Заземление – что это простыми словами и для чего нужно, как работает
Тело человека – хороший проводник электрического тока. Самыми высокими показателями электропроводности обладают мышцы и подкожная-жировая клетчатка, то есть как раз те места, которые первыми контактируют с внешним источником тока, будь то оголенный провод или неисправный электроприбор.
Ток проникает в тело через поры и каналы потовых желез, поэтому очевидно, что сухая кожа отличается более высоким сопротивлением, чем влажная. Так, при контакте с напряжением 220 В значение силы тока, воздействующей на мокрый кожный покров, составляет порядка 220 мА. При такой электротравме смерть наступает мгновенно, учитывая, что опасным для организма считается показатель уже в 15мА, а смертельном опасным – 100 мА.
Это доказывает необходимость разработки мер, которые предотвращают случайное поражение электрическим током во всех областях человеческой деятельности, как на производстве, так и в быту. Одна из таких мер – установка заземляющих устройств (ЗУ).
Что такое заземление
Если говорить простыми словами, это защитная система, которая предотвращает от ударов током при прикосновении к металлическим частям оборудования, находящегося под напряжением. Вся конструкция состоит из следующих частей:
- Металлический контур
- Заземляющая шина
- Разводка проводов заземления
Контур представляет собой 4-6 штырей (электродов), забитых в грунт и соединенных между собой металлическими полосами. Необходимая глубина заземляющего устройства – 2,5-3 метра, то есть ниже уровня промерзания почвы. Это требуется для того, чтобы даже зимой контур получал доступ к влаге, проводящей ток.
Вверху одного вертикального электрода располагается «контактная зона» (чаще всего в виде болта с резьбой), от которой берет начало медная шина, ведущая в специальную планку в распределительном щитке.
От главной заземляющей шины, в свою очередь, расходятся медные жилы к розеткам потребителей. Эти провода, по сути, отвечают за подключение заземления – к примеру, в современных домах разводка от щитка выполняется трехжильным кабелем, где одна из жил – желто-зеленого цвета – отведена «под землю».
Рис 1. Устройство заземления. а) – заземление в линию; б) – контур заземления
Требования к заземлению
Обеспечение безопасности потребителя при работе с электрическими приборами – приоритетная задача производителей и эксплуатантов электроустановок, поэтому в этой сфере действует ряд норм и правил. Отметим основные:
- Заземлять нужно все, что имеет металлический корпус: котлы, станки, насосы, инструменты, оборудование;
- Штыри и соединения контура должны отличаться антикоррозионностью и износостойкостью, что обеспечивается правильным выбором материала и диаметра – например, для этих целей нередко используется нержавеющая сталь с поперечным сечением не менее 90 кв. мм;
- Заземлители должны всегда находиться во влажной почве – для этого нужно учесть географические, климатические и геологические особенности региона и выбрать правильную глубину размещения металлических электродов.
Почему человека бьет током
Смоделируем ситуацию:
- В бытовом электрическом приборе, установленном без заземления (к примеру, в стиральной машине), нарушилась целостность проводки. Причины могут быть любые – естественный износ, механические повреждения, вредительство насекомых или грызунов.
- В результате на корпусе агрегата скапливается электрический разряд.
- Человек прикасается к устройству и получает удар током.
Важно понимать, что ток при этом движется по замкнутой цепи, где тело человека выступает как одно из звеньев. Если бы мы, скажем, летали по воздуху, то электрические травмы были бы нам практически не страшны – посмотрите на птиц за окном: они спокойно сидят на высоковольтных проводах, не догадываясь о смертельной опасности.
Однако мы, в отличие от птиц, ходим по земле, которая, в свою очередь, считается идеальной точкой с нулевым потенциалом. Получается, что тело человека выступает как проводник, по которому электрический ток от неисправного электроприбора или оголенного провода устремляется к земле, чтобы уравнять количество заряженных частиц в этих двух точках, как того требуют законы природы.
Как работает заземление
Ток движется по пути наименьшего сопротивления. Этот простой принцип лежит в основе работы заземления: наш кожный покров обладает более высоким сопротивлением, чем металлический провод, поэтому при касании поверхности под напряжением ток сразу уходит в землю, не причиняя человеку вреда. Это главное, что нужно понимать о работе ЗУ.
Есть и еще один фактор, который обеспечивает работу заземления – бесконечно обширное «сечение» грунта. Обратимся к физике: ток, уходя во влажную почву, запускает цепную реакцию ионов, которые передают энергию все дальше и дальше, практически до бесконечности. Чем больше электрически заряженных частиц (ионов) участвует в процессе, тем быстрее передается энергия, рассеивается ток и, следовательно, тем эффективнее работает заземление. Добавим, что здесь немаловажную роль играет и достаточный диаметр металлических электродов, входящих в контур заземляющего устройства.
Заземление и зануление – в чем отличие
Кроме установки ЗУ, существует еще один способ, защищающий человека от удара током от неисправных электроустановок. Это зануление (другое название: заземление на ноль). Его суть в том, что при возникновении неисправности возникает короткое замыкание, что приводит к отключению автомата-предохранителя. Технически это реализовано так: корпус электроустановки соединяется с нейтралью источника питания, то есть с заземленной точкой трансформатора.
Простыми словами, разница между занулением и заземлением в том, что в первом случае питающая цепь отключается из-за превышения токовой уставки автомата, а во втором – опасный ток отправляется в грунт и «растекается» в его влажной среде.
В многоквартирных высотках заземлять электроприборы технически сложно, поэтому здесь чаще всего используется зануление (наряду с УЗО). В частных домах, наоборот, удобнее всего сделать систему заземления.
Для чего применяются УЗО и дифавтоматы
Эксплуатация заземляющих устройств невозможна без дополнительных приборов. К главным из них нужно отнести устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы. Несмотря на внешнюю схожесть, они используются для разных задач:
- УЗО отключается в момент появления в сети так называемого тока утечки, который может привести, с одной стороны, к возгоранию (при повреждении электропроводки изоляция начинает сильно греться), а с другой – к удару током, если человек дотронется до неисправного оборудования. УЗО всегда работает «в связке» с обычным автоматом.
- Дифференциальный автомат соединяет в себе функции устройства защитного отключения и автомата, то есть он защищает систему электропроводки от перегрузок и коротких замыканий, а человека – от электрических травм.
Таким образом, заземление представляет собой металлический провод, уходящий в почву и предназначенный для «утекания» тока в землю при возникновении неисправности в системе электроснабжения.
устройство, принцип действия и назначение
Электричество – лучший друг и злейший враг человека. Безусловно, сейчас представить без него жизнь практически невозможно. К сожалению, не обошлось и без плохих моментов, таких как поражение электрическим током. Вас может ударить током, если вы коснетесь не только оголенной токоведущей части, но и безобидного с виду корпуса электроприбора. В этой статье мы постараемся объяснить простым языком, что такое заземление и для чего оно предназначено. Кроме того мы рассмотрим, что такое дифавтомат и УЗО и для чего их используют.
Определение понятия
Если сказать кратко и простыми словами, то:
Заземление – это устройство, которое защищает человека от поражения электрическим током, если всё электрооборудование соединено с землей. В аварийной ситуации опасное напряжение «стекает» на землю.
Защита – основное назначение заземления. Оно заключается в подключении дополнительного, третьего заземляющего проводника в проводку, который соединен с таким устройством, как заземлитель. Он, в свою очередь, имеет хороший контакт с землей.
Заземление бывает рабочим и защитным по назначению. Рабочее нужно для нормального функционирования электроустановки, защитное нужно для обеспечения электробезопасности (предотвращения поражения электрическим током).
