Плохое заземление: Как определить плохое заземление

Содержание

Как определить плохое заземление

На чтение 2 мин.

Проверка заземления становится необходимой процедурой в любой электрической сети, если есть подозрение на то, что ее защитная функция может быть не подключена или плохо работать. Именно для этих целей и придуманы специализированные устройства – мультиметры, использование которых способствует решению поставленных задач. Главным их недостатком является высокая цена, ведь далеко не каждый хозяин захочет приобретать дорогой прибор для разового применения.Именно поэтому, следует знать о всех доступных вариантах самостоятельной проверки наличия и качества заземления.

 

 

Итак, для начала необходимо обесточить помещение, отключив вводный щиток от электричества. Затем, можно приступить к разбору розетки для визуального осмотра. Отсутствие подключенного к клемме провода желто-зеленой расцветки станет прямым указателем того, что заземление не использовано в принципе. Однако, встречаются и такие случаи, когда между «землей» и соответствующей ей клеммой установлена перемычка. Это свидетельствует об установленном «занулении», что является небезопасным.

Если все три провода подключены к клеммам, но есть необходимость в проверке исправной работы контуров заземления, то выполнить это можно двумя способами: при помощи ранее описанного приборамультиметра или с использованием самостоятельно собранной контрольной лампы.

Первый метод достаточно прост, он заключается в подключении измерительного прибора к контуру, замеру напряжения между нулем и фазой, а также «землей» и фазой.

Наличие разницы между двумя полученными результатами свидетельствует о присутствии заземления. Отсутствие цифр на приборе является прямым указателем плохого или отсутствующего заземляющего контура.

Второй метод, с использованием самодельной контрольной лампы, предполагает прикосновение одним концом ееприводак фазной клемме, а вторым к нулевой. После того как лампа засветится, провод, подсоединенный к нулю, нужно переместить на «землю».

Стабильный свет будет признаком работоспособности контура, а перебои и тусклый свет станут звоночком о заземлении плохого качества. Абсолютно погасшая лампа – признак отсутствия или нефункционирующей «земли».

Важно учесть, что наличие системы защитного отключения электричества может обесточить помещение в процессе проверки. Такое явление будет свидетельствовать о работоспособном состоянии заземляющего контура.

Приведенные примеры проверки заземления достаточно просты и эффективны в применении. Однако, всегда стоит помнить, что при выполнении любых манипуляций с электрической сетью требуется повышенное внимание и ответственность.

Может ли плохое заземление вызвать искры и пожар при подключении кабельной коробки и телевизора?

Я только что переехал в дом, построенный в 1955 году. Во время осмотра было отмечено, что ни одна из розеток не была заземлена, хотя на них было установлено три розетки.

Согласно нашему соглашению, владелец предположительно заземлил все розетки с помощью лицензированного электрика. Во время нашей последней прогулки общий помощник владельца сказал нам, что переписал все. Я, к сожалению, ничего об этом не думал.

Приходи в день. Установщик кабеля обнаруживается. При подключении кабеля HDMI к телевизору кабельная коробка искрится и загорается, и телевизор не работает. Опаленные и оплавленные порты HDMI на обоих концах.

Установщик кабеля предполагает наличие плохой коробки, дает мне новую. Мы пробуем снова с новым всем (кабельная коробка, шнуры питания, кабель HDMI, телевизор). На этот раз мы замечаем, что HDMI свирепствует как сумасшедший при контакте с портом HDMI на телевизоре. К счастью, на этот раз мы были осторожны и не подключили кабель.

На данный момент я подозреваю, что «неуклюжий» человек испортил заземление на розетках. В понедельник у меня есть электрик, чтобы посмотреть. Прямо сейчас я избегаю подключать что-либо с трехштырьковым шнуром питания.

Есть предположения? Моя гипотеза звучит правильно?

Ссылки на картинки. http://imgur.com/a/8sjx1

Подозрения подтвердились. Парень даже не обманул. Он подключил горячий провод к земле, он должен, по крайней мере, использовать нейтральный кабель, чтобы загрузить его.

моток

Это очень подозрительная ситуация.

Добавление надлежащего заземления к каждому сосуду в доме — это не маленький подвиг, странно, что мастер случайно упомянул, что он это сделал. Я считаю, что единственный правильный способ сделать это — провести новый провод заземления соответствующего размера обратно на сервисную панель, где он может быть подключен к заземляющим стержням.

Возможно, умелый человек просто использовал косички, чтобы заземлить коробку, как говорит @SpeedyPetey. Или, может быть, он подключил заземление к нейтрали, что было бы достаточно, чтобы обмануть тестер розетки. Или, может быть, он случайно подключил землю к горячей стороне, что может объяснить ваши искры. (У многих приборов металлический корпус соединен с землей. Если бы внешняя часть одного из ваших приборов была на самом деле электрифицирована, это могло бы объяснить искры. )

Если у вас есть простой тестер розеток, вы можете начать с него, но он

не будет обнаруживать все неисправные состояния, такие как заземление / нейтральное переключение или подключение. Вы также можете отключить питание и снять одну из розеток со стены, чтобы увидеть, можете ли вы сказать, какое заземление действительно имеется.

Я подозреваю, что вы захотите привлечь электрика и вашего агента по недвижимости.

Брэд Гилберт

Если у вас незаземленная система, единственный безопасный и законный способ заземления — это использовать все новые кабели.

Я сталкивался с розетками, которые имели «поддельное заземление», именно здесь нейтраль также соединена с винтом заземления. Если поменять местами горячий и нейтральный провода, что может легко произойти на старой тканевой проводке, где белый цвет отпал от нейтрального, вы увидите точную проблему, которая у вас есть.

Я также видел, где горячий провод закорочен на незаземленную металлическую коробку, которую затем заменили на розетку с заземляющим контактом.

Что также может вызвать проблемы, которые вы видите.


Для их правильного заземления, вероятно, потребуются отверстия в стенах. Причина в том, что все кабели, питающие эти розетки, должны быть заменены. Единственный способ обойти это — подключить розетки, не имеющие заземления, или розетки GFCI.

Кроме того, очень маловероятно, чтобы найти человека, который мог бы быстро исправить эту ситуацию и сделать это правильно.

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

Зачем заземляться / Хабр

Приветствую хабровцев.
Для кого этот пост
Те кто знают и понимаю зачем нужно заземление — не откроют для себя ничего нового. Когда я сделал для себя это открытие — я с удивлением обнаружил, что многие мои знакомые (связанные с IT сферой) слабо понимают зачем вообще надо заземляться. Поэтому собственно сейчас вы видите этот пост.

История вопроса
Купив новые наушники с микрофоном, и придя домой — я с грустью обнаружил, что микрофон создает посторонний шум. Я вернулся в магазин, там на ноутбуке мы проверили, не было никакого постороннего шума от микрофона. Придя домой стал искать причину. Подключил старые наушники, не шумят. Снова подключил новые наушники, шумят. Через некоторое время я случайно прикоснулся к системному блоку ногой, и о чудо шум значительно уменьшился.

Итак, я пришел к выводу, что на корпусе системника возникают какие-то помехи. У меня сразу же возникла мысль о заземлении, и я полез измерять напряжение корпуса относительно земли. За землю сначала я взял нулевой провод, и с удивлением обнаружил, что разность потенциалов получилась порядка 100В. Решил измерить напряжение относительно отопительной батареи, все те же ~100В.

Стало любопытно, решил гуглить, и как оказалось я далеко не первый:

Откуда все-таки напряжение
Я не буду вдаваться в подробности, откуда берется напряжение на корпусах холодильников/стиральных машин. Скажу лишь, что причина в 99% случаев та же, что и на корпусе системного блока. В гугле можно найти более подробное описание и объяснение. В кратце же причина такова:
В блоке питания компьютера стоит фильтр, гасящий высокочастотные помехи, и сбрасывающий их в землю. А вот собственно и сам этот фильтр:

Таким образом в землю у нас идет 110В (если в розетке 220В), но ток представляет собой только ток помех, а значит и сила тока у нас будет незначительная.
А вот такой девайс наверное знаком всем:

Подводный камень данного девайса заключается в том, что он связывает заземления всех устройств, включенных в него. Если у вас включено N системников в него, то ток, отфильтрованный каждым фильтром в БП будет складываться, и находиться на корпусе каждого системника будет уже сумма 😉 Кроме того, как показали мои «измерения земли» — точно такие же фильтры находятся в мониторах (по крайней мере в обоих моих мониторах именно так).
Чем это грозит
Даже сложив ток от 5-6 устройств, подключенных к вышеупомянутому сетевому фильтру — вряд ли он будет настолько сильным, чтобы убить человека. Но тут есть другие подводные камни.
Что будет если один из конденсаторов фильтра вдруг пробьет? Вы запросто получите полные 220 на корпусе своего системника. Конечно конденсаторы выбираются с таким номинальным напряжением, чтобы пробоя не случилось даже от сильных скачков (на выше приведенной схеме 2kV например), но как говорится раз в год и лапоть стрельнет. Но это не самое страшное.
Основная прелесть в том, что устройства, рассчитанные на заземления проектируются так, как будто у вас заземление есть. устройство правомерно считает, что в случае внештатной ситуации оно может сбросить излишки тока в землю. На схеме выше видно, что земля, которую я обвел — не единственная. И сколько у вас таких потенциальных мест неизвестно. Таким образом без существующего заземления на корпусе вашего электроприбора запросто может образоваться опасное для жизни напряжение.
И самый ужас
Особо опасно таким образом использовать приборы, так или иначе работающие с водой. Например стиральные или посудомоечные машины. В стиральной машине например ТЭН может прохудиться, и на корпусе будет полноценных 220В, а поскольку стиральная машина расположена часто в ванной, где кафель, и влага, то вы будете являться отличным проводником, и удар током скорее всего будет летальным
Выводы
Надеюсь тех, у кого все еще нет заземления, я убедил его сделать. Напоследок лишь скажу, не делайте заземление как проще и побыстрее (на батарею, зануление и т.п.), делайте как надо, ибо это не только ваша личная безопасность, но и безопасность окружающих.
На хабре есть статьи, как правильно делать заземление. Так же кучу информации по этому поводу можно нагуглить.

