатывается только рекомендованная практика. Рекомендуемые методы могут повлиять на производителей, которые решат им следовать.

Сегодня в аудиоиндустрии существует множество способов экранирования проводов. Большая часть доступной литературы по этому вопросу предписывает четкие решения любой проблемы с проводкой, однако проблемы постоянно возникают из-за несогласованных вариаций хорошо задокументированного идеала.По обеим сторонам труднопреодолимого забора возникли две четкие группы — сбалансированный мир и несбалансированный мир.

С годами снижение стоимости профессионального звукового оборудования облегчило его использование во все большем количестве домашних студий. По мере того, как домашние студии включают в свои системы профессиональное сбалансированное оборудование, несбалансированный и сбалансированный миры сталкиваются. Домашние студии, добавляющие сбалансированное оборудование к своему традиционно несбалансированному оборудованию, также добавляют проблем с подключением.Профессиональные пользователи никогда не задумываются о несбалансированном оборудовании, но все же имеют проблемы с подключением.

Производительность любой системы межсоединений зависит от топологии схем ввода / вывода (конкретные симметричные или несимметричные схемы), компоновки печатной платы, кабелей и методов подключения разъемов. Здесь описываются только способы подключения, как в кабеле, так и в коробке. Предполагается, что топологии цепей ввода-вывода идеальны для этого обсуждения, чтобы сосредоточить внимание на других вопросах взаимосвязи.

Рекомендация Audio Engineering Society решает простую проблему, абсурд, заключающийся в том, что нельзя купить несколько единиц профессионального аудиооборудования от разных производителей, купить стандартные кабели, подключить все это и заставить его работать гудеть и гудеть. бесплатно. Такого почти никогда не бывает. Изоляция трансформатора и другие интерфейсные решения являются лучшими решениями для симметричных / несимметричных межсоединений, хотя они слишком дороги для многих систем. Даже полностью сбалансированные системы могут потребовать изолирующие трансформаторы для достижения приемлемых характеристик.Некоторые считают изолирующие трансформаторы решением только . Эти превосходные решения здесь не рассматриваются.

Другое распространенное решение проблем с гудением и гудением заключается в отключении одного конца экрана, даже если нельзя купить стандартные кабели с отключенным экраном на одном конце. Лучший конец для отключения не важен в этом обсуждении. Одностороннее подключение экрана увеличивает вероятность радиочастотных (РЧ) помех, поскольку экран может действовать как антенна.Тот факт, что многие современные установщики по-прежнему с постоянным успехом следуют правилу «только один конец», указывает на то, что существуют приемлемые решения проблем с радиочастотами, хотя все более широкое использование цифровых технологий увеличивает вероятность будущих проблем с радиочастотами. Многие успешно и последовательно снижают радиочастотные помехи, создавая радиочастотный тракт через небольшой конденсатор, подключенный от поднятого конца экрана к шасси.

Подробности бесшумных соединений, а также надлежащего заземления и экранирования подробно описаны в другой литературе.Здесь они не возвращаются. Читателям предлагается ознакомиться с перечисленными ссылками для получения дополнительной информации. Большинство из этих материалов применялись в аудиоиндустрии уже более 60 лет, хотя они не были реализованы или приняты многими.

Сбалансированные и несбалансированные экраны

Для дальнейшего обсуждения термин «экран» квалифицируется с описанием «сбалансированный» или «несбалансированный». Несбалансированный обратный проводник физически напоминает экран и обеспечивает защиту от электрических полей, но магнитные поля не экранируются.Хотя это также верно и для симметричных экранов, конструкция симметричных кабелей с витой парой обеспечивает гораздо большую устойчивость к помехам магнитного поля. Несбалансированные экраны кабелей также несут сигнал в виде обратного тока, что еще больше отдаляет несбалансированные экраны от «настоящих» экранов. Щит определяется Оттом [1] как «… металлическая перегородка, помещенная между двумя областями пространства. Она используется для управления распространением электрических и магнитных полей из одного места в другое». Сбалансированное соединение обеспечивает превосходный интерфейс из двух.

Проблема «Пин 1»

Многие производители аудиосистем сознательно или неосознанно подключают симметричные экраны к земле аудиосигнала; контакт 1 для 3-контактных разъемов (типа XLR), гильза на гнездах 1/4 дюйма (6,35 мм). Любые токи, наведенные в экран, модулируют землю в том месте, где экран заканчивается. Это также модулирует сигнал, относящийся к этой земле. Обычно проектировщики схем прилагают большие усилия для обеспечения «чистых и бесшумных» заземлений аудиосигнала. Удивительно, что практика отвода зашумленных экранных токов на землю аудиосигнала так широко распространена.Как ни удивительно, приемлемая производительность в некоторых системах достижима, что дает производителю уверенность в том, что он будет продолжать эту неправильную практику — к сожалению для невольного пользователя. Проблемы с гудением и гудением, присущие сбалансированным системам с заземленными по сигналу экранами, создали сбалансированное оборудование плохую репутацию. Это создало большую путаницу и опасения среди пользователей, проектировщиков систем, а также разработчиков оборудования.

Подобно проблеме «контакт 2 — горячий», производители создали потребность в устранении этой несоответствия конструкции пользователям.Пока производители не обеспечат надлежащую форму единообразия межсоединений, пользователям придется продолжать борьбу за бесшумные системы, используя ранее немыслимые методы.

Абсолютно лучший правильный способ сделать это

Очевидно, что в доступной литературе сбалансированное межсоединение является самым лучшим способом соединения аудиооборудования. Использование полностью сбалансированного межсоединения с обоих концов экрана , подключенных к заземлению шасси в точке входа, обеспечивает наилучшую доступную производительность.

Причины этого ясны и хорошо задокументированы более 60 лет назад. При использовании этой схемы с высококачественными каскадами ввода-вывода гарантирует результатов без шума. Эта схема отличается от современной практики тем, что большинство производителей подключают симметричные экраны к сигнальной земле, а большинство пользователей изменяют проводку системы так, чтобы был подключен только один конец экрана. Из-за такого разнообразия структур проектирования производителей и пользователей необходима всеобъемлющая рекомендация с надлежащим охватом как сбалансированных, так и несбалансированных межсоединений.

С концептуальной точки зрения, проще всего рассматривать экраны как продолжение коробок соединенных между собой блоков (см. Рисунок 1). Обычно для окружения звуковой электроники используются металлические коробки. Эта металлическая «оболочка» действует как экран, удерживая электромагнитные поля в и вне корпуса. По соображениям безопасности корпуса в профессиональных установках по закону должны подключаться к заземлению системы , (что во многих системах не является планетой Земля — хороший пример — самолет).

Рис. 1. Сбалансированные экраны кабелей должны функционировать как продолжение корпуса.

Спекулятивная эволюция сбалансированных и несбалансированных систем

Кто-то может спросить, если сбалансированное решение является лучшим, почему не все оборудование спроектировано таким образом? Что ж, реальность берет верх; неуравновешенное бывает.

Еще на заре телефонной связи и распределения питания переменного тока сформировался особый класс инженеров.Они узнали, что телефонные линии и линии электропередач переменного тока из-за их большой протяженности должны быть сбалансированы для достижения приемлемой производительности. (По сей день многие телефонные системы остаются сбалансированными и неэкранированными.) В 1950-х годах инженеры Hi-Fi разработали системы, которые не требовали длительной эксплуатации, и использовали несбалансированное соединение. Менее дорогостоящий характер несбалансированного межсоединения также способствовал его использованию в Hi-Fi. Эти два класса инженеров развивались с разным мировоззрением, одно исключительно сбалансированное, а другое исключительно несбалансированное.Различный опыт проектирования этих инженеров помог сформировать знакомые сегодня сбалансированные и несбалансированные звуковые миры.