Обычно заземление (заземлитель) выглядит как три электрических прута вбитых в землю, на одинаковом расстоянии друг от друга, расположенных в углах равностороннего треугольника. Эти пруты соединены между собой металлической полосой. Вы могли видеть такие пруты около домов и сооружений.
Также вы могли заметить, что на стенах многих зданий внутри или снаружи закреплены металлические полосы, иногда выкрашенные желтыми и зелеными чередующимися полосами – это заземляющая шина, она тоже соединена с заземлителем. Заземляющая шина нужна для того, чтобы не тянуть от каждой электроустановки заземляющий провод.
Третий проводник обычно соединяется с корпусом электрических приборов, обеспечивая защиту от появления на нем опасного напряжения. В кабелях он обычно имеет меньшее сечение, чем соседние «рабочие» жилы и другой цвет изоляции – желто-зеленый.
О том, какие виды заземления бывают, вы можете узнать из нашей отдельной статьи: https://samelectrik.ru/osnovnye-tipy-sistem-zazemlenija.html
Требования к заземлению
Требования к защитному заземляющему контуру заключаются в следующем:
- Заземлены должны быть все электроустановки, в том числе металлические дверцы электрошкафов и щитов.
- Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом в электроустановках с заземляющей нейтралью.
- Необходимо использовать системы уравнивания потенциалов.
Мы разобрались что такое заземление, теперь поговорим о том для чего оно нужно.
Почему человека бьёт током
Рассмотрим две типовых ситуации, когда вас бьет током:
- Стиральная машинка исправно выполняла свою работы, а когда вы захотели её отключить – почувствовали, что её корпус «щипает» вас. Или еще хуже, когда вы к ней прикоснулись – вас серьезно «дёрнуло».
- Вы решили принять ванну, включили воду, взявшись за кран, вы почувствовали такое же действие электричества – пощипывание или сильный удар.
И та и другая ситуация решается подключением заземления к корпусам приборов и всех металлических частей в ванной комнате и установкой УЗО или дифференциального автомата на вводе электроэнергии в дом или на группу потребителей.
Как работает заземление
Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.
Если заземление или зануление электрооборудования отсутствует, то при касании человеком поврежденного прибора может возникнуть напряжение прикосновения (разность потенциалов на поверхности между точками касания). При нахождении рядом с поврежденным оборудованием может возникнуть шаговое напряжение (разность потенциалов между ступнями, соприкасающимися с землей). Напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут иметь опасное для человека значение. Чтобы уменьшить их значение до безопасной величины, применяется защитное заземление.
Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.
Так вот принцип работы заземления заключается в следующем: к заземлителю подключаются корпуса всех электроприборов, дополнительно устанавливается УЗО. В случае возникновения опасного напряжения на корпусе заземление всегда притягивает опасный потенциал к безопасному потенциалу земли и напряжение «стекает» на заземление.
Для чего применяются УЗО и дифавтоматы
Простое заземление устройств – это хорошо, но еще лучше обеспечить дополнительную защиту. Для этого придумали устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы.
Дифавтомат – это устройство, которое в своём корпусе объединяет УЗО и обычный автоматический выключатель, так вы сэкономите место в электрощите.
УЗО – реагирует только на токи утечки. Принцип его работы такой: оно сравнивает количество тока через фазный и через нулевой провод, если часть тока утекла на землю, то оно моментально реагирует, отключая цепь. Их отличают по чувствительности от 10 до 500 мА. Чем чувствительнее УЗО, тем чаще оно будет срабатывать, даже при незначительных утечках, но не стоит устанавливать слишком грубое УЗО для дома.
Принцип работы защищенной цепи простым языком:
Когда на корпус заземленного электрооборудования попадает фаза, между фазным проводом и корпусом начинает протекать ток. Тогда УЗО замечает, что по фазному проводу прошел ток, часть тока куда-то делать и по нулевому проводу вернулся меньший ток, после чего эта цепь обестачивается. Так вы защищены от удара током.
Если установить УЗО в двухпроводной электроцепи без заземляющего проводника и где-то появится возможность утечки тока, оно сработает только после того как вы коснетесь этого места и ток утечет на землю через вас. В таком случае вы тоже будете в безопасности.
Также рекомендуем просмотреть видео, на котором более подробно рассказывается, для чего нужно заземление электроприборов:
Это и все, что мы хотели рассказать касаемо данного вопроса. Теперь вы знаете, что такое заземление, когда и как оно устанавливается и для чего служит. Надеемся, информация была изложена для вас понятно и доступно!
Что такое заземление — определение
Электричество служит на благо людям уже не первое десятилетие, и без него невозможно представить себе жизнь современного человека. Однако, электрический ток может подарить нам не только комфорт, но и быть весьма опасным, поэтому инженеры используют множество систем, предохраняющих человека от поражения им. Одной из таких систем является заземление
Заземление – электрическое соединение элементов электрических машин, аппаратов, приборов и т.п. с землей с целью защиты людей от поражения электрическим током или защиты электроприборов. Основным показателем качества заземления является его сопротивление. Чем ниже значение напряжения на заземляющем устройстве по отношению к напряжению, стекающему в землю, тем лучше.
Виды заземления.
- Рабочее, которое также называют функциональным, служит для обеспечения нормальной работы электроприбора, на корпусе которого не должно быть даже минимального электрического потенциала. Оно направлено лишь на обеспечение бесперебойной работы электроустановок или иного оборудования в их обычном режиме, и не преследует целей электробезопасности.
- Защитное служит для обеспечения электробезопасности. Благодаря защитному заземлению электроустановки или электрические сети становятся устойчивыми к воздействию повышенных напряжений и токов. Также это защищает и людей, работающих с подобными объектами.
Заземление и заземляющее устройство.
- Процесс заземления – это соединение специального устройства (заземляющее устройство или ЗУ) с любой точкой электроустановки, сварочного оборудования или электрической сети.
- Заземляющее устройство (ЗУ) – это совокупность одного или нескольких заземлителей с заземляющими проводниками.
- Заземлитель – токопроводящая часть (или совокупность нескольких частей, соединенных между собой), находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду. Изготавливают их из стали, реже используется медь.
- Заземляющий электрод – проводящая часть или совокупность частей, которая служит для соединения заземлителя с заземляемой частью электрооборудования или электросети. Заземляющий электрод практически не имеет отличий от заземлителя, и также изготавливается из стали.
Для обеспечения безопасной работы сварочных агрегатов Shindaiwa предусмотрены система защиты от поражения электрическим током и специальные клеммы заземления (см. системы безопасности для DGW310, DGW400, DGW500). Все клеммы заземления должны быть заземлены, как указано в инструкции по эксплуатации. Даже если один из всех зажимов останется разъединенным по ошибке или случайно, это намного опаснее для человека травмами или ожогами, чем реле с замыкающими контактами, так как ток утечки неизбежно проходит через тело. Даже если все зажимы нагрузок замкнуты на землю, зажим заземления кожуха (крышки) должен быть также заземлен.
Дата публикации: 01 01 1970 г. ✎
Дата последнего изменения: 01 01 1970 г.
Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1) / Хабр
Мой рассказ будет состоять из трёх частей.
1 часть. Заземление
(общая информация, термины и определения)
2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)
3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)
В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.
Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.
Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.
Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.
Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.
1 часть. Заземление
В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.
А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Б2. Защитное заземление
Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
В3. Расчёт сопротивления заземления
А. Термины и определения
Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.
Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).
И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.
Заземление
— преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).
Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.
Заземляющее устройство
— совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).
Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.
На рисунке оно показано толстыми красными линиями:
Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1. 7.15).
Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.
Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.На рисунке он показан толстыми красными линиями:
Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).
Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.
Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).
Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)
Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.
На рисунке они показаны толстыми красными линиями:
Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.
Контур заземления — “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.
На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,
а контур заземления — толстыми красными линиями:
Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности
прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).
Б. Назначение (виды) заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).
Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.
Б2. Защитное заземление
Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1. 7.29).
Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.
Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:
- в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
- в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
- в составе электросети объекта
Б2.1. Заземление в составе молниезащиты
Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.
Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).
При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.
Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).
Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.
Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)
УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.
Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).
Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.
Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник (
wiki
), рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.
При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд 🙂 между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).
Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.
Б2.3. Заземление в составе электросети
Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.
Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.
Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.
Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.
Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
Сопротивление в основном зависит от двух условий:
- площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
- электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.
Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт).
Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.
(Пример оказался неграмотным. Спасибо
SVlad
— комментарий:
habrahabr.ru/post/144464/#comment_4854521
)
Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.
Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.
(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов, используемых в расчётах заземляющих устройств).
Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.
Для ориентирования приведу следующие значения:
- для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
- при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
- для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
- у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1. 7.101)
- у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
- для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
- при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
- при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)
В3. Расчёт сопротивления заземления
Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.
Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.
Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:
Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.
В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.
Строительство заземлителей
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.
В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т. п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.
Подробнее о строительстве — в следующих частях.
Продолжение:
Алексей Рожанков, специалист технического центра «
ZANDZ.ru
«
При подготовке данной части использовались следующие материалы:
- Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
- Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
- ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)
Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить) - Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 (гуглить)
- Собственный опыт и знания
Всё о проводе заземления
Провод заземления — это провод предназначенный для преднамеренного электрического соединения определенной точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим контуром.
Электрические установки, в большинстве своем, всегда заземляются при помощи специального провода заземления. Провод заземления призван соединить проводящие элементы установки с землей, имеющей изначально нулевой потенциал, и тем самым создать безопасный нулевой потенциал на заземляемом элементе.
Главное назначение провода заземления — защитить человека от поражения электрическим током, если питающее установку фазное напряжение по какой-то причине попадет на ее корпус.
В качестве примера можно привести стиральную машину, в проводке которой со временем повредилась изоляция и оголенный фазный провод в определенный момент соприкоснулся с ее металлическим корпусом бытового прибора.
В этом случае человек попадает под угрозу, так как коснувшись корпуса машины, он получит электротравму, поскольку ток потечет через его тело стремясь в направлении земли, а ведь человек стоит практически на полу, который не всегда оказывается надежно изолирован от заземленных проводящих предметов, тех же батарей отопления или арматуры.
Здесь следует понимать, что даже небольшой переменный ток, порядка 60 мА, способен оказаться для человека смертельным, особенно если данный ток пройдет через сердце.
Чтобы полностью исключить риск электротравмы и летального исхода, бытовые и промышленные электроустановки всегда оснащаются заземляющим проводом.
Данный провод электрически соединяет все проводящие элементы установки, которые в штатном режиме не должны быть под напряжением, с контуром заземления, имеющим нулевой потенциал. В этом случае, при пробое фазы на корпус (или на другую защищенную заземлением проводящую часть прибора), ток сразу потечет в землю по пути наименьшего сопротивления, то есть через провод заземления. И если в цепи есть устройство защитного отключения (УЗО), то и оно обязательно сработает.
Прежде всего, в большинстве установок, назначение провода заземления — защита человека, однако в некоторых случаях заземление необходимо для обеспечения нормальной работы электроприбора. Таким образом, провода заземления подразделяются на защитные и рабочие.
В любом случае проводник заземления, будь он рабочим или защитным, должен быть правильно смонтирован и обязан соответствовать неким требованиям. Данные требования определяются условиями эксплуатации установок и режимами их работы. В конце концов есть конкретные критерии, которые рассмотрим ниже.
Требования к проводу заземления
Если защищаемое оборудование, а прежде всего — его корпус, установлен стационарно и не предполагает частого перемещения с места на место, то в качестве заземляющего используют одножильный однопроволочный провод.
Если же заземляется например дверца щитка, которая время от времени движется, то здесь нужен гибкий многожильный провод.
Когда защитный проводник прокладывается по корпусу оборудования или укладывается открыто, он должен всегда быть в изоляции. При скрытой проводке допускается голый проводник.
Когда однофазная проводка еще только монтируется, целесообразно выполнить ее трехжильным кабелем, один из проводников в котором будет являться защитным, заземляемым, если же речь о трехфазой системе, то используют пятижильный кабель. В случае если проводка уже проложена, а заземление отсутствует, проводник заземления прокладывают отдельно.
Роль сопротивления
Очень важно чтобы электрическое сопротивление провода заземления было небольшим. По этой причине чаще всего в качестве проводов заземления используют проводники с медными жилами, так как медь отличается большей удельной проводимостью нежели алюминий или сталь.
Омическое сопротивление контура заземления вместе с подключаемым к нему проводником заземления крайне важно. Здесь влияют такие факторы как: сечение провода, переходное сопротивление в местах контакта проводника с оборудованием и с контуром заземления (болты, сварка) и контура заземления — с грунтом.
В зависимости от типа электроустановки, от величин фазных и линейных напряжений, согласно ПУЭ 1.7.101 — 1.7.103, требования к сопротивлению предъявляются следующие:
Кстати, согласно ПУЭ 1.7.121, в качестве проводников заземления можно использовать не обязательно отдельно прокладываемые медные провода, допускается использовать и проводящую бронированную оболочку кабеля, (прямое назначение которой — защита кабеля от механических повреждений) а также лотки, короба, рельсы, балки, и части конструкции сооружений, за исключением (согласно ПУЭ 1. 7.123) металлических частей труб водоснабжения и газопроводов, а также арматуры, входящей в основу железобетонных конструкций.
Цветовая и буквенная маркировка провода заземления
Чтобы провод заземления можно было легко узнать и отличить от других проводов, ему соответствует индивидуальная цветовая и буквенная маркировка, данное положение регламентировано ПУЭ 1.1.29. Буквы РЕ, наносимые на клеммы, концы кабеля и схемы, обозначают землю.
Характерный цвет провода заземления — желто-зеленый, полосы желтого и зеленого цвета наносятся обычно по всей длине изоляции провода, либо в другой конфигурации, но так, чтобы эти два цвета были легко узнаваемы.
В некоторых сетях защитный заземляющий проводник совмещен с нулевым проводником. Но нулевой проводник, согласно ПУЭ 1.1.29, маркируется синим цветом и имеет обозначение N. Однако в случаях когда данные проводники совмещены, цветовая маркировка будет сочетать в себе синюю и желто-зеленую изоляцию.
Буквенное же обозначение будет заменено на РЕN. Данная маркировка не относится непосредственно к шинам питания, так как красный, желтый и зеленый обозначают в этом случае фазы, а нулевой проводник может быть бесцветным. В составе кабеля шина PE окрашивается черный цвет.
Сечение провода заземления
С активным сопротивлением провода заземления напрямую связаны эффективность и скорость срабатывания УЗО, а значит и надежность защиты человека от поражения электрическим током. Следовательно сечение провода заземления обязано соответствовать рабочим параметрам той линии, к которой данное заземление относится.
Практически проводник заземления не призван выдерживать такую значительную нагрузку, какую должны нести фазные проводники и нулевой проводник. По этой причине сечение проводника заземления принимается немного меньшим.