Ну и спасибо за внимание. 😉
UPD. Стараниями TolTol, vertu77, juray я понял, что значительно обезопасить себя можно используя УЗО, т.к. его можно включить в цепь без заземления. Однако не без недостатков

Разминусовка двигателя и признаки плохого заземления

Электрическая цепь нуждается в хорошем заземлении для правильного функционирования. Многие спрашивают — разминусовка двигателя зачем она нужна, отвечаем —  плохое электрическое заземление может повлиять на одну или несколько электрических систем, потому что оно вынуждает ток искать другие более простые пути . Это может вызвать всевозможные проблемы с освещением, датчиками, модулями и другими электрическими и электронными компонентами, всё вышесказанное так же справедливо и для ответа на частый вопрос — для чего нужна масса в автомобиле.

Причины и симптомы плохого заземления двигателя

Неисправность двигателя может быть вызвана:

  • Свободные, ржавые или поврежденные клеммы или провода заземления
  • Слабая, поврежденная или корродированная клемма заземления аккумулятора
  • Плохая установка или ремонт компонентов

 

Симптомы плохого заземления двигателя могут включать в себя:

  • Тусклые огни
  • Мерцающие огни
  • Электрические устройства работают беспорядочно
  • Неисправный топливный насос
  • Буксующая или сгоревшая муфта компрессора кондиционера
  • Прерывистый отказ датчиков
  • Повреждены дроссельные или передающие кабели
  • Жесткий старт
  • Разряженная батарея АКБ

Часто плохие основания относительно легко диагностировать и исправлять, обычно за считанные минуты.  Вы можете диагностировать и выполнять ремонт в собственном гараже, используя только цифровой мультиметр (DMM) и некоторые распространенные инструменты.

Если вы не знаете, где находятся все двигатели или трансмиссии, в вашем автомобиле, возможно, вам следует обратиться к руководству по ремонту вашего автомобиля. Вы можете получить относительно недорогую копию через Amazon.  Руководства Haynes поставляются с пошаговыми процедурами для многих проектов технического обслуживания, ремонта и устранения неисправностей. Таким образом, вы окупите свои небольшие инвестиции в короткие сроки.

ХОРОШО. Так что возьмите свой мультиметр и давайте найдем те плохие основания в вашем автомобиле.

Коррозия или повреждение заземляющих лент может привести к выходу из строя электрических принадлежностей.

Диагностика электрического заземления

Следующие разделы разделены между тестами. Это облегчит тестирование пути заземления стартера и заземления принадлежностей для выявления общих проблем с электрической системой.

Вот несколько важных моментов, о которых следует помнить при устранении неисправностей в вашем автомобиле:

  • При проверке убедитесь, что клеммы прикреплены к неокрашенной поверхности. Вы должны подключиться к голому металлу. Краска, коррозия, жирные поверхности, потертости или разрывы проводов, а также ненадежные соединения являются основной причиной плохой автомобильной поверхности.
  • Некоторые автомобили используют отдельный провод заземления корпуса, помимо основного (черный кабель аккумулятора), который проходит от отрицательной клеммы аккумулятора к корпусу. Это для фар, аксессуаров и другого электронного оборудования.

Вы можете использовать дистанционный выключатель стартера, чтобы провернуть двигатель во время испытаний на вашем автомобиле. Подключите выключатель к аккумулятору и клемме «s» на соленоиде стартера или реле дистанционного стартера.

Для чего нужна масса в автомобиле

Заземление двигателя обеспечивает электрический обратный путь для стартера.  Плохое заземление двигателя является распространенной проблемой, приводящей к тяжелому запуску и отсутствию запуска.

В следующем тесте выполняется считывание падения напряжения, чтобы определить нежелательное сопротивление в цепи заземления двигателя.

  1. Отключите зажигание или топливную систему, чтобы предотвратить запуск двигателя во время испытаний.

 

Если система зажигания оснащена распределителем, вы можете отсоединить кабель высокого напряжения от крышки распределителя и заземлить его на двигатель (болт или кронштейн) с помощью проволочной перемычки. В других системах вы можете удалить предохранитель топливного насоса. Обратитесь к руководству по эксплуатации вашего автомобиля или ремонту автомобиля, чтобы найти предохранитель. Вы также можете использовать дистанционный выключатель стартера. Подключите переключатель к клеммам цепи управления реле стартера или соленоида (втягивающее реле).

  1. Установите для цифрового мультиметра постоянное напряжение и выберите максимально близкий диапазон, но больший, чем напряжение аккумулятора.  Например, 20 вольт. Или выберите функцию автоматического выбора диапазона, в зависимости от ваших функций мультиметра.
  2. Подсоедините красный провод прибора к чистой поверхности двигателя, а черный провод прибора — к отрицательному (-) полюсу аккумулятора.
  3. Попросите помощника запустить двигатель примерно на пять секунд, этого достаточно, чтобы получить хорошее чтение значений тока.

 

Вы должны получить показание 0,2 вольт или меньше. При необходимости обратитесь к спецификациям вашего производителя в руководстве по ремонту вашего автомобиля. Вы получили более высокое чтение? В цепи заземления есть нежелательное сопротивление. Чтобы найти проблему, перейдите к следующим шагам.

  1. Переместите красный провод вашего измерителя на основную клемму заземления со стороны двигателя.
  2. Пусть ваш помощник провернет двигатель, пока вы снимаете показания падения напряжения.

 

Повторите два предыдущих шага, переместив красный провод к разъему, соединяющему черный основной провод заземления с клеммой аккумулятора.  Когда вы получаете показание около 0,2 В или ниже, нежелательное сопротивление находится между этой и предыдущей контрольной точкой. Проверьте на наличие коррозии, оборванных или ослабленных проводов.

Проверка заземления в автомобиле

Электронные модули и многие электрические компоненты двигателя, трансмиссии и пассажирского салона используют кузов в качестве электрического заземления. Этот тест проверяет наличие нежелательного сопротивления в этих точках, в том числе вторичного заземления между аккумулятором и шасси, используемого некоторыми старыми моделями. При необходимости обратитесь к руководству по ремонту вашего автомобиля.

  1. Подсоедините черный провод вашего измерителя к клемме батареи (-), а красный провод вашего измерителя к месту соединения провода с кузовом.
  2. Попросите помощника провернуть двигатель на несколько секунд.

 

Вы должны получить падение напряжения на 0,2 В или менее. Если падение напряжения выше, перейдите к следующим шагам.

  1. Переместите красный провод вашего измерителя к клемме на конце вторичного заземляющего провода. Снимите показания падения напряжения.

 

Если вы получили значение выше 0,2 вольт, переходите к следующему шагу.

  1. Переместите красный измерительный провод вашего измерителя на следующую клемму, и точку заземления. Снимите показания падения напряжения в каждой точке.

 

Когда вы получаете показание около 0,2 В или ниже, нежелательное сопротивление находится между этой и предыдущей контрольной точкой. Проверьте на наличие коррозии, оборванных или ослабленных проводов.

Кроме того, проверьте падение напряжения на цепях заземления, которые соединяют двигатель с шасси.

Поиск, проверка и замена оснований передачи при необходимости.

Проверка массы в авто

Трансмиссии на некоторых моделях автомобилей оснащены шасси или защитным экраном для модулей, датчиков и соленоидов (реле). Вы также можете проверить эти основания, используя свой цифровой мультиметр.

  1. Проверьте падение напряжения между коробкой передач и отрицательным полюсом аккумулятора. Падение напряжения должно быть 0,2 В или ниже.
  2. Проверьте заземление отдельных шасси, проверив падение напряжения на каждой клемме заземления на коробке передач. Падение напряжения должно быть 0,2 В или ниже.

При необходимости очистите, отремонтируйте или замените заземление коробки передач. Удалите смазку, ржавчину и краску с заземленных клемм или замените поврежденные заземляющие ремни.

