Контура заземления проект: Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

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

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

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

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

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

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

Правила устройство заземления

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

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

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

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

Варианты и особенности

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

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

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

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

Монтаж заземления

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

Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:

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

Устройство заземления заводского исполнения имеет недостаток это высокая стоимость набора.

Материалы и инструменты

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

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

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

Наименьшие сечения проката выбираются:

• Оцинкованный пруток – 6 мм.
• Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
• Прямоугольный прокат – 48 мм².

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

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:

• Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
• Медный без изоляции – 4 мм.
• Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
• Изолированный медный – 1,5 мм.

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

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

Земляные работы

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

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

Подготовка электрода (штыря)

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

Заглубление электродов

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

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

Соединение электродов

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

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

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

Засыпка траншеи

Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.

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

Проведение в щит

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

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

Похожие темы:

Заземление частного дома | ehto.ru

О частном доме и заземлении

Электропитание дома осуществляется от воздушных линий электропередач, ВЛ или ВЛИ, с ближайшего к дому столба. На столбе делается повторное заземление ВЛ. В дом провода электропитания вводятся по воздуху или в траншее.

ВЛ это воздушная линия электропередач. ВЛИ разновидность воздушной линии изолированными проводами типа СИП. Также вспомним, что в дом или на столбе электропитание заводится во вводное устройство/щит (ВУ/ВЩ) или вводно-распределительный щит (ВРУ или ВРЩ).

Для заземления используется металлический прокат, который должен быть хорошо очищен от ржавчины, грязи и краски. Для лучшей очистки металлических изделий используется дробеструйная камера цена в казани на них минимальна.

Электрическая защита дома включает

Электрическая защита частного дома включает комплекс мер:

• Повторное заземление РЕN-проводника ВЛ;
• Заземление частного дома;
• Заземление антенн размещенных на кровле;
• Заземление котла отопления;
• Заземление резервного генератора электропитания;
• Молниезащита дома;
• Защита от перенапряжения.

В этой статье нас интересует необходимый элемент электропроводки дома — заземление дома.

Перед монтажом своего локального заземления изучите повторное заземление на опорах поселка. Если его нет, хотя оно должно быть, как минимум через опору, то в аварийной ситуации в поселке локальное заземление вашего дома станет общим для всех домов поселка.

Не забывайте, что сечение СИП проводов от опоры до дома, должно быть от 16 мм. А также не забывайте об установки в щит дома общее УЗО номиналом 100-300 mA. Это избавит вас от аварий и пожаре при авариях вне вашего участка на воздушных линиях электропередач.

Заземление частного дома – варианты исполнения

Конструктивно возможны следующие варианты исполнения защитного заземления частного дома:

• Модульное или очаговое заземление;
• Контурное заземление;
• Линейное заземление;
• Глубинное заземление.

Модульное заземление

Для модульного заземления частного дома нужна небольшая площадь участка из-за чего, этот тип заземления наиболее популярен. Для этого типа заземления используется штыревая система заземления.

Штыревой заземлитель делается в виде треугольника со штырями по вершинам. Штыри делаются из стальных уголков длиной 2500 мм – 3000 мм. Штыри называются электроды. Вбитые в землю уголки, по верху, соединяются металлической полосой 4×40 мм, на сварке. Обычно, стороны треугольника делают длинной 1200 мм. Сам треугольный контур заземления закапывается в землю на глубину 50-70 см.

Угоки и полосы можно заменить на металлопрокат другого профиля. Для каждого профиля делается свой расчет заземления и высчитываются свои размеры заземляющего устройства.

От контура заземления металлическая полоса, реже арматура в траншее 50-70 см доводится до дома. На цоколе дома полоса закрепляется и на её конец приваривается 6 или 8 мм болт для подсоединения провода заземления.

От болта полосы в дом заводится заземляющий проводник. Проводник это медный одножильный или многожильный провод, с желтой изоляцией и сечением от 6 мм². Для соединения провод опрессовывается соединительной гильзой. В доме заземляющий проводник подсоединяется к главной заземляющей шине (ГЗШ).

Линейное заземление

Если площадь участка не позволяет делать треугольный контур заземления, то делается линейное заземление, то есть электроды располагаются не в треугольник, а по одной линии. Длина электродов 2500-3000 мм, глубина залегания 50-70 см.

Контурное заземление по периметру дома

Если в доме несколько вводных щитов электропитания, то делается контурное заземление.

По углам дома вбиваются штыревые электроды из уголков, которые соединяются металлической полосой по всему периметру (контуру) дома или его части. Отводы металлической полосы до дома делаются в нужных местах.

Глубинное заземление

• Выпускаются специальные глубинные заземлители. Их вбивают в грунт на глубину 6 — 30 метров. Глубина вбивания зависит от типа грунта. Главное получить нужное, по нормативным документам, сопротивление заземления. Для частного дома с системой TN-C-S локальное заземление должно иметь сопротивление не более 30 Ом, а именно 5, 10 и 20 Ом соответственно при напряжении 660 В, 380 В и 220 В трехфазного тока или 380 В, 220 В и 127 В однофазного тока (ПУЭ 1.7.103).

Глубинный заземлитель это сборная конструкция со специальным наконечником и сменным нагелем способным выдержать сильные удары при вбивании.

Заземляющий проводник подключается к заземлителю через специальный зажим на болтах. Вбивается заземлитель из приямка глубиной 50-70 см. На этой же глубине заземляющий проводник ведется к дому. В дом проводник заводится через металлическую гильзу и подсоединяется к главной заземляющей шине (ГЗШ).

Фундаментное заземление

В больших частных строениях контур заземления можно спрятать  в бетонный фундамент дома. Принцип заземления аналогичен контурному заземлению.

В завершении замечу, что самое главное в заземление частного дома это сделать расчет заземления и по расчету подобрать нужный материал для его монтажа.

©Ehto.ru

Полезно почитать

• Записи не найдены

Похожие посты:

Защитное заземление

PassDiy

Контуры заземления

Кент Английский

Введение

Ваш новый компонент подключен прямо из коробки, и первый раз, когда вы его включаете, это акустическая катастрофа; он гудит, гудит и вообще звучит ужасно. Взгляд на свое оборудование или дилера не поможет, а вращение ручки только усугубит шум; что теперь?

Благодаря многолетнему опыту мы обнаружили, что подавляющее большинство чрезмерных шумов в аудиоэлектронике напрямую связано с плохими методами заземления.Хотя мы рекомендуем, когда это возможно, сбалансированные межблочные соединения на ваших аудиокомпонентах, необходимо понимать, что симметричные межсоединения решают только проблемы наведенного шума. Контуры заземления — это совсем другая проблема, которая никак не связана с проблемами наведенного шума.

Немного теории

Чтобы успешно бороться с петлями на земле, вы должны сначала понять, почему они возникают. В основе каждого компонента вашей аудиосистемы лежит внутреннее заземление. Ключевыми моментами, которые следует понять, является то, что не существует идеального заземления и что никакие две точки заземления в любой системе никогда не были бы в точности равными друг другу.