В соответствии с ПУЭ 1.7.126, площадь сечения проводника заземления PE принимается исходя из площади фазных проводников конкретной рассматриваемой линии. Так, если сечение фазного провода меньше 16 кв.мм, то сечение проводника заземляющего должно быть аналогичным.
Если фаза обладает сечением от 16 до 35 кв.мм, то сечение проводника заземления не может быть меньше 16 кв.мм. Если же фазные проводники отличаются сечением превосходящим 35 кв.мм, то сечение проводника заземления не может быть менее половины сечения такого фазного проводника. Кроме того целесообразно воспользоваться формулой для более точного определения сечения проводника заземления, дабы сэкономить материалы:
Здесь в расчет принимается величина тока короткого замыкания I, время срабатывания защитного устройства t, а также коэффициент С, характеризующий материал проводников и его изоляцию.
Подключение провода заземления
Прежде чем осуществить подключение провода заземления, находят и обозначают выводы всех жил кабеля с двух концов. Жилы легко найти по цветовым маркировкам. Фазные проводники имеют разнообразную цветную маркировку.
Синий или голубой — это нулевой проводник. Заземляющий же проводник всегда выделяется желто-зеленым или ярко-зеленым цветом. Если нет уверенности в соблюдении стандарта и порядка монтажа по маркировкам, провода стоит сначала прозвонить.
Когда все проводники надлежащим образом идентифицированы, приступают к подключению проводника заземления. Здесь обязательно применение обжима, опрессовки, пайки, наконечника или затяжки винтом с гайкой. Скрутка недопустима.
При соединении проводников из разных металлов (например медного и алюминиевого) — пользуются обжимной гильзой. После выполнения соединения проводников между собой, провод заземления подключают с одной стороны к контуру заземления, с другой — к корпусу защищаемого оборудования.
Ранее ЭлектроВести писали, что луганские энергетики объявили амнистию своим сотрудникам, которые воруют электроэнергию. Если сотрудник до 30 ноября придет с повинной, что он воровал электроэнергию, ему просто выпишут штраф. Если нет, к штрафу добавится еще и увольнение. Факты воровства электричества не единичны. Люди воруют ток у соседей, на предприятиях, или просто из сети.
По материалам: electrik.info.
Заземление, меры электробезопасности
Электропроводка
Электроустановки зданий
|
Термины и определения
|
ЗАЗЕМЛЕНИЕ — что это такое и как его правильно монтировать
Термин «контур заземления» постоянно используется в электромонтажных работах, но, как показывает практика, не многие наши клиенты хорошо себе представляют что это такое. Иногда нам приходится доказывать клиенту, что у него должно быть заземление, и что это не «развод» на дополнительную работу, а требование ПУЭ (правила устройства электроустановок). Давайте рассмотрим, что такое контур заземления, как он выглядит и какие функции выполняет.
Если придерживаться правил, то правильно будет говорить не «контур заземления», а «устройство защитного заземления».
Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции (ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ). Исходя из этого определения следует, что все металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, подлежат заземлению.
КОНТУР ЗАЗЕМЛЕНИЯ ВЫПОЛНЯЕТ ФУНКЦИЮ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
Заземление — это преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством какой-либо части электроустановки. «Заземляющее устройство» — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников. «Заземлитель» — это проводник (электрод) или несколько проводников (электродов) соединенных между собой, находящихся в прямом соприкосновении с землёй. Заземлители делятся в свою очередь на Искусственные заземлители и Естественные заземлители. К искусственным заземлителям относятся заземлители, которые выполняют специально для заземления. К естественным заземлителям относятся электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для целей заземления, и находящиеся в соприкосновении с землёй (например трубы водопровода, арматура фундамента и т.п.). Запрещается использовать в качестве естественного заземлителя трубы с легковоспламеняющимися жидкостями и газами. Защитное заземление электроустановок выполняется обязательно если: 1. Напряжение электроустановки при переменном токе равно или выше 380 В, при постоянном токе 440 В и выше; 2. В помещениях с повышенной опасностью и в наружных установках при переменном токе от 42 В, при постоянном токе от 110 В.
В сетях напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью источника питания заземление корпусов электроустановок осуществляют путем соединения их с нулевым защитным проводом сети (зануление). Зануление по сути — частный вид заземления, давайте разберем его чуть подробнее. Основное отличие зануления от классического заземления заключается в том, что при заземлении безопасность обеспечивается благодаря быстрому снижению напряжения электрического тока (ток «уходит в землю»). А при занулении безопасность обеспечивается путем отключения участка цепи, в котором случился пробой изоляции. ПУЭ запрещают в сетях с глухозаземленной нейтралью выполнять защитное заземление отдельных корпусов электроприемников без присоединения их к нулевому проводу, то есть обязывает занулять их. Если отдельные корпуса электрооборудования будут только заземлены, то в случае замыкания на такой корпус образуется замкнутая цепь через два последовательных заземления — рабочее заземление нейтрали источника питания и защитное заземление упомянутого корпуса. При этом ток в цепи может оказаться меньше уставки защитного аппарата и отключения не произойдет. В этом случае появится напряжение относительно земли как на корпусе электроприемника с поврежденной изоляцией, так и на всех других корпусах с исправной изоляцией, что недопустимо.
Для заземления электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Если при этом сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимые значения, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве, то искусственные заземлители должны применяться лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям или стекающих с них. Чаще всего встречаются электроустановки с напряжением 380 В и 220 В, сопротивление заземляющего устройства в таких электроустановках должно быть не более 4 и 8 Ом соответственно, такое сопротивление должно быть обеспечено с учётом использования естественных заземлителей. Заземляющее устройство может выполняться как в виде треугольника, так и в виде линейного расположения электродов. Глубина залегания заземляющего устройства находится примерно на глубине от 0,4 м до 1 м, длина вертикальных электродов составляет от 1,5 м до 3 м., в зависимости от удельного сопротивления грунта и глубины залегания заземляющего устройства. Материал из которого изготавливается заземляющее устройство, как правило, это стальная толстостенная труба с толщиной стенки не менее 3,5 мм и диаметром 32 мм, либо стальной уголок толщина не менее 4мм и ширина полки не менее 40 мм. (для вертикального проводника (электрода), и стальная полоса или пруток с сечением не менее 160 мм.кв., например стальная полоса 4х40мм, ( для горизонтального проводника). В случае установки электроустановки (щита, ВРЩ) на трубостойку и при питании его по ВЛ (воздушной линии), в качестве заземляющего устройства можно использовать саму трубостойку, если она выполнена из стали и заглублена не менее чем на 1,5 метра в землю. Если же трубостойка или опора, на которой установлено электрооборудование, выполнена из не проводящего ток материала, то необходимо выполнить в непосредственной близости к данной опоре устройство заземления, чтобы оно соответствовало правилам и нормам ПУЭ. При заводке кабеля или ВЛ в здание или дом, для каждого здания или дома должно быть предусмотрено наличие защитного заземления на вводе. Как его выполнить, если в непосредствееной близости от дома сделан так называемый «Треугольник»? А очень просто — путём прокладки горизонтального проводника до цоколя здания стальной полосой. К стальной полосе на конце (на цоколе фундамента) приваривают болт. Болт используется для соединения заземляющего устройства с электроустановкой проводом, и для измерения сопротивления контура заземления на растекание и металлосвязь. Ввод заземляющего проводника в дом (от болта на стальной полосе цоколя до ВРЩ) обычно выполняют проводом, причем провод должен иметь желто-зелёную полосатую расцветку, а его сечение должно быть не менее сечения фазного проводника, но не меньше 6 мм.кв.
При правильном монтаже устройства защитного заземления, если монтажник не поленился сделать все на совесть, не сэкономил на длине вертикальных заземлителей и правильно выбрал сечение проводников, замеры покажут нормальные значения. При сопротивлении контура заземления более 4 и 8 Ом (для сетей 380 и 220 В соответственно) эксплуатация электроустановки небезопасна. При организации заземления своей электроустановки обращайтесь к профессионалам.
Группа компаний «ЭЛЕКТРОСЕТЬ» выполняет работы по профессиональному монтажу систем защитного заземления.
Электрическое заземление | HowStuffWorks
Когда речь заходит об электричестве, вы часто слышите об электрическом заземлении или просто заземлении. Например, электрический генератор скажет: «Перед использованием обязательно подключите его к заземлению», или прибор может предупредить: «Не используйте без соответствующего заземления».
Получается, что энергокомпания использует Землю как один из проводов в энергосистеме. Планета является хорошим проводником, и она огромна, так что это удобный обратный путь для электронов.«Земля» в распределительной сети — это буквально земля, которая окружает вас, когда вы идете на улицу. Это грязь, камни, грунтовые воды и так далее.
Если вы посмотрите на опорную стойку, вы, вероятно, сможете заметить оголенный провод, идущий вниз по стороне опоры. Это подключает заземляющий провод антенны непосредственно к земле. На каждой опоре электросети на планете есть такой неизолированный провод. Если вы когда-нибудь наблюдали, как электроэнергетическая компания устанавливает новый столб, вы увидите, что конец этого неизолированного провода прикреплен в виде катушки к основанию столба.Эта катушка находится в прямом контакте с землей после установки столба и находится под землей на глубине от 6 до 10 футов (от 2 до 3 метров). Если вы внимательно осмотрите полюс, вы увидите, что провод заземления, проходящий между полюсами, прикреплен к этому прямому соединению с землей.
Точно так же возле измерителя мощности в вашем доме или квартире есть медный стержень длиной 6 футов (2 метра), вбитый в землю. К этому стержню подключаются заземляющие вилки и все нейтральные вилки каждой розетки в вашем доме.Об этом также говорится в нашей статье «Как работают электросети».
Перейдите по ссылкам ниже, чтобы узнать больше об электричестве и его роли в технологиях и мире природы.
Статьи по теме
Дополнительные ссылки
Источники
- «Электричество». Британская энциклопедия. 2008. (17 декабря 2008 г.) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/182915/electricity
- Gundersen, P. Erik. Удобная книга ответов по физике. Visible Ink Press.2003.
- «Майкл Фарадей». Британская энциклопедия. 2008. (17 декабря 2008 г.) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/201705/Michael-Faraday
- Расенбергер, Джим. «Городская тактика; Fade to Black». Газета «Нью-Йорк Таймс. 2 января 2005 г. (17 декабря 2008 г.) http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9804EEDC1439F931A35 752C0A9639C8B63 & sec = & spon = & pagewanted = 1
- Раддик, Николас. «Жизнь и смерть от электричества в 1890 году: Преображение Уильяма Кеммлера».«Журнал американской культуры. Зима 1998 года.
- Уилсон, Трейси В.« Как работают магниты ». HowStuffWorks.com. 2 апреля 2007 г. (17 декабря 2008 г.) https://science.howstuffworks.com/magnet. htm
- Райт, Майкл и Мукул Патель, ред. Как все работает сегодня. Crown Publishers. 2000.
Введение в заземление: заземление, общее заземление, аналоговое заземление и цифровое заземление
Узнайте об основах заземления, заземления и символов заземления. Не все основания одинаковы.В этой статье мы обсудим заземление, общее заземление, аналоговое заземление и цифровое заземление.
Что такое земля?
В электронике и электротехнике принято определять точку в цепи как точку отсчета. Эта контрольная точка известна как земля (или GND) и несет напряжение 0 В. Измерения напряжения являются относительными. То есть измерение напряжения необходимо сравнить с другой точкой в цепи. В противном случае измерение бессмысленно.
Опорная точка земли часто, но не всегда — подробнее об этом позже — представлена стандартным символом земли. См. Рисунок 1.
Рисунок 1. Символ общего заземления.
Обычно эта контрольная точка является базой для всех других измерений напряжения в цепи. Однако не все измерения напряжения берутся из этой контрольной точки. Например, если бы вы измеряли напряжение на верхнем резисторе в резистивном делителе напряжения, вашей точкой отсчета не было бы заземления.См. Рисунок 2.
Рисунок 2. Не все измерения напряжения относятся к земле.
Земля Земля
Земля Земля в точности так, как звучит. Это земля, физически (и электрически) подключенная к земле через проводящий материал, такой как медь, алюминий или алюминиевый сплав.
Истинное заземление, как определено Национальным электрическим кодексом (NEC), состоит из токопроводящей трубы или стержня, физически вбитой в землю на минимальную глубину 8 футов.
Земля представляет собой электрически нейтральное тело, и благодаря практически бесконечному состоянию нейтральности Земли, она невосприимчива к электрическим колебаниям. Однако следует отметить, что «устойчивость земли к колебаниям электрического тока» на самом деле является обобщением. На самом деле, земля — довольно сложный объект, учитывая все переменные и материалы, из которых состоит Земля. И электрический потенциал Земли действительно испытывает некоторые изолированные области изменения из-за таких событий, как, например, удары молнии.Столбы электропередач, которые натянуты по всему району, также заземлены. На рисунке 3 показан заземляющий провод, прикрепленный к силовой опоре.
Рисунок 3. К полюсам питания подключены заземляющие провода.
Третий контакт на электрических розетках (см. Рисунок 4) физически заземлен.
Рис. 4. Третий контакт розетки 110 В переменного тока.
Это выходное соединение с заземлением обеспечивает, например, средство для подключения испытательного оборудования к заземлению — заземляющий (зеленый) провод от шнура питания подключается к внутренней раме или шасси оборудования. А при подключении различных частей испытательного оборудования к заземлению все они подключаются к общей точке заземления и, следовательно, имеют общую точку отсчета. Вы можете проверить это, измерив сопротивление между клеммами заземления любых двух единиц испытательного оборудования.
Этот общий вывод выводится для пользователя как вывод заземления. Примечание: корпус вашего настольного компьютера также подключен к заземлению.
Рис. 5. Испытательное оборудование предоставляет пользователю клеммы заземляющего провода. Исходное изображение любезно предоставлено cal-center.us. Примечание добавлено автором.
Символ заземления, к сожалению, используется во многих приложениях в электронике и электротехнике, часто означая разные вещи для разных людей, поэтому некоторых новичков это может немного сбить с толку.Например, символ заземления также используется в качестве символа общего заземления или опорного напряжения 0 В. Это немного вводит в заблуждение, потому что опорный сигнал 0 В на самом деле не подключен к заземлению. На Рисунке 6 показаны различные соединения заземления с использованием символа общего / заземляющего заземления.
Рисунок 6. Различные соединения заземления с использованием символа заземления.
Аналоговые и цифровые заземления
Цифровые схемы генерируют всплески тока, когда цифровые сигналы меняют состояние.При изменении токов нагрузки в аналоговых цепях снова возникают всплески тока.
Несмотря на то, что существует несколько методов надлежащего заземления, когда дело доходит до заземления смешанных сигналов, наиболее важным является — независимо от того, какой метод заземления используется — отделить «более шумные» цифровые обратные токи от «менее шумных» аналоговых. обратные токи. Такое разделение заземлений помогает минимизировать или предотвратить возникновение шума в цепях из-за токов заземления.
Такие токи заземления — воспринимайте их как изменяющиеся токи — при приложении к обратным путям заземления создают колебания напряжения (вспомните закон Ома), называемые шумом.Возможно, вы слышали термин «шумная земля». Такой шум может нарушить чувствительность сигналов в местных цепях. Заземление всегда было серьезным препятствием для инженеров-проектировщиков, инженеров по системам и тестирования.
Один из возможных способов заземления, который может быть полезен в некоторых, но не во всех, ситуациях, использует так называемое «звездное» заземление. Эта философия основана на теории, согласно которой все напряжения в цепи относятся к одной точке заземления.
На рисунке 7 показано соединение одной точки заземления как для аналогового, так и для цифрового заземления.
Рисунок 7. Одноточечное заземление для цифрового и аналогового заземления.
Метод использования одиночных точек заземления (или заземления звездой) отлично смотрится на бумаге. Однако на практике это может быть очень сложно реализовать в зависимости от сложности дизайна. Альтернативный подход — использовать заземленную шину.
Однако имейте в виду, что физическое разделение аналогового и цифрового заземления обычно не требуется, потому что обратными токами можно управлять с помощью правильной компоновки печатной платы, даже если в конструкции используется одна (общая) заземляющая пластина.
Общая ошибка заземления
Трехконтактный источник питания постоянного тока, такой как показанный на Рисунке 8, может немного сбить с толку новичков. Этот источник питания имеет положительную (+), отрицательную (-) и заземляющую клеммы. Как упоминалось ранее, клемма заземления (заземление) физически привязана к шасси, которое, в свою очередь, подключается к заземляющему проводу внутри шнура питания, который, наконец, подключается к земле через трехконтактную розетку.
Довольно распространенная ошибка новичков заключается в подключении нагрузки между плюсовым (+) и GND выводом.Это неправильное соединение не позволит току вернуться к своему источнику энергии (самому источнику питания), и, следовательно, ток не будет течь. Правильное подключение — это подключение нагрузки между положительной (+) и отрицательной (-) клеммами.
Рисунок 8. Источник питания постоянного тока с заземлением (зеленая клемма в центре). Изображение любезно предоставлено GWInstek.com.
Электростатический разряд (ESD)
Заземление вашего испытательного оборудования также помогает в устранении электростатического разряда (ESD). Электростатический разряд возникает, когда статически заряженное тело (то есть вы) соприкасается с испытательным оборудованием. Некоторое испытательное оборудование сверхчувствительно и может быть очень уязвимо к электростатическим разрядам.
Интегральные схемы
(ИС) известны своей крайне уязвимостью к электростатическим разрядам. Заземленные коврики (называемые антистатическими матами), заземленные стулья и браслеты обеспечивают адекватную защиту от электростатических разрядов для ваших ИС, заземляя вас, таким образом снимая любые статические электричества, которые могут возникнуть на вашем теле, до прикосновения к каким-либо чувствительным компонентам.Большинство инженеров и техников также носят антистатические куртки при работе с печатными платами и интегральными схемами для дополнительной защиты от возможных повреждений компонентов и оборудования.
Символы заземления
Следующие символы заземления можно встретить в дизайне:
Рис. 9. Общий символ заземления или заземление (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.1 и IEC 60417-5017).
Рисунок 10. Заземление с низким уровнем шума или функциональное заземление (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.1.1 и IEC 60417-5018).
Рисунок 11. Безопасное или защитное заземление (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.1.2 и IEC 60417-5019).
Рис. 12. Шасси или соединение рамы (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.2 и IEC 60417-5020).
Рисунок 13. Общие соединения / уровень потенциала не указан (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.3.2)
Что такое земля? — Определение с сайта WhatIs.com
Заземление — это прямое электрическое соединение с землей, соединение с определенной точкой в электрической или электронной цепи или косвенное соединение, которое работает в результате емкости между беспроводным оборудованием и землей или большая масса проводящего материала.
Электрическое заземление важно, поскольку оно обеспечивает опорный уровень напряжения (называемый нулевым потенциалом или потенциалом земли), относительно которого устанавливаются и измеряются все другие напряжения в системе.Эффективное электрическое заземление также сводит к минимуму восприимчивость оборудования к помехам, снижает риск повреждения оборудования из-за молнии, устраняет накопление электростатического заряда, которое может повредить компоненты системы, и помогает защитить персонал, который обслуживает и ремонтирует электрические, электронные и компьютерные системы. Фактически, электрическое заземление отводит любое нежелательное накопление электрического заряда. Когда точка подключена к надежному заземлению, в этой точке сохраняется постоянное напряжение, независимо от того, что происходит в другом месте цепи или системы.Земля, которая образует основную основу, обладает способностью поглощать или рассеивать неограниченное количество электрического заряда.
Заземление обычно состоит из стержня заземления (или набора стержней заземления), вбитого в почву. В море соленая вода образует хорошее заземление, если с ней соприкасается коррозионно-стойкая металлическая пластина с большой площадью поверхности (например, корпус или киль). В автомобиле, грузовике, лодке в пресной воде, самолете или космическом корабле нет такой вещи, как истинная земля.Но если масса металла, из которого состоит транспортное средство, значительна, эта масса может достаточно хорошо имитировать землю. Заземление сводит к минимуму восприимчивость электронного оборудования к помехам от других устройств. В больших беспроводных установках базовых станций хорошее заземление также обеспечивает определенную защиту от разрушительного воздействия молнии.
Заземление шасси — это соединение с основным шасси электронного или электрического оборудования. В старых приборах и настольных компьютерах это металлическая пластина, обычно медная или алюминиевая.В некотором современном оборудовании это фольга на основной печатной плате, обычно идущая по периферии. Заземление корпуса иногда называют общим заземлением. Он обеспечивает точку, которая может считаться нулевым напряжением. Все другие напряжения цепи (положительные или отрицательные) измеряются или определяются относительно него. В идеале все заземления шасси должны вести к заземлению.
В беспроводных системах радиочастотное (RF) заземление может быть получено путем емкостной связи между устройствами и землей.В некоторых случаях для получения хорошего радиочастотного заземления необходимо несколько проводов, называемых радиальными, параллельно и вблизи поверхности земли. На более высоких частотах радиалы не всегда необходимы. Емкость между портативным радиоприемопередатчиком или сотовым телефоном и телом пользователя, а также емкость между телом пользователя и землей могут обеспечить достаточно хорошее РЧ заземление. Некоторые типы антенн могут эффективно работать без радиочастотного заземления.
Зачем нужно заземлять электрические цепи?
Электрические устройства «заземляются», когда они подключаются к заземляющим устройствам из соображений безопасности. Заземление обеспечивает безопасный «путь наименьшего сопротивления» для следования паразитному напряжению. Системы заземления направляют паразитное напряжение в землю, где оно безопасно разряжается, а не накапливается в местах, где это может быть опасно.
Без заземления скачки напряжения или повреждение оборудования могут сделать электрические цепи опасными или разрушительными. Они могут повредить подключенные электроприборы, ударить людей поблизости или даже вызвать пожар. Заземление — важный элемент безопасности для электрической системы любой конструкции.Фактически, электрические нормы требуют этого для всех новых построек. Вот что вам следует знать об электрическом заземлении и зачем оно вам нужно:
Как работает электрическое заземление?
Электрические цепи обычно содержат три провода: «горячий» провод, «нейтральный» провод и заземляющий провод. Горячий провод содержит активное напряжение, питающее электрические приборы. Активное напряжение заряжено отрицательно. Отрицательно заряженное электричество естественным образом стремится разрядить свою отрицательную энергию, чтобы вернуться в состояние нейтрального заземления.Для этого он проходит через нейтральный провод и возвращается к положительному заряду главной сервисной панели. Когда цепи замыкаются, отрицательные заряды проходят через горячий провод и возвращаются на землю через нейтральный провод. Если все исправно, заземляющий провод никогда не вступит в игру.
К сожалению, электрические цепи, как и все остальное, могут выйти из строя или выйти из строя. Когда провода в цепи повреждены или обрываются, электричество может выходить из системы и попадать в другие материалы.В зависимости от того, где протекает ток, он может шокировать вас, что-то повредить или вызвать пожар. Заземляющие провода предотвращают это. При поиске нейтрали напряжение всегда следует по пути наименьшего сопротивления, даже когда оно выходит из замкнутой системы. Провода заземления обеспечивают этот путь наименьшего сопротивления. Они подключаются к шине заземления в земле под вашей цепью. Когда в системе возникает паразитное напряжение, заземляющий провод «ловит» его и передает на землю, где он не может повредить вам.
Почему важно электрическое заземление?
Заземление электрических цепей — очень важная процедура безопасности. Заземление помогает защитить вас и ваш дом от опасностей повреждения цепей или электрических перегрузок. Когда случаются скачки напряжения, избыточное электричество, введенное в систему, может выскочить из проводки. Без электрического заземления это паразитное напряжение может вызвать возгорание, повредить приборы или шокировать окружающих.
Правильное заземление защитит электрическую систему вашего дома даже в случае сильного скачка напряжения или удара молнии.Заземление предотвращает возникновение электрической дуги на других проводящих материалах, таких как вода и металл, где оно может повредить вам. Заземляющие провода также предотвращают перегрузку напряжением и повреждение ваших приборов, что помогает им прослужить дольше и лучше функционировать. В целом, заземление — одна из важнейших мер безопасности, защищающих современные домашние электрические системы.
Как узнать, заземлены ли мои цепи?
Может быть трудно определить, правильно ли заземлен ваш дом, без тестера цепей или профессионального осмотра.Однако есть пара вещей, которые помогут вам составить представление. Прежде всего: у ваших розеток два или три контакта? Нижний третий контакт розетки подключается к заземляющему проводу. Если в вашем доме есть двухконтактные розетки, они представляют собой незаземленные электрические цепи. Если у вас есть двусторонние розетки, обновите их до GFCI ASAP .
Даже если каждая из ваших розеток имеет три контакта, у вас все равно может не быть эффективного заземления. Иногда дома, которые когда-то были заземлены, теперь имеют неэффективное заземление из-за повреждений или ошибок в электропроводке.Дома, построенные в 50-х и 60-х годах, часто не имеют заземления или неэффективного заземления, даже если в них есть трехконтактные розетки. Если вы хотите точно знать, заземлен ли ваш дом, приобретите домашний тестер цепей или назначьте осмотр.
Что делать, если мои цепи не заземлены?
Лучше всего вызвать электрика для немедленной установки заземления. Специалисты Early Bird могут перемонтировать весь ваш дом, чтобы включить безопасное и современное заземление в каждую из ваших цепей.Если вы не хотите переделывать свой дом для заземления, вам следует как минимум заменить двухконтактные розетки на GFCI.
GFCI, или «прерыватели цепи замыкания на землю», могут обеспечить вам уровень защиты даже без заземления. Эти розетки автоматически прерывают подачу электричества при возникновении опасности поражения электрическим током, возгорания или повреждения. У вас должны быть розетки GFCI на кухне и в ванных комнатах вашего дома, независимо от того, заземлили вы свой дом или нет! Розетки GFCI не защитят вашу технику так же эффективно, как заземление, но они помогут защитить вас.
Если вы хотите установить заземление, заменить двухконтактные розетки на GFCI или у вас есть другой вопрос по электрике, свяжитесь с Early Bird Electric в любое время. Наши лицензированные и опытные специалисты помогут вам решить любые проблемы с электричеством. Мы хотим помочь сделать ваш дом безопасным.
Важность «заземления» электрических токов
Люди сделали несколько поистине замечательных открытий в области электричества, и одним чрезвычайно важным уроком стала важность заземления электрических токов.Электричество принесло людям бесчисленные преимущества, но по-прежнему остается одним из самых смертоносных элементов, доступных в нашей повседневной жизни. Если вы еще не заземлили свои электрические системы, вы сильно рискуете, не сделав этого.
В электрической цепи есть так называемый активный провод, по которому подается питание, и нейтральный провод, по которому этот ток передается обратно. Дополнительный «заземляющий провод» может быть присоединен к розеткам и другим электрическим устройствам, а также надежно подключен к заземлению в коробке выключателя.Этот заземляющий провод представляет собой дополнительный путь для безопасного возврата электрического тока в землю без опасности для кого-либо в случае короткого замыкания. Если короткое замыкание все же произошло, ток протек бы через провод заземления, что привело бы к срабатыванию предохранителя или срабатыванию автоматического выключателя — результат намного более предпочтительный, чем смертельный удар, который мог бы произойти, если бы ток не был заземлен.
Важность заземления электричества
Вот 5 основных причин, почему заземление электрического тока так важно.
1. Защита от электрической перегрузки
Одной из наиболее важных причин заземления электрических токов является то, что оно защищает ваши приборы, ваш дом и всех в нем от скачков электричества. Если по какой-либо причине ударит молния или в вашем доме возникнет скачок напряжения, это вызовет опасно высокое электрическое напряжение в вашей системе. Если ваша электрическая система заземлена, все это избыточное электричество уйдет в землю, а не поджарит все, что подключено к вашей системе.
2. Помогает направлять электричество
Заземление вашей электрической системы означает, что вы упростите направление энергии прямо туда, где вам это нужно, позволяя электрическим токам безопасно и эффективно проходить через вашу электрическую систему.
3. Стабилизирует уровни напряжения
Заземленная электрическая система также упрощает распределение нужного количества энергии во всех нужных местах, что может сыграть огромную роль в обеспечении того, чтобы цепи не были перегружены и взорваны.Земля является общей точкой отсчета для многих источников напряжения в электрической системе.
4. Земля — лучший проводник.
Одна из причин, по которой заземление помогает обезопасить вас, заключается в том, что земля является отличным проводником и потому, что избыток электричества всегда будет идти по пути наименьшего сопротивления. Заземляя свою электрическую систему, вы даете ей куда-то проникнуть, а не в себя — возможно, спасаете свою жизнь.
5. Предотвращает повреждение, травмы и смерть
Без должным образом заземленной электрической системы вы рискуете сжечь любые подключенные к вашей системе приборы без возможности ремонта.В худшем случае перегрузка по питанию может даже вызвать пожар, что может привести не только к значительной потере имущества и данных, но и к физическим травмам.
Хотите несколько советов по электробезопасности для вашего дома?
Как работает заземление?
Понятно, что заземление электрических работ — это разумный ход, но как это работает?
В большинстве домов система электропроводки постоянно заземляется на металлический стержень, вбитый в землю, или металлическую трубу, идущую в дом из подземной системы водоснабжения.Медный проводник соединяет трубу или стержень с набором клемм для заземления на сервисной панели. В системах электропроводки, в которых используется электрический кабель, покрытый металлом, металл обычно служит заземляющим проводом между стенными розетками и сервисной панелью.
В системах электропроводки, в которых используется кабель в пластиковой оболочке, для заземления используется дополнительный провод. Поскольку электричество всегда ищет кратчайший путь к земле, при возникновении проблемы, когда нейтральный провод оборван или оборван, заземляющий провод обеспечивает прямой путь к земле. Благодаря этому прямому физическому соединению земля действует как путь наименьшего сопротивления, не позволяя человеку стать кратчайшим путем и получить серьезное поражение электрическим током.