Общие значения падения напряжения

Кабели дросселя и другое оборудование могут быть повреждены, когда высокий электрический ток не может найти правильный путь назад к земле.

Почему важно найти и исправить плохую массу в машине

Плохое заземление двигателя может, в конечном счете, помешать правильной зарядке батареи, правильному получению сигналов от компьютера, вызвать ненормальное свечение фар, вызвать проблемы с запуском и другие неисправности.

Более того, плохое заземление двигателя также может привести к повреждению. Если слишком большой ток попытается найти правильное заземление безуспешно, он выберет легкий путь через компоненты передачи, кабель передачи, трос дросселя, подшипники колеса, что приведет к серьезному повреждению этих и других компонентов.

Всякий раз, когда вы видите признаки электрических неисправностей, проверьте заземление двигателя.

Диагностические тесты, описанные здесь, представляют собой простые процедуры, которые вы можете проводить с помощью цифрового мультиметра. И они сэкономят ваше время и деньги за несколько минут.

Почему плохое заземление лучше зануления — Жизнь, полная впечатлений

Три недели назад я задал вам вопрос, куда лучше подключить заземление розеток на даче (http://ammo1.livejournal.com/748259.html). Варианта было три: никуда не подключать контакт заземления розеток, подключить его к нулевому проводу, идущему со столба (зануление) или подключить к штырю, торчащему из земли и оставшемуся от грозозащиты столба, который убрали. Комментариев к тому посту было аж 360. В основном советовали делать настоящее качественное заземление, закапывая уголки и другие большие металлоконструкции в землю. Конечно же я этого делать не буду, точно так же, как не будут этого делать 99% дачников.
Самым ценным комментарием для меня оказался один, где мне посоветовали подключить между фазой и моим штырём лампу 100 Вт и измерить напряжение от штыря до ноля. Сегодня я это сделал.

Мультиметр показал 20 вольт.

Через лампу 100 Вт при напряжении 220 В течёт ток 100/220=0.45А. Сопротивление лампы при этом 220/0.45=489 Ом. Соответственно, сопротивление заземления у штыря приблизительно 50 Ом. Конечно, это много и заземление плохое. Но.

Давайте заранее условимся, что какое-то другое заземление я делать не буду и посмотрим какие плюсы и минусы у всех трёх вариантов. Разумеется, в доме стоит УЗО, которое поможет во многих случаях.

Итак, возможные неприятности.

1. Корпус какого-либо электроприбора в доме пробило и на нём оказалась фаза.

Нет заземления — при прикосновении к корпусу человека бьёт током и скорее всего выключается УЗО.
Зануление — при пробое тут же отключается УЗО.
Плохое заземление — при пробое тут же отключается УЗО.

2. Где-то между поселковым трансформатором и домом отвалился ноль и через электроприборы соседей на нём оказалась другая фаза. Во всех случаях без реле напряжения электроприборы в доме могут сгореть.

Нет заземления — на корпусах электроприборов нет опасного напряжения.
Зануление — на корпусах опасное напряжение. Как поведёт себя УЗО при прикосновении к корпусу неизвестно.
Плохое заземление — на корпусах электроприборов нет опасного напряжения.

3. Пьяный электрик как-то перепутал на столбах фазу и ноль.

Нет заземления — на корпусах электроприборов нет опасного напряжения.
Зануление — на корпусах опасное напряжение.
Плохое заземление — на корпусах электроприборов нет опасного напряжения.

В двух случаях из трёх зануление может привести к печальным последствиям, в третьем случае к таким последствиям приведёт отсутствие заземления. Плохое заземление во всех трёх случаях оказывается лучшим вариантом.

Я не придумал ситуацию, в которой плохое заземление окажется хуже, чем отсутствие заземления. Может быть я что-то упустил?

© 2016, Алексей Надёжин


Основная тема моего блога — техника в жизни человека. Я пишу обзоры, делюсь опытом, рассказываю о всяких интересных штуках. А ещё я делаю репортажи из интересных мест и рассказываю об интересных событиях.
Добавьте меня в друзья здесь. Запомните короткие адреса моего блога: Блог1.рф и Blog1rf.ru.

Второй мой проект — lamptest.ru. Я тестирую светодиодные лампы и помогаю разобраться, какие из них хорошие, а какие не очень.

Этот пост в моём блоге LiveJournal: Почему плохое заземление лучше зануления

Заземление или прогресс

…из сборника «Заземление: ответы на вопросы»
…по материалам переписки в livejournal

igumen_aga: У нас земли нет. Т. е. земля, как таковая, под ногами есть, а той земли, куда заземляют электроприборы — нет. Когда-то, много лет тому назад эту землю сделали — затянули трактором на лед бухты стальную ленту — метров сто. лед растаял, лента утонула, а к той её части, что осталась на земле, в смысле на обычной — приварили провод и протянули в посёлок. Так возникла земля электрическая. Но это было давно и теперь лента та уже порвалась десять раз и земли опять нету. Потому что лёд, если кто не знает (я, так до сего дня и не задумывался) — отличный диэлектрик и льда этого под условным полуметром земли сверху у нас есть много. Слишком, я бы сказал. Потому что нам лёд без надобности, нам земля нужна — так как любой электроводогрейный котёл должен заземляться. А земли нет (
===============

Заземление на Севере — большая проблема.
Есть ли более подробные данные по грунтам? Особо интересует удельное электрическое сопротивление.

…. Пока так. На «человеческом» языке 🙂 При условии, что грунт — гравий, главной трудностью будет его (гравия) «неплотность».
Воздух — диэлектрик, соответственно, чем крупнее гравий — тем больше между отдельных камней воздуха. Тем больше суммарное удельное сопротивление такого грунта.

Средство борьбы — замена грунта. Делается котлован глубиной 1 метр (в вашем случае — т.к. глубже не получиться -> мерзлота) и площадью в пару «соток». В полученный котлован засыпается «нормальный» грунт, например, глина/суглинок.
Итого — вы получаете область грунта с намного более низким удельным сопротивлением, чем у окружающего.

Далее, например, так: В этом грунте делаются канавы 0,5 метровой глубины на расстоянии в пару метров друг от друга. На дно сыпется соль (не фанатично, но и не жалеть 🙂 ). Потом укладывается стальная полоса (обычно берется стандартная 4*40мм). Все сваривается в один проводник, доводится до объекта и засыпается грунтом.

Как смог нарисовал:
—————
!
!
—————
!
!
—————

Хватит такого устройства на 2-5 лет. Соль и влага очень быстро превратят металл в труху. Бороться бесполезно — устройство просто воспроизводится периодически (в зависимости от сгнивания в контрольной точке). Т.к. ресурсозатраты небольшие — это не трудно.

По поводу замеров. И нужно делать весной — когда электростатика уже есть, а вот грунт еще замерзший (заземление в таком грунте плохое).

По размещению площадки. Т.к. температура замерзания соленого грунта ниже, чем обычного, на 3-5 градусов, осенью и весной в зоне котлована будет хорошо выраженная протайки. Обязательно нужно все здания ставить вне границ этой зоны.

PS Если надумаете делать заземление для нескольких зданий — не пожалейте площади — сделайте больше. Сопротивление заземления будет меньше. Летом это не особо значимо (например, 5 Ом или 10 Ом), а вот весной — очень заметно (например, 50 Ом и 100 Ом).

 

igumen_aga: спасибо, озвучу нашим военным этот проект. Здесь везде сильная статика, просто по железкам в грозу искры струятся. Возьму у геофизиков данные по грунтам — отпишусь.
===============

Если проблема с заземлением во всем городе, будет идеально организовать общее устройство. Подобным образом подошли в Норильске. Там нет отдельных заземлений — все подключены к одному общему. Это даст вам бОльшие ресурсы — а значит большой котлован и большую длину стальной полосы = заземлителя. Ну а это — меньшее сопротивление заземления.

PS Статики много из-за сильного ионизирования воздуха (северные сияния тому пример) вследствии высокой широты + сильные ветры — из-за чего воздух электроризируется («трётся» друг о друга).

 

igumen_aga: Здесь пытались когда-то решить вопрос с землёй для склада ГСМ, закинув в бухту сотню-другую метров стальной ленты. Ну от неё и прочие заземлялись, однако, эта штука уже не работает. Как бы то ни было, если что и будут делать, то только в авиабазе, поэтому познакомлю их с Вашими рекомендациями, а там видно будет.
===============

… Вот что надумал. На авиабазе заземление нужно почти всем объектам/зданиям/электроустройствам. Если заземление делать общее — то необходимо прокладывать заземляющий проводник до каждого здания. Если использовать обычную стальную полосу 4*40 (т.е. неизолированный проводник) или толстый стальной трос (может быть их у военных в достатке — не знаю), то проложенный в земле на глубине 0,5 метра — такой проводник при большой протяженности сам по себе будет хорошим заземлителем.