Теперь добавьте пикантности в горшок с продолжающимся снижением цен и похвалой, посвященной сбалансированным, «профессиональным» аудиосоединениям с желанием улучшить качество звука в домашних условиях, и вы увидите, что возникает текущая тенденция к объединению сбалансированных и несбалансированных систем. Владельцы домашних студий, ранее находившиеся на несбалансированной стороне забора, мечтают прыгнуть, но, к сожалению, перебрались через забор, зацепившись за зазубрины на земле при подключении своего нового сбалансированного оборудования (рис. 2).

Рис. 2. Владелец домашней студии пытается перепрыгнуть через балансирно-неуравновешенный забор.

Как это могло случиться?

Чтобы удовлетворить желание своих пользователей «идти» сбалансированно, дизайнеры Hi-Fi начали модернизировать оборудование до сбалансированного. С точки зрения неуравновешенного дизайнера подключение экрана новой симметричной схемы к земле является почти бессознательным. Вопрос о том, какая земля подключается к щиту, чуждо или неизвестно.Старый несбалансированный «экран» (на самом деле проводник обратного сигнала, а не настоящий экран) уже «заземлен». Без надлежащего исследования сбалансированных межсоединений этот Hi-Fi образ мыслей может не подумать о том, чтобы добавить заземленный экран вокруг существующего двухжильного кабеля. Это переопределяет «старый» обратный проводник как «новый» носитель отрицательного сигнала, а не как экран. Возможно, именно удобство ситуации и этот образ мышления в первую очередь стали причиной неправильного заземления сигналов симметричных экранов.В учебных заведениях этому вопросу уделяется мало внимания, и многие системы работают удовлетворительно даже с неправильно заземленными экранами.

Другие разработчики, переходящие на симметричные межсоединения, возможно, осознали, что, подключив экран к сигнальной земле, можно упростить сопряжение с несимметричным оборудованием, поскольку сигнальное заземление (необходимое для несимметричного межсоединения) будет доступно на кабеле. (К сожалению, это позволяет легко использовать моно разъемы 1/4 дюйма.) Это по-прежнему создает ту же проблему, симметричные экраны с заземлением сигнала. Экраны с заземлением сигнала на сбалансированном оборудовании создают контуры заземления в аудиотракте и модулируют заземление аудиосигнала, нанося ущерб большинству систем. Такая практика наказывает тех, кто хочет реализовать превосходные характеристики сбалансированных межсоединений, и создает плохую репутацию у балансировки.

Третья возможная причина наличия заземленных по сигналу симметричных экранов возникает, если разработчики меняют микрофонные входы с фантомным питанием на симметричные линейные входы и не проявляют осторожности.Обратные токи фантомного питания проходят через экран, что требует подключения экрана к сигнальной земле. При изменении этой топологии на симметричные входы линейного уровня разработчик может не подумать о замене соединения экрана на заземление шасси. Эта проблема еще больше усложняется производителями, которые включают в свои продукты переключатели с заземлением. Эти переключатели отключают шасси и сигнальную землю. Таким образом, следует позаботиться о том, чтобы возвратные токи фантомного питания всегда имели обратный путь к источнику питания, независимо от положения переключателя заземления.

Производители, которые начинали в сбалансированных областях, таких как телефонная и вещательная промышленность, использовали заземленные экраны шасси, когда была необходима максимальная защита от электромагнитных помех (EMI, включая RF). Возможно, пользователи из этих сбалансированных полей предполагали, что все сбалансированное оборудование имеет экраны, заземленные на шасси. Когда оборудование производителя было установлено неправильно, они обнаружили проблемы с гудением и гудением. Они решили их с помощью изолирующих трансформаторов, отключив один конец экрана или просто не используя оборудование этого производителя.Обратная связь для информирования производителей об их неправильных методах экранирования никогда не разрабатывалась. Производители могли предложить изолирующие трансформаторы или решения по изменению проводки вместо устранения причины проблемы: симметричных экранов с заземленным сигналом. Опять же, некоторые системы с заземленными по сигналу экранами работают приемлемо, вызывая дальнейшее недоумение и недоумение в будущем.

Урок истории

Урок, который следует извлечь из этой учетной записи, заключается в том, чтобы помнить об этих проблемах аудиосвязи при определении, проектировании или обновлении других систем связи, таких как AES3 (ранее AES / EBU), SPDIF и других электрических интерфейсов.Сбалансированные и несбалансированные системы не предназначены для прямого взаимодействия. Поскольку аудиоиндустрия охватывает все больше цифровых продуктов, системы межсоединений должны быть четко спроектированы и определены для использования в пределах их электрических интерфейсов. Многожильные разъемы, по которым передаются цифровые или аналоговые сигналы, создают еще большие проблемы. Расстояние между юнитами — важный вопрос. Сохранение балансировки межкомпонентных соединений и заземления шасси обеспечивает максимально возможную защиту от электромагнитных помех независимо от длины кабеля.Несбалансированное межсоединение может быть дешевле в производстве и продаже, но, возможно, дороже в установке — без гула и шума.

Общество звукорежиссеров заслуживает похвалы за сбор и распространение этой информации среди тех, кто может быть с ней не знаком. Производители и, что более важно, пользователи в конечном итоге будут вознаграждены.

Заземление шасси и сигнальное заземление

Давайте рассмотрим различие между шасси и сигнальной землей в аудиоустройствах.Заземлением корпуса обычно считается любой проводник, подключенный к металлической коробке или шасси устройства. Термин «заземление шасси» мог появиться из-за того, что блоки с 3-проводными линейными шнурами подключают шасси к заземлению при подключении к правильно смонтированной розетке переменного тока. В устройствах с двухжильным линейным шнуром (потребительское оборудование) шасси не подключается к заземлению, хотя шасси обычно подключается к сигнальной земле в коробке как в несимметричном / потребительском, так и в сбалансированном / профессиональном оборудовании.

Сигнальное заземление — это внутренний проводник, который используется в качестве опорного потенциала 0 В для внутренней электроники и иногда дополнительно разделяется на цифровые и аналоговые участки заземления. Возможны и другие разветвления сигнального заземления, хотя важно помнить, что все «участки» сигнального заземления соединяются вместе в одном месте. Обычно это называется схемой заземления звезда .

Легко перепутать заземление шасси и сигнальное заземление, поскольку они обычно соединяются вместе — либо напрямую, либо через одну из нескольких пассивных схем.Некоторые из этих схем показаны на рисунке 3. Ключом к защите аудиоустройства от внешних источников шума является знание , где , и , как подключить сигнальную землю к шасси.

Рисунок 3. Некоторые пассивные схемы подключения сигнальной земли к шасси.

Сначала давайте исследуем , почему они должны быть связаны вместе. Мы рассмотрим , где и , а затем .Есть как минимум две причины, по которым нужно соединять вместе сигнальную землю и заземление шасси в одном устройстве.

