Как подключить заземление к щитку: Как подключить заземление к щитку, как правильно заземлить электрощиток?

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

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.

  1. Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
  2. 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:

  1. Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
  2. Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
  3. 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.
  4. Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
  5. Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
  6. Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
  7. 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.

Подключение заземления в щитке — советы электрика

Тонкости подключения автоматов и УЗО в щитке: нюансы монтажа + схемы

От правильного подключения электропроводки в доме зависит комфортное проживание всех его обитателей и бесперебойная работа бытовых приборов. Согласны? Чтобы обезопасить технику, находящуюся в доме, от последствий перенапряжения или короткого замыкания, а обитателей от опасностей, связанных с электрическим током, нужно включить в схему защитные аппараты.

При этом необходимо выполнить главное требование — подключение УЗО и автоматов в щитке должно быть сделано правильно. Не менее важно не ошибиться с выбором этих устройств. Но не волнуйтесь, мы расскажем вам о том, как все сделать правильно.

В этой статье речь пойдет о том, по каким параметрам выбирают УЗО. Кроме того, здесь вы найдете особенности, правила подключения автоматов и УЗО, а также множество полезных схем по подключению. А приведенные в материале видеоролики помогут реализовать все на практике даже без привлечения специалистов, если вы хоть немного разбираетесь в электрике.

Основные принципы подключения

Для подключения УЗО в щитке нужны два проводника. По первому из них ток поступает к нагрузке, а по второму — уходит от потребителя по внешнему контуру.

Как только происходит утечка тока, появляется разность между его величинами на входе и выходе. Когда результат превосходит заданную величину, УЗО срабатывает в аварийном режиме, защищая тем самым всю квартирную линию.

На аппараты защитного отключения негативно воздействуют КЗ (короткое замыкание) и перепады напряжения, поэтому они сами нуждаются в прикрытии. Задачу решают путем включения в схему автоматов.

Обратите внимание

В составе УЗО имеется кольцеобразный сердечник с двумя обмотками. По своим электрическим и физическим характеристикам обмотки идентичны

Ток, питающий электроприборы, поступает через одну из обмоток сердечника в одну сторону. Другую направленность он имеет во второй обмотке после прохождения через них.

Самостоятельное выполнение работ по монтажу устройств защиты предполагает использование схем. Как модульные УЗО, так и автоматы для них устанавливают в щитке.

Прежде чем начинать монтаж нужно решить следующие вопросы:

  • сколько УЗО следует установить;
  • где они должны находиться в схеме;
  • как подключить, чтобы УЗО работало корректно.

Правило электромонтажа гласит, что все соединения в однофазной сети должны входить в подключаемые устройства сверху вниз.

Профессиональные электрики объясняют это тем, что если завести их снизу, то КПД у подавляющего большинства автоматов снизится на четверть. Кроме того, мастеру, работающему в щитовой, не придется дополнительно разбираться в схеме.

УЗО, рассчитанные для установки на отдельных линиях и обладающие малыми номиналами, в общую сеть монтировать нельзя. В случае несоблюдения этого правила возрастет как вероятность утечек, так и КЗ.

Выбор УЗО по главным параметрам

Все технические нюансы, связанные с выбором УЗО, знают только профессиональные монтажники. По этой причине специалисты должны делать подбор устройств еще при разработке проекта.

Критерий #1. Нюансы подбора аппарата

При выборе аппарата в качестве основного критерия выступает номинальный ток, проходящий через него в длительных режимах работы.

Исходя из стабильного параметра — утечки тока, есть два основных класса УЗО: «А» и «АС». Аппараты последней категории более надежные

Величина In находится в диапазоне 6-125 А.

Дифференциальный ток IΔn — вторая по важности характеристика. Это фиксированное значение, по достижении которого срабатывает УЗО.

При его выборе из ряда: 10, 30, 100, 300, 500 мА, 1 А приоритет имеют требования безопасности.

Влияет на выбор и цель установки. Для обеспечения безопасной работы одного прибора ориентируются на значение номинального тока с небольшим запасом. Если защита нужна для дома в целом или для квартиры, все нагрузки суммируют.

Критерий #2. Существующие типы УЗО

Следует различать УЗО и по типам. Их всего два — электромеханические и электронные. Основной рабочий узел первого — магнитопровод с обмоткой. Его действие заключается в сравнении значений тока, уходящего в сеть и возвращающегося обратно.

Есть такая функция и в аппарате второго типа, только выполняет ее электронная плата. Работает она исключительно при наличии напряжения. Из-за этого электромеханический прибор защищает лучше.

У аппарата электромеханического типа имеется дифференциальный трансформатор+реле, а у электронного типа УЗО присутствует электронная плата.

Важно

В этом заключается различие между ними

В ситуации, когда потребитель случайно коснется к фазному проводу, а плата окажется обесточенной, в случае установки электронного УЗО человек попадет под напряжение.

При этом защитное устройство не сработает, а электромеханическое в таких условиях останется работоспособным.

Установка УЗО и автоматов в щитке

Электрощит, в котором находятся устройства учета и распределения нагрузки, обычно является местом и для монтажа УЗО. Независимо от выбранной схемы, существуют правила, обязательные при подключении.

Главные правила подключения

Наряду с устройством автоматического отключения, на щиток устанавливают и автоматы. Все что нужно для этого — минимум инструментов и грамотная схема.

Стандартный набор должен состоять:

  • из пакета отверток;
  • пассатижей;
  • бокорезов;
  • тестера;
  • торцевых ключей;
  • кембрика.

Также для монтажа потребуется кабель ВВГ разных цветов, подобранный по сечению в соответствии с токами. Изоляционной трубкой ПВХ выполняют маркировку проводников.

Когда на DIN-колодке, имеющейся на щите, есть место, на него монтируют устройство защитного отключения. В противном случае устанавливают дополнительную.

Ключевой принцип монтажа следующий: соприкосновение нулевого проводника после УЗО ни с входным нулем, ни с заземлением недопустимо, поэтому его изолируют по аналогии с другими жилами.

Последовательно с УЗО необходимо включать защитный автомат. Это также одно из важнейших правил.

Когда защита всего жилья выполнена с применением одного УЗО, используют схему, включающую несколько автоматов.

Чтобы исключить присутствие дополнительных проводов на щите, что выглядит не очень эстетично, для подключения пучка жил применяют гребенчатую (распределительную) шину

В проект включают, кроме добавочных АВ, еще одну составляющую — изолятор нулевой шины. Монтируют его на корпус щитка или на din-рейку.

Вводят это дополнение из-за того, что при большом числе нулевых проводников, подключаемых к выходной клемме отключающего устройства, они просто не поместятся в одном зажиме. Изолированная нулевая шина — лучший выход из этой ситуации.

Совет

Иногда электрики, чтобы поместить весь пучок нулевых проводов в гнездо, принимают решение о подпиливании жил одножильного кабеля. В случае когда кабель многожильный несколько жилок удаляют.

Этот вариант лучше не использовать, поскольку из-за уменьшения сечения проводников увеличится сопротивление, следовательно, возрастет нагрев.

Как число монтажных отверстий, так и их диаметр может быть разным. Шина земли крепится непосредственно на корпус.

Нулевые провода в одной скрутке — дополнительное неудобство при выявлении повреждений на линии, а также когда нужно демонтировать один из кабелей. Здесь не обойтись без откручивания зажима, разматывания жгута, что обязательно спровоцирует появление трещин в жилах.

Нельзя монтировать синхронно и два провода в одно гнездо. Входы автоматов защиты связывают перемычками. В качестве последних при профессиональном монтаже применяют специальные стыковочные шины под названием «гребенка».

Особенности схем подключения

Выбор схемы предусматривает учет особенностей конкретной электрической сети. Среди многочисленных вариантов есть всего две схемы, использующиеся для подключения автоматов и УЗО в щитке, считающиеся основными.

Самая простая схема монтажа автоматов и защитного устройства. Она может быть применена для подключения от одной до нескольких нагрузок, соединенных параллельно

В первом и самом простом способе, когда одно УЗО защищает всю электрическую сеть, кроются недостатки. Основной — трудности в выявлении конкретного места повреждения.

Обратите внимание

Второй — когда в функционировании УЗО произойдет какой-то сбой, из работы будет выведена вся система. Прибору защитного отключения отводят место сразу после счетчика.

Следующий способ предусматривает наличие таких аппаратов на каждой индивидуальной линии. При сбое на одной из них, все остальные будут в рабочем состоянии. Для реализации этой схемы требуется более габаритный щиток и большие затраты в финансовом плане.

Подробно о простой схеме

Рассмотрим подключение УЗО с автоматами на простой квартирный щит. На входе стоит автомат включения двухполюсный. К нему подключено двухполюсное УЗО, к которому два однополюсных автомата.

К выходу каждого из них подключена нагрузка. В принципе УЗО вводят в схему также, как и автоматический выключатель.

На корпусе УЗО имеется кнопка «Тест». Она предназначена для тестирования его работы. Производители советуют не реже одного раза в месяц пользоваться этой клавишей и проверять работу самого устройства

Фаза, подведенная к автомату включения, заходит на вход УЗО с выводом на автоматы. Нулевой выход с автомата идет на нулевую шину, а с нее — на вход в аппарат.

С его выхода нулевой проводник направляется уже на вторую нулевую шину. В наличии этой второй шины и заключается особый нюанс, не зная о котором невозможно добиться нормального функционирования схемы.

УЗО в процессе работы контролирует как входящее, так и выходящее напряжение — сколько зашло на входе, столько должно быть и на выходе.

Если равновесие нарушено и на выходе оно больше на величину уставки, на которую настроено УЗО, происходит его срабатывание и автоматическое отключение питания. За этот процесс как раз и отвечает нулевая шина.

Важно

В электрических схемах, где не предусмотрен монтаж аппарата защитного отключения, только один общий ноль.