Теоретический расчёт дал следующее — если представить Ваш грунт удельным сопротивлением в 5000 Ом*м (а это очень много), а проводник — длиной в 1000 метров (а почему и нет) то получим:

  1. Сопротивление заземления (без всякой засолки/замены грунтов) = 17,2 Ом. Для такого грунта это очень хорошо.
  2. Уже готовый соединительный заземляющий проводник к каждому объекту.
  3. Отсутствие геморроя с засолкой и заменой грунта.
  4. Больший срок службы такого заземлителя, чем при засолке (коррозия меньше).

Ну а летом, когда грунт более менее оттает — сопротивление заземления можно ожидать на уровне нескольких Ом.

Если брать длину проводника меньше, то считайте так — каждые 100 метров будут давать 172 Ома, а общее сопротивление будет считаться как равнозначные параллельно соединенные проводники — т.е. делится на кол-во 100-метровых участков.

Например, 500 метров дадут 172/5 = 34,4 Ом, а 1000 метров — 172/10 = 17,2 Ом. На этом вроде все. С нетерпением жду продолжения истории. Профинтерес т.с. 🙂 Чем больше трудность, тем интереснее процесс решения.

….. Ещё вариант, замеченный в Якутске. Буровая бурит до 50 метров (и ставит обсадную трубу = электрод). Если где то по ходу бурения попадется линза с солевым раствором (он не замерзает) — то у вас будет 2-4 Ома круглогодично. Если не попадёт — бурим дальше 🙂 Отступая на десятки метров от прошлой точки. Это конечно — пальцем в небо, зато результат отличный. Да и судя по беседе с ребятами на буровой, попадают они часто.

И ЧЕРЕЗ 5 МЕСЯЦЕВ 🙂

Добрый вечер. Чем закончилась ваша проблема?

igumen_aga: не стало начальство военное заморачиватья с траншеей и арматурой и, тем более, с солевой схемой. Купили простой котёл, без электроники и на том всё )

🙂 ВОТ ТАК


Полезные материалы:
•Модульное заземление
•Заземление в вечной мерзлоте
•Заземление в скальном грунте
•Консультации по выбору, проектированию и монтажу систем заземления и молниезащиты

6 Проблемы с проводкой и заземлением, которые приводят к низкому качеству электроэнергии

Проблемы с проводкой и заземлением

В этой технической статье представлены типичные проблемы с проводкой и заземлением, связанные с качеством электроэнергии. Приведены возможные решения этих проблем, а также возможные причины проблем, наблюдаемых в системе заземления. (См. Таблицу 2 внизу статьи)

6 Проблемы с проводкой и заземлением, которые приводят к низкому качеству электроэнергии

Следующий список представляет собой лишь образец проблем, которые могут возникнуть в системе заземления.

  1. Изолированное заземление
  2. Контуры заземления
  3. Отсутствие защитного заземления
  4. Множественные заземляющие заземления
  5. Дополнительные заземляющие стержни
  6. Недостаточно нейтральных проводников

1. Изолированное заземление

Изолированные заземления сами по себе не являются проблема с заземлением. Однако неправильно использованное изолированное заземление может быть проблемой. Изолированные заземления используются для подавления шума в системе заземления.Это достигается за счет использования изолированных розеток заземления, которые обозначены знаком «∆» на лицевой стороне розетки .

Изолированные розетки заземления часто имеют оранжевый цвет. На рисунке 1 показана правильно подключенная изолированная цепь заземления.

Рисунок 1 — Правильно подключенная изолированная цепь заземления

Вот что говорит NEC об изолированном заземлении.

NEC 250-74 Подключение клеммы заземления розетки к коробке

Перемычка заземления оборудования должна использоваться для подключения клеммы заземления розетки заземляющего типа к заземленной коробке.

Исключение № 4. Там, где это требуется для уменьшения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, должна быть разрешена розетка, в которой вывод заземления специально изолирован от средств крепления розетки. Клемма заземления розетки должна быть заземлена изолированным заземляющим проводом оборудования, проложенным с проводниками цепи. Этому заземляющему проводнику должно быть разрешено проходить через один или несколько щитовых щитов без подключения к заземляющему зажиму щитового щита , как это разрешено в Разделе 384-20, Исключение, чтобы заканчиваться в том же здании или строении непосредственно на зажиме заземляющего провода оборудования применимая производная система или источник.

(FPN): Использование изолированного заземляющего провода оборудования не отменяет требования по заземлению системы кабельных каналов и розеточной коробки.

NEC 517-16 Розетки с изолированными клеммами заземления

Розетки с изолированными клеммами заземления, как разрешено в Разделе 250-74, Исключение № 4, должны быть идентифицированы. Такая идентификация должна быть видна после установки.

(FPN): При выборе такой системы с розетками с изолированными клеммами заземления важно соблюдать осторожность, поскольку полное сопротивление заземления контролируется только заземляющими проводниками и не имеет функциональной выгоды от каких-либо параллельных путей заземления.

Ниже приводится список подводных камней, которых следует избегать при установке изолированных цепей заземления:

  • Подключение изолированной цепи заземления к обычной розетке.
  • Совместное использование кабелепровода изолированной цепи заземления с другой цепью.
  • Установка изолированной розетки заземления в двухконтактной коробке с другой цепью.
  • Отсутствие изолированной цепи заземления в металлической кабельной броне или кабелепроводе.
  • Не предполагайте, что изолированная розетка заземления имеет действительно изолированное заземление.

Вернуться к «Проблемы с проводкой и заземлением» ↑


2. Контуры заземления

Контуры заземления могут возникать по нескольким причинам. Первый — это когда два или более единиц оборудования используют общую цепь, такую ​​как цепь связи , но имеют отдельные системы заземления (рисунок 2).

Рисунок 2 — Цепь с контуром заземления

Чтобы избежать этой проблемы, следует использовать только одно заземление для систем заземления в здании. Можно использовать более одного заземляющего электрода, но они должны быть связаны вместе (NEC 250-81, 250-83 и 250-84), как показано на Рисунке 3 ниже.

Рисунок 3 — Заземляющие электроды должны быть соединены вместе

Вернуться к Проблемы с проводкой и заземлением ↑


3. Отсутствует защитное заземление

Отсутствие защитного заземления представляет собой серьезную проблему . Отсутствие заземления обычно происходит из-за обхода защитного заземления. Это типично для зданий, в которых розетки на 120 В имеют только два провода.

Современное оборудование обычно оснащается вилкой с тремя контактами, один из которых является заземляющим.При использовании этого оборудования в двухконтактной розетке можно использовать адаптер заземляющей вилки или «читерскую вилку» при условии, что в розетке имеется заземление оборудования.

Это устройство позволяет использовать устройство с тремя контактами в розетке с двумя контактами. При правильном подключении защитное заземление остается нетронутым. На рисунке 4 показано правильное использование вилки читера.

Рисунок 4 — Правильное использование адаптера заземляющей вилки или «штепсельной вилки»

Если в розетке нет заземления оборудования, то адаптер заземляющей вилки использовать нельзя.При наличии заземляющего провода оборудования предпочтительным методом решения проблемы отсутствия защитного заземления является установка новой трехконтактной розетки в розетке .

Этот метод гарантирует, что заземляющий провод не будет шунтирован. NEC подробно обсуждает заземляющие провода оборудования в , Раздел 250 — Заземление .

Вернуться к «Проблемы с проводкой и заземлением» ↑


4. Множественные соединения нейтрали с землей

Еще одно заблуждение при заземлении оборудования состоит в том, что нейтраль должна быть связана с заземляющим проводом .В системе или подсистеме допускается только одно соединение нейтрали с землей. Обычно это происходит на служебном входе в объект, если нет отдельно производной системы.

Отдельно производная система определяется как система , которая получает питание от обмоток трансформатора, генератора или преобразователя какого-либо типа. Отдельно производные системы должны быть заземлены в соответствии с NEC 250-26.

Нейтраль должна находиться отдельно от заземляющего провода во всех панелях и распределительных коробках, которые расположены ниже служебного входа.Дополнительное соединение нейтрали с землей в энергосистеме вызовет протекание нейтральных токов по системе заземления.

Этот ток в системе заземления возникает из-за параллельных путей. Рисунки 5 и 6 иллюстрируют этот эффект.

Рисунок 5 — Поток нейтрального тока с одним соединением нейтраль-земля
Рисунок 6 — Нейтральный ток с дополнительным соединением нейтраль-земля

Как видно на Рисунке 6, нейтральный ток может попасть в систему заземления из-за к дополнительному заземлению нейтрали на вторичной панели управления.Обратите внимание, что не только ток будет течь в заземляющем проводе для системы питания, но токи могут течь в экранированном проводе для коммуникационного кабеля между двумя компьютерами.

Если необходимо восстановить соединение нейтрали с землей (высокое напряжение между нейтралью и землей), это может быть выполнено путем создания отдельно производной системы , как определено выше. На рисунке 7 показана отдельно производная система.

Рисунок 7 — Пример использования отдельно производной системы

Вернитесь к Проблемы с проводкой и заземлением ↑


5.Дополнительные стержни заземления

Дополнительные стержни заземления — еще одна распространенная проблема в системах заземления . Стержни заземления для объекта или здания должны быть частью системы заземления. Заземляющие стержни должны быть подключены там, где все заземляющие электроды здания соединены вместе.