Если в системе существуют два заземления с разным потенциалом, существует вероятность возникновения шума, связанного с контуром заземления. Когда устройства связаны между собой соединительными кабелями, они обязательно связывают сигнальные земли связанных устройств друг с другом. Эта связь между двумя сигнальными землями является необходимым и желательным обстоятельством, проблема «замыкания заземления» возникает, когда это соединение происходит более чем в одном случае. Типичная причина заключается в том, что защитное заземление, обеспечиваемое шнуром питания или направляющими в стойке, находится в прямом контакте с заземлением возврата сигнала.

Эти ситуации создают замкнутый контур, где ток течет от земли одного блока к другому блоку и обратно к первому блоку через дополнительное заземление, обеспечиваемое сетью распределения электроэнергии. Обычно полное сопротивление этих нежелательных цепей довольно низкое, порядка очень малых долей ома. Не ожидайте

Пройти лабораторные работы: Статьи: Контуры заземления

только часть входной цепи. Заземление экрана не должно подключаться на исходном конце провода, только на конце входного компонента; маркируйте их и не забывайте! Это, конечно, будет означать, что на конце кабеля с входным компонентом сигнальные проводники экрана и заземления будут соединены вместе.

Это соединение будет предпочтительным для всех несимметричных соединений, где производитель позаботился о изоляции заземления шасси от сигнального заземления, к сожалению, это еще не универсальная практика в потребительском аудио.

Такая же логика должна применяться при изготовлении кабелей XLR. Начните с кабеля, у которого есть три провода в дополнение к отдельному экрану; Первый контакт разъема — заземление, второй контакт — положительный вход, а третий контакт — инверсный. Соединение корпуса на конце входного компонента XLR становится вашим единственным соединением экрана; в маркировке здесь нет необходимости, поскольку они являются кабелями с направленной поляризацией в силу конструкции.

Если один компонент имеет защитное заземление, изолированное от сигнала, а другой — нет, велика вероятность, что контуры заземления не станут проблемой. Когда возникают проблемы с контуром заземления, это чаще всего является результатом двух взаимосвязанных компонентов, каждый из которых имеет заземление безопасности и сигнальное заземление, соединенное внутри компонента. В этих условиях от одной из площадок придется отказаться, или вам придется сделать их все более похожими… .. ваш выбор.

Хорошо, допустим, у вас есть соединительные кабели и компоненты, которые вам нравятся, и о переделке или ином повреждении продукта не может быть и речи, что теперь?

Логично было бы подумать, что вы можете устранить контуры заземления, отключив заземление шнура питания от всего вашего оборудования.Некоторые люди могут попытаться разорвать заземление, перерезав заземляющий штырь на шнуре питания, используя штепсельную вилку, разрезав заземляющий провод внутри оборудования, заклеив заземляющий разъем лентой и т. Д. Как логика предсказывает, это может повлиять на устранение шума .

Не делайте этого . Неправильно отключать заземление! Это противоречит правилам электробезопасности и потенциально очень опасно. Удаление защитного заземления может нарушить работу шумового фильтра или защиты от всплесков внутри оборудования.Если заземление оборвано, повреждение внутренней изоляции оборудования может привести к подаче опасного напряжения на корпус оборудования вместо

Пройти лабораторные работы: Статьи: Контуры заземления

еще ближе к электросети. На многих удлинителях есть MOV и неоновая подсветка; Если вы ищете максимальную мощность без радиочастотных помех, не включайте эти устройства в свою развлекательную систему. Оба устройства могут вносить небольшой, но измеримый шум в линию питания. Существенно ли это небольшое количество шума, но оно, безусловно, является кумулятивным.

У MOV есть место в вашей домашней электросистеме, для большей пользы они должны располагаться как можно ближе к сетевой панели. Лучшие из устройств MOV жестко подключаются непосредственно к шинам панели выключателя. Однако MOV изнашивается и время от времени требует замены. Они, как правило, терпят крах скорее катастрофически, чем постепенно, и отказавшие юниты не так уж сложно обнаружить.

Многие небольшие улучшения в шумоподавлении могут оказывать и действительно оказывают динамическое влияние на то, что вы в конечном итоге слышите в аудиосистеме с высоким разрешением.Во многих случаях использование этой дополнительной выгоды требует небольших дополнительных затрат или усилий.

чтобы измерить это сопротивление с помощью вашего удобного мультиметра, у него, вероятно, нет требуемого разрешения или чувствительности. Для точного измерения необходимо использовать устройство, известное как мост импеданса. К счастью, средство от шума, связанного с землей, редко требует такого уровня диагностической сложности.

В соответствии с почитаемым учением Георга Симона Ома , эти напряжения, хотя и довольно низкие, способны генерировать значительный ток.Именно тогда эти «петлевые» токи создают нежелательный шум, запечатлевая свою сигнатуру на сигналах низкого уровня, обычно в виде синфазного шума.

Чтобы свести к минимуму проблемы с контуром заземления, Pass Labs никогда не производит оборудование с непрерывным сигнальным заземлением и заземлением шасси. Разделив сигнальное заземление и защитное заземление, соединение блоков вместе никогда не должно вызывать проблем с контуром заземления; Однако не все производители придерживаются этого мнения.

Теперь что

Как только вы поймете, что вызывает контуры заземления, они должны с некоторой настойчивостью и усилиями исчезнуть.В максимально возможной степени вам необходимо разделить заземления, возврат сигналов и экранирование кабелей низкого уровня.

Несбалансированные кабели по-прежнему являются нормой потребительского звука, несмотря на присущую им хрупкость. В системах с очень небольшим количеством компонентов соединения типа RCA работают достаточно хорошо, но по мере того, как системы (особенно A / V-системы) становятся более сложными, их успешная реализация становится проблематичной. Если вы используете несимметричные кабели, всегда используйте двухжильный экранированный провод.Использование более распространенного одиночного проводника внутри экрана требует, чтобы вы сочетали возврат сигнала и экранирование к одному и тому же проводу; таким образом нарушая предпочтительный протокол.

Экраны не допускают попадания посторонних шумов на входы компонентов; общий или возвратный сигнал является частью пути прохождения сигнала, это две противоположные задачи. Из-за этих отдельных задач ваши кабели должны быть направленными, а экраны должны быть

прерывания предохранителя. Работа без заземления не приведет к автоматическому поражению электрическим током, но сделает это гораздо более вероятным, если что-то пойдет не так в вашей системе.

Многие известные авторитеты предлагали переполюсить ваше оборудование, перевернув шнур питания, таким образом поменяв местами горячие и нейтральные силовые соединения. Не делайте этого . На практике это может немного уменьшить ваши проблемы с шумом, связанные с источником питания, но есть и потенциальная обратная сторона. Перевернув шнур питания, внутренний предохранитель и выключатель питания переместятся в нейтральную линию питания (прощай, защита). В случае аварии в результате страховые компании будут смеяться над вашими наследниками!

Если мы не можем разделить сигнальное заземление и заземление безопасности, наш единственный другой вариант — сделать их как можно более похожими путем тщательной настройки сетевого питания и защитного заземления.Существует ряд методов распределения мощности, предназначенных для уменьшения или, по крайней мере, минимизации проблем с контуром заземления. Самый распространенный метод называется распределением по звездам. В звездообразном распределении точка выбирается как заземление с произвольным самым низким потенциалом напряжения. С этого момента, излучаемая во всех направлениях, мощность достигнет всех взаимосвязанных компонентов. Тогда все защитные заземления вернутся к основному защитному заземлению в этой общей точке. Эти соединения заземления с конфигурацией «звезда» должны быть выполнены из провода большого сечения, а все плечи звезды должны быть одинаковой длины и сечения.

Когда все заземляющие проводники к центральной точке соединения звездой имеют одинаковую длину, то концы звезды очень близки к одинаковому потенциалу земли. Предполагая безупречное выполнение этого заземления; сигнальная проводка между любым оборудованием, заземленным на звезду, будет иметь нулевой потенциал, что позволит избежать контуров заземления.

Самый экономичный способ сделать это — подключить все компоненты низкого уровня к качественному удлинителю, а не к многочисленным розеткам.Настенная розетка, выбранная для подключения удлинителя, должна быть ближайшей к сетевой панели для этой конкретной ответвленной цепи. Все, что вы делаете для уменьшения общего электрического сопротивления цепи источника питания, приносит пользу, заключающуюся в том, что «земля» ближе к потенциалу земли. Снижение импеданса источника питания таким образом позволяет внутренним фильтрам EMI / RFI ваших компонентов работать должным образом.

Любые устройства, производящие шум, в одной ответвленной цепи, такие как вентиляторы или переносные люминесцентные лампы, должны быть

Предотвращение заземления в конструкции вашей печатной платы | Блог о проектировании печатных плат

Altium Designer

| & nbsp 30 марта 2018 г.

Думаю, мы все там были.Вы покупаете эту потрясающую стереосистему только для того, чтобы слышать знакомый гудящий звук на заднем плане. Когда вы приносите его обратно в магазин, продавец обвиняет производителя. Затем производитель стереосистемы обвиняет производителя компонентов, и производитель компонентов не может никого винить. На самом деле источником проблемы являются контуры заземления, которые образуются из-за некачественной конструкции.

Контуры заземления создают шум в электрических цепях. В плоскостях заземления могут существовать большие токи, а разница напряжений между соединениями заземления вызывает образование контура заземления.Звон или гудение в некоторых аудиосистемах — лишь одно из проявлений шума контура заземления.

Почему вообще важна маршрутизация по земле?

Если вы помните свой класс Electronics 101, вы знаете, что все электрические токи движутся по замкнутым контурам. На печатной плате сигналы маршрутизируются вокруг платы с использованием сигнальных и близлежащих обратных трасс. Когда сигнал достигает полной мощности и проходит через плату, сигнальная и обратная трассы создают токовую петлю. Сила индуцированного обратного тока зависит от ряда факторов.Если мы кратко рассмотрим дорожку и ее заземляющую пластину изолированно, ток индуцируется в заземляющей пластине через паразитную емкость между дорожкой и ее заземляющей пластиной.

Так почему это важно? Если дорожка расположена ближе к плоскости заземления, емкостное сопротивление, воспринимаемое сигналом на дорожке, будет ниже, что вынуждает обратный путь следовать ближе к области под дорожкой. Это означает, что если вы хотите обеспечить надежный обратный сигнал на землю, ваш сигнал и возврат должны быть расположены как можно ближе друг к другу.Размещение сигнальной дорожки ближе к ее заземляющей пластине обеспечит более низкую индуктивность контура, что помогает снизить восприимчивость к электромагнитным помехам. Поместив заземляющую пластину ниже сигнальных дорожек, возвратный сигнал будет естественным образом формироваться ниже сигнальной дорожки, и ваша цепь будет завершена.

Соединения заземления

Когда заземляющая пластина расположена непосредственно под плоскостью, содержащей ваши сигнальные дорожки, все ваши сигнальные дорожки будут создавать свой собственный обратный путь непосредственно в заземляющей пластине.Это должно продемонстрировать удобство использования большой плоскости заземления для маршрутизации обратных сигналов, а не маршрутизации обратных трасс по отдельности.

Отсутствие заземляющего слоя — идеальный проводник; у него есть сопротивление и реактивность. Если две сигнальные дорожки соединяются с землей в разных точках, между этими двумя соединениями может существовать небольшой перепад напряжения. Это основной источник контуров заземления печатной платы в плоскости заземления. Потенциалы контура заземления и обратного пути обычно составляют порядка микровольт, но этого все же достаточно, чтобы вызвать проблемы с целостностью сигнала, особенно в слаботочных устройствах.

Правильное планирование может уменьшить несколько потенциальных проблем контура заземления

Хотя шум, который возникает из-за контуров заземления, невозможно полностью устранить, его можно значительно уменьшить, так что его влияние на целостность сигнала сведено к минимуму. Вместо того, чтобы подключать заземляющие соединения в разных точках, лучше провести трассы к заземляющему контакту с заземляющей пластиной. Это сводит к минимуму любую разность потенциалов между соединениями заземляющих проводов печатной платы, просто уменьшая расстояние между ними.

Возврат заземления к источнику питания также должен быть подключен к заземляющей пластине в одной точке. Когда пластина заземления подключена к источнику питания только в одной точке, вся пластина заземления будет иметь почти одинаковый потенциал. Если заземляющая пластина подключена к обратной линии источника питания в нескольких точках, могут образоваться контуры заземления из-за разницы напряжений между этими подключениями. Использование единой и правильной точки заземления устраняет эти петли.

Правильная топология

К сожалению, только более простые конструкции с низким уровнем взаимосвязанности компонентов позволят разместить заземляющий слой, который проходит под каждой дорожкой сигнала.Расширение заземляющего слоя под дорожками сигнала обычно является хорошей идеей для низкочастотных устройств. Сохранение небольшой площади между дорожками сигнала и заземляющим слоем также снижает восприимчивость к внешним электромагнитным помехам.

Распространение большой заземляющей пластины под каждым компонентом может быть нежелательным даже в высокочастотных приложениях. Например, в схемах с высокочастотными смешанными сигналами, управляемыми кварцевыми генераторами, размещение заземляющего слоя непосредственно под тактовой частотой сигнала создает патч-антенну с центральным питанием.Это фактически обострит проблемы EMI, и целостность сигнала, вероятно, будет ухудшена без значительного экранирования.

Если вы решите использовать несколько плоскостей заземления, можно предотвратить образование контуров заземления между плоскостями заземления, используя правильную топологию. Вместо того, чтобы соединять плоскости заземления в кольцевой или гирляндной топологии, плоскости заземления могут быть подключены к заземлению источника питания в звездообразной топологии. Последовательное соединение ваших заземляющих плоскостей может привести к образованию контуров заземления между заземляющими плоскостями.Топология звезды соединяет каждую плоскость напрямую с источником питания и исключает петли между плоскостями заземления.

Используйте топологию звезды для соединения нескольких заземляющих плоскостей

Если в вашем проекте используется несколько плоскостей заземления, старайтесь избегать трассировки трасс по нескольким плоскостям заземления. Трассы следует прокладывать только по их собственной заземляющей плоскости. Это особенно важно при проектировании смешанных сигналов. Например, если цифровой сигнал маршрутизируется по аналоговой заземляющей поверхности, между цифровыми и аналоговыми сигналами может возникнуть шумовая связь.Это сводит на нет всю цель звездной топологии.

Инструмент PDN Analyzer ™ в Altium Designer® позволяет оптимизировать проект, сводя к минимуму проблемы целостности сигнала. Кроме того, интерфейс 3D-дизайна печатной платы, безусловно, может помочь визуализировать ваши проекты. Чтобы узнать больше, поговорите с экспертом Altium сегодня.

контуров заземления

контуров заземления

[Home]
[ Вверх]

Ground Loops Radio
Оборудование

Контуры заземления
Транспортные средства

Контуры заземления Аудио
Системы

Как заземлить
Возникают петли (технические)

Транспортные средства и
Заземление

Проблемы контура заземления
обычно возникают, когда соединительные порты заземлены
к пунктам, работающим с
перепады напряжения. Разница в напряжениях обычно возникает из-за высоких токов.
на другом заземленном пути. Проблемные перепады напряжения обычно создаются
падение напряжения вдоль
Сильноточный провод, заземленный с обоих концов на общую землю.Это может
создают разность потенциалов вдоль пути заземления сигнального провода, и это напряжение
передается в чувствительную схему.

Нежелательное взаимодействие, которое мы называем «контур заземления», обычно является непреднамеренным
в результате плохой техники подключения, плохого планирования порта источника или нагрузки или
комбинация всего.

Примечание: «Порт» по определению
подключение входа или выхода сигнала, обычно через разъем, разъем или терминал
полоса. «Порты» — это точка соединения, в которой соединительный провод или кабель входит или выходит
Устройство.

Использование шины заземления вдоль стола не вызывает «заземления».
петля ». Замена проводов на звезду или прокладка отдельных заземляющих проводов на дальние
общая точка, как и стержень, не исправляет контуры заземления. Несколько заземляющих проводов
в далекую точку не
исправьте контуры заземления или радиопомехи, за исключением случая чистой случайности Длинные изолированные заземляющие провода
от оборудования на столе до общего места вне рабочего стола, например, удочка, не годится
наука.

Низкая частота оборудования или контуры заземления постоянного тока вызваны мощностью
падение напряжения на кабеле и отсутствие использования одноточечного заземления на одном конце пути.RFI вызваны синфазным RF
на антенных кабелях или нарушение целостности экрана. Более короткий и более низкий путь заземления
сопротивление между оборудованием в одной точке, тем лучше! Исключение составляет
как правило, любой сильноточный источник питания или нагрузка. Сильноточные источники или нагрузки в целом
НЕ должен быть привязан к
наземная шина более чем в одной точке. Что-то вроде сильноточной мощности
Отрицательный провод источника питания должен быть заземлен только со стороны оборудования.
В идеале отрицательная шина должна плавать на источнике питания, но должна иметь предохранительный зажим, который
это высокий импеданс при нормальных условиях при ограничении отрицательной клеммы
поднимаются при неисправностях.

С
за исключением сильноточного источника питания с заземленным отрицательным полюсом шасси, который
должно быть заземлено непосредственно на сильноточное оборудование, которое оно обслуживает, и только на том оборудовании, которое оно обслуживает.
Самый короткий путь с наименьшим сопротивлением между оборудованием всегда лучше. Этот
обычно требует наличия тяжелой заземляющей шины с низким сопротивлением и короткими гибкими
плетеные провода, соединяющие настольное оборудование с этой настольной шиной.

Отрицательный вывод
предохранители на оборудовании — тоже вообще плохая идея, но мы видим это повсюду.Предохранители с отрицательным выводом были необходимы из-за плохих инструкций по подключению!

Современные автомобили используют микропроцессорную систему для изучения многих
аспекты состояния двигателя. Процессор считывает внешние датчики и, используя
эти данные, вычисляет время зажигания, топливо
форсунка открывает окна, включает насосы и вентиляторы, управляет системой рециркуляции отработавших газов, регулирует двигатель
холостой ход и множество других функций. Несколько датчиков сообщают компьютеру множество различных параметров
в том числе положение дроссельной заслонки, втекающая в двигатель воздушная масса, охлаждающая жидкость
температура, барометрическое давление, содержание кислорода в выхлопных газах, положение коленчатого вала,
и другие параметры.Разница между подачей топлива на 15 лошадиных сил или
подача топлива на 500 лошадиных сил может быть менее 3 вольт, на некоторых
датчики! Десятые доли вольта могут значительно изменить критические параметры двигателя,
и изменения датчика в сотых долях вольта могут заметно изменить смесь.
количество. Эта чувствительность к относительно небольшим изменениям напряжения датчика является корнем
Проблемы с контуром заземления системы управления двигателем. ключ к правильному управлению сложными функциями.
читает
датчики низкого напряжения с высоким сопротивлением, обычно работающие в диапазоне от нуля до
пять вольт, точно.Шум может особенно повлиять на точность чувствительной синхронизации
функции.

Повреждение оборудования может произойти в результате
проблемы с контуром заземления. Из-за плотного
упаковка и миниатюрная конструкция, современная электроника использует небольшие проводники (следы фольги) и компоненты.
Контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы или разрушить
малые резисторы. Контур заземления может вывести из строя дорогую электронную систему за доли секунды.
второй. Хуже того, контур заземления, влияющий на дозирование топлива или время зажигания, может
разрушить двигатель.

Мои проблемы с
Послепродажная система EFI является хорошим примером ошибки контура заземления, угрожающей
ресурс двигателя.

Высокая чувствительность к малым уровням напряжения лежит в основе
шум или гудение контура заземления звука.

Второстепенная проблема — повреждение оборудования. Из-за плотного
упаковка, современная аудиоэлектроника часто использует небольшие проводники из фольги и
текущие чувствительные компоненты.
Полупроводники малой мощности могут быть непоправимо повреждены под действием нескольких вольт или нескольких тысячных долей напряжения.
амперный ток.Как и в случае с домашними компьютерами и автомобилями, контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или
микросхемы, или разрушить небольшие резисторы или конденсаторы. Дорогой
аудиокомпонент может быть испорчен
доли секунды.

Когда я начинал заниматься радиовещанием, наземные пути
между различными частями аудиооборудования были изолированы. Инженеры заземлили щиты
на симметричных линиях в одной точке пути, обычно на терминалах входного порта.
Экраны на несимметричных линиях, если только оборудование не было установлено в одной стойке, были
плавает изолирующим трансформатором на одном конце.

Единственными общими соединениями шасси были провода питания, радио
частотные основания и основания безопасности. Экраны заземления звуковых сигналов или сигналов низкого уровня были
всегда изолирован от шасси или заземления на одном конце. Это верно для всех низкоуровневых
сигнальные линии. Изоляция предотвратила
нежелательные сигналы контура заземления, обычно проявляющиеся в виде гула или шума, из-за
фоновый мусор. Было очень плохой практикой балансировать и заземлять шасси постоянного тока.
несбалансированные линии, особенно линии с экраном толщиной менее нескольких слоев кожи или
чрезмерно резистивные экраны более чем в одной точке кабельной трассы.

Аналоговые измерения низкого уровня и сигнальные заземления также нарушены землей
петли. Как правило, по крайней мере один конец участка должен быть независимым от земли или
земля изолирована. Это предотвратит нарушение критического сигнала контурами заземления.
напряжения и выдача ложных показаний.

Самый простой контур заземления показан ниже:

Если мы рассмотрим систему постоянного тока с «A» как
источник и «B» в качестве нагрузки, напряжение «C» подтолкнет «B -» вверх на.5 вольт.
Это означает, что разница между плюсом и минусом «B» будет 2,5 вольта.

И наоборот, если «B» был источником 2,5 В, а «A»
нагрузка, «C» подтолкнет «A -» к более отрицательному значению, а разница «A» между
+ и — будут 3 вольта.

Вот почему мы должны быть уверены, что ничто не заставляет внешний
напряжение на заземляющем проводе. Единственный способ исключить возможность заземления
петля, нарушающая чувствительное напряжение или даже вызывающая повреждение, будет плавать
один или оба конца системы полностью заземлены.Хотя бы один конец, либо
конец источника или конец нагрузки должен быть в дифференциальном режиме. «Дифференциальный»
означает, что касается только разницы напряжений между + и -, а не внешней
источник. Если поместить один конец в дифференциал, он будет выглядеть так:

В приведенном выше случае «B -» будет иметь единственный
точка заземления. В точке «А -» не могло быть земли. Не заземляя любой конец
отрицательный и создание дифференциала нагрузки или источника устраняет контур заземления.

Решение проблемы с контуром заземления путем изготовления заземляющего проводника
больше, как правило, не лучший способ что-то делать, хотя, безусловно,
помочь, уменьшив падение напряжения (уменьшив импеданс тракта). Проблема в том, что проводники, какими бы большими они ни были, всегда есть
неизбежное падение напряжения с током. Это падение напряжения определяется законом Ома,
где ток, умноженный на сопротивление, — это падение напряжения на пути тока. Если
проводник передает высокочастотные сигналы, вопрос осложняется сопротивлением
и эффекты стоячей волны.Для большинства систем аудио, питания и управления мы можем просто рассмотреть
сопротивление. Для более высоких частот или резко возрастающих форм волны (например, зажигания
системные импульсы), мы должны учитывать реактивные части импеданса проводки.

Системы со смесью больших токов и чувствительных
линии нижнего уровня доставляют гораздо больше хлопот, чем другие системы. Сильные токи могут
легко создавать перепады напряжения, которые составляют значительную часть низкого сигнала
уровни. Когда системы высокого и низкого уровня имеют общую основу,
падение текущего напряжения по заземляющей или нейтральной проводке может передаваться на
другие наземные пути.Это передает часть высокого тока в низкий
система уровней.

В схемах ниже, даже с тысячными долями Ом
сопротивление проводника и соединения, сильноточная цепь заземления
Падение на 1/10 вольт. Сигнальный провод, даже с проводом гораздо меньшего размера, имеет только
падение на несколько милливольт. Это потому, что ток нагрузки очень низкий.

Давайте рассмотрим несколько основных несбалансированных систем. В схемах:

Сигнальный провод

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме
небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.Нет тока нагрузки большой мощности и
нет контура заземления.

В системе ниже общий провод заземления между верхней и нижней нейтралью.
был добавлен в левом конце. Мы видим, что на напряжение сигнала ничего не влияет, кроме
небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках. Нет контура заземления и нет высокого
сила тока нагрузки. Датчик низкого уровня считывает только 0,004 В от
источник.

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме
небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.В R6 ток нагрузки 118 ампер,
но ток не влияет на напряжение сигнала, потому что заземление сигнала
у свинца только одна земля
точка. Нет контура заземления.

В системе ниже мы видим, что напряжение сигнала сильно зависит от высокого
текущая нагрузка. Это потому, что в вышеупомянутой системе есть контур заземления. Сигнал
провод заземлен с каждого конца.

В системе ниже тяжелая заземляющая шина с очень низким сопротивлением была добавлена ​​в
попытаться уменьшить сопротивление шасси или нейтрального тракта.Несмотря на то что
снижается, напряжение сигнала остается под влиянием падения напряжения в верхнем
токопроводы. Этот пример демонстрирует, почему лучшее решение — избегать
контуров заземления, вместо того, чтобы пытаться ослабить контуры заземления за счет лучшего заземления между точками заземления системы.

Автостоянка в
Типичные легковые автомобили unibody — это особая ситуация. Механический
строительные методы, которые делают платформу жесткой, также работают для формирования большого
тракт заземления шасси большой площади с очень низким сопротивлением.Сварная оболочка образует
заземляющий провод с очень низким сопротивлением и является отличным местом для
заземление для сигнального и силового заземления. Хотя сопротивление не нулевое,
Оболочка тела — самое близкое к нему. Использование четырехпроводного измерения сопротивления
Мой Мустанг 1989 года измеряет менее 0,002 Ом от заземления задней батареи.
к земле рельса рамы переднего внутреннего крыла. Это приблизительный эквивалент
15 футов медного провода и разъемов AWG № 0. Большая часть этого сопротивления
концентрируется вокруг клемм заземления (до того, как ток сможет
распространение), а не по пути тела.Если я улучшил точки подключения, я
может значительно уменьшить небольшое сопротивление моей системы сейчас. Это не совсем
необходимо, так что я не заморачивался.

Нет смысла запускать тяжелый медный минус от
двигатель к батарее, когда шасси уже есть и корпус,
включая потери при случайном подключении, имеет меньшее сопротивление, чем хорошо сделанный
кабель.

Давайте посмотрим, почему Ford сделал систему определенным образом и как
схемы могут вводить в заблуждение.Это схема отрицательного вывода аккумуляторного кабеля.
Фокс Мустанги:

Правильная схема вышеуказанного:

В системе, описанной выше, отрицательный вывод EEC не заземлен на отрицательный полюс аккумулятора.
Отрицательный EEC фактически подключается к шасси автомобиля рядом с пусковым реле,
где он имеет общую точку заземления шасси с отрицательной клеммой аккумулятора. Основания
как это работает только тогда, когда аккумулятор установлен спереди и сделан точно так, как
изначально сделано.Эта система приемлема, потому что:

1.) Мустанг изначально имел довольно низкое потребление тока от
система зарядки.

2.) Заземлил блок от головы до файрвола.

3.) Очень короткий и тяжелый провод аккумулятора был надежно подключен.
к блоку.

Схема альтернативного метода для передней батареи во избежание контуров заземления:

Задний аккумулятор для предотвращения опасности возгорания контура заземления и заземляющего провода:

Соединения отрицательного полюса батареи:

С аккумулятором на задней панели нет причин долго работать
отрицательные выводы от что-нибудь до аккумулятора.Исключение составляют
определенные устройства зоны багажника с плавающей площадкой, например, топливные насосы или другие
электродвигатели. Это предполагает цельный автомобиль или раму большой площади.
со сварной конструкцией в качестве шины заземления. В Европе основания для
отрицательные клеммы АКБ для средств связи запрещены из-за пожара
и угрозы безопасности.

* если рядом с аккумулятором ** если далеко от
аккумулятор

С аккумулятором на передней панели, надежные заземляющие устройства
вообще может быть подключен к минусовой батарее практически любым способом.

I контур заземления — The Blackbird Sound Project

I Ground loop sono spesso la causa di ronzii e altri rumori ne impianti audio.Vediamo cosa sono e come ellearli.

Ronzii e беспокоящий звук и проблемы, которые являются наиболее общими, че, чи, чи, чи тариф с apparecchiature audio prima o poi si trova a dover risolvere. Spesso si attribuisce la colpa all’alimentazione o alla cattiva qualità dei cavi, ma molte volte la causa risiede in nella cattiva gestione dei collegamenti di massa e messa a terra.

I заземляющая петля , только одна из сторон массы, подтверждена, если это необходимо для большинства устройств, и коллеги по массе или сообщению на земле, и возможно, что это одна из причин в окружающем аудио.

Almeno due apparecchi del tuo impianto hanno una spina a tre poli?

Это часто бывает, если все из-за элементов una catena audio sono dotati di messa a terra , или comunque posiedono una massa comune, as accade nelle autovetture. Вопреки тому, что вам нужно, много коллег по массам или сообщениям на земле и почти всегда проблема!

Alcuni esempi pratici

Facciamo un semplice esempio per comprendere come Possa formarsi un anello di massa.Поддержите коллегу и записную книжку с объявлением среднего усилителя и обычного звука cavo coassiale для использования аудио, как иллюстрацию без воображения.

Connessione con cavo coassiale.

В этом случае блокнот, отображаемый на устройстве spina и tre poli , гарантирует работу с центральным кондуктором. Это значит, что масса контуров аудио-контента для ноутбука рисованная и потенциальная на земле.

La messa a terra non è presente in all dispositivi, perché questo dipende dalle loro caratteristiche funzionali.У меня есть детти и доппио-изоляция , я использую усилитель, иллюстрирующий без воображения, fanno uso di una spina a due conduttori, priva del conduttore di messa a terra.

Spina senza conduttore per la messa a terra.

Создайте записную книжку, написанную на земле, и сделайте ее рисованной на земле, а затем и в другую книгу. Collegando questo cavo all’amplificatore, anche questo verrà portato a Potenziale di Terra.

L’amplificatore viene portato a Potenziale di terra dal computer.

Il fatto che il collegamento sia avvenuto può essere facilmente dimostrato impiegando un multimetro in modalità «prova di continità»: connettendo un puntale al conduttore di messa a terra della spina del notebook, e l’altro puntale del metal dell’amplificatore (Che presumibilmente è la massa del dispositivo), si dimostrerà che questi risultano connessi tra loro.

Fino a questo punto, il earth loop non si verifica, e non si manifesta alcun слух.Supponiamo ora di collegare un ulteriore computer allo stesso ampificatore, allo stesso modo descritto in prevdenza.

Благодаря компьютеру, работающему с сообщениями, и коллегами по всему миру, все еще усиливаются с помощью коассий.

A questo punto, ci sono due dispositivi che portano a Potenziale di terra l’amplificatore. Аттракционы, содержащие звуки кави и кондитерские изделия на терра-деи-кави-ди-алиментация, в форме формального и анелло-киевского, приходят в качестве иллюстраций к следующей фигуре.Этот формат соответствует контуру заземления .

Заземляющая петля образует петлю, покрытую камнями, и кави-ди-месса на земле.

Этот анелло находится в графе «Циркостанция слухов», а также совпадает с индивидуальным звуком.

In questo caso, per aprire l’anello, ed interrompere così il earth-loop, sufficiente scollegare uno dei due notebook dall’alimentazione, обеспечивает надежную защиту от cavo ottico che изолированы elettricamente uno dei должным portatili, o ancora imporeiegare un изолированно ( убийца контура заземления ).

Создается одно единственное соединение с одним отдельным контуром заземления.

Альтернативный пример контура заземления, который находится на самом деле, invece del secondo notebook, si collegano uno or pi giradischi dotati di messa a terra.

Заземляющий контур может быть использован для управления компьютером и его использованием.

In questo caso l’anello può essere chiuso anche dal cavetto di massa presente nel giradischi. Это мотив для многих звуковых дисплеев и дополнительных звуков.В этом случае, если необходимо, чтобы напряжение было отключено от усилителя для каждого контура заземления.

Il doppio isolamento

chiaro приходит с проблемами, связанными с контуром заземления, который может быть подключен к устройству doppio isolamento (dispositivi di classe II ).

Simbolo del doppio isolamento.

Этот мотив предназначен для большего количества устройств Hi-Fi качества звука, реализованного в этом режиме и противопоставлении различных символов из концентрических квадратов.

Soluzioni

Показать все предыдущие линии, все устройства могут быть разорваны с помощью контура заземления. В зависимости от того, какие изоляторы массы ( прерыватель контура заземления ) должны преобразовывать звуковые емкости, изолируют массу из должного устройства, препятствуя тому, чтобы они были сформированы.

Схема прерывателя контура заземления.

Un’altra soluzione potrebbe essere quella di usare cavi coassiali dove la schermatura risulti effettivamente connessa da un solo lato.Tuttavia, является успешным в поиске двойного решения, которое лучше всего дает качество работы коллег.

WTF — это контуры заземления? | Hackaday

Эти волшебные существа появляются из ниоткуда и поджаривают вашу электронику или раздражают ваши ушные раковины. Понимание их, несомненно, сэкономит вам деньги и нервы. Вкратце, контур заземления — это то, что происходит, когда два отдельных устройства (A и B) отдельно соединяются с землей, а затем также соединяются друг с другом через какой-то кабель связи с землей, создавая петлю.Это обеспечивает два отдельных пути к земле (B может проходить через собственное соединение с землей или может проходить через землю кабеля к A, а затем к земле A), и означает, что ток может начать течь непредвиденным образом. Это особенно заметно в аналоговых аудиовизуальных установках, где результатом является гудение звука или видимые полосы на изображении, но также иногда является причиной необъяснимых отказов оборудования.

Вы можете найти петлю?

Один из примеров — кабельное телевидение. Это аналоговый сигнал, который поступает в ваш дом и заземляется в одном месте, обычно за пределами вашего дома.Кабель извивается к вашему развлекательному центру, где он подключается к ресиверу, который заземлен в другом месте. Это создает петлю и, через электромагнитную индукцию, связанную со всеми видами сигналов переменного тока вокруг, паразитный ток, который затем течет через различные цепи. Другой способ думать об этом — как о половине трансформатора; это одиночный контур, и значительная часть этого контура — это сразу за от живого провода электросети здания с постоянно меняющимся током.В звуковом оборудовании нередко бывает гул с частотой 50 или 60 Гц из-за влияния контуров заземления.

Решение

Теперь, когда вы эксперт, решить проблему (или полностью ее избежать) довольно просто. Самый надежный способ — разрезать петлю, то есть удалить кабель или заменить его чем-то, кроме провода. Вы можете переключиться на беспроводную связь, такую ​​как Bluetooth или WiFi. Некоторые проводные протоколы используют дифференциальные сигналы вместо несимметричной передачи сигналов, так что нет необходимости в общей земле для справки.Переставьте вилки так, чтобы они вставлялись в одну розетку, сделав петлю как можно меньше. Другой вариант — использовать изолятор, который вы можете приобрести для выбранного кабеля или спроектировать в своем проекте с оптоизолятором или изолирующим трансформатором. Не используйте штепсельную вилку и не извлекайте заземляющий контакт, так как это просто устраняет функцию безопасности и может создать опасную ситуацию с шасси под напряжением.

Когда дело доходит до вашего осциллографа, вполне вероятно, что в какой-то момент вы захотите проверить что-то, питаемое от сети, и тогда вы получите совершенно другой тип контура заземления.Если ваша вещь питается от батареи, здесь нет никакой опасности; сходить с ума, потому что нет возможности создать контур заземления. Если он подключен к стене, но через изолированный источник питания (что-то только с двумя контактами и изолирующим трансформатором), все в порядке, потому что по-прежнему нет пути для контура заземления, но вы можете увидеть некоторый шум от грязного питания .

Но если он подключен к сети и имеет контакт заземления (даже косвенно, например, устройство, питающееся от USB через блок питания компьютера), есть возможность создать контур заземления, потому что вы подключаете заземленный прицел к другому заземленному устройство через зонд.Зажим заземления на пробнике подключается прямо к контакту заземления, а заземления на всех пробниках соединяются друг с другом, и эти контакты заземления подключаются к заземлению на вашем устройстве. Если это было неясно, лучше сформулировать это так: «Все ваши заземления уже подключены друг к другу и связаны с одним и тем же проводом — контактом заземления». Когда вы подключаете заземляющий зажим к тестируемому устройству, вы создаете контур заземления, который добавит шум к вашим измерениям и, возможно, повредит осциллограф.

Заземление зонда осциллографа подключено. Технически вам нужно прикрепить к испытательному устройству только один зажим заземления.

Заземление зонда подключается непосредственно к земле. Они не плавают.

Если вы сделаете это неправильно и прикрепите заземляющий зажим к чему-то, что на самом деле не заземлено, у вас будут всевозможные проблемы, так как теперь устройство закорочено на землю через ваш зонд, который быстро самоуничтожится. Для тестирования устройств с заземляющим контактом требуется особая осторожность, чтобы не допустить подключения устройств с разными потенциалами.Разорвать контур заземления можно, просто не подключив зажим заземления, хотя это имеет и другие последствия. Здесь рекомендуется использовать дифференциальные пробники или подключить тестируемое устройство к изолирующему трансформатору. Однако не удаляйте заземление , а не , потому что вы будете часто прикасаться к нему, и лучше не подвергаться электрошоку.

Итак, подведем итог: земля — ​​это не просто земля. Для измерения шума лучше всего, чтобы у каждого устройства был один и только один путь к одной точке заземления.Когда есть два или более пути к земле, они могут образовывать петлю, которая улавливает все виды электрических и магнитных помех окружающей среды. Исправить контур заземления так же просто, как разорвать его, но для этого вы должны иметь хорошее мысленное представление обо всех наземных путях в игре. Какой самый сложный контур заземления вы когда-либо видели? Не хватает хороших решений?

Заземление Hi-Fi — приемы и приемы

Заземление Hi-Fi — приемы и приемы

© 1999 — Род Эллиотт (ESP)
Страница создана 30 декабря 1999 г.

Указатель статей

Главный указатель

Содержание

Введение

Нередко можно увидеть оборудование Hi-Fi с заземлением, отсоединенным от того или иного оборудования, обычно для предотвращения петли, портящей впечатление от прослушивания.Тем не менее, нет ничего лучше, чем удар током , на самом деле испортит впечатление, если что-то пойдет не так!

1 Удар электрическим током

Сначала несколько слов о смерти от электрического тока. Это не весело, а электричество ежегодно убивает множество людей во всем мире. Ток в 50 мА (едва достаточный для того, чтобы лампа с низким энергопотреблением даже светилась) достаточно, чтобы отправить ваше сердце в состояние, называемое «фибрилляция желудочков», когда сердечные мышцы работают не синхронно друг с другом.Кровь перекачивается мало или совсем не перекачивается, и вы умрете в течение примерно 3 минут, если помощь не будет под рукой.

Иногда (но реже) сердце просто останавливается. Если это произойдет, возможно, что при внешнем массаже сердца он может возобновиться, а иногда даже может возобновиться сам по себе — редко, но это может случиться. Результатом смертельного поражения электрическим током является то, что вы больше не сможете наслаждаться Hi-Fi, на создание которого вы потратили столько времени и денег, и все другие земные занятия аналогичным образом сокращены .

Обратите внимание, что слово «поражать электрическим током» буквально означает «убить электричеством». Вы можете пережить удар электрическим током , но если под рукой нет помощи, , а не , переживете удар током.

Эта статья была вызвана множеством полученных мной электронных писем с вопросами о гудении, заземлении и о том, что нужно сделать, чтобы оборудование было безопасным и не гудело. Существуют и другие причины гула в звуковой системе, помимо проблем с электрическим (безопасным) заземлением, но в этой конкретной статье я расскажу об основных вопросах безопасности и устранении петель гула при сохранении высокой степени безопасности.

Правила относительно безопасного заземления различаются от страны к стране, и у меня нет подробностей для каждого случая. Эта статья носит общий характер, и если вы не уверены, Следует проконсультироваться с соответствующим органом по электроснабжению в вашей стране, чтобы узнать о применимых к вам правилах. Я использовал знакомую мне терминологию — токоведущий провод называется «активным», а обратный проводник — «нейтральным». Защитный провод называют заземлением, а иногда «земля» (особенно в США).Эти термины различаются, поэтому убедитесь, что вы знаете, как они называются там, где вы живете.

2 Как работает безопасная земля

Основная идея электробезопасного заземления (или заземления) практически везде одинакова, но детали могут сильно различаться. Корпус (шасси) оборудования (и, за исключением особых случаев, внутренняя электроника) подключается к заземляющему штырю на сетевой розетке. Затем он подключается через домашнюю проводку и распределительный щит к электрически сплошной точке заземления, которая обычно представляет собой медную водопроводную трубу (больше не разрешается в Австралии и Новой Зеландии) или утвержденный заземляющий столб, закопанный глубоко в землю.

В некоторых системах, используемых в другом месте, заземляющий провод отделен от распределительного трансформатора, а в других нейтраль также является землей до бытового распределительного щита. Австралия и Новая Зеландия используют систему «множественная нейтраль на землю» (MEN), в которой существует связь между нейтралью и землей на главном распределительном щите каждого дома (или комплекса блока). Он поддерживает минимально возможное сопротивление защитного заземления. В других странах действуют другие правила и системы — поищите информацию о своем местонахождении или обратитесь к электрику, если вы не уверены.

Если в оборудовании возникает неисправность, которая приводит к контакту активного (токоведущего) проводника с шасси, ток короткого замыкания течет на землю, и срабатывает предохранитель или автоматический выключатель оборудования, главного распределительного щита. Это защищает пользователя от поражения электрическим током, пропуская опасный ток прямо на землю, а не через тело ничего не подозревающего бедного ублюдка, который только что прикоснулся к нему. Если этот опыт не убивает, он неизменно пополняет словарный запас.

Автоматические выключатели утечки на землю (также известные как УЗО — детекторы остаточного тока — см. Ниже) измеряют ток в активном и нейтральном проводниках. Если они отличаются более чем на несколько миллиампер, цепь отключается. Принцип прост — если ток в двух проводах различается, часть его должна уходить куда-то, что нежелательно, поэтому питание прерывается почти мгновенно. Хотя это является обязательным в некоторых странах (или при некоторых обстоятельствах), лучше не полагаться на какие-либо передовые технологии, а предоставить систему, которая на 100% электрически безопасна — в действительности это может быть чрезвычайно сложно.

Существуют исключения из метода защиты основного заземленного оборудования. Некоторое оборудование обозначается как «с двойной изоляцией» и обычно имеет символ из двух концентрических квадратов, который указывает на то, что оборудование имеет двойную изоляцию и заземление не требуется (или в некоторых случаях нельзя использовать ). Обычный блок питания (от бородавок) почти всегда имеет двойную изоляцию, и такое оборудование имеет усиленную изоляцию, предназначенную для того, чтобы ни в коем случае нельзя было подключиться под напряжением переменного тока к вторичной электронике, включая полный обвал.Испытания на электробезопасность для подтверждения того, что продукт соответствует стандартам двойной изоляции, являются строгими и дорогостоящими, и их очень трудно выполнить с оборудованием высокой мощности, и тем более, когда оборудование имеет металлический корпус. Почти все усилители мощности (например) имеют двойную изоляцию , а не , и требуют заземления.

3 цветовых кода

Общие цветовые коды для сетевой проводки показаны в Таблице 1 ниже. Активный провод (или линия) является «горячим» проводником и несет полное напряжение питания переменного тока.Нейтральный проводник не находится под напряжением, но предназначен для возврата всего тока в активном проводе. Нейтраль всегда считается «токоведущим» проводником и должна быть соответствующим образом изолирована, и ее нельзя использовать ни для чего, кроме обратного пути для тока от активного. Хотя это вызвало большую путаницу у очень многих людей, это разумно и логично (я не буду здесь вдаваться в причины). Защитный заземляющий провод (или заземляющий) предназначен для защиты от поражения электрическим током и, если он есть, не должен отсоединяться.

Таблица 1 — Общие цветовые коды сети

Эти цветовые коды не стандартизированы, и некоторые варианты могут быть найдены в разных странах.Столбец с заголовком «Альтернатива» относится к старому коду, который использовался в Австралии и некоторых других странах до принятия кодов МЭК. Общая идея этих кодов заключается в том, что они были разработаны таким образом, чтобы дальтоники не перепутали провода. Использование зеленого цвета с желтыми полосами для земли делает это еще более надежным. У меня нет информации об истории определения используемых цветов, но это не имеет большого значения, поскольку мы не можем его изменить.

Обратите внимание, что в США нейтраль иногда называется заземляющим проводом ED , а земля / земля называется заземлением ING проводником. Эти термины не интуитивно понятны, и их легко перепутать, если вы не понимаете разницы. Убедитесь, что вы полностью понимаете все термины, которые используются там, где вы живете.

4 контура заземления / контура заземления

На Рисунке 1 показано типичное соединение двух компонентов Hi-Fi, включая домашнюю проводку и основную точку заземления.Как видно, имеется петля (обозначенная пунктирной линией), которая включает в себя соединительный кабель, провода питания и небольшую часть домашней электропроводки. Такие петли являются основной причиной гула в системах, и люди нередко отсоединяют заземляющий провод от одного или другого сетевого разъема, чтобы разорвать петлю и остановить гудение. Ситуация намного хуже, если для разных частей звуковой системы используются разные розетки. В этом случае петля может доходить до главного распределительного щита, что делает ее длиннее и с большей вероятностью будет иметь значительное напряжение между отдельными заземляющими соединениями.

Рисунок 1 — Формирование контура заземления

Также обратите внимание, что нейтральный (обратный) провод заземлен на главном распределительном щите. Это называется системой MEN и является стандартной в Австралии и некоторых других странах, но может не применяться там, где вы живете. Посоветуйтесь с электриком, который расскажет, как это делается (если вы действительно хотите знать).

Что произойдет, если в усилителе возникнет электрическая неисправность, из-за которой токоведущий провод переменного тока войдет в контакт с шасси? Ток будет течь от шасси через заземление, и предохранитель / автоматический выключатель сработает в распределительном щите (или в оборудовании, если установлен сетевой предохранитель).

Если защитное заземление отключено от усилителя мощности (например), если в усилителе возникает неисправность, то теперь единственный возврат на землю происходит через межсоединения (при условии, что источник заземлен). Межкомпонентные соединения не предназначены для того, чтобы выдерживать ток короткого замыкания, который может возникнуть при крупном электрическом отказе, и могут разрушиться до срабатывания предохранителя. Теперь у вас есть работающее шасси на усилителе — вы просто ждете, пока кто-нибудь прикоснется к нему и, возможно, умрет!

5 Детекторов остаточного тока

Во многих новых установках используется предохранительный выключатель, в частности детектор утечки на землю или остаточного тока (он же GFI — прерыватель замыкания на землю и т. Д.)), устройство, которое отключит питание переменного тока, если ток, протекающий в активном (токоведущем) проводнике, не точно соответствует току в нейтрали. Любой дисбаланс означает, что ток течет куда-то, чего не должно быть, и устройство отключится.

Эти предохранительные автоматические выключатели очень быстродействующие и спасли много жизней с момента их появления. 50 мА, которые убьют вас, обнаруживаются автоматом, и питание отключается — быстро! Большинство автоматических выключателей этого типа работают при токе всего 20 мА, поэтому вы защищены не только от серьезных неисправностей, но и от чрезмерных утечек переменного тока, вызванных неисправной изоляцией или влажностью.

Это не означает, что теперь вы можете отключать заземляющие соединения, чтобы остановить гудение — предохранительные устройства, которые могут быть установлены на вашей домашней электропроводке, предназначены для срабатывания при отказе , прежде чем вы сочтете трудным. Во многих странах незаконно вмешиваться в электрическую (сетевую) проводку, если у вас нет лицензии, но во всех странах, если можно доказать, что вы отключили землю, что позволило неисправности убить кого-то еще, вы несете ответственность, и может быть привлечено к уголовной ответственности ! Это страшно?

6 Что вызывает замыкание на землю (заземление)?

Обычно считается, что контур заземления проводит ток от одного устройства к другому и создает напряжение на соединении.Хороший вопрос: откуда берется ток и почему не срабатывает предохранительный выключатель? Вопреки распространенному мнению, контуры заземления — это , а не , вызванные током утечки или каким-либо другим загадочным током, который течет по земле и возвращается к распределительному щиту. Если бы это было так, это должно было бы исходить от активного соединения через путь утечки, и это мгновенно отключило бы предохранительный выключатель.

Шлейф в основном является локальным, и (опять же) вопреки некоторым заявлениям подключение оборудования к отдельным розеткам почти наверняка значительно ухудшит ситуацию.Ток в локальной сети создается паразитным магнитным полем трансформаторов в подключенном оборудовании. Традиционные слоистые трансформаторы (EI) почти всегда хуже в этом отношении, чем тороидальные трансформаторы, но все трансформаторы частоты сети способны генерировать циркулирующий ток, если есть возможность. Эти токи ухудшаются

.