Одна из причин — уменьшить влияние электростатического заряда на шасси и внутренние схемы. Внешние источники шума могут вызывать шумовые токи и электростатический заряд на шасси устройства. Шумовые токи, наведенные в экраны кабелей, также проходят через шасси, поскольку экраны заканчиваются (или должны заканчиваться) на шасси. Поскольку также существует связь между шасси и внутренней схемой, шум на шасси может влиять на внутренний звук.Эту шумовую связь можно минимизировать, подключив сигнальное заземление к шасси. Это позволяет всей системе заземления колебаться в зависимости от шума, что на удивление обеспечивает бесшумную работу системы. Дальнейшее уменьшение связи достигается, когда корпус прочно соединен с хорошим заземлением — либо через сетевой шнур, через направляющие стойки, либо с помощью независимого технического или защитного заземляющего провода. Это обеспечивает не-аудио обратный тракт для любого внешнего наведенного шума.

Вторая причина для подключения сигнального заземления к шасси — это необходимость поддерживать на сигнальных заземлениях двух соединенных между собой блоков почти одинаковый потенциал напряжения.Это предотвращает потерю динамического диапазона системы, когда уровни входящего пикового напряжения превышают шины питания приемного устройства.

Несимметричные блоки соединяют последовательные сигнальные заземления вместе напрямую через каждый соединительный кабель — рукав каждого кабеля RCA. Это, а также тот факт, что шасси обычно используется в качестве сигнального заземляющего проводника, поддерживает очень низкое сопротивление сигнального заземления несимметричных систем. Многие могут согласиться с тем, что несбалансированным системам помогает тот факт, что шасси обычно не заземлено .Это позволяет всей неуравновешенной системе «плавать» относительно земли. Это исключает возможность множественных обратных путей для системы заземления звука, поскольку нет второго пути (контура заземления) через провод заземления. Низкое сопротивление сигнала заземления между блоками важно для приемлемой работы всех систем без трансформаторной изоляции, как симметричных, так и несимметричных.

Конструкция симметричного межсоединения не позволяет напрямую соединять сигнальные заземления.Отрицательный провод обеспечивает необходимый обратный ток сигнала. Чтобы избежать потери динамического диапазона, в сбалансированных системах используется другой метод поддержания малых потенциалов заземления сигнала.

Поскольку экран кабеля уже соединяет два шасси вместе, простое подключение сигнального заземления к шасси в каждой коробке сохраняет потенциалы сигнального заземления между устройствами небольшими. Ключ в том, как их соединить. Поскольку кабели между блоками также обеспечивают кратчайший (и, следовательно, самый низкий импеданс) путь между двумя блоками, использование экрана кабеля для минимизации потенциалов заземления сигнала между блоками весьма эффективно.

Теперь, когда мы знаем, почему нужно подключать сигнальную землю к шасси, давайте обсудим , как их подключить. Схемы на рисунке 3 кажутся достаточно простыми, но не показано, где именно и как соединяются вместе проводники.

Все сводится к тому, чтобы внимательно следить за тем, где текут токи. Как обсуждалось выше, токи экранного шума протекают через шасси и шунтируются на землю в устройствах с трехжильными линейными шнурами. Ключевой проблемой является то, что эти шумовые токи не проходят по пути, разделяемому какими-либо звуковыми токами.Это кажется таким простым, и это особенно важно для рисования (снова см. Рис. 3). Сложнее всего реализовать правильную схему компоновки.

Подключение сигнального заземления к шасси в каждом блоке может быть выполнено только в в одном месте в каждом блоке. Если сделать это дважды, остается возможность того, что шумовые токи будут проходить по пути, разделяемому звуком.

Существует две точки зрения на то, где подключить сигнальную землю к шасси. Они обе являются версиями схемы заземления по схеме «звезда», упомянутой выше.Первый подключает дорожку (или провод) непосредственно от клеммы заземления источника питания аудиосистемы и подключается к точке заземления шасси (см. Рисунок 4). В обеих «школах» важно, чтобы никакие другие сигнальные токи не проходили через эту трассу. Не позволяйте этой дорожке разделять какие-либо другие обратные токи от других точек цепи с заземленным сигналом, таких как земля входной или выходной цепи. Это предотвращает протекание шумовых токов шасси по той же трассе, которая является обратным трактом для аудиосигнала.Также имейте в виду, что эта дорожка может содержать токи шума и должна находиться вдали от чувствительных к шуму схем. Это схема заземления звездой, в которой точка на выходе источника питания используется в качестве центра звезды. В источнике питания в центре звезды есть два общих места: выходной терминал источника питания и точка между конденсаторами фильтра переменного тока.

Другая школа мысли о том, где подключить сигнальную землю к шасси, просто перемещает центр заземления звезды на землю входного гнезда.Эта схема наиболее подходит для несимметричных и симметричных устройств, оснащенных разъемами 1/4 дюйма, где возможно использование моно-штекеров.

Рисунок 4. Схема заземления звездой для подключения сигнального заземления к шасси. Звездообразный центр может быть подключен к источнику питания или к входному заземлению.

Проблемы производителя для решения

Реализуя желания своих пользователей «перейти» на сбалансированные, традиционно несбалансированные, производители сталкиваются с важной проблемой: как решить проблему сбалансированной / несбалансированной несовместимости? Если вы продаете свой продукт на смешанном сбалансированном / несбалансированном рынке, должен быть доступен предлагаемый метод подключения.Изолирующие трансформаторы и активные интерфейсные блоки являются лучшим решением и должны предлагаться как лучшая альтернатива межсоединения. Однако убедить неуравновешенных клиентов купить дорогостоящее интерфейсное решение намного сложнее, чем вариант с более низкой производительностью, связанный с изменением проводки их кабелей. («Дополнительное» преобразовательное решение аналогично тому, как компания-разработчик программного обеспечения выпускает новую версию программного обеспечения, которая делает ваши существующие файлы несовместимыми, если не приобретена дополнительная программа преобразования файлов.)

Благодаря тщательной перемонтировке кабелей в некоторых системах достижимы приемлемые решения для межсоединений.(Один из самых популярных RaneNotes от Rane, Sound System Interconnection , является одним из примеров «нестандартной» проводки, необходимой в некоторых системах.) Это же решение по изменению проводки работает независимо от того, подключено ли оборудование к сигнальной земле или заземлению шасси. экраны симметричной схемы.

Решения

для смешанных сбалансированных систем

и несбалансированных

Из огромного количества литературы очевидно, что для полностью сбалансированной работы экран должен подключаться к заземлению шасси в точке входа.Это также верно для несимметричной работы, когда доступен третий проводник экрана; Подключите экран к заземлению шасси в точке входа. Однако это действительно только при использовании двухжильного экранированного кабеля.

Экранированное двухпроводное подключение

На рис. 5 показаны рекомендуемые схемы подключения для всех комбинаций симметричных и несимметричных соединений ввода / вывода при использовании 2-проводного экранированного кабеля. Рисунок 5 также включает две наиболее распространенные схемы заземления экрана производителя; сигнал — заземление экрана и шасси — заземление экрана.Идентификация этих схем для каждого устройства в системе имеет важное значение для устранения системного шума и гудения. Это непростая задача, поскольку шасси и сигнальное заземление соединены вместе. Цель состоит в том, чтобы выяснить, соединил ли их производитель таким образом, чтобы токи экрана не влияли на аудиосигнал. Пунктирные линии на Рисунке 5 представляют границу шасси блоков. Соединения между пунктирными линиями являются функциями кабеля. Соединения за пределами этих линий — выбор производителя, сознательный или бессознательный.