Изолированное заземление можно использовать, как описано в разделе «Изолированное заземление NEC», но не следует путать его с изолированными заземляющими стержнями, что недопустимо.

Основная проблема с дополнительными заземляющими стержнями заключается в том, что они создают вторичные пути для протекания переходных токов, таких как удары молнии, для протекания .Когда на объекте используется один заземляющий стержень, любые токи, вызванные молнией, попадут в систему заземления здания в одной точке. Потенциал заземления всего объекта будет расти и падать вместе.

Однако, если для объекта используется более одного заземляющего стержня, переходный ток входит в систему заземления объекта более чем в одном месте, и часть переходного тока протекает по системе заземления, вызывая повышение потенциала заземления оборудования. на разных уровнях.

Это, в свою очередь, может вызвать серьезные проблемы с переходным напряжением и возможные условия перегрузки проводника !

Вернуться к «Проблемы с проводкой и заземлением» ↑


6. Недостаточный нейтральный проводник

С увеличением использования электронного оборудования в коммерческих зданиях растет беспокойство по поводу повышенного тока , подаваемого на заземленный провод (нейтральный проводник). ) . При типичной трехфазной нагрузке, которая уравновешена, теоретически в нейтральном проводе не течет ток, как показано на рисунке 8.

Рисунок 8 — Сбалансированная трехфазная система

Однако ПК, лазерные принтеры и другое электронное офисное оборудование используют одну и ту же базовую технологию для получения энергии, необходимой для работы. На рисунке 9 показан типичный блок питания для ПК . Входная мощность обычно составляет 120 вольт переменного тока, однофазный.

Для работы внутренних электронных компонентов требуется различных уровней постоянного напряжения (например, ± 5, 12 вольт постоянного тока) .

Рисунок 9 — Базовая однолинейная схема для SMPS

Это постоянное напряжение получается путем преобразования переменного напряжения через какой-либо тип выпрямительной схемы, как показано.Конденсатор используется для фильтрации и сглаживания выпрямленного сигнала переменного тока. Эти типы источников питания называются импульсными источниками питания (SMPS).

Проблема с устройствами, которые включают использование SMPS , заключается в том, что они вносят тройные гармоники в систему питания .

Тройные гармоники — это гармоники, которые являются нечетными кратными компоненту основной частоты (h = 3, 9, 15, 21,…) . В системе со сбалансированной однофазной нагрузкой, как показано на рисунке 10, присутствуют составляющие основной гармоники и третьей гармоники.

Применение закона Кирхгофа в узле , узел N показывает, что основная составляющая тока в нейтрали должна быть равна нулю. Но когда нагрузки сбалансированы, составляющие третьей гармоники в каждой фазе совпадают. Следовательно, величина тока третьей гармоники в нейтрали должна быть в три раза больше тока фазы третьей гармоники.

Рисунок 10 — Сбалансированные однофазные нагрузки

Это становится проблемой в офисных зданиях, когда несколько однофазных нагрузок питаются от трехфазной системы.С каждой цепью прокладываются отдельные нейтральные провода, поэтому ток нейтрали будет эквивалентен току в линии.

Однако, когда несколько токов нейтрали возвращаются в панель или трансформатор, обслуживающий нагрузки, тройные токи добавляются к общей нейтрали для панели , и это может вызвать перегрев и, в конечном итоге, даже вызвать отказ нейтрального проводника !

Если используются офисные перегородки, то в перегородке с трехфазными проводниками прокладывается такой же нейтральный провод, зачастую меньшего размера.Каждая розетка питается от отдельной фазы, чтобы сбалансировать ток нагрузки.

ВНИМАНИЕ! Однако одна нейтраль обычно используется всеми тремя фазами. Это может привести к катастрофическим результатам , если электрические розетки перегородки используются для питания нелинейных нагрузок, богатых тройными гармониками . В наихудших условиях ток нейтрали никогда не превысит 173% фазного тока.

На рисунке 10 показан случай, когда трехфазная панель используется для обслуживания нескольких однофазных ПК SMPS.

Вернуться к проблемам с проводкой и заземлением ↑


Сводка

Как обсуждалось выше, тремя основными причинами заземления в электрических системах являются:

  1. Личная безопасность
  2. Правильная работа защитного устройства
  3. Контроль шума

Следуя приведенным ниже инструкциям, можно достичь целей по заземлению:

  • Все оборудование должно иметь защитное заземление. Провод защитного заземления
  • Избегайте токов нагрузки в системе заземления.
  • Разместите все оборудование в системе на одной и той же опорной линии уравнивания потенциалов.

В таблице 1 приведены типичные проблемы с проводкой и заземлением.


Таблица 1 — Сводка проблем с проводкой и заземлением

Сводные вопросы
Хорошее качество электроэнергии и методы контроля шума не противоречат требованиям безопасности.
Проблемы с проводкой и заземлением вызывают большинство проблем, связанных с помехами оборудования.
Постарайтесь подключить чувствительное оборудование к выделенным цепям.
Заземленный проводник, нейтральный проводник, должен быть соединен с землей на трансформаторе или главной панели, но не на другой линии ниже панели, за исключением случаев, когда это разрешено отдельно производными системами.

Таблица 2 — Типичные проблемы с проводкой и заземлением и причины

Обгоревшая панель или распределительная коробка
Наблюдаемое состояние или проблема проводки Возможная причина
Импульс, падение напряжения Ослабленные соединения выпадение Неисправный выключатель
Токи заземления Дополнительное соединение нейтрали с землей
Токи заземления Переключение нейтрали на землю
Экстремальные колебания напряжения в нейтрали Высокое
Колебания напряжения Соединение нейтрали с землей с высоким импедансом
Высокое напряжение нейтрали относительно земли Заземление с высоким импедансом
Запах гари на панели, распределительной коробке или нагрузке Неисправный проводник, плохой соединение, искрение или перегрузка проводки
Панель или распределительная коробка теплые на ощупь Неисправный выключатель или плохое соединение
Жужжащий звук Дуга
Обгоревшая изоляция Перегрузка проводки, неисправный проводник или плохое соединение
Плохое соединение, неисправный провод
Нет напряжения на нагрузочном оборудовании Сработал выключатель, плохое соединение или неисправный проводник
Неустойчивое напряжение на нагрузочном оборудовании Плохое соединение или дуга

Вернуться к проблемам с проводкой и заземлением ↑

Ссылка // Halpin, S.М. «Качество электроэнергии»; Справочник по электроэнергетике под ред. Л.Л. Григсби (приобретение в твердом переплете у Amazon)

Достижение приемлемого уровня в бедных почвах

Чтобы ваша электрическая система функционировала должным образом, важно, чтобы ваша подземная система заземления имела низкое сопротивление. Так как же достичь этой цели, помня о безопасности?

При проектировании и установке систем электроснабжения правильное заземление — это не просто роскошь, а необходимость.Все хорошие системы заземления должны обеспечивать путь с низким сопротивлением для проникновения в землю токов короткого замыкания и молнии, обеспечивая максимальную безопасность от сбоев в электрической системе и молнии. В частности, правильно установленная система заземления не только помогает защитить здания и оборудование от повреждений, вызванных непреднамеренными токами короткого замыкания или разрядами молнии, но также защищает гораздо более важные инвестиции: людей.

Достичь приемлемой позиции — непростая задача. Правильная установка систем заземления требует знания национальных стандартов, материалов проводов, соединений и концевых заделок (рис.1, в оригинальной статье). Но это не все. Не забывайте учитывать почвенные условия, в которых вы устанавливаете заземляющие стержни (или заземляющую сетку).

Влияние почвенных условий на заземление. Хотя общая эффективность подземной системы заземления зависит от многих факторов, сопротивление земли (или удельное сопротивление земли) значительно влияет на полное сопротивление подземного проводника. Характеристики почвы, такие как влажность, температура и тип почвы, определяют общее удельное сопротивление земли.При заземлении вашей системы всегда помните следующее:

  • Содержание влаги.

    Содержание влаги в почве важно, потому что она помогает химическим веществам в почве, окружающим заземляющие проводники, проводить электрический ток. Как правило, чем выше содержание влаги, тем ниже удельное сопротивление почвы. Когда влажность опускается ниже 10%, удельное сопротивление значительно увеличивается.

  • Температура почвы.

    Температура ниже нуля также увеличивает удельное сопротивление почвы.Как только влага превращается в лед, сопротивление резко возрастает. В зонах, подверженных замерзанию, необходимо установить заземляющий стержень ниже линии замерзания для поддержания заземления с низким сопротивлением.

  • Тип почвы.

    Черная грязь или почвы с высоким содержанием органических веществ обычно являются хорошими проводниками, поскольку они сохраняют более высокий уровень влажности и имеют более высокий уровень электролита, что приводит к низкому удельному сопротивлению почвы. Песчаные почвы, которые быстрее дренируют, имеют гораздо более низкое содержание влаги и уровень электролитов.Следовательно, они имеют более высокий импеданс. Твердая порода и вулканический пепел, например, найденный на Гавайях, практически не содержат влаги и электролитов. Эти почвы имеют высокий уровень удельного сопротивления, и трудно обеспечить эффективное заземление. См. Таблицу 1 (в оригинальной статье) для определения удельного сопротивления различных почв.