В схемах с УЗО картина другая — здесь уже присутствует несколько таких нолей. При использовании одного устройства их два — общий и тот, относительно которого работает защитный аппарат.

Если подключено два УЗО — нулевых шин три. Обозначают их индексами: N1, N2, N3 и т.д. В целом нулей всегда на один больше, чем устройств защитного отключения. Один из них основной, а все остальные привязаны непосредственно к УЗО.

Цветовое обозначение электрических проводов согласно правилам, установленным ПУЭ. Эту маркировку нужно изучить, прежде чем приступать к установке защитных аппаратов

Если предполагается подключать через УЗО не все оборудование, то ноль подают с общей шины. Прибор защитного отключения в этом случае исключают из цепи.

При добавлении однополюсного автомата, работающего от УЗО, с выхода последнего фазу подают на вход автоматического выключателя. С выхода выключателя проводник подключают к одному контакту нагрузки. Ноль на нее подводят ко второму выводу. Поступает он с нулевой шины, созданной УЗО.

На щите имеется еще один элемент — шина защитного заземления. Корректная работа УЗО без нее невозможна.

Трехпроводная сеть есть только в новых домах. В ней обязательно присутствует нулевая фаза и заземление. В домах, построенных давно, имеется только фаза и ноль. В таких условиях УЗО также будет функционировать, но немного иначе, чем в трехфазной сети.

Как выход из положения заземление выводится третьим проводником на розетки, а затем на потолок к тому месту, где подключаются люстры. К выключателям «землю» не подают.

Вариант подключения автоматов без УЗО

Бывают случаи, когда один из автоматов нужно подключить, минуя устройство защитного отключения. Питание подключают не с выхода УЗО, а со входа в него, т.е. непосредственно с автомата. Фазу подают на вход, а с выхода ее подключают к левому выводу нагрузки.

Ноль берут с общей нулевой шины (N). Если случится повреждение на участке, подконтрольном УЗО, он будет выведен из схемы, а вторая нагрузка не будет обесточена.

УЗО в трехфазной сети

В сеть такого вида включают или специальное трехфазное УЗО с восемью контактами, или три однофазных.

Размещают схему подключения УЗО на его корпусе. Провода, отходящие от выходных клемм, подводят к распредсети квартиры

Принцип подключения полностью идентичен. Монтируют его согласно схеме. Фазы А, В и С подают питание на нагрузки, рассчитанные на 380 В. Если рассматривать каждую фазу отдельно, то в тандеме с кабелем N (0), она обеспечивает серию однофазных потребителей 220 В.

Производители выпускают трехфазные аппараты защиты отключения, адаптированные к большим токам утечки. Они предохраняют электропроводку только от возгорания.

Совет

На фото две схемы: аппарат защиты отключения в однофазной и трехфазной сети системы TN-C-S.

Это обозначает, что нулевой кабель делится на рабочий и защитный

С целью защиты людей от воздействия электрического тока, на отходящих ветках монтируют однофазные двухполюсные УЗО, настроенные на ток утечки в диапазоне 10-30 мА. Для прикрытия перед каждым вставляют автомат. В схеме после УЗО нельзя соединять рабочий ноль и заземление.

Узо и автоматы на трехфазном щите

Разберем подробно не совсем стандартную схему, собранную на трехфазном распределительном щитке. На нем находятся:

  • трехфазные вводные автоматические выключатели — 3 шт.;
  • трехфазное устройство защитного отключения — 1 шт.;
  • однофазные УЗО — 2 шт.;
  • однополюсные однофазные автоматы — 4 шт.

С первого вводного автомата напряжение поступает на второй трехфазный автомат через верхние клеммы. Отсюда же одна фаза идет на первое однофазное УЗО, а вторая — на следующее.

Напряжение со второго входного автомата поступает на трехфазное УЗО, на нижние клеммы которого подключена трехфазная нагрузка.

Это защитное устройство предохраняет от токов утечки, а второй вводный автомат — от КЗ

Однофазные УЗО, установленные на щиток, являются двухполюсными, а автоматы — однополюсными.

Для корректного функционирования защитного устройства необходимо, чтобы рабочие нули после него больше нигде не соединялись. Поэтому после каждого УЗО здесь установлена нулевая шина.

Когда автоматы не одно-, а двухполюсные, то отдельную нулевую шину устанавливать не придется. Если две нулевые шины объединить, будет происходить ложное срабатывание.

Каждое из однополюсных УЗО рассчитано на два автомата (1-3, 2-4). К нижним клеммам автоматов подключена нагрузка.

Общая шина заземления установлена отдельно. На вводный автомат заходят три фазы: L1, L2, L3, рабочий нулевой провод N и PE — защитный.

Обратите внимание

Ноль подключен на общий ноль, а с него уходит на все УЗО. После он идет на нагрузку: с первого аппарата — на трехфазную, а со следующих однофазных — каждый на свою шину.

В трехфазной сети электрические величины векторные, поэтому их суммарное значение определяют не алгебраической, а векторной суммой этих величин

Хотя в этом распределительном щитке ввод трехфазный, разделение провода на PEN и PE не выполнено, т.к. ввод пятипроводный. На щит приходит три фазы, ноль и заземление.

Выводы и полезное видео по теме

Нюансы установки всех элементов на квартирном щитке:

Подробности монтажа УЗО:

УЗО и автоматы — оборудование технически сложное. Его целесообразно устанавливать в местах, где электрический ток может нести угрозу как безопасности людей, так и домашней технике. Монтаж его предусматривает учет многих параметров, поэтому как расчет, так и установку лучше выполнят квалифицированные специалисты.

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/podklyuchenie-uzo-v-shhitke.html

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.

Важно

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.

Совет

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

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».

Обратите внимание

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

Источник: https://sesaga.ru/kak-podklyuchit-zazemlenie-zaklyuchitelnaya-chast.html

Как подключить заземление?

В последние годы строительные фирмы всё чаще предлагают квартиры без внутренних работ, в которых потенциальный покупатель сможет раскрыть свой дизайнерский талант.

Электропроводка в таких квартирах обычно уже проложена, но на местах установки розеток есть только торчащие из стены провода, так что некоторые работы по их монтажу придётся выполнять самостоятельно.

Как подключить розетку с заземлением

Перед началом работ нужно отключить автоматы и убедиться в отсутствии напряжения на проводах. Розетки устанавливаются в монтажные коробки, и провода наружу выводятся через них.

Перед монтажом провода необходимо укоротить до нужной длины и зачистить их концы от изоляции, а с розетки нужно снять лицевую часть. На внутренней стороне розетки расположены клеммы с зажимными винтами, куда вставляются провода и фиксируются.

Изоляция проводов различается по цветам: темно-коричневый провод подключается к фазе, а синий к нулю. На розетке около клемм для их подсоединения часто наносятся метки в виде стрелок.

Жёлтый провод с зелёной полосой – это заземление, и он должен быть подключен к соответствующей клемме, которая соединяет его с «усиками».

После подключения проводов розетка вставляется на своё место и фиксируется в коробке винтами. Лицевую панель обычно монтируют уже после оклейки обоями или покраски стен.

Как подключить вилку с заземлением

Некоторые бытовые электроприборы не комплектуются вилками на сетевых шнурах, а рассчитаны на прямое подключение. Но если уже имеется розетка под этот прибор, то на провод вилку можно установить самостоятельно.

Вилки бывают разборные и неразборные. Если дома завалялась неразборная вилка от старого электроприбора, ее не следует использовать. Во-первых, на ней может быть «уставшая» изоляция, а во-вторых, лишние скрутки на проводах тоже не нужны, лучше приобрести новую разборную вилку.

Важно

При помощи отвёртки нужно открутить винт и разобрать корпус вилки, вынуть резиновое уплотнение и одеть его на кабель. Нередко на концах проводов бывают клеммы с отверстиями, и если это так, то можно приступать к их монтажу.

Если клеммы отсутствуют, необходимо зачистить концы и свернуть их кольцом при помощи круглогубцев, а после этого залудить.

Провода фиксируются винтами. Очень важно жёлто-зелёный провод заземления установить на своё место. Остальные два можно прикручивать как угодно.

Как подключить заземление к щитку

Все провода заземления от потребителей должны сходиться к щитку. В нём должна находиться заземляющая шина, представляющая собой обычный клеммник с механической фиксацией проводов.

Перед подключением проводов необходимо убедиться в том, что этот клеммник соединён с заземляющим контуром здания.

Все работы в щитке необходимо проводить с соблюдением правил электробезопасности и только квалифицированными специалистами. Перед проведением таких работ необходимо обратиться в РЭС для согласования всех вопросов, связанных с их проведением.

Источник: http://euroelectrica.ru/kak-podklyuchit-zazemlenie/

Заземление в квартире, инструкция как сделать

Во всех инструкциях современных бытовых приборов прописано, что использовать их без заземления нельзя. Поэтому заземление в квартире – основное требование безопасной их эксплуатации. Вероятность, что прибор ударит током небольшая, но она есть, когда со временем изоляция проводников внутри аппаратов становится тонкой.

В новостройках жилых комплексов проектировщики закладывают заземляющую систему, а что делать жителям многоквартирных домов старого образца, где нет заземляющих контуров. Выход один – сделать заземление в квартире своими руками.

Создание заземляющего контура

Если вы откроете распределительный щиток в подъезде, то в технологических каналах находятся четыре провода: три фазы и один ноль. То есть, защитный и рабочий нулевой контур совмещены в одном проводнике. Такая схема называется занулением и имеет буквенную аббревиатуру TN-C.

В квартиру обычно заходит два проводника по отдельности: одна фаза и один ноль, или один двухжильный кабель. При этом если открыть розетку, то в ней защитная клемма PE отсутствует.