Рисунок 5 устроен так, что крайний верхний и левый рисунок (5a) является теоретическим «лучшим» способом подключения оборудования с оптимальными результатами. Лучше всего, чтобы все было полностью сбалансировано со всеми экранами (контакт 1), подключенными к заземлению шасси в точке входа. При движении вниз или вправо ожидается снижение производительности. Будет ли система работать приемлемо или подчиняться этим теоретическим предсказаниям, слишком зависит от системы, чтобы предсказать точно. Однако с чего-то надо начинать.

Качество и конфигурация входных и выходных цепей опущены на Рисунке 5 и в последующем обсуждении, чтобы сосредоточиться на кабельной проводке и внутренней проводке блоков. Схема ввода / вывода считается идеальной.

Рис. 5. Возможность подключения только с помощью экранированного двухжильного кабеля. Звездочки обозначают возможность использования стандартного кабеля.

Полностью сбалансированный

Полностью симметричные системы (левый столбец на Рисунке 5) обеспечивают наилучшую производительность, когда оба конца экрана подключаются к устройствам с экранами, заземленными на шасси (Рисунок 5a).При обнаружении блоков с экранами, заземленными по сигналу, отсоедините экран от заземленного по сигналу конца (рисунки 5b и 5c). Это защищает наведенные экранирующие токи от земли аудиосигнала. Если у обоих задействованных устройств есть сигнально-заземленные экраны, вы вошли в сумеречную зону (рис. 5d). Это, пожалуй, самая распространенная схема. Большинство отсоединяет один конец щита, в частности, какой конец отсоединен, вызывает сильные политические дебаты и остается на усмотрение отдельного пользователя [6].Никогда не отсоединяйте оба конца экрана.

Несимметричный выход Управляемый балансный вход

Во втором столбце на Рисунке 5 показаны несимметричные выходы, управляющие сбалансированными входами. Опять же, используется только экранированный двухжильный кабель. В лучшем случае оба конца экрана подключены к устройствам, экран которых заземлен на шасси (Рисунок 5e). Некоторые могут возразить, что наведенный шум на сигнальных проводниках может быть введен в «передающий» блок через несимметричный выходной каскад.Это функция системы и выходной цепи, и это весьма вероятно. Отключение экрана на несимметричном выходе может уменьшить эту проблему.

При обнаружении блоков с экранами, заземленными по сигналу, отсоедините экран от заземленного по сигналу конца (рисунки 5f и 5g). Это предотвращает попадание зашумленных экранных токов на землю аудиосигнала. Если у обоих задействованных устройств есть сигнально-заземленные экраны, вы снова вошли в сумеречную зону (рис. 5h). Поддержите свою политическую партию, ориентированную только на один конец (рис. 5l).

Сбалансированный выход Управление несимметричным входом

Третий столбец на рисунке 5 — это наиболее проблемные симметричные выходы, управляющие несимметричными входами. Поскольку входной каскад не сбалансирован, наведенный шум на сигнальных проводниках не подавляется. Если вам необходимо использовать несимметричный вход, используйте как можно более короткий входной кабель. Это снижает наведенный шум. Есть причина, по которой трудно найти и купить несбалансированные кабели RCA длиной более 12 футов. На рис. 5i показаны оба конца экрана кабеля, подключенного к устройствам с экранами, заземленными на шасси.Если блоки расположены далеко друг от друга, вероятность того, что токи экрана вызовут шум на сигнальных проводниках, выше. Использование очень короткого кабеля снижает ток экрана и, следовательно, снижает уровень шума , а не , который подавляется несимметричным входным каскадом. Для большинства систем может потребоваться отсоединение одного конца экрана для случая, показанного на рис. 5i. Даже небольшой ток в экране может оказаться слишком большим для несимметричного входного каскада. Опять же, поддержите вашу любимую политическую позицию, состоящую только из одного конца.

Отсоедините экран от устройств с экранами, заземленными по сигналу (Рисунки 5j и 5k). Если на обоих концах есть щиты с заземленным сигналом, бегите к своей любимой политической партии, рассчитанной только на один конец. (Рисунок 5l).

Эта схема соединяет отрицательный выход симметричного выхода с землей сигнала, а не вход с высоким сопротивлением. Многие симметричные выходные цепи будут пытаться управлять землей этого сигнала, вызывая большие искажения и потенциально повреждая выходной каскад. Другие симметричные выходные каскады называются «плавающими» симметричными.(Одним из примеров является микросхема драйвера симметричной линии Analog Devices SSM-2142.) Эти схемы, также называемые кросс-связанными выходами, имитируют характеристики полностью симметричных трансформаторов и спроектированы таким образом, что отрицательный выход может закорачиваться на землю. Если вы найдете или используете эту схему, убедитесь, что симметричный выходной каскад может правильно обрабатывать заземление сигнала на своем отрицательном выходе.

Полный несимметричный

Полностью несимметричные системы не имеют трехпроводного соединителя для правильного использования экрана.В том маловероятном случае, если вы наткнетесь на одну из них, используйте проводку в четвертом столбце (рис. 5m-p). Опять же, короткая длина кабеля уменьшит проблемы с шумом, с экраном или без него.

Большинство домашних аудиосистем полностью несимметричны. Миллионы этих систем работают практически без гула и шума каждый день из-за их небольшого размера, коротких участков кабеля и 2-проводных сетевых шнуров переменного тока. Головные боли начинаются, когда кто-то пытается добавить в такую систему сбалансированную единицу. В несбалансированных домашних аудиоустройствах ни один из проводов линейного шнура не подключается к корпусу, поскольку подключение старых неполяризованных вилок переменного тока к неправильно подключенной розетке приведет к попаданию «горячего» провода на корпус устройства.Отсутствие третьего контакта на сетевом шнуре предотвращает образование контуров заземления в домашних системах, поскольку второй путь к земле или между устройствами недоступен. Профессиональное аудиооборудование обычно оснащено трехжильным шнуром. Третий провод (зеленый провод) требуется для подключения к шасси. Это обеспечивает второй путь заземления (петлю) от одного блока к другому.

Выбор разъема

Тип разъема

был намеренно исключен из рисунка 5 и приведенного выше обсуждения, поскольку выбор разъема добавляет еще один уровень сложности к системам межсоединений.Самым неприятным виновником является разъем 1/4 «. Моно 1/4» разъемы используются на большинстве музыкальных инструментов и в телефонных системах. Стерео-дюймовые разъемы используются для наушников, балансных межсоединений, эффектов и инсертных петель посыла / возврата, точек замыкания релейных переключателей и экстравагантного набора других различных подключений. Закон Мерфи говорит нам, если вы предоставите такой разнообразный выбор 1/4 «варианты подключения, они будут подключены неправильно. Проблема аудиоиндустрии в том, что многие из этих опций полностью несовместимы.Правильно подключенный моно 1/4 «разъем имеет сигнальное заземление на муфте, правильно смонтированный симметричный 1/4» разъем имеет заземление шасси на муфте. Соединение этой комбинации не должно быть достижимо — подобно попытке подключить 120 В переменного тока к разъему RCA (см. Рисунок 6). Низкая стоимость разъемов 1/4 «, высокая доступность и небольшой размер способствуют его широкому и разнообразному использованию. Несомненно, по этим причинам возникло множество применений такого популярного разъема для межсоединений.

Рисунок 6.Тип разъема, который трудно найти.