Как узнать, заземлен ли ваш ток?
Обычно вы можете определить, заземлена ли ваша электрическая система, проверив розетки. Если они принимают вилки с тремя контактами, ваша система должна иметь три провода, один из которых является заземляющим.
Точно так же заземляемый прибор снабжен трехжильным шнуром и трехконтактной вилкой.Третий провод и контакт обеспечивают заземление между металлическим корпусом устройства и заземлением системы электропроводки.
Советы по безопасности
При работе с приборами убедитесь, что вы:
- Не прикасайтесь к прибору, если изоляция его шнура начала стираться в том месте, где он входит в металлический каркас. В этой ситуации контакт между металлическим проводом тока и металлической рамой может вызвать электричество во всем приборе, а прикосновение к прибору может вызвать скачок тока через вас.
- Осматривайте, обслуживайте и организуйте ремонт проводов в местах, где они входят в металлическую трубу, в прибор или в местах, где проложенные в стене кабели входят в электрическую коробку.
Лучшее, что вы можете сделать для создания безопасной электрической системы, — это обеспечить заземление всей системы и непрерывность цепи заземления.
Заземление вашей электрической системы — это умный и простой способ сделать ее намного безопаснее, а также защитить от вполне реальной возможности иметь дело с колебаниями в электроснабжении.Если вы хотите защитить все свои важные активы, будь то дома или в офисе, а также позаботиться о здоровье и безопасности всех, кто вас окружает, выясните, заземлена ли ваша электрическая система, а если нет, обратитесь в Платиновые электрики сегодня на платине 1800 (1800 752 846).
Если вы все еще не уверены в важности заземления электричества или просто не уверены на 100%, правильно ли заземлена электрическая система в вашем доме, попросите местного электрика провести проверку домашней или офисной проводки. Помните, что если вам нужно что-то изменить, не пытайтесь сделать это самостоятельно, всегда безопаснее, чтобы профессионалы проводили обновления за вас.
Если вы хотите получить дополнительные советы по безопасности дома или в офисе, обязательно посетите нашу страницу по безопасности или пройдите бесплатную консультацию на нашем веб-сайте.
Термин «земля» относится к заземлению, которое действует как резервуар заряда. Заземляющий провод обеспечивает проводящий путь к земле, который не зависит от нормального пути прохождения тока в электрическом приборе.На практике в бытовых электрических цепях он подключается к электрической нейтрали на сервисной панели, чтобы гарантировать достаточно низкое сопротивление для отключения автоматического выключателя в случае электрического сбоя (см. Рисунок ниже). Прикрепленный к корпусу устройства, он удерживает напряжение корпуса при потенциале земли (обычно принимаемом за ноль напряжения). Это защищает от поражения электрическим током. Заземляющий провод и предохранитель или прерыватель являются стандартными устройствами безопасности, используемыми в стандартных электрических цепях. Нужен ли заземляющий провод? Устройство будет нормально работать без заземляющего провода, поскольку он не является частью токопроводящей дорожки, по которой к устройству подается электричество. Фактически, если заземляющий провод сломан или удален, вы, как правило, не заметите разницы. Но если на корпус попадет высокое напряжение, может возникнуть опасность поражения электрическим током. При отсутствии заземляющего провода условия опасности поражения электрическим током часто не приводят к срабатыванию выключателя, если в цепи нет прерывателя замыкания на землю.Отчасти роль заземляющего провода заключается в том, чтобы заставить выключатель сработать, обеспечивая путь к земле, если «горячий» провод соприкасается с металлическим корпусом устройства. В случае электрической неисправности, которая приводит к опасному высокому напряжению в корпусе устройства, вы хотите, чтобы автоматический выключатель немедленно отключился, чтобы устранить опасность. Если корпус заземлен, в заземляющем проводе прибора должен протекать большой ток, который отключит прерыватель. Это не так просто, как кажется — привязки заземляющего провода к заземляющему электроду, вбитому в землю, обычно недостаточно для срабатывания прерывателя, что меня удивило.Статья 250 Национального электротехнического кодекса США требует, чтобы заземляющие провода были привязаны к электрической нейтрали на сервисной панели. Таким образом, при межфазном замыкании ток короткого замыкания протекает через провод заземления устройства к сервисной панели, где он присоединяется к нейтральному тракту, протекая через главную нейтраль обратно к центральному отводу сервисного трансформатора. Затем он становится частью общего потока, приводимый в действие служебным трансформатором в качестве электрического «насоса», который производит достаточно высокий ток повреждения для отключения выключателя.В электротехнической промышленности этот процесс привязки заземляющего провода к нейтрали трансформатора называется «соединением», и суть в том, что для обеспечения электробезопасности вы должны быть как заземлены, так и соединены. Это лишь верхушка айсберга, важная для правильного заземления и соединения электрических систем. См. Сайт Майка Холта для получения дополнительной информации. | Индекс Практические концепции схем Майк Холт |
Электрооборудование — Прерыватели цепи замыкания на землю (GFCI)
Прерыватели цепи замыкания на землю (GFCI)
Замыкание на землю происходит при обрыве цепи заземления с низким сопротивлением от инструмента или электрической системы.В этом случае электрический ток может пойти по альтернативному пути к земле через пользователя, что приведет к серьезным травмам или смерти. Прерыватель цепи замыкания на землю, или GFCI, представляет собой быстродействующий автоматический выключатель, предназначенный для отключения электроэнергии в случае замыкания на землю всего за 1/40 секунды. Он работает путем сравнения количества тока , идущего к и , возвращающегося от оборудования по проводникам цепи. Когда сумма , идущая , отличается от суммы , возвращающей примерно на 5 миллиампер, GFCI прерывает ток.
GFCI рассчитан на достаточно быстрое срабатывание для предотвращения поражения электрическим током. Если он правильно установлен и обслуживается, это произойдет, как только неисправный инструмент будет включен в розетку. Если заземляющий провод не поврежден или имеет низкое сопротивление, GFCI может не сработать, пока человек не укажет путь. В этом случае человек получит электрошок, но GFCI должен сработать так быстро, чтобы электрошок не причинял вреда.
GFCI будет , а не защитит вас от опасностей линейного контакта (т.е.е. человек, держащий в каждой руке два «горячих» провода, горячий и нейтральный, или контактирующий с воздушной линией электропередачи). Однако он защищает от наиболее распространенной формы опасности поражения электрическим током — замыкания на землю. Он также защищает от возгорания, перегрева и разрушения изоляции проводов.
Для строительных приложений доступно несколько типов GFCI с некоторыми вариациями:
Тип розетки:
Тип розетки включает устройство GFCI в одну или несколько розеток розетки.Такие устройства становятся популярными из-за их невысокой стоимости.
Портативный Тип:
Переносные GFCI
бывают разных стилей, все они предназначены для удобной транспортировки. Некоторые из них предназначены для подключения к существующим розеткам без GFCI или для подключения с помощью кабеля и вилки. Портативный тип также включает в себя устройство отключения без напряжения, которое отключит питание от розеток, если какой-либо провод питания открыт. Блоки, одобренные для использования на открытом воздухе, будут находиться в корпусах, подходящих для окружающей среды.Под дождем они должны быть занесены в список водонепроницаемых.
Кабельное соединение Тип:
Тип GFCI, подключаемый по шнуру, представляет собой соединительный штекер, включающий модуль GFCI.