К сожалению, эта схема заземления в старых домах еще присутствует. И это серьезная опасность для поражения током человека. Установленные в щитке автоматы реагируют только на короткое замыкание. А вот на блуждающие токи нет.

Поэтому в 2003 году было принято постановление, что во всех жилых домах необходимо избавиться от TN-C и перейти на новую схему – TN-S или TN-C-S, что обозначает: система выравнивания потенциалов.

То есть, необходимо во всем доме провести проводку системы заземления, а уже после, этот же контур внедрить в каждую квартиру.

Получается так, что перед тем, как сделать заземление в квартире, необходимо сделать его во всем доме. Надо подвести к общему силовому щиту дома отдельный кабель, соединяющийся с заземление в трансформаторе.

Процесс этот сложный и долгий. Поэтому многие энергоснабжающие компании поступают так: они вводной нулевой проводник делят на два контура: ноль и заземление. Но перед этим, тот же общий ноль, заземляют повторно.

До квартирных щитков доводятся два провода:

  • PE – защитный;
  • N – нулевой рабочий.

Все остальное можно сделать своими руками внутри своей квартиры. А именно, проложить провод от каждой розетки до распределительного щитка. Для этого придется штробить стены, укладывая проводку в каналы с последующей заделкой и отделкой. Можно монтаж провести открытым способом, уложив провода в короба.

Установка УЗО

Есть несколько вариантов, которые частично могут решить вопрос заземления в квартире. Один из них – это монтаж устройства защитного отключения, короче УЗО. Всей проблемы он не решает, но питающую сеть в квартире отключит, если в ней появятся утечки электрического тока.

Вот схема подключения УЗО без заземления. Сразу же оговоримся, что данное устройство можно устанавливать только в системах TN-C, потому что в других схемах ему и делать-то нечего, заземление работает.

К тому же в самом УЗО всего два контакта, где не предусмотрен третий, рассчитанный на заземляющий проводник. По сути, этот прибор является своеобразным выключателем, который не только реагирует на утечку токов, но и контролирует их величину.

Совет

Если величина небольшая, то прибор не отключают питающую сеть. Как только значение тока превышает допустимый, сеть моментально отключается.

Как подключить УЗО в щитке? Он устанавливается между входным выключателем и автоматами.

Теперь схема подключения:

  • В приборе есть две входные клеммы и две выходные. К входной фазной клемме подключение производится от общего автоматического выключателя. К нулевой от нуля корпуса распределительного щита.
  • Выходная фазная клемма УЗО соединяется с входными контактами автомата. Выходная нулевая соединяется со специальным соединяющим устройством, которое устанавливается на монтажной шине автоматов.

Теперь нужно проверить, как работает защитный аппарат. Включаете общий автомат и промежуточный, включаете УЗО. Остается только в розетку подключить какой-нибудь бытовой прибор под нагрузкой. Если защитное устройство не выбьет, то значит, все сделано правильно.

Есть на приборе кнопка «ТЕСТ». Она специально установлена, чтобы проверит аппарат до его подключения в силовую сеть. Включаете общий автомат, но не включаете промежуточные автоматические выключатели. Нажимаете на кнопку. Если прибор УЗО отключился, то он исправен.

Сборка собственного контура

Есть еще один вариант, который подойдет для жителей первых этажей в многоквартирном доме. Он полностью отвечает на вопрос, как сделать заземление в квартире. Это схема заземления в квартире основана на создание собственного заземляющего провода. Что делать необходимо?

  • Сначала надо на улице вбить в землю три металлических штыря. Их можно сделать из арматуры, заточив концы. Диаметр штырей 8-12 мм.
  • Расположение штырей относительно друг друга – треугольник со сторонами 1,0-1,5 м. Вбивать надо на глубину 2-3 м так, чтобы конец арматуры торчал от поверхности грунта на 3-5 см.
  • Все штыри обвязываются между собой металлической лентой толщиною 2-3 мм и шириною 20-30 мм. Метод обвязки – сварка.
  • Эта конструкция соединяется с распределительным щитом или металлической лентой, или кабелем сечением не меньше 5 мм².

Опасные схемы защиты

Когда в домах многоэтажного типа использовались металлические трубы систем водопровода и отопления, то некоторые горе-электрики подключали к ним PE контур.

Это опасная игра, потому что пробитая фаза на любом бытовом приборе создавала ток утечки, который стремился по наименьшему сопротивлению, то есть, двигался по заземлению в квартире. При этом током могло ударить от соприкосновения с трубой или радиатором отопления.

И не только в этой квартире, но и в других, ведь стояки являются единой сетью, как в водопроводе, так и в отоплении. Благо сегодня все перешли на пластиковые трубы.

Есть случаи, когда проводилось заземление розеток, в которых нулевую и заземляющую клеммы соединяли перемычкой. Опасность заключается в том, что при обрыве нулевого контура весь ток начнет проходить по заземляющей сети. То есть, напряжение будет переходить на корпус всех находящихся в квартире приборов.

Вот все, что вы должны знать о заземлении в многоквартирном доме. Хорошо, если оно уже предусмотрено конструкцией здания. Но если нет заземления, то его можно сделать своими руками. Варианты вам предложены, но, как показывает практика, самый простой и эффективный – это заземлить проводку и розетки с помощью УЗО.

Источник: http://vseobelektrike.com/elektroprovodka/zazemlenie-i-molniezashhita/zazemlenie-v-kvartire.html

Что делать если в квартире нет заземления?

Электричество характеризуется двумя основными параметрами: силой тока и напряжением. Всем известны последствия превышения силы тока (короткое замыкание) – от выхода из строя конкретного электроприбора до пожара в квартире или на лестничной клетке.

Поскольку опасность от короткого замыкания очевидна,  практически в каждой квартире в распределительном щитке установлена обычная пробка-автомат. Недостаток – электричество отключается при незначительной перегрузке.

Преимущество – защита от последствий короткого замыкания.

А вот превышение напряжения – скрытая опасность. Большинство электроприборов имеют либо встроенный стабилизатор, который выравнивает напряжение, либо как в случае с нагревателями перепады напряжения в пределах 30% от нормы не сказываются на их работоспособности. А куда девается остаточный потенциал от высокого напряжения?

Обратите внимание

Если прибор заземлён – уходит в грунт. Если в квартире нет заземления – оседает на корпусе или накапливается на поверхности окружающих предметов. Если прикоснутся к такому предмету, статический потенциал переходит в электрический ток, который стремится по пути меньшего сопротивления, в этом случае, по человеческому организму.

Самые опасные незаземленные водонагревательные электроприборы, стиральные машины, электроплиты.

Негласное правило, известное с советских времён, что около работающей электроплиты нужно стоять в обуви с резиновой подошвой и не брать металлические кастрюли двумя руками – написано кровью.

Резина имеет высокое сопротивление, следовательно, поток электронов не стремится в землю через организм человека.

Естественно, это свидетельствует о ненадлежащем заземлении в те времена. Но ведь большинство проживает в тех же квартирах с той же проводкой, а современные бытовые электроприборы стали мощнее, соответственно, опаснее. Как сделать заземление  квартиры в доме, сданном в эксплуатацию до 1998 года?

Понятие и виды

Самым нарочным примером заземления является громоотвод, проводящий электрический разряд по пути наименьшего сопротивления от наивысшей точки в почву, минуя системы электрокоммуникации здания.

Для высоковольтных линий громоотводами являются опоры ЛЭП (линия электропередач), которые не дают возможность доставать грозовым разрядам до провода, тем самым создавать перепады напряжения в сети во время грозы.

Второй вид – УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений). Один электрод присоединён к низковольтному проводу, а другой заземлён. Пространство между электродами заполнено преимущественно инертным газом.

При достижении определённого напряжения на 1–5%, ниже, чем максимальное при котором может функционировать тот или иной прибор, происходит пробой – напряжение выравнивается.

Важно

УЗИПы используются для ликвидации остаточного напряжения на сетевых коммутационных кабелях.

Третий вид применяется для заземления в многоквартирном доме. В качестве заземления используется нулевой или дополнительный заземляющий провод, который подводится к каждому гнезду как дополнительный контакт розетке 220В или в случае промышленного 3-фазного напряжения 380В.

Заземление квартир и частных домов

Заземление дома можно провести самостоятельно, благо дело, природная земля (почва) находится в непосредственной близости.

Достаточно провести ко всем розеткам в частном доме дополнительный защитный заземляющий провод площадью поперечного сечения 16 мм для алюминиевого или 10 мм для медного и заземлить его около распределительного щитка в почву на глубину не менее 1,5 м. В деревенской местности многие заземляют свой жилой дом таким способом.

А вот заземлить квартиру таким способом не удастся.

Ну, где взять природную землю на четвёртом этаже? Некоторые «умельцы» в качестве заземления в старых домах использовали металлические элементы системы централизованного отопления или газоснабжения.

Но после серии случаев поражения электротоком соседей, маленьких детей или взрывов в системе газоснабжения от такой практики отказались. Теперь заземление или зануление в квартире проводится только к распределительному щитку.

Как сделать заземление в квартире зависит уже от существующего заземления в многоквартирном доме. Заземление в многоквартирных домах проводится по трём схемам:

  • TN-S – современный способ заземления, прописанный нормативом с 1998 года;
  • TN-C-S – защитный заземляющий кабель проведён только к распределительному щитку;
  • TN-C – в качестве заземления используется нулевой провод, который заземляется на трансформаторной подстанции, например, заземление в хрущёвке проводится по такому принципу.

Как же сделать заземление в квартире если его нет? Перед тем как сделать заземление в квартире своими руками нужно определиться со схемой заземления.

Для этого нужно открыть распределительный щиток на лестничной клетке.

Если по стояку проведён пятижильный провод, это как минимум TN-C-S, а это означает, что защитный заземляющий провод достаточно подсоединить к защитному проводу жёлтого-зелёного цвета.

Затем нужно перейти к распределительному щитку в квартире, если счётчик электроэнергии находится на лестничной клетке, то посмотреть на провода, идущие от него в квартиру. Если идёт 3 провода и один из них жёлтого-зелёного цвета, значит, в квартире используется современная схема заземления TN-S. В этом случае, вам не придётся озадачиваться вопросом, как правильно сделать заземление.

Совет

Важно! В больших современных квартирах 3 и больше комнат, в квартиру могут проводиться две фазы, соответственно, проводов будет больше. Главное наличие провода с жёлто-зелёной окраской.

Всё равно, перед тем, как подключать мощный электроприбор, потребляющий более 3,2 кВт/ч, проверьте заземление розетки.

Возможно, был сделан незаземленный отвод через некоторое время после сдачи дома в эксплуатацию.

Если в общем распределительном щитке отсутствует защитный заземляющий провод – это старая схема TN-C. В этом случае можно провести только зануление розеток.

Но, в случае значительных перегрузок или перекоса фаз, что случается не так и редко, могут выйти из строя подключённые в данный момент к занулённой электросети приборы.

Единственный выход за общие средства жильцов многоквартирного дома или самостоятельно, поменять проводку целиком.

Этапы проведения самостоятельного заземления

Если при проведении электрокоммуникаций использовалась схема TN-C-S, можно провести самостоятельное заземление розеток, придерживаясь следующей последовательности действий:

  1. Обесточить квартиру – вывинтить все пробки или отключить пробки-автоматы или ползунковые автоматы.
  2. Очистить доступ к проводке – снять штукатурку или другие отделочные материалы в необходимых местах.
  3. Демонтировать необходимые розетки.
  4. Присоединить зачищенные концы проводников к специальным контактам, которые имеются в розетках Евростандарта.
  5. Соединить между собой все выводы к заземляемым розеткам.
  6. Обесточить стояк или дом.
  7. Подсоединить проведённое заземление к общему заземлению стояка или фазы.
  8. Включить подачу электричества в доме и в квартире.

Заключение

Такое заземление действенно, только если в бытовом приборе поддерживается подключение к электросети, заземлённой по схеме TN-S. Определить это можно по вилке подключения. Если она предназначена для розеток Евростандарта, значит, TN-S поддерживается.

Источник: https://electriktop.ru/provodka/zazemleniye-v-kvartire.html

Замена электропроводки в квартире-3

Итак, завершающий этап работ после монтажа вводного кабеля и установки квартирного щитка– сборка схемы электропроводки, подключение автоматов и УЗО в щитке.

Как я уже говорил в предыдущей статье электроповодку в квартире я разделил на три группы и на каждую группу установил свой автоматический выключатель.

1 группа- автомат на 16 А- комнаты, коридор. Провод АВВГ 2х2,5(старая проводка)

2 группа- автомат на 20 А- кухня. Провод ВВГнг 3х2,5

3 группа- автомат на 16 А- ванная. Провод ВВГнг 3х2,5

Допустимый ток для провода сечением 2,5 кв.мм составляет 25 А, поэтому выбор автоматов у меня сделан правильно.

При токе больше 20 А отключится автомат на 20 А (кухня), а при нагрузке с током более 16 А отключатся 16-амперные автоматы (комнаты, коридор и ванная).

Это защита от перегрузки.  А от короткого замыкания (КЗ) автоматы и так должны отработать, потому что ток КЗ очень большой и может достигать больших значений- иногда даже тысяч ампер.

Есть такое понятие как кратность тока. У применяемых мною автоматических выключателей тип- С, у которого  кратность 5-7 номинальных токов автомата.

Обратите внимание

То есть при 5-кратном токе от Iн автомата произойдет его отключение без выдержки времени.

Поясню на примере.

Если автомат на 16 ампер, то умножаем на 5 и получаем ток отключения автомата от КЗ- 80 ампер.

Автоматы крепятся на DIN-рейку, входящую в комплект квартирного щитка. Рядом с автоматами устанавливаю УЗО- устройство защитного отключения.

УЗО  отключает все три автомата, то есть фаза с нулем на автоматы идет через УЗО с номинальным током в 40 ампер.

Дифференциальный ток отключения у УЗО- 30 мА или 0,03 Ампера.

Хочу обратить ваше внимание что ни в квартирном щитке, ни в этажном щите я

НЕ подключил провод заземления!

При этом вводной кабель я проложил трехжильный. Но провод заземления желто- зеленого цвета заизолировал в этажном щитке и в квартире.

Дело в том, что в доме применено заземление типа TN-C, при этом рабочий ноль и защитный находятся в нулевом проводе- PEN.

Если я подключу заземление, то при обрыве нуля между этажным щитом и вводом в дом на корпусе этажного щита появится опасный для жизни потенциал (именно на корпус щита прикручен вводной нулевой провод-PEN).

А так как провод заземления в квартиру будет подключен на этот корпус, то опасный потенциал попадет в квартиру на корпуса холодильника, стиральной машины, утюга и т.д., то есть везде где в розетке с вилкой будет подключен заземляющий контакт.

Важно

И при прикосновении к металлическому корпусу под высоким потенциалом УЗО может в таком случае и не отключиться…

Последствия могут быть сами понимаете какие, с электричеством шутки плохи.

Если же провод заземления не подключать, то при обрыве нуля будет только повышенное или напряжение в электропроводке и самое страшное что может случиться- это сгорит какой нибудь электроприбор.

УЗО при этом тоже не отключится, оно для этого и не предназначено, зато никого током не “дернет”.

Хочу добавить что разделять в квартирном щитке нулевой провод на защитный и рабочий по правилам запрещено.

Можно это сделать в этажном щите- но только на свой страх и риск и при условии что вы уверены в том, что в доме сделано заземляющее устройство.

Я же поступаю проще- не подключаю заземление и все. При этом УЗО свои функции выполняет прекрасно.

В дальнейшем этот провод заземления должен быть подключен после  перевода электропроводки дома на систему TN-C -S или TN-S.

Вводной автомат я установил в этажном щите, после счетчика электроэнергии. В схему подключения счетчика вмешиваться не стал- пусть кто обслуживает- переделывает.

Совет

Так как вводной кабель сечением 4кв.мм то автомат выбираю на 32 ампера, с немного заниженным номиналом, можно и на 40 ампер поставить но я чуток перестраховался.

Вводной автомат- двухполюсный, 2Р.

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

Источник: http://ceshka.ru/elektroprovodka/zamena-elektroprovodki-v-kvartire-3

Заземление в квартире

Обычно вопросами о монтаже заземления в квартире начинают задумываться в момент реконструкции электропроводки. После того как вы частично или полностью заменили старую двухжильную электропроводку на новую, трехжильную (с учетом заземляющего провода), подключили ко всем розеткам заземление, пришло время подключаться к этажному электрощиту.

Однако чтобы подключение было грамотным, а главное, чтобы после этого подключения были оправданы условия электробезопасности, необходимо знать, каким образом произведено подключение самого электрощита.

Система заземления многоэтажных домов

В домах советской постройки, как правило, используются системы заземления TN – C. В этой системе к стоякам подъездов подходят три фазы L и совмещенный PEN проводник. Этажные щитки в этой системе зануляют, заземление в них как правило не предусмотрено.

В более новых домах или с реконструированными сетями установлена система TN – C – S. В этой системе к стоякам подъездов подходят три фазы L и разделенный нулевой рабочий N и защитный PE проводник.

В этом случае, подключение происходит гораздо проще, в этажном щитке предусмотрены отдельные шины для подключения фазы, нуля и заземления, причем шина заземления имеет металлическую связь с корпусом щита.

Если ваш дом относится к новостройкам (примерно с 1997 г.), то в таком случае все условия для подключения заземления уже имеются, так как в новых домах устанавливается система заземления TN-S.

При подключении дома по такой системе, заземляющий провод прокладывается отдельно, вместе с нулевым и фазными проводами от самой подстанции к электрощитам дома. В этом случае переживать не следует.

Ваш дом подключен по системе заземления TN – C – S

Такие системы заземления проектируются в домах новой постройки, в которых электромонтаж выполняется пяти- проводной системой и заземление в квартире в этом случае присутствует.

При такой системе заземления все этажные щитки должны заземляться. Определить подключен ли ваш дом по системе TN – C – S очень просто. Для этого достаточно взглянуть на вводной кабель подходящий к стояку, он должен быть пятипроводным :

  • – три фазы L1, L2, L3;
  • – рабочий нуль N;
  • – защитный нуль PE.

Подключение в этом случае осуществляется таким образом: фазный провод квартиры подключается к той шине, где был старый провод; нулевой рабочий N подключается к шине с нейтральными проводами; заземляющий провод РЕ (нулевой защитный) подключается к корпусу щита.

Причем, подключать все заземляющие провода в щитке на один зажим (болт) – нельзя. Необходимо использовать разные болтовые соединения. А лучше будет использовать шину, прикрутите шину к щитку, а потом подсоединяйте PE.

Такое подключение заземления в квартире аналогично, если ваш дом подключен по системе заземления TN-S.

Ваш дом подключен по системе заземления TN – C

При такой системе подключения дома к вводному стояку подходит четырехпроводный кабель: три фазы L1, L2, L3; и совмещенный нулевой рабочий и защитный провод PEN. В этом случае заземление в доме полностью отсутствует, контура заземления нет – электрощитки не заземлены! Как произвести подключение в этом случае?

Многие неграмотные электрики считают, что подключать защитный нуль PE необходимо в месте с рабочим N, на корпус щитка. Однако такое зануление является не безопасным!!!

При отгорании рабочего нуля, фазное напряжение через подключенную технику появится на всех нулевых проводах в квартире, а если нулевые защитные и рабочие провода будут связаны, то на всех заземленных корпусах приборов, появится напряжение 220 В. Поэтому прежде чем подключаться таким образом хорошенько подумайте нужна ли вам такая защита!

Обратите внимание

Наверное, ни для кого не является секретом, что электрические сети ЖКХ находятся в плачевном состоянии и такое явление как отгорание нуля в жилых домах встречается очень часто. Лучше уж без зануления, чем зануляться на изношенное электрооборудование и подвергать себя и своих близких опасности.

По этому, если заземления в доме нет то лучше защитный провод РЕ не подключать вместе с рабочим нулем на корпус щита. Оставьте его просто неподключенным. Будет резервным, на случай повреждения одного из рабочих. А для того чтобы эксплуатация электроустановок в сети без заземления была для вас безопасной, применяйте УЗО.

Установите отдельное УЗО для каждой розетки. УЗО хоть и не предотвратит появление фазы на корпусе, но мгновенно сработает при касании к поврежденному корпусу и отключит электроустановку.

Решением проблемы отсутствия заземления может стать установка своего собственного контура заземления. Встречались случаи, когда жильцы, проживающие на первых этажах домов в которых отсутствует заземление, устанавливали свое заземление. Забивали под окном в почву несколько уголков, обваривали их по контуру и соединяли с заземляющим РЕ проводником в квартире.

Можно также решить проблему с незаземленными этажными щитками проживая на пятом этаже. Проложить к подвалу по этажным стоякам 25 м одножильного провода, сделать в подвале или возле подъезда контур заземления, соединить этот одножильный провод с щитками и заземляющим контуром. Все! В таком случае можно смело подключать заземляющий провод от квартиры к электрощитку.

Ни в коем случае не используйте в качестве заземления батареи отопления, водопроводные и газовые трубы. Такое заземление в квартире является небезопасным не только для вас самих но и для ваших соседей.

В случае появления на корпусе электрооборудования напряжения, заземленного через батарею или водопроводную трубу, под напряжением окажутся все батареи и трубы, не только ваши, но и в соседних квартирах и домах.

В итоге соседа с верху, который решил попить воды с крана может смертельно поразить электрическим током!

Источник: https://electricvdome.ru/zazemlenie/zazemlenie-v-kvartire.html

Схема подключения заземления в загородном доме

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.

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.

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

Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в Технический центр ZANDZ.ru!


Смотрите также:

Смотрите также:

Куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Ни для кого не секрет, что огромное количество домов в нашей стране имеют старую систему заземления TN-C. Это когда в квартирах разведена двухпроводная электропровода. Один провод фаза «L», а второй провод проводник «PEN» (совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводники).

Сегодня постепенно, но очень медленно, идет модернизация электроснабжения многоквартирных домов, т.е. перевод на более современную и безопасную систему заземления TN-C-S. Если в вашем доме это уже произошло, то это просто счастье для вас )))

А вот ремонт старой электропроводки в квартирах ложится на плечи самих хозяев. Здесь многие люди рассуждают здраво и при капитальном ремонте меняют всю электропроводку. Если у вашего дома система заземления новая TN-S или уже модернизированная TN-C-S, то вы просто обязаны подключать все розетки трехжильным кабелем, т.е. проводники N и PE должны быть самостоятельными жилами.

Если у вашего дома все еще старая система заземления TN-C, то во время замены электропроводки также используйте трехжильные кабели. Смотрите вперед в будущее. А вдруг в скором будущем в ваш дом приедут электрики и проведут модернизацию электроснабжения всего дома. В этой ситуации вам нужно будет только подключить нулевые защитные проводники к шине заземления этажного щита. Если вы не позаботитесь о будущем, сэкономите немного денег и проложите двухжильные кабели, то чтобы вашу квартиру перевести на безопасную систему заземления необходимо будет снова делать капитальный ремонт  с заменой всех кабелей.

Итак, сейчас постепенно перехожу к самому главному смыслу самой статьи.

Ваш дом со старой системой заземления TN-C и вы во время замены электропроводки везде заложили трехжильные кабели. Это правильное решение. Куда подключать две жилы — это «фазу» и «ноль» понятно. В такой ситуации у людей часто возникает другой вопрос: куда нужно подключить третьи желто-зеленые жилы кабелей, которые предназначены для выполнения функций нулевых защитных проводников? В таком доме же еще нет отдельного магистрального защитного проводника.

Очень часто я слышу следующие ответы на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C:

  1. Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.
  2. Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.
  3. Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.
  4. Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.
  5. Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления и водоснабжения, так как они заземлены.

Лично я считаю все эти ответы неверными, ошибочными и представляющими опасность для самих же хозяев квартир. Ниже постараюсь объяснить свою точку зрения. В комментариях вы можете высказать свое мнение по этому поводу.

Давайте сначала рассмотрим ситуацию в доме с новой системой заземления TN-S. Ниже нарисована элементарная схема распределительного щитка. Аналогичная схема будет и у квартирного щитка в доме с модернизированной системой заземления TN-C-S.

Теперь давайте представим аварийную ситуацию, когда на заземляющий контакт розетки попало опасное напряжение. Это может произойти из-за выхода из строя самой розетки, из-за поломки бытовой техники и т.д. Данную ситуацию я изобразил на схеме ниже для третьей по счету розетки. Предположим что фаза «L» попала на контакт розетки «PE». Поверьте, такое случается и довольно часто. Так как у нас все заземляющие контакты соединены с контуром заземления здания и потенциал земли принято считать равным нулю, то этот «аварийный» ток побежит по пути наименьшего сопротивления.

А именно его путь будет следующим: заземляющий контакт розетки — нулевой защитный проводник в квартире — шина заземления квартирного щитка — нулевой защитный проводник от квартирного до этажного щитка — шина заземления этажного щита — магистральный нулевой защитный проводник — контур заземления здания.

Таким образом получается, что опасный для человека потенциал будет «бежать» по пути наименьшего сопротивления и уходить в землю. Если эта розетка защищена УЗО или дифавтоматом, то эти защитные устройства сразу сработают и обесточат неисправную линию. Так человек будет защищен.

Ниже на схеме я стрелочками показал путь движения тока.

Теперь ниже представлена аналогичная элементарная схема распределительного щитка для дома со старой системой заземления TN-C. Тут приходят в щиток два провода «L» и «PEN», а на розетки уходит уже новая трехжильная электропроводка. На этой схеме представлена самая распространенная ситуация. Это когда все нулевые защитные проводники подключены к контактам розеток с одной стороны и подключены к общей шине заземления с другой стороны, но сама шина заземления не подключена к корпусу этажного щита.

Давайте теперь представим здесь подобную аварийную ситуацию и посмотрим что будет. В третьей розетки фаза «L» попала на заземляющий контакт розетки. Куда дальше она побежит?

Ответ тут логичен — ни куда она не побежит, а просто опасный потенциал попадет сначала на общую шину заземления и потом от нее распространится на все заземляющие контакты всех оставшихся розеток, а через них уже на металлические корпуса электроприборов (холодильник, стиральная машина, микроволновка и т.д.). В этой системе заземления нет связи шины PE с контуром заземления и нет точки с нулевым потенциалом, к которому бы стремился ток. Вывод отсюда можно сделать такой, что в данной ситуации человек может получить поражение электрическим током и может выйти из строя бытовая техника.

Теперь давайте разберем все ответы, которые я выше уже перечислил для вопроса куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

  1. Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.

    Мой ответ: Этого делать нельзя, так как этажный щит может быть не заземлен и опасный потенциал может оказаться на его корпусе и на металлических корпусах вашей бытовой техники. Это будет представлять большую опасность для вас и для других жильцов дома.

  2. Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.

    Мой ответ: Так делать нельзя. Данную ситуацию я уже выше рассмотрел в описываемом аварийном случае для дома с системой заземления TN-C.

  3. Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.

    Мой ответ: Так делать нельзя. Суть перехода на систему заземления TN-C-S заключается в повторном заземлении PEN проводника в месте его разделения, чтобы опасный потенциал уходил в землю. В квартирном щитке этого сделать невозможно. Если при таком подключении проводников случится аварийная ситуация и фаза попадет на контакт заземления розетки, то просто получится короткое замыкание. Проводник PE соединен же перемычкой с проводником N и поэтому получается что «фаза» сразу попадает на «ноль». А мы знаем, что короткое замыкание происходит с искрами и отгоранием контактов. «Бабах» может произойти в вашей розетке или бытовой технике, что может быть очень опасно.

  4. Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.

    Мой ответ: Так тоже делать нельзя. Эта ситуация аналогична с ситуацией из ответа №3.

  5. Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления, так как они заземлены.

    Мой ответ: Так делать нельзя. Заземление стояков отопления и водоснабжения может быть нарушено. Например, кто-то этажом ниже во время ремонта вырезал старые металлические труби и поставил новые полипропиленовые. Связь металлических труб верхних этажей с «землей» будет нарушена. В такой ситуации если опасный потенциал попадет на заземляющий контакт розетки, то под напряжением окажутся стояки и трубы отопления и водоснабжения. Это очень опасно для вас и для и для других жильцов дома.

Куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Теперь перехожу с своему ответу на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C.

Лично я считаю, что нулевые защитные проводники необходимо подключать следующим образом:

  • В квартирном щитке нужно установить общую шину заземления и подключить к ней все приходящие от розеток третьи желто-зеленые жилы кабелей.
  • Во время ремонта проложить отдельный провод, например ПУГВ, для организации заземления шины PE квартирного щитка от шины PE этажного щита или использовать для этих целей трехжильный вводной кабель. В домашнем щитке нулевой защитный проводник можно подключить к шине заземления. В этажном щите его не подключать, а просто аккуратно скрутить и спрятать от посторонних лиц.
  • В самих розетках нулевые защитные проводники не подключать к заземляющим контактам розеток. Их нужно просто аккуратно скрутить и спрятать вглубь подрозетника.

Кто-то скажет, что лучше в самих розетках подключить нулевые защитные проводники, а не подключать их только к шине PE в квартирном щитке. Так же потом при переводе дома на систему заземления TN-C-S будет проще их только завести на шину PE и не вскрывать все розетки, которых может быть несколько десятков.

Отвечаю почему так не стоит делать. Как правило, в одну розеточную группу (линию) может входить несколько розеток. Если в них подключить нулевые защитные проводники и их общую жилу PE не подключать в щитке, то получится следующая ситуация. Все желто-зеленые жилы одной розеточной группы на пути к щитку всегда объединяются в одну линию (жилу), например, в распределительной коробке. В щиток же приходит всего один кабель от нескольких розеток. Поэтому у всех розеток из одной розеточной группы будет хорошая связь между заземляющими контактами. Если «фаза» в одной из таких розеток попадет на ее заземляющий контакт, то эта «фаза»  также попадет и на заземляющие контакты остальных розеток. Так будет опасная ситуация в нескольких розетках.

Так вот, если вы подключите провода заземления по предложенной схеме, то будет исключена опасная ситуация с попаданием фазы на заземляющие контакты всех розеток и на металлические корпуса бытовой техники. Тут фаза, попавшая на заземляющий контакт розетки, дальше него никуда не пойдет и аварийная ситуация будет только в одной точке, а не во всей квартире.

Ниже представлена правильная схема подключения проводов заземления в доме со старой системой заземления TN-C. Красные крестики означают, что сюда приходит нулевой защитный проводник, но не подключается.

Надеюсь мои рассуждения и доводы по этому вопросу вам понятны. Если вы придерживаетесь другого мнения и считаете, что я не прав и ошибаюсь, то обязательно это напишите ниже в комментариях. Найти правильное и безопасное решение в подключении проводов заземления в домах с системой заземления TN-C будет очень полезно вам и мне самому. Спасибо!

Улыбнемся:

Высокое напряжение опасно для вашего здоровья, а низкое напряжение приятно или полезно )))

Как правильно подключить 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 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!

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. Пример трехпроводной схемы электропроводки смотрите здесь.

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:

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.

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.

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

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.

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.

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

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!

Экран кабеля заземлен только с одного конца

На рис. 4 показаны объединенные результаты двух моделей соединения. Эффект щита САУ — именно то, что предлагает модель RLC; то есть экран SPG представляет собой фильтр нижних частот для магнитных полей и фильтр верхних частот для электрических полей. Обе точки излома фильтров находятся на частоте, соответствующей длине экрана, составляющей четверть длины волны. Таким образом, щит САУ — это вовсе не щит. Эффекты экранирования находятся на несколько порядков ниже этих кривых.Последний момент заключается в том, что

SPG резонирует, так что индуцированный сигнал усиливается, а не ослабляется на резонансной частоте экрана. Эта модель является низкочастотной, однако в нее включены все соответствующие параметры.

Множество примечаний к приложениям и статей на эту тему, которые рекомендуют заземлять экран на одном конце, только искажают физику экранирования и ошибочно приписывают заземляющий контур к экрану, где сама цепь была частью исходного контура заземления.Экранирование кабеля и контуры заземления не должны быть связаны. Заземление экрана на обоих концах ослабляет связь с экранированными проводами примерно на отношение тока нагрузки к току экрана, SA ≈ Iload / Ishield ≈ ZT · l / 2 · Zload,

, где ZT — передаточное сопротивление экрана, l — длина, а Zload — сопротивление нагрузки обеих нагрузок. Например, экран кабеля с сопротивлением постоянному току (и низкочастотным передаточным сопротивлением, ZT · l = Rdc) 1 Ом и сопротивлением нагрузки 1 кОм будет иметь низкочастотное затухание экрана примерно 5 · 10-4 или 66 дБ.

Экраны должны быть «прикреплены» к коробкам на концах соответствующих кабелей, а не заземления, заземления здания или чего-либо еще. Военные стандарты, такие как Mil-Std-188-124B и FAA, все правильно понимают. Пора и всем остальным.

Ниже приводится список очень плохих советов из авторитетных источников:

(1) EE Times, «Заземление системы управления — Часть 2: Проводка заземления, заземление экрана и заземление источника питания, заземление экрана», Роджер Хоуп, Дэйв Харролд и Дэвид Браун, 15.07.2008: Правильное заземление экрана. путь заключается в заземлении экрана только с одного конца.

(2) EDN, «Заземление и экранирование: не подходит всем», Мартин Роу, старший технический редактор — 1 августа 2001 г .; Никогда не подключайте экран к земле с обоих концов. Это создаст контур заземления.

(3) Analog Devices, Аналоговый диалог 17-1, 1983, Алан Рич, «Экранирование и защита, как исключить помехи, что делать и зачем это делать — рациональный подход»: не соединяйте оба концы щита заземлить.

(4) Википедия, Экранированный кабель: Обычный метод подключения экранированных кабелей — заземлить только исходный конец экрана, чтобы избежать контуров заземления.Википедия !! ??

(5) LTC486 Data Sheet: дополнительные экраны вокруг витой пары помогают уменьшить нежелательный шум и подключены к GND на одном конце.

(6) Maxim Integrated, TUTORIAL 2045, Общие сведения о синфазных сигналах: для любой экранированной пары (ей), несущей симметричные сигналы, вы должны подключить экран к земле на одном конце, обычно это приемный конец.

(7) web www.bobtech.ro, Руководство по подключению для сетей RS-485, Примечание по применению 001, Заземление: Если используется экранированная витая пара…, экран должен быть подключен к заземлению только на одном конце.(8) B & B Electronics, RS-422 И RS-485 ПРИЛОЖЕНИЯ EBOOK, Экранирование: Если используется экранированный кабель, экран должен быть заземлен только с одной стороны, предпочтительно заземлять.

(9) Alpha Wire, www.newark.com/pdfs/techarticles/alphawire/ USC.pdf, Общие сведения об экранированном кабеле: заземлите кабель с одного конца. Это исключает возможность возникновения шумовых контуров заземления.

(10) eeeic.eu/proc/papers/ 55. pdf, Технологический университет Котбуса, Германия и Технологический университет Вроцлава, Польша, Анке Фребель, «Экранирование кабеля для минимизации электромагнитных помех», III.ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЭКРАНА КАБЕЛЯ: Если для соединения двух систем используется экранированный кабель, экран должен быть подключен к единому заземлению. Чтобы предотвратить проникновение электромагнитной энергии через экран, необходимо заземлить внешнюю поверхность экрана. На низком уровне

частот для возбуждения электрического поля более эффективно заземлять оба конца, тогда как для возбуждения H-поля следует отдавать предпочтение заземлению одного конца, так как это исключает образование токовой петли между кабелем и заземляющей пластиной.На высоких частотах схемы с заземлением на обоих концах избегают резонансов для возбуждений E-поля и H-поля. На практике часто предпочтительнее одно заземляющее соединение, так как это позволяет избежать контуров заземления. Однако для коротких кабелей на низких частотах напряжения, индуцированные электромагнитными помехами на обоих концах коаксиального кабеля, становятся почти одинаковыми, и один конец заземляется

нужен как для E-поля, так и для возбуждений H-поля. [Я добавил это, чтобы показать, насколько люди сбиты с толку по этому поводу. Автор попытался написать о защите, но только показал свое незнание предмета.Он даже поменял местами экранирование E-поля и H-поля.]

(11) www.calex.com/pdf/4ground_shield.pdf, Эта статья была написана для CALEX г-ном Ральфом Моррисоном, президентом INSTRUM и автором книги «Методы заземления и экранирования в КИП», опубликованной Wiley; Заземление и экранирование: экран входного кабеля нельзя заземлять более одного раза. [Только с цифрами, г-н Моррисон показывает другой конец экрана кабеля, подключенный к земле

через резистор 10 МОм.«Из пасти победы…»]

esd — USB-экран. Заземлить или не заземлить?

Хорошее экранирование означает просто хорошую целостность экрана. Печатная плата обычно даже не фигурирует ни в одном из них — для целостности экрана следует мысленно заменить плату на изолятор. Для анализа замените плату на кусок FR4 без меди, только с отверстиями и эпоксидной смолой для крепления разъемов. При этом экран между всеми экранированными кабелями и корпусом должен быть непрерывным.

Это означает, что должно быть прямое электрическое соединение между металлом разъема (каждый разъем!) И металлическим корпусом, и должно быть прямое соединение между экраном кабеля и металлом вилки, входящей в разъем, и такое соединение должно производиться на 360 градусов, чтобы окружать защищаемые отверстия. Вы буквально работаете над тем, чтобы как можно лучше закрыть все дыры / зазоры. То, что сигнальные линии проходят через эти отверстия, вторично 🙂

В кабельных штекерах экран должен быть захвачен в клетку, которая расширяется, образуя сам экран штекера, а затем штекер и разъем должны взаимодействовать друг с другом, чтобы обеспечить несколько точек контакта по окружности, чтобы выполнить это требование на 360 градусов.

Любой вид пигтейла в соединении экрана вносит настолько большой импеданс, что это мгновенный отказ квалификации. Если вы используете какие-либо высокочастотные сигнальные кабели, в которых есть какие-либо видимые экранирующие кабели — выбросьте их и используйте вместо них хорошие вещи. Это приведет к отказу EMC и имеет хороший потенциал потерпеть неудачу у ваших клиентов в их приложениях, даже если это каким-то образом протолкнется. Есть кабели HDMI, которые продаются уважаемыми дилерами (я не говорю о Walmart) с косичками.Фактически вы должны квалифицировать кабель для вашего приложения, включая разборку (разделку) любых переформованных заглушек для проверки их конструкции. Если вы этого не сделаете, вы в конечном итоге заплатите за это неудачными тестами или «загадочными» жалобами клиентов, и любая экономия, которую вы, возможно, накопили за годы игнорирования этой базовой хорошей инженерной практики, испарится в мгновение ока.

В розетках устройств непрерывность экранирования на 360 градусов часто обеспечивается с помощью пружинных язычков EMI или литых металлических разъемов, которые можно прикрепить непосредственно к корпусу, обеспечивая при этом хороший 360-градусный контакт по всему внешнему экрану вилки.

Независимо от того, что вы делаете, внешнее экранирование — это не задача печатной платы, поэтому любой такой анализ должен начинаться с забвения, что печатная плата вообще существует. Ничто из того, что вы делаете на самой печатной плате, не может даже удаленно соответствовать характеристикам непрерывного внешнего экрана. Как вы уже поняли, трудный путь.

Это также указывает на распространенное недоразумение: механическая и электрическая конструкция являются неотъемлемой частью проектирования для ЭМС — и, следовательно, неотъемлемой частью общего процесса проектирования, поскольку ЭМС — это не какой-то «болт», а действительно фундамент. и действительно неотделимы друг от друга.Всякий раз, когда вы проектируете что-нибудь электрическое, нет никакого отдельного «футляра», в который оно помещается. Корпус является частью процесса электрического проектирования, и его свойства так же важны, как и свойства компонентов на самой плате.

Довольно часто возникают ситуации модернизации, с которыми вы сталкиваетесь, когда обнаруживается несоответствие исходного процесса проектирования, и вы никогда не должны предполагать, что полученное вами устройство действительно «работает хорошо» или «прошло испытания», потому что вы не можете знать, насколько это было близко к провалу, и иногда стеки толерантности в конечном итоге работают на чудовищное преимущество.Почему чудовищное преимущество? Потому что это ложь, ложь, на которую, как известно, потрачены тысячи инженерных часов и миллионы долларов. Вы «проходите» тесты, в то время как у вас действительно есть маргинальное устройство, которое, возможно, уже никогда не пройдет те же тесты, когда пойдет в производство. В этом ложь. У вашего прототипа было ужасное преимущество. Один раз. Теперь его нет. Забудь об этом. Руководство преподносит вам «это устройство, которое всегда работало хорошо и успешно прошло тесты», и вам нужно «сделать это снова».Ун-ун, уважаемые менеджеры. Вы не можете выиграть спор с природой. Плохая инженерия всегда будет укусить вас в заднюю часть, ни «если», ни «но». Никогда не «оставляй дело прежним». Если случай был источником проблемы с самого начала, вы не можете использовать свою волю, чтобы убедить природу, что задним числом давайте не будем больше говорить об этом случае. Если проблема в корпусе, вы должны принять ее и решить — обычно путем изменения корпуса, выбора лучших разъемов и т. Д.

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. Рис. 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» в противном случае 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 аккумулятора 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.

  1. 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.
  2. 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 иметь значение. В идеале возвратные сигналы должны быть изолированы от земли, а все экраны должны заканчиваться только на одном конце.См. Рис. 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.
  3. «Универсальная» земля, планер, является оболочкой, в которой находятся все остальные системы. Но это всего лишь оболочка, и она лучше всего 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 лучше всего блокирует поля электростатических шумов и помогает шунтировать некоторые электромагнитные 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 представляет собой цепь (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.

Раскрученные пары неизменно располагают 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.

Где следует заканчивать экраны кабелей?

Экранированный кабель представляет собой электрический кабель из одного или нескольких изолированных проводников, заключенных в общий проводящий слой.Экран может состоять из плетеных жил из меди (или другого металла, например алюминия), спиральной намотки из медной ленты без оплетки или слоя проводящего полимера. Обычно этот щит прикрывается курткой. Экран действует как клетка Фарадея, чтобы уменьшить электрические помехи, влияющие на сигналы, и уменьшить электромагнитное излучение, которое может создавать помехи другим устройствам.

Эффективность установки экрана кабеля зависит от типа экранируемых электромагнитных помех и типа оконечной нагрузки на обоих концах.В этом документе описаны различные типы экранирования кабеля. Кроме того, анализируется эффективность экранирования.

Экранирование снижает электростатический или емкостный электрический шум в сигнальном кабеле или кабеле связи

Электростатическая или емкостная связь пропорциональна емкости между источником шума и сигнальными проводами. Величина помех зависит от скорости изменения шумового напряжения и емкости между шумовой цепью и сигнальной цепью.

Электростатический шум можно устранить, установив электростатический экран (также называемый стоком) вокруг сигнальных проводов. Токи, создаваемые шумовыми напряжениями, предпочитают течь по пути с более низким импедансом экрана / стока, а не по сигнальным проводам.

Экран / сток должен быть из материала с низким сопротивлением, например алюминия или меди. Для неплотно плетеного медного экрана (покрытие оплеткой 85%) коэффициент экранирования составляет примерно 100 раз или 20 дБ. Для многослойного экрана с низким сопротивлением этот коэффициент экранирования может составлять 35 дБ или 3000 раз.

Экран должен быть изолирован, чтобы предотвратить случайный контакт с несколькими точками заземления, что может привести к возникновению циркулирующих токов.

Экран никогда не следует оставлять плавающим, потому что это приведет к возникновению емкостной связи, что сделает экран бесполезным.

Одноточечное соединение с землей пытается свести к минимуму возможность тока контура заземления, который будет течь между землями с разными потенциалами. Экран, заземленный с обоих концов, может образовывать контур заземления, который может вызвать отказ процессора, если эти точки заземления находятся под разными потенциалами.

Поставщики могут указать заземление экрана либо на стороне поля, либо на стороне приемника. Когда экран / экран заземляется только с одного конца, заземление обычно выполняется в панели / шкафу оборудования на конце источника питания или приемника. Конец полевого устройства остается незаземленным, а экран / экран изолированы.

На объектах с эквипотенциальным заземлением, где заземление имеет одинаковый потенциал между точками заземления, некоторые поставщики (RS-485 Profibus DP) рекомендуют заземлять экран с обоих концов.

Кабели, проходящие через промежуточные соединительные коробки, должны иметь целостность и непрерывность соединения экрана, сохраняемого в соединительной коробке, без подключения экрана к заземлению в соединительной коробке.

Экран сигнального провода никогда не подключается к общей стороне логической схемы (это может внести шум в логическую схему).

Для подавления высокочастотных радиочастотных помех конденсатор вставляется последовательно между проводом стока экрана и заземлением.

Для некоторых сетевых кабелей связи соединения экрана уникальны для конкретной кабельной системы. В некоторых таких случаях замыкание постоянного тока на землю не требуется, поскольку путь переменного тока с низким импедансом к земле и путь постоянного тока с высоким сопротивлением к земле предусмотрены внутри каждого узла. Следуйте конкретным инструкциям в публикации для конкретной кабельной системы связи.

При любом заземлении экрана не зачищайте экран дальше, чем это необходимо для соединения.

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 единственным решением. 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 «Pin 1»

Многие производители аудиосистем сознательно или бессознательно 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 вызвало 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 обоими концами экрана, подключенными к заземлению шасси в точке входа, обеспечивает наилучшую доступную производительность.

Причины этого ясны и хорошо задокументированы более 60 лет назад. Использование этой схемы с высококачественными каскадами ввода / вывода гарантирует безудержные результаты. 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 внутри и снаружи корпуса. По соображениям безопасности корпуса в профессиональных установках по закону должны подключаться к заземлению системы (которое во многих системах не является планетой Земля — ​​хороший пример — самолет).

Рис. 1. Сбалансированные экраны кабелей должны функционировать как расширение 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 развития 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 можно увидеть, что в настоящее время возникает 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 забора 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-ум может не думать о добавлении заземленного на шасси экрана 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 и привели к неправильному сигнальному заземлению 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, интерфейс с несимметричным оборудованием становится проще, поскольку сигнальная земля (необходимая для несимметричного межсоединения) будет доступна 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 и будущее недоумение.

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 максимальную защиту от электромагнитных помех, независимо от длины кабеля.Несбалансированное межсоединение может быть дешевле в производстве и продаже, но, возможно, дороже в установке — без шума 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 относительно сигнального заземления

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 корпуса» может появиться из-за того, что устройства с 3-проводными линейными шнурами подключают корпус 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 сигнальному заземлению 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. Также возможны дальнейшие разветвления сигнальной земли, хотя важно помнить, что все «сегменты» сигнальной земли соединяются вместе в одном месте. Обычно это называется схемой заземления звездой.

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 того, где и как подключить заземление сигнала к шасси.

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

Сначала давайте разберемся, почему они должны быть связаны вместе. Мы расскажем, где и как через мгновение. 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 сигнальную землю 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 надежно соединен с надежным заземлением — либо через сетевой шнур, через направляющие стойки, либо с помощью независимого технического или защитного заземляющего провода. Это обеспечивает не звуковой обратный путь для любого внешнего шума.

Вторая причина для подключения сигнального заземления к шасси — это необходимость поддерживать на сигнальных заземлениях двух соединенных между собой устройств 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 несимметричным системам помогает тот факт, что шасси обычно не заземлены.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 необходимо для приемлемой работы всех систем, не изолированных от трансформатора, 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 небольшого потенциала 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 3-проводными 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. Рисунок 3). Сложнее всего реализовать правильную схему компоновки.

Подключение сигнального заземления к шасси в каждом блоке может быть выполнено только 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.(Одно 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 на балансном щиты цепи.

Решения для смешанных сбалансированных и несбалансированных систем

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 показана рекомендуемая проводка 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 таким образом, 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. Работает ли система приемлемо или подчиняется 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. Соединение только с использованием 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 (рис. 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 и несимметричный вход

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 шум, который не 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, ориентированную только на одно.