К сожалению, возможность включения типа разъема в рекомендуемый метод невелика. Дублирующиеся разъемы на многих аудиокомпонентах приводят к более высоким затратам и тратят миллионы долларов на разъемы, которые никогда не используются. Некоторые производители пытаются отказаться от разъема 1/4 «, чтобы избежать путаницы и проблем при использовании разъемов 1/4». Это шаг в правильном направлении, хотя высокая плотность, обеспечиваемая этими разъемами, требует меньше места на задней панели.Большинство маркетинговых отделов предпочитают тридцать разъемов на дюйм, что делает доступную в настоящее время альтернативу с 3-контактным разъемом (XLR) заметно непопулярной. Что необходимо, так это решение с 3-контактным разъемом, которое требует меньше места, чем традиционный разъем XLR. На ум приходит блокируемый, штабелируемый 3-контактный разъем mini-DIN.

Типы клеммных колодок

и разъемов Euroblock используются, когда отдельные разъемы на концах кабеля не нужны или непрактичны. Эти решения для подключения предоставляют пользователю наибольшее количество вариантов подключения, когда доступны как сигнальные клеммы, так и клеммы заземления шасси.Это позволяет пользователю решить, какую схему подключения использовать. Это наиболее желательное решение, хотя для большинства студийного оборудования эти типы разъемов не требуются.

Решение сбалансированного ввода / вывода «скрытого» ввода / вывода

Интересное решение для монофонического соединения включает неэкранированные симметричные каскады, как и в большинстве телефонных систем. На рисунке 7 показана эта конфигурация. Это позволяет использовать стандартные монокабели для подключения несимметричных или неэкранированных симметричных входов / выходов к системе.Хотя это не так идеально, как экранированное симметричное межсоединение, системы с монофоническими разъемами, такие как системы домашнего кинотеатра, выигрывают от этой конфигурации. В домашних условиях важно иметь короткие кабели, и это несложно.

Рис. 7. «Скрытое» сбалансированное соединение.

Одним из преимуществ такой системы, помимо невозможности в полностью симметричных системах заземления сигнала по внешнему кабелю, является то, что она обеспечивает простой путь модернизации до соединений симметричных сигналов.Производителю достаточно изменить разъем на 3-х контактный вариант. Также критически важным для этого решения является необходимость иметь либо перекрестно связанные выходные каскады, либо выход, не имеющий отношения к заземленному отрицательному выходу, поскольку отрицательный выход может подключаться к заземлению сигнала.

Небольшой недостаток заключается в обычном использовании кабелей без витой пары в стандартных монокабелях. Использование витого кабеля с этой неэкранированной сбалансированной схемой значительно улучшает достижимые характеристики.

Решение Muncy

Нил Манси (Neil Muncy) — консультант по электроакустике и ветеран многолетнего успешного проектирования систем.Его давнее решение этих проблем обеспечивает реальное доказательство гарантированной производительности, достижимой с полностью сбалансированными системами, подключенными в соответствии с рекомендациями Audio Engineering Society. Мистер Манси реализует то, что я называю решением Muncy, и изменяет каждую часть оборудования, чтобы у него были сбалансированные входы и выходы, причем оба конца экрана были подключены к заземлению шасси в точке входа. Десятилетия этой практики, а также ранние исследования и дисциплина, помогающие понять основы физики, необходимые для ее правильной реализации, дали г-нуМанси жаждет без устали путешествовать по стране, распространяя свои находки. Семинары г-на Манси обучают тех, кто не знает «правильный» способ подключения сбалансированного оборудования, и демонстрируют преимущества, получаемые, когда каждая часть оборудования в системе подключена соответствующим образом.

Текущие решения для производителей

Давайте рассмотрим выбор производителя в отношении экранов симметричных кабелей заземления сигнала или шасси. Проблемы симметричных экранов заземления сигналов уже были рассмотрены.Пользователи предпочитают жить с гудением и гудением, заменять стандартные кабели, отсоединив один конец экрана, или, даже в полностью сбалансированных системах, использовать изолирующие трансформаторы. Все это бессмысленная альтернатива несовместимым методам производства. Их преимущества и недостатки указаны в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Симметричные экраны с заземлением сигнала

Преимущества

Недостатки

Позволяет использовать моно ¼ «кабель, если присутствует надлежащий каскад ввода / вывода.

Гул и жужжание присутствуют. Необходимо изменить кабели для взаимодействия со многими компонентами. В некоторых системах необходимо использовать изолирующие трансформаторы и / или интерфейсные блоки. Большинство производителей так и поступают.

Таблица 2. Сбалансированные экраны с заземлением корпуса

Преимущества

Недостатки

Разрешается использование стандартного кабеля.Никакого гула и гудения не происходит. Никаких изолирующих трансформаторов или дополнительных решений не требуется.

Моно ¼ «кабели использовать нельзя. Так поступают немногие производители.

Для производителя доступно несколько вариантов подключения экрана.

Сохраните или замените соединения экрана на заземление шасси .
Производители, которые изначально заземляли сбалансированные экраны на шасси, должны по-прежнему рекомендовать изолирующие трансформаторы, замену кабелей и техническую поддержку, которые связаны с этими решениями для гудения и гудения. К сожалению, это необходимо, поскольку не все сбалансированное оборудование имеет экраны, заземленные на корпус. В идеале, если бы все сбалансированное оборудование было внезапно и чудесным образом заземлено шасси с обоих концов в точке входа, стандартные кабели можно было бы использовать в каждой системе, оставив только схемы ввода-вывода, чтобы определять производительность системы.
Заменить соединения экрана на сигнальное заземление .
Хотя это было бы шагом назад, это все же выбор. Таким образом подключается большая часть оборудования, и большинство пользователей нашли свои собственные дорогостоящие «дополнительные» решения для подключения.
Предложите пользователю выбор подключения экрана.
Предусмотрите оба варианта. Две независимые винтовые клеммы (один сигнал, одно шасси), переключатель или перемычка позволяют пользователю подключать провода по своему усмотрению.Подробнее об этом позже.

Решения производителя для эффективного и действенного подключения сбалансированных экранов к шасси

Разъемы для монтажа на печатной плате

Гнездо для монтажа на печатной плате предоставляет производителям наиболее экономичное решение для передачи сигналов кабеля на печатную плату. На плате большинство производителей соединяют симметричный экранный провод (к заземлению сигнала) с дорожкой на плате. Для оптимальной сбалансированной производительности подключите экран к заземлению шасси в точке входа .Это означает, что проводник экрана, чтобы избежать попадания наведенной радиочастотной энергии в коробку, никогда не проходит через внешнюю плоскость шасси. Это непростая задача. В настоящее время никакие трехпроводные соединители с монтажом на печатной плате не обеспечивают этого оптимального решения.

Клеммные колодки

Если на клеммной колодке или разъеме Euroblock предусмотрены и сигнальные клеммы, и клеммы заземления шасси, пользователь решает, какую схему подключения использовать. Это желательное решение, хотя для большинства оборудования не требуются разъемы такого типа.Наличие гайки Pem, винта и зубчатой шайбы возле кабельных клемм вместо дополнительной винтовой клеммы, заземленной на шасси, предотвращает попадание экранированного проводника в корпус, обеспечивая идеальное решение для межсоединений. (Вот почему клеммные колодки Rane, а также входы и выходы Euroblock имеют гайку PEM, винт и зубчатую шайбу над соединением экрана.) Пользователи выбирают предпочитаемый способ подключения, и экран не может распылять радиочастоты в корпус. Важно обеспечить защиту экрана вокруг сигнальных проводников до клемм ввода / вывода.Поэтому очень важно держать винт Pem рядом с клеммами.