Измерение удельного сопротивления земли. Эффективность заземляющих стержней во многом зависит от того, может ли почва, окружающая стержни, проводить большие электрические токи.Чтобы правильно спроектировать подземную систему заземления, необходимо измерить удельное сопротивление земли с помощью прибора для измерения сопротивления заземления. Этот прибор также должен иметь переключатели для изменения диапазона сопротивления. Для измерения удельного сопротивления земли можно использовать различные методы испытаний, но наиболее распространенными являются три:

  • Четырехточечный метод, наиболее точный.

  • Глубинный вариационный метод (трехточечный метод).

  • Двухточечный метод.

После определения удельного сопротивления почвы вы сможете лучше определить, какая схема подземного заземления будет наиболее эффективной.В зависимости от удельного сопротивления почвы и требований схемы заземления конкретная система может варьироваться от простого подземного заземляющего проводника до обширного заземляющего стержня. Последний мог включать в себя сеточную систему или заземляющее кольцо (рис. 2, в оригинальной статье). Для уменьшения импеданса системы заземления можно использовать материал для улучшения заземления или электроды химического типа.

Как добиться приемлемого заземления. Существуют различные варианты снижения удельного сопротивления почвы. Один из способов — увеличить влажность почвы.Удельное сопротивление верхнего слоя почвы можно снизить на 800 Ом-м за счет увеличения влажности с 5% до 10%. Дополнительное снижение удельного сопротивления, хотя и намного меньшее, может быть получено путем увеличения влажности с 10% до 20%. Проблема с добавлением влаги в почву в том, что в большинстве случаев это не практичный вариант.

Еще один способ снизить удельное сопротивление земли — обработать почву солью, например сульфатом меди, сульфатом магния или хлоридом натрия. В сочетании с влагой соли выщелачиваются в почву, снижая удельное сопротивление почвы.Однако этот недорогой процесс также может вызвать проблемы. Во-первых, когда соли смываются, почва возвращается в необработанное состояние. В результате вам необходимо периодически заряжать систему. Во-вторых, некоторые соли могут вызвать коррозию заземляющих проводов. Наконец, соль может загрязнять грунтовые воды. Местные экологические нормы и Агентство по охране окружающей среды (EPA) могут возражать против добавления солей в почву.

Во многих местах обеспечить систему заземления с низким сопротивлением так же просто, как вбить стержень заземления в подповерхностный слой почвы, который имеет относительно постоянное и проводящее содержание влаги.Помните, что заземляющий стержень должен выступать ниже минимальной глубины промерзания. Вы также можете использовать материал для улучшения заземления для достижения приемлемого сопротивления системы (рис. 3 в оригинальной статье).

Что следует знать при использовании материала для улучшения грунта. Практически во всех почвенных условиях использование материала для улучшения грунта повысит эффективность заземления. Некоторые из них являются постоянными и не требуют обслуживания. Вы можете использовать их в областях с плохой проводимостью, таких как каменистая почва, горные вершины и песчаная почва, где нельзя использовать заземляющие стержни или где ограниченное пространство затрудняет адекватное заземление с помощью обычных методов.

Доступно несколько видов материалов для улучшения земли. Но будьте осторожны при выборе материала. Он должен быть совместим с заземляющим стержнем, проводом и соединительным материалом. Некоторые варианты включают бентонитовую глину, коксовый порошок и специально разработанные вещества.

Бентонит — это глинистое вещество, используемое в районах с высоким удельным сопротивлением почвы. Однако проводимость в бентонитовой глине происходит только за счет движения ионов. Ионная проводимость может происходить только в растворе, что означает, что бентонитовая глина должна быть влажной для обеспечения требуемых уровней сопротивления.Когда бентонитовая глина теряет влагу, ее удельное сопротивление увеличивается, а объем уменьшается. Эта усадка приводит к прерыванию контакта между бентонитовой глиной и окружающей почвой, что дополнительно увеличивает сопротивление системы.

Порошок кокса — другой выбор. Коксовый порошок, состоящий преимущественно из углерода, обладает высокой проводимостью. Однако грунтовые воды могут его смыть.

Некоррозионное вещество с низким сопротивлением, повышающее сопротивление, представляет собой проводящий цемент, который можно укладывать влажным или сухим.В зависимости от вещества, он не выщелачивается в почву и соответствует требованиям EPA для захоронения отходов. Этот материал успешно применяется в железнодорожной и коммунальной промышленности. При установке в сухом состоянии он впитывает влагу из окружающей почвы и затвердевает, удерживая влагу в своей структуре. При использовании в сухом виде перемешивание не требуется, а максимальная эффективность достигается за считанные дни. Это потому, что он поглощает достаточно воды из окружающей почвы. Вы также можете предварительно смешать его с водой до получения густого раствора.Вы можете добавить его в траншею, в которой находится заземляющий провод, или использовать его вокруг заземляющего стержня в усиленном отверстии. Материал связывает воду в цемент, образуя прочную массу с высокой проводимостью.

Некоторые продукты предлагают подтвержденное испытанием удельное сопротивление 0,12 Ом-м или ниже по сравнению с 2,5 Ом-м для бентонитовой глины. В отличие от бентонитовой глины, цементоподобный материал не зависит от постоянного присутствия воды; он также не требует периодической зарядки / замены.

Идеальный материал для улучшения грунта не требует обслуживания.При проектировании или установке подземной системы заземления ищите материалы, которые не растворяются и не разлагаются с течением времени, требуют периодической зарядки или замены или зависят от постоянного присутствия воды для поддержания проводимости.

Установка материалов для улучшения грунта. После выбора материала продумайте способ монтажа. Размещение материала для улучшения грунта происходит быстро и легко. Для установки вокруг стержня заземления (рис. 4, в оригинальной статье) используйте шнек диаметром 3 дюйма.до отверстия диаметром 6 дюймов до глубины на 6 дюймов меньше длины стержня. Опустите стержень в отверстие так, чтобы нижний конец был отцентрирован и вбивался в землю минимум на 12 дюймов. Подключите заземляющий провод к заземляющему стержню. Затем заполните большую часть отверстия материалом для улучшения грунта. Наконец, заполните оставшуюся часть ямы почвой, удаленной во время бурения.

Установка кондуктора в траншею включает шесть этапов, перечисленных ниже. См. Рис. 5 для получения дополнительной информации.Если вы используете цемент проводящего типа для улучшения заземления, см. Расчетное количество погонных футов, которое можно получить из мешка с материалом для использования в качестве покрытия заземляющего проводника, в Таблице 2 (на странице 64P в исходной статье).

  1. Выкопайте траншею шириной не менее 4 дюймов на глубину 30 дюймов или ниже линии замерзания, в зависимости от того, что находится глубже.

  2. Разложите достаточно материала для улучшения грунта (сухого или в виде суспензии), чтобы покрыть дно траншеи примерно на 1 дюйм глубиной.

  3. Поместите проводник поверх материала для улучшения заземления.

  4. Нанесите больше материала для улучшения заземления поверх проводника, чтобы полностью закрыть провод, примерно на 1 дюйм глубиной.

  5. Осторожно покройте грунтом материал для улучшения грунта на глубину около 4 дюймов, стараясь не обнажить провод.

  6. Утрамбуйте почву и засыпьте траншею.

Электроды химического типа — еще один вариант для сложных ситуаций с заземлением.Они состоят из медной трубки, заполненной солями, установленной в бурном отверстии или траншее. Электрод засыпан материалом для улучшения заземления. Медная трубка имеет отверстия в верхней и нижней части, а верхняя часть электрода остается открытой для атмосферы. Вода медленно растворяет соли, которые попадают в трубку через верхние отверстия, открытые для атмосферы. Солевой раствор с высокой проводимостью просачивается в почву из отверстий около дна трубы.

Материал засыпки обычно представляет собой бентонитовую глину или комбинацию бентонитовой глины внизу и описанного выше цементного раствора вверху.Электроды химического типа требуют периодической подзарядки солей. Хотя он и дороже заземляющего стержня, заключенного в цементный раствор, несколько длительных испытаний показывают, что электрод химического типа обеспечивает примерно такую ​​же эффективность.

Измерение установленных систем заземления. После установки вам может потребоваться измерить сопротивление заземления установленной системы. Имейте в виду, что NEC 1996 г., гл. 250-84, требуется один электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, который не имеет сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен быть усилен одним дополнительным электродом типа, указанного в разделах 250-81 или 250-83.Всегда устанавливайте несколько электродов на расстоянии более 6 футов друг от друга.

Обслуживание системы заземления. Вам необходима эффективная программа проверок и периодического обслуживания, чтобы обеспечить непрерывность всей системы заземления. Обязательно регулярно осматривайте его, используя утвержденный инструмент для проверки заземления, чтобы проверить электрическое сопротивление и целостность.