Отсоедините экран от устройств с экранами, заземленными по сигналу (Рисунки 5j и 5k).Если на обоих концах есть щиты с заземленным сигналом, бегите в свою любимую политическую партию, предназначенную только для одного конца. (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. (Один из примеров — микросхема драйвера симметричной линии Analog Devices SSM-2142.Эти схемы, также называемые выходами с перекрестной связью, имитируют характеристики полностью сбалансированных трансформаторов и спроектированы таким образом, чтобы отрицательный выход мог замыкать 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 трехжильного разъема 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 шасси, 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 звуковое оборудование обычно оснащается трехжильным шнуром. Третий провод (зеленый) 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, высокая доступность и малый размер разъемов 1/4 «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 увеличению затрат 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.

«Скрытый» балансный ввод-вывод

Интересное решение для монофонического соединения включает неэкранированные симметричные каскады, как и большинство 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 моно 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.

Одно из преимуществ такой системы, помимо невозможности в полностью симметричных системах заземления сигнала по внешнему кабелю, состоит в том, 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 связан с обычным использованием 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 при соответствующем подключении каждого элемента оборудования в системе.

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 возникает. Никаких изолирующих трансформаторов или дополнительных решений не требуется.
Моно «кабели использовать нельзя. Так поступают немногие производители.

Для производителя доступно несколько вариантов подключения экрана.

  1. Сохраните или замените соединения экрана на массу 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 шасси. 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.
  2. 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.
  3. Предложите пользователю выбор подключения экрана.
    Предусмотрите оба варианта. Две независимые винтовые клеммы (один сигнальный, 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

Гнезда 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 предпочтительную схему подключения, и экран не может распылять ВЧ на корпус. Важно обеспечить защиту экрана вокруг сигнальных проводников до клемм ввода / вывода.Поэтому очень важно держать винт Pem рядом с клеммами.

Гнезда для монтажа в панель 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, калибр большим, 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 контролировать методы 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» должны быть предусмотрены отдельные входные и выходные перемычки (см. Рисунок 8).

Рис. 8. Соединения экрана, выбираемые пользователем.

Решение Neutrik

Neutrik AG, Лихтенштейн, предлагает разъемные 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 производителей и пользователей. [Популярные «комбинированные» розетки Neutrik — комбинированные розетки XLR и розетки 1/4 дюйма — обеспечивают эту функцию прокалывающего язычка.] К сожалению, в зависимости от доступной высоты в данном устройстве, эти разъемы не могут поместиться в едином пространстве стойки. блок 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 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. С появлением повсюду стандартизированных продуктов с сетевым управлением от нескольких производителей, настало время обратиться к этим основным функциям. Пользователи со «стандартизованными» системами межсоединений, разработанными с учетом потребностей пользователя, 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 и производителями.

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 гула 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 сигнального напряжения 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, рекомендуя 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 входных и выходных цепей, 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.

Ссылки

  1. Отт, Генри У., Методы снижения шума в электронных системах (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1976).
  2. Моррисон, Ральф, Методы заземления и экранирования в КИП (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1967).
  3. Моррисон, Ральф, Шум и другие мешающие сигналы (John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 1992).
  4. Гиддингс, Филип, Проектирование и установка аудиосистемы (Ховард В. Сэмс, 1990).
  5. Юнг, Уолт и Гарсия, Адольфо, Операционные усилители в цепях линейного драйвера и приемника, часть 2, (Analog Dialogue Vol. 27, No. 1, 1993).
  6. Уитлок, Билл, «Системные проблемы и производители оборудования» («Новости системного подрядчика», сентябрь 1997 г.).
  7. Перкинс, Кал, Методы измерения для отладки электронных систем и их взаимосвязи, (Труды 11-й Международной конференции AES, Портленд, Орегон, май 1992 г.).
  8. Sound System Interconnection, (Рейн, Мукилтео, Вашингтон, 1985).
  9. Метцлер, Боб, Справочник по измерениям звука, (Audio Precision, Портленд, Орегон, 1993).

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

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

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

% 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 п.
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 н.
0000004652 00000 н.
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! `

Как использовать экранированный кабель для улучшения интерактивного проекта
— неизолированный провод

Увеличьте производительность и надежность сенсора с помощью экранированного кабеля

В большинстве кабелей пластик или изоляционный материал покрывают центральный провод, защищая его механически, но не от электрических помех.В экранированных кабелях дополнительный слой металлического экрана окружает проводящий провод или провода внутри. Как следует из названия, экранированные кабели сводят к минимуму помехи и снижают чувствительность кабелей. Разница между экранированным и неэкранированным кабелем может повлиять на надежность амбициозного проекта Touch Board, такого как большая интерактивная стена.

Наш интерактивный настенный комплект включает специально разработанное оборудование и тщательно отобранные кабели для обеспечения максимальной производительности датчика. Но можно получить многие из преимуществ интерактивного настенного комплекта с сенсорной панелью и имеющимся в продаже экранированным кабелем, если вы готовы поработать.

В этом руководстве мы объясняем, как припаять экранированный кабель к сенсорной плате, поэтому для использования этого кабеля у вас должна быть возможность пайки. Интерактивный настенный комплект использует экранированный кабель через порт AUX в качестве соединения Plug and Play.

Прежде чем мы перейдем к руководству, давайте подробнее рассмотрим, почему экранированный кабель обеспечивает более стабильную и надежную установку.

Например, давайте представим, что сенсорная панель подключается к окрашенной краской Electric Paint с помощью длинного провода типа «крокодил».Как неэкранированный кабель, провод зажима типа «крокодил» не защищен ничем, кроме изоляционной пластмассовой оболочки. Эта пластиковая оболочка защищает провод от царапин и коррозии, но не от помех, создаваемых электрическими полями. Это может создать проблему в некоторых проектах, поскольку Touch Board использует емкостное зондирование для преобразования подушек Electric Paint в датчики.

Емкостное зондирование основано на создании тщательно контролируемого электрического поля. Если вы используете провод с зажимом типа «крокодил» для соединения между сенсорной панелью и вашей Electric Paint, как в нашем примере здесь, сам провод становится частью датчика.Без электрического экранирования провод создает электрическое поле, с которым вы можете взаимодействовать. Короче говоря, прикосновение к проводу зажима типа «крокодил» может вызвать событие на сенсорной панели Touch Board. Наверное, не то, что вы хотите. Так что же делать, если вы хотите протянуть длинный провод между сенсорной платой и площадкой для рисования Electric Paint? Здесь на помощь приходит экранированный кабель. Экранированный кабель будет фокусировать сигнал вашего датчика только на подушке Electric Paint, делая провод непроницаемым для ложных срабатываний от прикосновений или другого электрического оборудования.Экранированный кабель препятствует этому, создавая барьер, отделяющий электрическое поле, окружающее центральный провод, от всего, что находится снаружи. Давайте посмотрим, как встроить эту полезную функцию в проект.

Вам понадобится:

1 сенсорная плата

1 длина экранированного кабеля
1 паяльник и припой

Шаг 1 Выберите, какой экранированный кабель использовать

В экранированном кабеле используются два различных типа экрана кабеля: экран из фольги (экран из фольги) и экран в оплетке (экран в оплетке).На этом рисунке левый кабель использует фольгу, а правый кабель — оплетку. Для наших целей они оба одинаково хорошо защищают, и любой из них должен хорошо работать для вашего проекта.

Внутри экранированного кабеля есть по крайней мере один изолированный провод — например, у фольгового кабеля справа их три. В зависимости от того, сколько электродов вы хотите подключить к сенсорной плате, каждый из этих проводов должен быть припаян или прикреплен к сенсорной плате.

Если вы присмотритесь, вы также можете увидеть неизолированный провод, торчащий из каждого кабеля.Они отмечены белой стрелкой. Это дренажное соединение с экраном, которое позволяет заземлить фольгу или оплетку. Не каждый экранированный кабель имеет дренажный провод, поэтому убедитесь, что он есть. Как правило, лучше работают экранированные кабели с более толстым внутренним проводником с сопротивлением около 30 миллиом на метр. Поиск экранированного кабеля может быть трудным, потому что иногда спецификации и конструкция недостаточно хорошо описаны. Наш лучший совет — приобрести несколько образцов длины у дистрибьютора электроники или оборудования и провести несколько тестов, прежде чем переходить к большому количеству образцов для вашего проекта.

Шаг 2 Припаяйте экранированный кабель

Самый важный шаг — заземлить заземляющий провод экранированного кабеля. Припаяйте заземляющий провод к земле Proto Shield. Вставьте провод в винтовой зажим и прикрутите его.

На другом конце кабеля вам нужно прикрепить провод в любом месте, где вы хотите, чтобы он подсоединялся, например, к зажиму типа «крокодил». Важно: не припаивайте дренажный провод к этому концу кабеля.После того, как вы припаяли провод заземления и подключили датчик, включите сенсорную плату. Сенсорная панель Electric Paint должна по-прежнему работать, а прикосновение к кабелю не должно вызывать реакции сенсорной панели.

Шаг 3 Интеграция экранированного кабеля в ваш проект

Когда вы начнете добавлять в свой проект экранированный кабель, вы должны запомнить несколько практических правил. Экран увеличивает емкость кабеля, что снижает чувствительность и уменьшает сигнал.Чем длиннее кабель, тем хуже этот эффект. Если вы пытаетесь обнаружить близость на конце экранированного кабеля, это будет очень сложно. Как правило, от трех до пяти метров — это самый экранированный кабель, который вы, вероятно, сможете использовать для сенсорных приложений.

Вы можете протестировать этот эффект и настроить свой проект с помощью нашего инструмента Grapher. Используйте Grapher, чтобы визуализировать датчик. Обязательно посмотрите это руководство, чтобы узнать, как его настроить. Затем вы также можете изменить чувствительность платы, чтобы максимально увеличить производительность с помощью экранированного кабеля.