Гнезда для монтажа на панели с проводами

Гнезда

для монтажа на панели требуют, чтобы производитель подключил провод от вывода клеммы к печатной плате или шасси. Это хорошее решение для заземления экрана шасси, хотя оно позволяет экрану входить в корпус. Провод должен быть коротким, калибром большого размера, а путь к шасси должен быть удален от чувствительных цепей. «Проволока» — это четырехбуквенное слово для многих производителей, и некоторые считают их слишком дорогостоящими из-за их трудоемкости.Достичь стабильных результатов с помощью проводных вручную соединений сложно, что делает более желательным решение с разъемом для ПК.

L-образный кронштейн или решение для зазора

Другой вариант — трассировка печатной платы до ближайшей точки заземления шасси. Использование L-образного кронштейна, стойки или аналогичного механического соединения с шасси обеспечивает механическую устойчивость, но в то же время занимает ценное пространство на задней панели и / или печатной плате. Здесь важно избегать длинных следов и держать след вдали от чувствительных областей, поскольку он действует как источник шума, когда токи экрана велики или зашумлены.

Варианты перемычек

Не такой «дружественный», как решение с винтовыми клеммами, вариант внутренней перемычки позволяет пользователю конфигурировать точки подключения внутреннего экрана. Это позволяет использовать разъемы XLR или 1/4 дюйма, но при этом дает пользователю возможность управлять методами подключения экрана. Использование отдельного внешнего переключателя для этой функции не является экономически эффективным. При использовании этого решения возникают две проблемы. нет внешней визуальной индикации точки подключения экрана.Второй вопрос, который необходимо решить, — это то, в какую позицию следует отправлять перемычки.

Первая проблема не нова. Большинство производителей не указывают, куда подключаются их экраны. Руководство или схема устройства, если таковая имеется, может указать, какое заземление подключается к экрану. Схематические символы, используемые для заземления, не стандартизированы, хотя существует группа стандартов Audio Engineering Society, которая занимается разработкой символов для решения загадки висячего треугольника. Правильные схемы показывают, какие символы представляют заземление сигнала и шасси.Ответ на второй вопрос очевиден — заземление сбалансированного экрана на шасси является «лучшим» вариантом по умолчанию, хотя предложение такого выбора обеспечивает элегантное решение для сторон по обе стороны забора. Для полностью сбалансированных систем установка по умолчанию перемычки экрана на шасси является лучшим решением, но только тогда, когда все соединенные между собой блоки имеют экраны, заземленные на шасси. Другие блоки с экранами, заземленными по сигналу, при подключении замыкают токи экрана на сигнальное заземление, вызывая потенциально опасную модуляцию сигнального заземления.Это заставляет другого парня показаться виновником, но ничего не решает. Очевидно, что пользователи должны иметь возможность определять методы подключения экрана производителя. Кроме того, для поддержки обеих сторон подключения экрана «только с одного конца» необходимо предусмотреть отдельные входные и выходные перемычки (см. Рисунок 8).

Рис. 8. Соединения экрана, выбираемые пользователем.

Решение Neutrik

Neutrik AG, Лихтенштейн, предлагает вставные гнезда для монтажа на печатной плате с металлическими скобами, которые прокалывают внутреннюю часть корпуса при установке внешних крепежных винтов.Этот кронштейн с отверстием в шасси также имеет отдельный штифт, доступный через печатную плату. Острый прокалывающий язычок обеспечивает электрическое соединение между корпусом шасси и печатной платой. Это решает проблемы трудоемкой проводки и необходимости подключения к точке шасси, обеспечивая лучшее решение для пользователей производителей и . [Популярные «комбинированные» розетки Neutrik — комбинированные гнездовой XLR и гнездовой 1/4 ”разъем — обеспечивают эту функцию прокалывающего язычка.] К сожалению, в зависимости от доступной высоты в данном блоке, эти домкраты не могут поместиться в единый блок пространства стойки из-за их немного большей высоты. Надеемся, что появятся и другие разъемы с этой встроенной функцией, которые предоставят производителям экономичное решение этой проблемы с заземлением.

Другие предложения

Много лет назад RCA разработала свои собственные рекомендации по практике ввода-вывода на задней панели. Некоторые производители и пользователи практикуют свои собственные методы таможенного контроля слева направо.Входы / выходы переменного тока и уровня динамиков с одной стороны, микрофон и сигналы более низкого уровня с другой стороны. Это упрощает монтаж проводки в стойке и снижает перекрестные помехи между прокладками кабелей в стойке и вдоль кабельных трасс. Хотя документ с рекомендуемыми практиками может не диктовать дизайн продукта на таком базовом уровне, этот тип мышления приносит пользу всем. Поскольку повсюду появляются стандартизированные продукты с сетевым управлением от нескольких производителей, настало время обратиться к этим основным функциям. Пользователи со «стандартизованными» системами межсоединений, разработанными с учетом потребностей пользователей, опытными инженерами, будут тратить меньше времени на отладку и установку систем.Это позволяет производить больше установок в день, создавать более качественные и тихие системы и обеспечивать больший бизнес с улыбающимися пользователями производителей и .

Fiber — это будущее

Цифровое оптоволоконное соединение решает все вышеперечисленные проблемы электрических систем соединения, хотя необходимо столкнуться с новым набором проблем. Однако, если сложить затраты на отладку по устранению гудения в электрических системах, оптоволокно может показаться не таким дорогим.

Заключение

Сбалансированное и несбалансированное соединение — это два очень разных существа.Несовместимость между этими двумя конфигурациями, независимо от того, используют ли они аналоговые или цифровые сигналы, необходимо учитывать при проектировании, спецификации, установке или обновлении оборудования и систем. Литература по заземлению и экранированию аудиоустройств предписывает симметричные экраны заземления шасси. Однако большинство производителей сигнализируют о заземлении своих симметричных экранов. Были исследованы предположения о том, как и почему материализовалась эта практика. Общество звукорежиссеров разрабатывает документ с рекомендациями, который, помимо прочего, оправдывает сбалансированные экраны заземления шасси.Было показано, что выбор производителем симметричных экранов для заземления сигнала или заземления шасси не влияет на изменение проводки кабеля и другие решения технической поддержки, которые обычно рекомендуются, когда необходимо соединение симметричного и несимметричного оборудования. Поэтому производителям не нужно медлить с решением своих «проблем с выводом 1», и они должны предоставить пользователям реальные преимущества сбалансированного межсоединения , обеспечив заземление корпуса на сбалансированных экранах. Также обсуждались действенные и действенные способы сделать это.

Также была рассмотрена важность снижения напряжения сигнального заземления между соединенными между собой блоками путем тщательного и правильного подключения заземления шасси к сигнальному заземлению в одном месте в каждом блоке. Жизненно важно, каким образом эти два основания соединяются вместе. Такую же осторожность необходимо соблюдать при подключении экранов кабелей ввода / вывода к заземлению корпуса. Необходимо избегать общего импеданса в цепи между экраном и шасси, чтобы обеспечить оптимальную производительность при сбалансированном соединении.

Цель Audio Engineering Society, рекомендующего эти сбалансированные решения для межсоединений, состоит в том, чтобы уменьшить или исключить необходимость в обходных методах присоединения посредством обучения и обмена информацией. Это, в первую очередь, заявление о миссии Audio Engineering Society. Системы, установленные с заземленными на шасси сбалансированными экранами на всех блоках, с хорошо скрученными соединительными кабелями, работают без шума и гудения, оставляя только спецификации топологии входной и выходной цепи, чтобы определять производительность системы.

Целью рекомендации Audio Engineering Society не является создание еще одной войны «контакт 2 — горячо». На самом деле пользователи и установщики нашли приемлемые решения для «проблемы с контактом 1» сбалансированных экранов с заземленным сигналом, и они вряд ли и не смогут внезапно отказаться от использования альтернатив. Производители указывают тип разъема ввода-вывода в технических паспортах, аналогично, мы должны указать методы подключения экрана в спецификациях оборудования, на шасси или, по крайней мере, в руководстве, таким образом предоставляя пользователям необходимую информацию для правильной конфигурации системы.

Список литературы

Отт, Генри У., Методы шумоподавления в электронных системах (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1976).
Моррисон, Ральф, Методы заземления и экранирования в КИП (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1967).
Моррисон, Ральф, Шум и другие мешающие сигналы (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1992).
Giddings, Philip, Проектирование и установка аудиосистемы (Howard W.Самс, 1990).
Юнг, Уолт и Гарсия, Адольфо, Операционные усилители в цепях линейного драйвера и приемника, часть 2, , (Analog Dialogue Vol. 27, No. 1, 1993).
Whitlock, Bill, «Системные проблемы и производители оборудования» ( Systems Contractor News, сентябрь 1997 г.).
Perkins, Cal, Методы измерения для отладки электронных систем и их взаимосвязи , (Труды 11-й Международной конференции AES, Портленд, Орегон, май 1992 г.).
Соединение звуковой системы , (Рейн, Мукилтео, Вашингтон, 1985).
Metzler, Bob, Audio Measurement Handbook , (Audio Precision, Portland, OR, 1993).

Версия этого RaneNote была опубликована в Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 43, No. 6, June, 1995.

«Заземление и экранирование аудиоустройств» Это примечание в формате PDF.

Румынский перевод этого RaneNote: Pămîntul şi de protecţie dispozitive audio.

Как подключить экран кабеля к потенциалу земли? — Поддержка maxon

Тема:

Как подключить экран кабеля к потенциалу земли?

Ситуация:

Все современные силовые каскады контроллеров двигателей используют напряжение ШИМ для управления питанием двигателя. Такие сигналы мощности ШИМ могут привести к некоторому электромагнитному излучению и могут оказать негативное влияние на сигналы чувствительных датчиков (например, датчики Холла, аналоговые датчики, видеосигналы). Поэтому рекомендуется использовать экранированные кабели двигателя.Эта рекомендация особенно важна в случае …

… длинные моторные кабели.
… кабели двигателя, расположенные рядом с кабелями датчиков.
… большие токи двигателя.

Экран кабеля должен быть заземлен хотя бы с одной стороны кабеля. Если длина кабеля превышает 1 или 2 метра, рекомендуется прикрепить экран кабеля на обоих концах кабеля к потенциалу земли.

Решение:

Экран кабеля двигателя можно довольно легко прикрепить к заземленной части металлической конструкции (например,г. шкафа или машины) с помощью так называемых заземляющих зажимов. Заземляющие зажимы следует размещать рядом с контроллером и двигателем. Это то же самое решение, которое используется для более мощных сервоприводов и преобразователей частоты, которые также могут использоваться для двигателей и контроллеров maxon.

Зачистите изоляцию рядом с концами кабеля двигателя.
(Обычно в пределах последних 10 см кабеля).
Установите зажимы заземления на заземленную металлическую деталь шкафа или машины рядом с контроллером и двигателем.
Вставьте экран кабеля в зажим заземления.

Важно:
Убедитесь, что диаметр зажима заземления соответствует диаметру кабеля, а между экраном кабеля и зажимом заземления имеется плотный и обширный контакт.

Дополнительные примечания:

Убедитесь, что …

… заземляющие провода, которые могут использоваться для соединения различных конструкций машин или заземляющих шин (удерживающих зажимы заземления), имеют достаточное поперечное сечение кабеля.2 поперечного сечения довольно часто используются машиностроителями и электрошкафами.
… заземляющие контакты не блокируются и не ограничиваются каким-либо анодированным покрытием или краской, например если контакт осуществляется винтом, гайкой, кабельным наконечником или шайбой, используемыми для контакта с металлической конструкцией или корпусом двигателя.

Суть в том, что контакт заземления, шина заземления, провод заземления и экран кабеля (и любое соединение между ними) должны иметь гораздо меньшее сопротивление (т.е. лучшую проводимость), чем любой другой контакт или провод GND в системе.Уравнительные и паразитные токи всегда проходят по линиям наименьшего сопротивления, и это должны быть заземляющие провода. Толстое поперечное сечение и широкие точки контакта заземления / экрана обеспечивают прохождение тока и выравнивания потенциалов через шины заземления, металлическую конструкцию и провода заземления. Наконец, все точки контакта должны иметь одинаковый потенциал заземления, который может быть достигнут за счет чрезвычайно низкого сопротивления проводов и соединителей и результирующего минимального падения напряжения на пути заземления.

Прочие сопутствующие документы:

Заземление экрана — Dataforth

Экранирование кабеля используется в первую очередь для минимизации или устранения емкостной связи. помехи от электрических полей.При правильной реализации его также можно использовать минимизировать индуктивную связь от магнитных полей. Экранирование только эффективно от электрических полей, если он обеспечивает путь к земле с низким сопротивлением. Плавающий экран не обеспечивает защиты от помех. Заземление щитов может быть спорная тема, потому что есть несколько способов сделать это. Правильно место для подключения электростатического экрана находится на опорном потенциале схемы содержится внутри щита. Этот момент будет варьироваться в зависимости от того, источник и приемник оба заземлены или один или другой плавающий.

Блок-схемы модулей SCM5B, найденные в каталоге продукции, показывают опорный потенциал для входного сигнала (т. е. IN). Этот момент обычно также опорный потенциал схемы на стороне поля (обозначен символом заземления). Поскольку все модули SCM5B имеют высокий уровень изоляции между схемы на стороне поля и на стороне системы, соединения на стороне поля эффективно дифференциальные входы или выходы.

При использовании датчиков без подключения экрана к датчику, подключите сигнальный линейный экран к опорному потенциалу входного сигнала SCM5B (Рисунок 1).Некоторые данные системы сбора данных требуют, чтобы датчик был заземлен. Это может быть найдено при использовании термопар или датчиков RTD, которые предназначены для вставки в защитные гильзы. В этой конфигурации модуль SCM5B обеспечивает изоляцию необходимо для устранения ухудшения сигнала из-за разницы потенциалов заземления и токи контура заземления. При наличии экрана кабеля его следует заземлить. на датчике (рисунок 2). Подключите экран к земле как можно ближе к земле. возможно подключение датчика к земле, чтобы избежать разницы потенциалов между заземлением сигнала и экрана.Эта разность потенциалов может вызывать шум. на сигнальных линиях.

% PDF-1.4 % 452 0 obj> эндобдж xref 452 79 0000000016 00000 н. 0000002685 00000 н. 0000001876 00000 н. 0000002876 00000 н. 0000002902 00000 н. 0000002948 00000 н. 0000002983 00000 н. 0000003184 00000 п. 0000003262 00000 н. 0000003338 00000 н. 0000003416 00000 н. 0000003494 00000 н. 0000003572 00000 н. 0000003650 00000 н. 0000003728 00000 н. 0000003805 00000 н. 0000003882 00000 н. 0000003959 00000 н. 0000004036 00000 н. 0000004113 00000 п. 0000004190 00000 п. 0000004267 00000 н. 0000004344 00000 п. 0000004421 00000 н. 0000004498 00000 н. 0000004575 00000 п. 0000004652 00000 п. 0000004729 00000 н. 0000004806 00000 н. 0000004883 00000 н. 0000004960 00000 н. 0000005037 00000 н. 0000005114 00000 п. 0000005191 00000 п. 0000005268 00000 н. 0000005345 00000 н. 0000005422 00000 н. 0000005499 00000 н. 0000005575 00000 н. 0000005651 00000 п. 0000005775 00000 н. 0000006399 00000 н. 0000006911 00000 п. 0000006947 00000 н. 0000007132 00000 н. 0000007209 00000 н. 0000007399 00000 н. 0000008046 00000 н. 0000008724 00000 н. 0000009416 00000 н. 0000010102 00000 п. 0000010871 00000 п. 0000011469 00000 п. 0000012145 00000 п. 0000012316 00000 п. 0000014986 00000 п. 0000015043 00000 п. 0000015146 00000 п. 0000015238 00000 п. 0000015323 00000 п. 0000015418 00000 п. 0000015519 00000 п. 0000015651 00000 п. 0000015740 00000 п. 0000015832 00000 п. 0000015993 00000 п. 0000016154 00000 п. 0000016281 00000 п. 0000016449 00000 п. 0000016554 00000 п. 0000016685 00000 п. 0000016795 00000 п. 0000016902 00000 п. 0000016999 00000 н. 0000017107 00000 п. 0000017198 00000 п. 0000017287 00000 п. 0000017401 00000 п. 0000017515 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 454 0 obj> поток xb«f`f` cg`a8Ġ! `

Экранирование кабеля и контуры заземления

О том, как кабель экраны должны быть подключены, когда оборудование соединено между собой.Некоторые аргументы говорят, что избегать контуров заземления — это хорошо. идея подключить экран кабеля только с одного конца, чтобы избежать большие токи заземления на экране кабеля. С другой стороны EMC книги и текст говорят о том, как важно соединить экран кабеля на обоих концах, чтобы получить хорошее экранирование от помеха пытается выйти из кабеля в сигнал в кабеле от внешних источников. Соединения экрана кабеля по-прежнему вызывают споры. Есть веские и веские аргументы в обоих направлениях.

Существует четыре варианта подключения экрана кабеля с достоинствами и недостатками:

1.2.

3. Экран заземлен только с одного конца: нет тока заземления, но плохо радиочастоты, для которых длина кабеля превышает 1/8 длины волны. Р.Ф. помехи на самом деле могут быть хуже, чем для неэкранированного кабеля.

4. Экран заземлен на передающем конце и заземлен через конденсатор. (может быть два параллельно, для эффективности от 100 кГц до 1 ГГц и выше) на приемном конце: хорошо на ВЧ. если тип конденсатора и позиционирование правильно спроектированы, и нет низкочастотного заземления Текущий.Один конденсатор должен быть типа со встроенным искровым электродом. промежуток, чтобы не повредить его кратковременными выбросами высокого напряжения, которые могут быть наведенным на щит.

Какие методы электромонтажа используются на практике

Профессиональные световые и звуковые отрасли в целом отдают предпочтение решениям. 4, основанный на практическом опыте работы и надежности. В звуковых отраслях также есть люди, которые работают с обоими сторонами. кто по-прежнему не убежден в этом и использует вариант 1. Видеоиндустрия обычно отдает предпочтение варианту 1.

При выборе проводки для другого применения необходимо учитывать следующие вещи:

Какова вероятность больших токов в земле?
Какова вероятность чрезмерного излучения от кабелей, экраны которых не заземлены на низких частотах на обоих концах?

Почему эффективное экранирование имеет значение в вашей кабельной системе

В недавнем блоге Belden о заземлении и соединении в телекоммуникационных помещениях мы рассмотрели основы заземления и соединения.Теперь мы готовы поговорить о другом важном компоненте системы заземления и соединения: об эффективной системе экранирования!

Напоминаем, что заземление (управляемое с электрической стороны) создает электрическое соединение с землей. Обычно это делается путем вбивания медного столба в землю, который можно подключить к электросети. Чтобы выровнять потенциал заземления оборудования и уменьшить статический разряд между устройствами, затем происходит соединение с этой системой заземления.

Как выглядит склеивание

В связанной системе каждый шкаф или стойка подключается к панели, которая подключается к кабельной инфраструктуре.

Каждая из этих стоек или шкафов также подключена к SBB (вторичной соединительной шине), которая подключается к PBB (первичной соединительной шине) через TBB (соединительную магистраль телекоммуникаций). PBB подключается к системе заземления здания через TBC (телекоммуникационный соединительный провод) для обеспечения экранирования структурированной кабельной системы.

Поскольку она основана на заземлении подключенного оборудования, представленная выше установка не требует экрана для гнезда на рабочей розетке.

Почему необходимо эффективное экранирование?

В зависимости от окружающей среды кабель может воспринимать помехи, исходящие от ближайших источников. Экранирование снижает влияние этого вида EMI (электромагнитных помех) в кабельных системах, которые обычно являются областями с очень высокими EMI.

Эффективное экранирование защищает кабели от помех сигнала и увеличивает практическую полосу пропускания. Успех вашей системы защиты зависит от нескольких факторов:

Качество прокладки кабеля и правильное обращение с кабелем
Качество и надежность заделки экрана (соединение фольги должно обеспечивать хороший контакт с корпусом разъема)
Баланс витых пар
Импеданс заземления
Разность потенциалов земли между местной и удаленной землей

Мифы об эффективном экранировании

Эффективное экранирование также предотвращает образование контуров заземления, которые возникают при наличии более одного заземления.Если есть разница в потенциале синфазного напряжения на этих заземляющих соединениях, кабели наводятся шумом.

Многие люди думают, что могут использовать неэкранированный патч-корд на другом конце экрана системы, полагая, что это прервет прохождение тока от большой связи заземления и предотвратит образование контура заземления. Но это не решает проблемы. Если синфазная разность потенциалов больше 1 В на каждом заземлении, то по этому пути будет проходить ток.Удаление щита с одного конца просто оставляет его открытым для следующей опасной точки. Проблема все еще существует (и, скорее всего, она вернется, чтобы укусить вас позже).

Belden рекомендует заземлять с обоих концов экрана. В противном случае может возникнуть синфазная разность потенциалов и течь ток, что приведет к замыканию на землю. Сопротивление пути к земле всегда должно быть меньше 1 Ом.

Эффективное экранирование: что говорят стандарты

Стандарты, регулирующие заземление, соединение и экранирование, включают IEC 60364-1 и ANSI / TIA-607-C.

Стандарты

TIA диктуют следующее:

Экран экранированных кабелей витой пары должен быть подключен к SBB или PBB (обычно путем подключения экрана кабеля к разъему)
Разъем прикреплен к металлической раме панели, которая прикреплена в соответствии с директивами TIA

Напряжение выше 1 В среднеквадратического значения между экранированной кабельной системой в розетке оборудования и заземляющим проводом соответствующей электрической розетки, которая должна питать оборудование, не заземлено и поэтому не рекомендуется.

Хорошо сбалансированные кабельные системы

Решения

Belden всегда заземляются с обоих концов, чтобы обеспечить полностью экранированную систему и избежать контуров заземления.

Как показано ниже, наши панели с металлическим разъемом заземлены на стойку или шкаф. Экран кабеля подключается к разъему, который передает сигнал в розетку рабочей зоны с помощью экранированного патч-корда.