3 Проблемы с электрическим заземлением, которые негативно влияют на надежность системы

Электрическое заземление — один из наиболее важных аспектов электропроводки вашего предприятия из-за рисков безопасности и повреждения оборудования, связанных с неправильным заземлением.

Заземление требуется для обеспечения пути с низким импедансом для тока в случае неисправности, поскольку электрический ток предпочитает путь с низким импедансом, а не с высоким импедансом. Состояние неисправности может возникнуть либо в реальной проводке объекта, либо в устройстве, которое подключено к проводке объекта. В любом случае электрическая система и заземление должны иметь возможность устранить неисправность, чтобы избежать повреждения системы электропроводки или устройства и, что более важно, избежать любых рисков для людей, использующих любое устройство на объекте.

Система заземления является опорной точкой для всей компьютерной логики и кабельной связи. В компьютерах и компьютерных сетях внутренние компьютерные цепи и кабельные соединения для передачи данных используют землю в качестве опорной точки для обработки данных. Если заземление для этих устройств или сетевых систем неправильное или «стабильное», то надежность системы будет поставлена ​​под угрозу, что может привести к зависаниям, программным и аппаратным сбоям и дорогостоящим простоям системы.

  1. Многочисленные проблемы могут повлиять на надежность системы, но три ключевых проблемы, связанные с заземлением, часто вызывают большинство проблем, которые отрицательно влияют на надежность системы:
    Ток заземления присутствует в системе заземления здания
    Эта ситуация обычно возникает, когда ошибка проводки присутствует внутри электрической панели или распределительной коробки, например, провода нейтрали и заземления соединены вместе, или, что еще хуже, они соединены вместе на одной шине в субпанели, что является нарушением Национального электрического кодекса (NEC) .Когда возникают эти типы ошибок, часть нейтрального тока от нейтрального проводника потенциально может передаваться на заземляющую проводку, что может представлять значительную угрозу безопасности. Кроме того, этот ток заземления может вызвать сбои аппаратного обеспечения системы и блокировки, а также из-за нестабильных эталонных условий заземления в сети.
  2. Неправильная установка системы изолированного заземления (IG)
    Для оптимальной работы компьютерных систем требуется наличие «тихой» среды.Шум присутствует во всех электрических системах и вызван устройствами на объекте, которые могут вызвать скачки напряжения или тока. Шум в электрической системе определенно может повлиять на надежность, особенно для чувствительного электронного оборудования. Можно установить изолированную систему заземления, чтобы гарантировать, что объект обеспечивает малошумную среду для компьютеров и информационных систем; однако, если система IG не установлена ​​должным образом, это может вызвать серьезные проблемы, такие как контуры заземления и шум, которые могут вызвать блокировку системы и сбои передачи данных.
  3. Проблемы с напряжением нейтрали относительно земли
    Еще одно условие, которое часто возникает в сетевой системе, — это проблемы с напряжением нейтрали относительно земли. Это состояние обычно возникает, когда в компьютерной сети присутствуют длинные цепи. Устройства, подключенные к этим длинным цепям, в сочетании с падениями напряжения в цепях вызывают появление напряжения нейтраль-земля. Напряжение нейтрали относительно земли делает опорную точку заземления для компьютера или компьютерной сети «нестабильной».Это нестабильное состояние печально известно тем, что вызывает зависания системы и условия отсутствия неисправностей, которые вызывают простои и высокие затраты на обслуживание.

Эксперты по надежности систем оценивают ваши системы и диагностируют потенциальные риски для заземления и других проблем с электропроводкой. Они могут предоставить обследование объекта, мониторинг мощности, анализ объема мощности и другие услуги по тестированию для выявления и исправления любых ошибок проводки.

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 уже 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 ток идет 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 прошел бы через провод заземления, что привело бы к срабатыванию предохранителя или срабатыванию автоматического выключателя — результат гораздо 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 в вашей системе опасно высокое электрическое напряжение. 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 не взорвались.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, кроме вас, — возможно, спасая вашу жизнь.

5. Предотвращает повреждение, травмы и смерть

Без должным образом заземленной электрической системы вы рискуете поджарить любые подключенные к вашей системе приборы без возможности ремонта.В худшем случае перегрузка питания может даже вызвать возгорание, 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 заземлена 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 кабели, проложенные в стене, 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, свяжитесь с 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.

Опасности из-за ненадлежащего заземления


Г-н Харен Шах, старший менеджер по маркетингу, Meco Instruments Pvt. ООО

Каждое электрическое оборудование, прибор, система должны быть заземлены, чтобы получить путь с низким сопротивлением для рассеивания тока в землю.Заземление играет важную роль в производстве, передаче и распределении электроэнергии для безопасной и правильной работы любой электрической установки. Ток замыкания на землю напрямую влияет на безопасность человека. Крупные аварии случаются из-за неправильного заземления. Ток утечки проходит через человеческое тело, что приводит к летальному исходу. Даже каждая открытая воздушная линия / подстанция / генераторная станция может получить травму от удара молнии.

В системах электроснабжения система заземления или заземления представляет собой схему, которая соединяет части электрической цепи с землей, тем самым определяя электрический потенциал проводников относительно проводящей поверхности Земли.В частности, это влияет на величину и распределение токов короткого замыкания в системе, а также на эффекты, которые он создает для оборудования и людей в непосредственной близости от цепи. Если неисправность в электрическом устройстве соединяет провод питания под напряжением с открытой проводящей поверхностью, любой, кто прикоснется к нему, когда он электрически подключен к земле, замкнет цепь обратно к заземленному проводнику питания и получит удар электрическим током.

Электричество чаще всего причиняет человеку вред, не вызывая серьезных физических травм, а просто внезапно выбивая жизнь электрическим током из тела.Это связано с тем, что жизнь и электричество в мельчайшей форме тесно взаимосвязаны, поэтому небольшой ток может оказаться фатальным. Когда тело живое, обнаруживается, что оно поддерживает разность потенциалов между своим внутренним и внешним пространством.

Гальвани в 1780 году доказал, что все живые мышцы сокращаются под действием электричества. Когда сокращение, вызванное электричеством, больше, сила сокращается и расслабляется, что приводит к смерти из-за поражения электрическим током. Ток влияет на сердечные мышцы, и когда сокращение становится слишком сильным, мышцы сбиваются с толку и впадают в состояние трепетания, называемого фибрилляцией желудочков, сердце перестает функционировать.Будет уместно знать, с какими токами и потенциалами можно безопасно работать.

Важность правильных систем заземления.

  • Основная причина правильного заземления в электрической сети — безопасность. Когда все металлические части в электрическом оборудовании заземлены, тогда, если изоляция внутри оборудования выходит из строя, в корпусе оборудования нет опасного напряжения.
  • Если токоведущий провод касается заземленного корпуса, тогда в цепи происходит короткое замыкание и немедленно перегорает предохранитель.Когда предохранитель перегорел, опасное напряжение отсутствует.
  • Назначение заземления в системе электроснабжения состоит в том, чтобы ограничить по отношению к общей массе земли потенциал токоведущих проводов, которые являются частью оборудования, нетоковедущих металлических сооружений, связанных с оборудованием, аппаратурой и приборы, подключенные к системе.
  • Также важно принять меры против утечки тока. Значения сопротивления изоляции следует периодически проверять.Также необходимо правильно поддерживать заземление всей электрической установки. В то же время очень важно регулярно проверять и при необходимости ремонтировать ненадлежащее заземление. Записи следует вести, если результаты неудовлетворительны, необходимо принять меры по их улучшению.

Измерение заземления — тема, которой сегодня пренебрегают!
Старые методы измерения с четырьмя шипами, ручная генерация: Старые методы измерения называются методом падения потенциала./ В этом методе заземляющая сетка должна быть изолирована от заземляющего электрода. Два вспомогательных электрода — один токовый электрод и другой потенциальный электрод размещаются рядом с тестируемым электродом на равном расстоянии по прямой линии. Измеряемый ток пропускается через вспомогательный токовый электрод. Измеряется разность потенциалов, возникающая между вспомогательным потенциальным электродом и тестируемым электродом. Сопротивление рассчитывается на основе вышеуказанных значений тока и напряжения. Обычно на объекте мы используем трехпроводные цифровые тестеры заземления для измерения.

В полевых условиях состояние заземления очень плохое, и обычно сопротивление заземления или ток утечки не измеряются либо из-за преобладающих утомительных и трудоемких методов, либо из-за отсутствия удобных инструментов. Часто важным аспектом правильного заземления пренебрегают, что приводит к сложным проблемам, связанным с плохим заземлением. Распределительные трансформаторы выходят из строя из-за неправильного заземления, и разрядники не выполняют свою работу. В случае высокотемпературных потребителей счетчик ведет себя неустойчиво, поскольку регистрируются небалансные напряжения из-за плохого заземления.Для обеспечения надлежащего контроля заземления необходимо предоставить полевому персоналу удобное и простое в использовании оборудование. Теперь доступны новейшие удобные инструменты для измерения сопротивления заземления / заземления и тока утечки при действующей нагрузке путем простого зажима заземляющих проводов без отключения цепи или включения вспомогательных электродов.

MECO представляет тестеры заземления / сопротивления заземления модели 4680BL и 4680BLC, которые могут измерять сопротивление заземления от 0,099 Ом до 1000 Ом и ток утечки от 80 мА до 30 А переменного тока, просто зажимая линии заземления без отключения цепи или управления вспомогательными электродами. .

Подходит для плоской ленты (размер губок 65 мм), удержания данных, хранения данных в памяти, автоматического отключения питания и проверки целостности цепи — это ключевые особенности 4680BL / 4680BLC. Он основан на уникальном принципе, в котором заранее определенный ток вводится в тестируемую цепь заземления, а затем индуцированный магнитный ток, генерируемый в цепи, измеряется на высокой частоте с помощью специального трансформатора тока с зажимами в инструмент.

Это чрезвычайно удобный прибор, особенно в местах, где практически невозможно измерить сопротивление заземления обычными методами.Значительная экономия времени и простота эксплуатации оправдывают вложения в эти приборы. Правила для системы заземления значительно различаются в зависимости от страны и между различными частями электрических систем. Задачи «Поддержание надлежащего заземления» очень хороши, но путь впереди очень длинный, трудный и запоздалый, но при сотрудничестве и твердой воле нет ничего невозможного.

Эл. Почта: [email protected] / [email protected]

Удар электрическим током на прессе для резки бумаги из-за плохого заземления


1.Заводское электроснабжение было от входящей трехфазной системы на 480 вольт. Он имел функцию защиты от замыкания на землю на входящих линиях. Питание пресса и конвейера осуществляется от заземленного трехфазного понижающего трансформатора треугольник-треугольник. В переключателе для пресса центральная фаза считывает 0,4 вольта на землю; два других считывают 240 вольт на землю. Дренажный клапан на воздушной линии рядом с переключателем использовался в качестве опорного заземления.

2. Когда я посетил это место, я не обнаружил никаких электрических неисправностей, связанных с самим прессом.Сообщается, что подача к нему трехфазного заземленного треугольника на 240 вольт была отключена, когда произошла авария. Когда питание пресса было отключено, я нигде не обнаружил напряжения на землю. Кроме того, измеренное сопротивление пресса на землю составило 0,075 Ом.

3. Перед аварией конвейер был заземлен путем подключения к ведомому «заземляющему стержню», расположенному на выходе конвейера. После аварии обслуживающий персонал протянул оголенный многожильный провод от рамы конвейера к основанию пресса.Это дало конвейеру хорошую основу через пресс для строительной стали. Измерения, проведенные мной при отключенном дополнительном проводе заземления, показали, что «стержень заземления» имел около 90 Ом по отношению к стальному каркасу здания. Таким образом, во время аварии конвейер не был надежно заземлен.

4. Если бы на конвейер было подано напряжение 120 вольт, а заземление было бы таким плохим, как я его измерил, ток утечки был бы небольшим. Используя I = V / R, при сопротивлении заземления 90 Ом ток будет около 1.33 ампера. Это не приведет к срабатыванию автоматического выключателя на 15 А, поэтому рама конвейера не будет отключена автоматически. Я не видел никаких доказательств на конструкции конвейера каких-либо электрических неисправностей.

5. Основным методом заземления пресса был зеленый провод 4-проводного гибкого кабеля, который вводится в коробку контакторов в верхней части пресса. Этот провод заземления был там во время аварии. После аварии обслуживающий персонал установил заземление внутри выключателя пресса.Оба этих заземляющих провода получают свое заземление, будучи прикрепленными болтами к внутренней части распределительной коробки в области фермы, где гибкий кабель подключается для питания пресса. Таким образом, они электрически связаны со строительной сталью, как и одна ветвь вторичной обмотки трансформатора, соединенного треугольником на 240 В.

6. Поскольку после аварии был проведен большой ремонт и переключение цепей, можно спросить, не спрятано ли что-нибудь. Я не верю в это, поскольку специалист по обслуживанию казался открытым и честным, и то, что он сделал, казалось, отвечало интересам хорошей электротехнической практики.

7. Я не нашел никаких доказательств утечки напряжения ни на конвейер, ни на пресс. Сообщалось, что во время аварии пресс-переключатель находился в положении «Выкл.». Конвейер не работал.

Мнение эксперта

1. Во время аварии пресс был надежно и надежно заземлен, а выходной конвейер — нет, поскольку он был подключен к заземляющему стержню, который имел высокое сопротивление к заземлению здания и электрической системы.

2. Выходной конвейер должен быть запитан из-за какого-либо электрического соединения из-за неисправной проводки той или иной природы.Как отмечалось выше, поскольку сопротивление заземления было таким же высоким, как и было, ток заземления был недостаточно высоким для отключения нормального автоматического выключателя, рассчитанного на 15 ампер. На стороне 240 В понижающего трансформатора не было автоматических выключателей типа «прерыватель замыкания на землю».

3. Я чувствовал, что основной причиной аварии было неправильное заземление рамы конвейера. Если бы он был должным образом заземлен, то все, что вызвало бы подачу напряжения на корпус, вызвало бы короткое замыкание, которое отключило бы защитное устройство цепи питания, тем самым устранив опасное состояние.

4. Основной ошибкой было использование приводного заземляющего стержня вместо соединения оборудования с каркасом здания в качестве заземления оборудования. Все системы заземления должны быть эффективно соединены друг с другом, чтобы обеспечить электрическую безопасность, требуемую всеми нормативами.


ОБ АВТОРЕ: Дэвид Н. Кобернусс, B.S.E.E., M.S.E.A., P.E.
D&B Kobernuss Consultants предоставляет инжиниринговые услуги по продаже, обслуживанию, запуску и сервисному обслуживанию промышленного оборудования, судебной экспертизе и даче свидетельских показаний экспертов.У нас более сорока пяти лет опыта работы в металлургической и прокатной промышленности с опытом проектирования, монтажа и обслуживания электродуговых печей, печей отжига, прокатных станов, технологических линий, электрических подстанций. Мы наняли и обучили персонал, наняли и курировали подрядчиков, выступили в качестве официального представителя компании по инженерным вопросам.

Авторские права Дэвид Н. Кобернусс, Б.С., М.С., П.Е.

Заявление об ограничении ответственности: несмотря на то, что были предприняты все усилия для обеспечения точности данной публикации, она не предназначена для предоставления юридических консультаций, поскольку отдельные ситуации будут отличаться и должны обсуждаться с экспертом и / или юристом. Для получения конкретной технической или юридической консультации по предоставленной информации и связанным темам, пожалуйста, свяжитесь с автором.

Электрическая панель — слабая нейтраль или плохое заземление?

У вас на руках опасная ситуация

Сервисная нейтраль — это провод, идущий от центрального наконечника ответвителя сетевого трансформатора к клемме нейтрали на главной распределительной панели. Нормальное функционирование ваших цепей на 120 В зависит от того, надежно ли подключен этот провод, обеспечивая обратный путь с низким сопротивлением к ответвлению трансформатора.

Если рабочая нейтраль отсутствует и отсутствует тракт с низким импедансом, нагрузки 120 В на одной ветви сети включены последовательно с нагрузками 120 В на другой ветви. Это может привести к большим колебаниям напряжения в цепях 120 В. (Ваша гипотеза о том, что наблюдаемые вами колебания напряжения подразумевают, что проблема в вашей главной панели, неверна.)

Однако система заземления может обеспечить параллельный путь от нейтрали вашего MDP к нейтрали электросети. Например, если ваша система заземления соединена с металлической водопроводной трубой, а металлическая подача воды непрерывна к водопроводу вашего соседа, и их водопроводная труба соединена с системой заземления их дома, а та, в свою очередь, связана с их сервисная нейтраль, которая возвращается к той же клемме… есть параллельный путь. Если это достаточно низкое сопротивление, вы можете не увидеть больших колебаний напряжения, даже если ваша рабочая нейтраль не в порядке.

Опасная часть

Здесь существует ряд потенциальных опасностей. В комментариях было отмечено, что подключение к системе заземления на новый металлический водопровод не перенесено. Это объясняет, почему после проведенных работ на водопроводе усилилась неуравновешенность напряжений; Земля больше не подключена к трубе, которая обеспечивала альтернативный путь с низким сопротивлением обратно к нейтральному наконечнику. Кто когда-либо ремонтирует это, должен проявлять особую осторожность — заземляющие провода обычно считаются безвредными и при нормальных условиях безопасными для работы, но если кто-то схватит эту новую водопроводную трубу в одной руке, а старый заземляющий провод — в другой. , они возьмут рукопашный шок со смертельным исходом.

Кроме того, если ваша сервисная нейтраль вышла из строя, обычный путь для устранения замыканий на землю отсутствует. При нормальных обстоятельствах, например, если внутренняя проводка вашей стиральной машины сломана и горячий провод касается металлической рамы машины, обычно неисправность немедленно вызывает протекание сильного тока через заземление оборудования и размыкание прерывателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *