Заземление и зануление в чем разница и как отличить проводники

Очень часто даже сами электрики путают два таких понятия как заземление и зануление. Как же их отличить рядовому потребителю? По определению заземление — это принудительное соединение металлических частей оборудования с землей. Главное его назначение — понизить до минимума напряжение, которое может возникнуть на корпусе аппарата, если произойдет пробой изоляции.

Зануление — это соединение металлических частей эл.оборудования с нулевым проводом. Если произойдет пробой изоляции и фаза попадет на зануленный корпус — получится однофазное короткое замыкание. Оно то и вызовет отключение напряжение через защитный автомат. Зануление и заземление выполняют по сути одну задачу, но немного разными способами.

Как на практике отличить проводник заземления от нулевого провода? Допустим у вас не завершен до конца ремонт и из подрозетника торчит кабель с тремя жилами. Определить какая из них фазная не так сложно. Для этого нужно воспользоваться индикаторной отверткой или тестером.

Только поняв какой из проводников является фазным, можно приступать с методам поиска земли и нуля.

Заземление

Заземление представляет собой один проводник или составленную из них группу, находящуюся в соприкосновении с землей. С его помощью выполняется сброс поступающего на металлический корпус агрегатов напряжения по пути нулевого сопротивления, т.е. к земле.

Такое электрическое заземление и зануление электрооборудования в промышленности актуально и для бытовых приборов со стальными наружными частями. Прикосновение человека к корпусу холодильника или стиральной машины, оказавшегося под напряжением, не вызовет поражения электрическим током. С этой целью используются специальные розетки с заземляющим контактом.

Источники помех на шине Земля

Все помехи, воздействующие на кабели, датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и металлические шкафы автоматики, в большинстве случаев протекают и по заземляющим проводникам, создавая паразитное электромагнитное поле вокруг них и падение напряжения помехи на проводниках.

Источниками и причинами помех могут быть молния, статическое электричество, электромагнитное излучение, «шумящее» оборудование, сеть питания 220 В с частотой 50 Гц, переключаемые сетевые нагрузки, трибоэлектричество, гальванические пары, термоэлектрический эффект, электролитические процессы, движение проводника в магнитном поле и др. В промышленности встречается много помех, связанных с неисправностями или применением не сертифицированной аппаратуры. В России уровень помех регулируются нормативами — ГОСТ Р 51318.14.1, ГОСТ Р 51318.14.2, ГОСТ Р 51317.3.2, ГОСТ Р 51317.3.3, ГОСТ Р 51317.4.2, ГОСТ 51317.4.4, ГОСТ Р 51317.4.11, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 50648. На этапе проектирования промышленного оборудования, чтобы снизить уровень помех, применяют маломощную элементную базу с минимальным быстродействием и стараются уменьшить длину проводников и экранирование.

Принцип работы УЗО

Для безопасной работы промышленного и бытового оборудования применяют устройства защитного отключения (УЗО), используют приборы автоматических дифференциальных выключателей. Их работа основана на сравнении входящего по фазному проводу электрического тока и выходящего из квартиры по нулевому проводнику.

Нормальный режим работы электрической цепи показывает одинаковые значения тока в названых участках, потоки направлены в противоположных направлениях. Для того чтобы они и далее уравновешивали свои действия, обеспечивали сбалансированную работу приборов, выполняют устройство и монтаж заземления и зануления.

Пробой в любом участке изоляции приводит к протеканию тока, направляющегося к земле, через поврежденное место с обходом рабочего нулевого проводника. В УЗО показывается дисбаланс силы тока, прибор автоматически выключает контакты и напряжение исчезает во всей рабочей схеме.

Для каждого отдельного эксплуатационного условия предусмотрены различные установки для отключения УЗО, обычно диапазон наладки составляет от 10 до 300 миллиампер. Устройство срабатывает быстро, время отключения составляет секунды.

Основные понятия.

Сила тока— скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через проводник, ко времени, за которое этот заряд прошел.

где
I— сила тока,q—величина заряда (количество электричества),t— время прохождения заряда.
Плотность тока— векторная физическая величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.

где
j
—
плотность тока
,
S
—
площадь сечения проводника.
Направление вектора плотности тока совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

Напряжение

—
скалярная физическая величина, равная отношению полной работе кулоновских и сторонних сил при перемещении положительного заряда на участке к значению этого заряда.
гдеA—полная работа сторонних и кулоновских сил,q— электрический заряд.

Электрическое сопротивление— физическая величина, характеризующая электрические свойства участка цепи.

гдеρ— удельное сопротивление проводника,l—длина участка проводника,S—площадь поперечного сечения проводника.

Проводимостьюназывается величина, обратная сопротивлению

где G—проводимость.

Работа заземляющего устройства

Чтобы присоединить заземляющее устройство к корпусу бытового или промышленного оборудования применяется РЕ-проводник, который из щитка выводится по отдельной линии со специальным выходом. Конструкция обеспечивает соединение корпуса с землей, в чем и заключается назначение заземления. Отличие заземления от зануления состоит в том, что в начальный момент при подсоединении вилки к розетке рабочий ноль и фаза не коммутированы в оборудовании. Взаимодействие исчезает в последнюю минуту, когда размыкается контакт. Таким образом, заземление корпуса имеет надежное и постоянное действие.

Практические советы

При полной или частичной замене, модернизации или ремонте проводки в квартире или загородном доме важно не пренебрегать правилами личной безопасности. Несколько практических советов:

• Если установлена двухпроводная электрическая сеть, при установке трехпроводной розетки нельзя соединять заземляющий контур и рабочий ноль. Это нарушение одного из основных правил безопасности. Если пренебречь им, корпус бытового прибора, подключенного к сети, всегда будет под напряжением, что отрицательно сказывается на производительности и эксплуатационном сроке, а также несет опасность жизни и здоровью человека и домашних питомцев.
• Во время строительства дачи или загородного дома установка заземления – обязательное условие эксплуатации электричества. Недорогая, имеющая простую конструкцию заземляющая система сбережет здоровье людей и целостность всей дорогостоящей бытовой техники, электротехнических приборов.
• Для обеспечения электроэнергией мощных бытовых приборов, например, стиральной или посудомоечной машины, бойлера, в помещении рекомендуется проводить отдельную магистраль электропроводки. Обусловлено это тем, что при одновременном запуске этих приборов датчики УЗО (устройства защитного отключения) и предохранительные датчики будут часто срабатывать, отключая полностью подачу ресурса на квартиру или дом.

Предохранительный автомат и УЗО – это два абсолютно разных электротехнических прибора. Каждый из них имеет свои конструктивные особенности и выполняет определенные функции.

Устройство защитного отключения – это защита человека и домашних питомцев, прибор быстрого срабатывания. Автомат – это электротехнический прибор, который улавливает изменение параметров электрической сети, в частности ее перегрузку. Его основной недостаток – может сработать не сразу, а по истечении определенного времени. Чтобы совместить возможности двух защитных приборов и нивелировать их недостатки, был разработан гибридный прибор – дифавтомат.

{SOURCE}

Два пути устройства заземления

Системы защиты и отвода напряжения подразделяют на:

• искусственные:
• естественные.

Искусственные заземления предназначены непосредственно для защиты оборудования и человека. Для их устройства требуются горизонтальные и вертикальные стальные металлические продольные элементы (часто применяют трубы с диаметром до 5 см или уголки № 40 или № 60 длиной от 2,5 до 5 м). Тем самым отличается зануление и заземление. Разница состоит в том, что для выполнения качественного зануления требуется специалист.

Естественные заземлители используются в случае их ближайшего расположения рядом с объектом или жилым домом. В качестве защиты служат находящиеся в грунте трубопроводы, выполненные из металла. Нельзя использовать для защитной цели магистрали с горючими газами, жидкостями и тех трубопроводов, наружные стенки которых обработаны антикоррозионным покрытием.

Естественные объекты служат не только защите электроприборов, но и выполняют свое основное предназначение. К недостаткам такого подключения относится доступ к трубопроводам достаточного широкого круга лиц из соседних служб и ведомств, что создает опасность нарушения целостности соединения.

Ошибки, допускаемые при монтаже

Наиболее распространенными ошибками при устройстве систем защиты бывают следующие:

1. Недостаточный контакт жилы, соединяющей корпус электроприбора с заземляющей шиной. В этом случае эффективность защиты уменьшается. Запрещается осуществлять контакт с шиной заземления через скрутку. Соединение должно быть только болтовым
2. Использование в качестве заземлителя трубопроводов отопительной или водопроводной системы. Утечки тока могут проявляться путем поражения через воду или прикосновение к трубам. Кроме того от этого могут пострадать соседи.
3. В случае отсутствия специального образования или навыков работы с электроприборами, лучше доверить устройство защитных систем опытным специалистам.
4. Применение в качестве жилы между потребителем и заземляющей шиной алюминиевого провода. Может произойти окисление и контакт будет утрачен.
5. Неправильная коммутация зануляющего провода при расщеплении с рабочим нулем (фиксация под один зажим). Возможно отгорание проводника и выход из строя защитыУстройство зануления непосредственно в розетке или в распределительной коробке. При нарушении целостности или отключении рабочего нуля (вышел из строя автомат, отгорел контакт), прибор может оказаться под опасным напряжением.

Практически каждый из нас слышал о том, что большинство бытовых приборов нужно заземлять, но мало кто может сказать, для чего, и как оно вообще работает. Еще меньше людей знают, что такое зануление, и совсем немногие могут ответить на вопрос о том, чем отличается ноль от земли. Тем не менее от правильного заземления или зануления зависит человеческая жизнь, поэтому приведенную в этой статье информацию без преувеличения можно назвать жизненно важной.

Зануление

Помимо заземления, в некоторых случаях используют зануление, нужно различать, в чем разница. Заземление и зануление отводят напряжение, только делают это разными способами. Второй метод является электрическим соединением корпуса, в нормальном состоянии не под напряжением, и выводом однофазного источника электричества, нулевым проводом генератора или трансформатора, источником постоянного тока в его средней точке. При занулении напряжение с корпуса сбрасывается на специальный распределительный щиток или трансформаторную будку.

Зануление используется в случаях непредвиденных скачков напряжения или пробоя изоляции корпуса промышленных или бытовых приборов. Происходит короткое замыкание, ведущее к перегоранию предохранителей и мгновенному автоматическому выключению, в этом заключается разница между заземлением и занулением.

Устройство зануления

Чем отличается заземление от зануления, видно и на примере подключения. Корпус отдельным проводом соединяется с нулем на распределительном щитке. Для этого в розетке соединяют третью жилу электрического кабеля с предусмотренной для этого клеммой в розетке. У этого метода есть недостаток, который заключается в том, что для автоматического отключения нужен ток, по размеру больший, чем заданные установки. Если в нормальном режиме отключающее устройство обеспечивает работу прибора с силой тока в 16 Ампер, то малые пробои тока продолжают утекать без отключения.

После этого становится понятно, какая разница между заземлением и занулением. Человеческое тело при воздействии силы тока в 50 миллиампер может не выдержать и наступит остановка сердца. Зануление от таких показателей тока может не защитить, так как его функция заключается в создании нагрузок, достаточных для отключения контактов.

Нулевой проводник

Нулевой проводник или, как его еще называют, нейтраль выполняет простую, но важную функцию. Он выравнивает нагрузки в сети, на выходе обеспечивая напряжение в 220 Вольт. Избавляет фазы от скачков и перекосов, нейтрализуя их. Не удивительно, что его символом является буква n – образован от английского слова Neutral. А сочетание обозначений n, l в электрике всегда идут рядом.

В распределительном щитке все кабели данной расцветки группируются на одной, нулевой шине с соответствующей буквенной аббревиатурой. В розетках также есть необходимая маркировка.

Поэтому мастер никогда не спутает, куда крепить специальный нулевой контакт.

Такая маркировка, принцип работы применимы как к однофазной, так и к трехфазной сети.

Заземление и зануление, в чем разница?

Между этими двумя способами существуют отличия:

• при заземлении избыточный ток и возникшее на корпусе напряжение отводятся непосредственно в землю, а при занулении сбрасываются на ноль в щитке;
• заземление является более эффективным способам в вопросе защиты человека от поражения электрическим током;
• при использовании заземления безопасность получается за счет резкого уменьшения напряжения, а применение зануления обеспечивает выключение участка линии, в которой случился пробой на корпус;
• при выполнении зануления, чтобы правильно определить нулевые точки и выбрать метод защиты потребуется помощь специалиста электрика, а сделать заземление, собрать контур и углубить его в землю может любой домашний мастер-умелец.

Заземление является системой отвода напряжения через находящийся в земле треугольник из металлического профиля, сваренного в местах соединения. Правильно устроенный контур дает надежную защиту, но при этом должны соблюдаться все правила. В зависимости от требующегося эффекта выбирается заземление и зануление электроустановок. Отличие зануления в том, что все элементы прибора, которые в нормальном режиме не находятся под током, подсоединяются к нулевому проводу. Случайное касание фазы к зануленным деталям прибора приводит к резкому скачку тока и отключению оборудования.

Сопротивление нейтрального нулевого провода в любом случае меньше этого же показателя контура в земле, поэтому при занулении возникает короткое замыкание, которое в принципе невозможно при использовании земляного треугольника. После сравнения работы двух систем становится понятно, в чем разница. Заземление и зануление отличаются по способу защиты, так как велика вероятность отгорания со временем нейтрального провода, за чем нужно постоянно следить. Зануление применяется очень часто в многоэтажных домах, так как не всегда есть возможность устроить надежное и полноценное заземление.

Заземление не зависит от фазности приборов, тогда как для устройства зануления необходимы определенные условия подключения. В большинстве случаев первый способ превалирует на предприятиях, где по требованиям техники безопасности предусматривается повышенная безопасность. Но и в быту в последнее время часто устраивается контур для сброса возникающего излишнего напряжения непосредственно в землю, это является более безопасным методом.

Защита при заземлении касается непосредственно электрической цепи, после пробоя изоляции за счет перетекания тока в землю значительно снижается напряжение, но сеть продолжает действовать. При занулении полностью отключается участок линии.

Заземление в большинстве случаев используют в линиях с устроенной изолированной нейтралью в системах IT и ТТ в трехфазных сетях с напряжением до 1 тыс. вольт или свыше этого показателя для систем с нейтралью в любом режиме. Применение зануления рекомендовано для линий с заземленным глухо нейтральным проводом в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с имеющимися в наличии N, PE, PEN проводниками, это показывает в чем разница. Заземление и зануление, несмотря на отличия, являются системами защиты человека и приборов.

Откуда появился ноль, и каким он бывает

Если рассматривать планету Земля с точки зрения электротехники, то она является сферическим конденсатором. В нем три элемента:

1. Земная твердь, имеющая отрицательный потенциал.
2. Ионосфера – слой атмосферы, воспринимающий и частично рассеивающий излучения Солнца. Она имеет положительный потенциал.
3. Газовая атмосфера, имеющая диэлектрические свойства и играющая роль обкладки.

Разница потенциалов между обкладками этого глобального конденсатора равна 300 тыс. вольт. Она уменьшается по мере приближения к поверхности. Так, на высоте 100 метров ее значение 10 тыс. вольт.

Почему мы считаем потенциал Земли равным нулю, ведь на самом деле он имеет вполне материальное значение, хотя и c отрицательным знаком? Этот вопрос стоит задать ученым XVIII или XIX веков, заложивших основы электротехники.

Например, английскому физику Майклу Фарадею. Так им было удобнее измерять напряженность электромагнитного поля – принять за точку отсчета (ноль) Землю. Этот прием используется во многих отраслях науки. Например, в термодинамике. В ней за абсолютный ноль принята температура, при которой прекращается движение электронов в атомной структуре любого вещества.

Это так называемая шкала Кельвина, которая отличается от другой системы измерения температур – она предложена Андерсом Цельсием – на 273 градуса со знаком минус.

Итак, электрический ноль – это условное понятие, которое применяют в отношении любого предмета с отрицательным потенциалом. Его можно получить тремя способами:

1. Присоединившись к земной тверди, отчего и произошло понятие «заземление».
2. Кристаллическая решетка всех металлов имеет отрицательный заряд разной величины, что определяет степень их электрохимической активности. Поэтому достаточно присоединиться к металлическому предмету большой массы и объема. Два последних условия являются обязательными, поскольку тело должно иметь электрическую емкость, сравнимую с Земной. Это называется рабочим заземлением.
3. Соединив проводники с текущим по ним переменным током так, чтобы в общей точке сумма их векторного сложения была равна нулю (так называемая схема звезда), из-за чего ее назвали нейтралью. Это основа приема, называемого в электротехнике занулением.

Полезные термины электротехники

Для понимания некоторых принципов, по которым выполняются защитные зануление, заземление и отключение следует знать определения:

Глухозаземленная нейтраль представляет собой нулевой провод от генератора или трансформатора, непосредственно подключенный к заземляющему контуру.

Ею может служить вывод от источника переменного тока в однофазной сети или полюсная точка источника постоянного тока в двухфазных магистралях, как и средний выход в трехфазных сетях постоянного напряжения.

Изолированная нейтраль представляет собой нулевой провод генератора или трансформатора, не соединенный с заземляющим контуром или контактирующий с ним через сильное поле сопротивления от сигнализационных устройств, защитных приборов, измерительных реле и других приспособлений.

Дополнительные сведения о нахождении земли, фазы, нулевого провода

Добавим другой способ — промышленностью запрещен. Лампочка в патроне с двумя оголенными проводами. При помощи инструмента находят фазу, можно жилу замыкать на заземление. Нельзя использовать водопроводные, газовые, канализационные трубы, прочие инженерные конструкции. По правилам, оплетка кабельной антенны снабжена занулением (заземлением). Относительно нее можно тестером (запрещенной стандартами лампочкой в патроне) находить фазу.

Для решительных людей порекомендуем пожарные лестницы, стальные шины громоотводов. Нужно зачистить металл до блеска, звонить на участок фазу

Обратите внимание, далеко не все пожарные лестницы заземлены (хотя обязаны быть), шины громоотводов 100%. Если обнаружите столь вопиющий произвол, можно обратиться в управляющие организации, при отсутствии реакции – стучите (россияне именуют правозащитников стукачами) государственным инстанциям

Указывайте нарушение правил защитного зануления зданий.

Принятые обозначения заземляющих устройств в сети

Все электрические установки с присутствующими в них проводниками заземления и нулевыми проводами в обязательном порядке подлежат маркировке. Обозначения наносятся на шины в виде буквенного обозначения РЕ с переменно чередующимися поперечными или продольными одинаковыми полосками зеленого или желтого цвета. Нейтральные нулевые проводники маркируются голубой литерой N, так обозначается заземление и зануление. Описание для защитного и рабочего нуля заключается в проставлении буквенного обозначения PEN и окрашивании в голубой тон по всей протяженности с зелено-желтыми наконечниками.

Буквенные обозначения

Первые литеры в пояснении к системе обозначают выбранный характер заземляющего устройства:

• Т – соединение источника питания непосредственно с землей;
• I – все токоведущие детали изолированы от земли.

Вторая буква служит для описания токопроводящих частей относительно подсоединения к земле:

• Т говорит об обязательном заземлении всех открытых деталей под напряжением, независимо от вида связи с грунтом;
• N – обозначает, что защита открытых частей под током осуществляется через глухозаземленную нейтраль от источника питания непосредственно.

Буквы, стоящие через тире от N, сообщают о характере этой связи, определяют метод обустройства нулевого защитного и рабочего проводников:

• S – защита РЕ нулевого и N-рабочего проводников выполнена раздельными проводами;
• С – для защитного и рабочего нуля применяется один провод.

Виды защитных систем

Классификация систем является основной характеристикой, по которой устраивается защитное заземление и зануление. Общие технические сведения описаны в третьей части ГОСТ Р 50571.2-94. В соответствии с ней заземление выполняется по схемам IT, TN-C-S, TN-C, TN-S.

Система TN-C разработана в Германии в начале 20 века. В ней предусмотрено объединение в одном кабеле рабочего нулевого провода и РЕ-проводника. Недостатком является то, что при отгорании нуля или возникшем другом нарушении соединения на корпусах оборудования появляется напряжение. Несмотря на это система применяется в некоторых электрических установках до нашего времени.

Системы TN-C-S и TN-S разработаны взамен неудачной схемы заземления TN-C. Во второй схеме защиты два вида нулевых провода разделялись прямо от щитка, а контур являлся сложной металлической конструкцией. Эта схема получилась удачной, так как при отсоединении нулевого провода на кожухе электроустановки не появлялось линейное напряжение.

Система TN-C-S отличается тем, что разделение нулевых проводов выполняется не сразу от трансформатора, а примерно на середине магистрали. Это не было удачным решением, так как если обрыв нуля случится до точки разделения, то электрический ток на корпусе будет представлять угрозу для жизни.

Схема подсоединения по системе ТТ обеспечивает непосредственную связь деталей под напряжением с землей, при этом все открытые части электроустановки с присутствием тока связаны с грунтовым контуром через заземлитель, который не зависит от нейтрального провода генератора или трансформатора.

По системе IT выполняется защита агрегата, устраивается заземление и зануление. В чем разница такого подсоединения от предыдущей схемы? В этом случае передача излишнего напряжения с корпуса и открытых деталей происходит в землю, а нейтраль источника, изолированая от грунта, заземляется посредством приборов с большим сопротивлением. Эта схема устраивается в специальном электрическом оборудовании, в котором должна быть повышенная безопасность и стабильность, например, в лечебных учреждениях.

Виды систем зануления

Система зануления PNG является простой в конструкции, в ней нулевой и защитный проводники совмещаются на всей протяженности. Именно для совмещенного провода применяется указанная аббревиатура. К недостаткам относят повышенные требования к слаженному взаимодействию потенциалов и проводникового сечения. Система успешно используется для зануления трехфазных сетей асинхронных агрегатов.

Не разрешается выполнять защиту по такой схеме в групповых однофазных и распределительных сетях. Запрещается совмещение и замена функций нулевого и защитного кабелей в однофазной цепи постоянного тока. В них применяется дополнительный нулевой провод с маркировкой ПУЭ-7.

Есть более совершенная система зануления для электроустановок, питающихся от однофазной сети. В ней совмещенный общий проводник PEN присоединяется к глухозаземленной нейтрали в источнике тока. Разделение на N и РЕ проводники происходит в месте разветвления магистрали на однофазных потребителей, например, в подъездном щите многоквартирного жилища.

В заключение следует отметить, что защита потребителей от поражения током и порчи электрических бытовых приборов при скачках напряжения является главной задачей энергообеспечения. Чем отличается заземление от зануления, объясняется просто, понятие не требует специальных знаний. Но в любом случае меры по поддержанию безопасности бытовых электроприборов или промышленного оборудования должны осуществляться постоянно и на должном уровне.

Заземление и зануление — в чем отличие? Заземление и зануление электрооборудования

Направленное движение заряженных частиц, которое называется электрическим током, обеспечивает комфортное существование современному человеку. Без него не работают производственные и строительные мощности, медицинские приборы в больницах, нет уюта в жилище, простаивает городской и междугородный транспорт. Но электричество является слугой человека только в случае полнейшего контроля, если же заряженные электроны смогут найти другой путь, то последствия окажутся плачевными. Для предупреждения непредсказуемых ситуаций применяют специальные меры, главное — понять, в чем разница. Заземление и зануление защищают человека от удара током.

Направленное движение электронов осуществляется по пути наименьшего сопротивления. Чтобы избежать прохождения тока через человеческое тело, ему предлагается другое направление с наименьшими потерями, которое обеспечивает заземление или зануление. В чем разница между ними, предстоит разобраться.

Заземление

Заземление представляет собой один проводник или составленную из них группу, находящуюся в соприкосновении с землей. С его помощью выполняется сброс поступающего на металлический корпус агрегатов напряжения по пути нулевого сопротивления, т.е. к земле.

Такое электрическое заземление и зануление электрооборудования в промышленности актуально и для бытовых приборов со стальными наружными частями. Прикосновение человека к корпусу холодильника или стиральной машины, оказавшегося под напряжением, не вызовет поражения электрическим током. С этой целью используются специальные розетки с заземляющим контактом.

Принцип работы УЗО

Для безопасной работы промышленного и бытового оборудования применяют устройства защитного отключения (УЗО), используют приборы автоматических дифференциальных выключателей. Их работа основана на сравнении входящего по фазному проводу электрического тока и выходящего из квартиры по нулевому проводнику.

Нормальный режим работы электрической цепи показывает одинаковые значения тока в названых участках, потоки направлены в противоположных направлениях. Для того чтобы они и далее уравновешивали свои действия, обеспечивали сбалансированную работу приборов, выполняют устройство и монтаж заземления и зануления.

Пробой в любом участке изоляции приводит к протеканию тока, направляющегося к земле, через поврежденное место с обходом рабочего нулевого проводника. В УЗО показывается дисбаланс силы тока, прибор автоматически выключает контакты и напряжение исчезает во всей рабочей схеме.

Для каждого отдельного эксплуатационного условия предусмотрены различные установки для отключения УЗО, обычно диапазон наладки составляет от 10 до 300 миллиампер. Устройство срабатывает быстро, время отключения составляет секунды.

Работа заземляющего устройства

Чтобы присоединить заземляющее устройство к корпусу бытового или промышленного оборудования применяется РЕ-проводник, который из щитка выводится по отдельной линии со специальным выходом. Конструкция обеспечивает соединение корпуса с землей, в чем и заключается назначение заземления. Отличие заземления от зануления состоит в том, что в начальный момент при подсоединении вилки к розетке рабочий ноль и фаза не коммутированы в оборудовании. Взаимодействие исчезает в последнюю минуту, когда размыкается контакт. Таким образом, заземление корпуса имеет надежное и постоянное действие.

Два пути устройства заземления

Системы защиты и отвода напряжения подразделяют на:

• искусственные:
• естественные.

Искусственные заземления предназначены непосредственно для защиты оборудования и человека. Для их устройства требуются горизонтальные и вертикальные стальные металлические продольные элементы (часто применяют трубы с диаметром до 5 см или уголки № 40 или № 60 длиной от 2,5 до 5 м). Тем самым отличается зануление и заземление. Разница состоит в том, что для выполнения качественного зануления требуется специалист.

Естественные заземлители используются в случае их ближайшего расположения рядом с объектом или жилым домом. В качестве защиты служат находящиеся в грунте трубопроводы, выполненные из металла. Нельзя использовать для защитной цели магистрали с горючими газами, жидкостями и тех трубопроводов, наружные стенки которых обработаны антикоррозионным покрытием.

Естественные объекты служат не только защите электроприборов, но и выполняют свое основное предназначение. К недостаткам такого подключения относится доступ к трубопроводам достаточного широкого круга лиц из соседних служб и ведомств, что создает опасность нарушения целостности соединения.

Зануление

Помимо заземления, в некоторых случаях используют зануление, нужно различать, в чем разница. Заземление и зануление отводят напряжение, только делают это разными способами. Второй метод является электрическим соединением корпуса, в нормальном состоянии не под напряжением, и выводом однофазного источника электричества, нулевым проводом генератора или трансформатора, источником постоянного тока в его средней точке. При занулении напряжение с корпуса сбрасывается на специальный распределительный щиток или трансформаторную будку.

Зануление используется в случаях непредвиденных скачков напряжения или пробоя изоляции корпуса промышленных или бытовых приборов. Происходит короткое замыкание, ведущее к перегоранию предохранителей и мгновенному автоматическому выключению, в этом заключается разница между заземлением и занулением.

Принцип зануления

Переменные трехфазные цепи используют нулевой проводник для различных целей. Для обеспечения электрической безопасности с его помощью получают эффект короткого замыкания и возникшего на корпусе напряжения с фазным потенциалом в критических ситуациях. При этом появляется ток, превышающий номинальный показатель автоматического выключателя и контакт прекращается.

Устройство зануления

Чем отличается заземление от зануления, видно и на примере подключения. Корпус отдельным проводом соединяется с нулем на распределительном щитке. Для этого в розетке соединяют третью жилу электрического кабеля с предусмотренной для этого клеммой в розетке. У этого метода есть недостаток, который заключается в том, что для автоматического отключения нужен ток, по размеру больший, чем заданные установки. Если в нормальном режиме отключающее устройство обеспечивает работу прибора с силой тока в 16 Ампер, то малые пробои тока продолжают утекать без отключения.

После этого становится понятно, какая разница между заземлением и занулением. Человеческое тело при воздействии силы тока в 50 миллиампер может не выдержать и наступит остановка сердца. Зануление от таких показателей тока может не защитить, так как его функция заключается в создании нагрузок, достаточных для отключения контактов.

Заземление и зануление, в чем разница

Между этими двумя способами существуют отличия:

• при заземлении избыточный ток и возникшее на корпусе напряжение отводятся непосредственно в землю, а при занулении сбрасываются на ноль в щитке;
• заземление является более эффективным способам в вопросе защиты человека от поражения электрическим током;
• при использовании заземления безопасность получается за счет резкого уменьшения напряжения, а применение зануления обеспечивает выключение участка линии, в которой случился пробой на корпус;
• при выполнении зануления, чтобы правильно определить нулевые точки и выбрать метод защиты потребуется помощь специалиста электрика, а сделать заземление, собрать контур и углубить его в землю может любой домашний мастер-умелец.

Заземление является системой отвода напряжения через находящийся в земле треугольник из металлического профиля, сваренного в местах соединения. Правильно устроенный контур дает надежную защиту, но при этом должны соблюдаться все правила. В зависимости от требующегося эффекта выбирается заземление и зануление электроустановок. Отличие зануления в том, что все элементы прибора, которые в нормальном режиме не находятся под током, подсоединяются к нулевому проводу. Случайное касание фазы к зануленным деталям прибора приводит к резкому скачку тока и отключению оборудования.

Сопротивление нейтрального нулевого провода в любом случае меньше этого же показателя контура в земле, поэтому при занулении возникает короткое замыкание, которое в принципе невозможно при использовании земляного треугольника. После сравнения работы двух систем становится понятно, в чем разница. Заземление и зануление отличаются по способу защиты, так как велика вероятность отгорания со временем нейтрального провода, за чем нужно постоянно следить. Зануление применяется очень часто в многоэтажных домах, так как не всегда есть возможность устроить надежное и полноценное заземление.

Заземление не зависит от фазности приборов, тогда как для устройства зануления необходимы определенные условия подключения. В большинстве случаев первый способ превалирует на предприятиях, где по требованиям техники безопасности предусматривается повышенная безопасность. Но и в быту в последнее время часто устраивается контур для сброса возникающего излишнего напряжения непосредственно в землю, это является более безопасным методом.

Защита при заземлении касается непосредственно электрической цепи, после пробоя изоляции за счет перетекания тока в землю значительно снижается напряжение, но сеть продолжает действовать. При занулении полностью отключается участок линии.

Заземление в большинстве случаев используют в линиях с устроенной изолированной нейтралью в системах IT и ТТ в трехфазных сетях с напряжением до 1 тыс. вольт или свыше этого показателя для систем с нейтралью в любом режиме. Применение зануления рекомендовано для линий с заземленным глухо нейтральным проводом в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с имеющимися в наличии N, PE, PEN проводниками, это показывает в чем разница. Заземление и зануление, несмотря на отличия, являются системами защиты человека и приборов.

Полезные термины электротехники

Для понимания некоторых принципов, по которым выполняются защитные зануление, заземление и отключение следует знать определения:

Глухозаземленная нейтраль представляет собой нулевой провод от генератора или трансформатора, непосредственно подключенный к заземляющему контуру.

Ею может служить вывод от источника переменного тока в однофазной сети или полюсная точка источника постоянного тока в двухфазных магистралях, как и средний выход в трехфазных сетях постоянного напряжения.

Изолированная нейтраль представляет собой нулевой провод генератора или трансформатора, не соединенный с заземляющим контуром или контактирующий с ним через сильное поле сопротивления от сигнализационных устройств, защитных приборов, измерительных реле и других приспособлений.

Принятые обозначения заземляющих устройств в сети

Все электрические установки с присутствующими в них проводниками заземления и нулевыми проводами в обязательном порядке подлежат маркировке. Обозначения наносятся на шины в виде буквенного обозначения РЕ с переменно чередующимися поперечными или продольными одинаковыми полосками зеленого или желтого цвета. Нейтральные нулевые проводники маркируются голубой литерой N, так обозначается заземление и зануление. Описание для защитного и рабочего нуля заключается в проставлении буквенного обозначения PEN и окрашивании в голубой тон по всей протяженности с зелено-желтыми наконечниками.

Буквенные обозначения

Первые литеры в пояснении к системе обозначают выбранный характер заземляющего устройства:

• Т – соединение источника питания непосредственно с землей;
• I – все токоведущие детали изолированы от земли.

Вторая буква служит для описания токопроводящих частей относительно подсоединения к земле:

• Т говорит об обязательном заземлении всех открытых деталей под напряжением, независимо от вида связи с грунтом;
• N – обозначает, что защита открытых частей под током осуществляется через глухозаземленную нейтраль от источника питания непосредственно.

Буквы, стоящие через тире от N, сообщают о характере этой связи, определяют метод обустройства нулевого защитного и рабочего проводников:

• S – защита РЕ нулевого и N-рабочего проводников выполнена раздельными проводами;
• С – для защитного и рабочего нуля применяется один провод.

Виды защитных систем

Классификация систем является основной характеристикой, по которой устраивается защитное заземление и зануление. Общие технические сведения описаны в третьей части ГОСТ Р 50571.2-94. В соответствии с ней заземление выполняется по схемам IT, TN-C-S, TN-C, TN-S.

Система TN-C разработана в Германии в начале 20 века. В ней предусмотрено объединение в одном кабеле рабочего нулевого провода и РЕ-проводника. Недостатком является то, что при отгорании нуля или возникшем другом нарушении соединения на корпусах оборудования появляется напряжение. Несмотря на это система применяется в некоторых электрических установках до нашего времени.

Системы TN-C-S и TN-S разработаны взамен неудачной схемы заземления TN-C. Во второй схеме защиты два вида нулевых провода разделялись прямо от щитка, а контур являлся сложной металлической конструкцией. Эта схема получилась удачной, так как при отсоединении нулевого провода на кожухе электроустановки не появлялось линейное напряжение.

Система TN-C-S отличается тем, что разделение нулевых проводов выполняется не сразу от трансформатора, а примерно на середине магистрали. Это не было удачным решением, так как если обрыв нуля случится до точки разделения, то электрический ток на корпусе будет представлять угрозу для жизни.

Схема подсоединения по системе ТТ обеспечивает непосредственную связь деталей под напряжением с землей, при этом все открытые части электроустановки с присутствием тока связаны с грунтовым контуром через заземлитель, который не зависит от нейтрального провода генератора или трансформатора.

По системе IT выполняется защита агрегата, устраивается заземление и зануление. В чем разница такого подсоединения от предыдущей схемы? В этом случае передача излишнего напряжения с корпуса и открытых деталей происходит в землю, а нейтраль источника, изолированая от грунта, заземляется посредством приборов с большим сопротивлением. Эта схема устраивается в специальном электрическом оборудовании, в котором должна быть повышенная безопасность и стабильность, например, в лечебных учреждениях.

Виды систем зануления

Система зануления PNG является простой в конструкции, в ней нулевой и защитный проводники совмещаются на всей протяженности. Именно для совмещенного провода применяется указанная аббревиатура. К недостаткам относят повышенные требования к слаженному взаимодействию потенциалов и проводникового сечения. Система успешно используется для зануления трехфазных сетей асинхронных агрегатов.

Не разрешается выполнять защиту по такой схеме в групповых однофазных и распределительных сетях. Запрещается совмещение и замена функций нулевого и защитного кабелей в однофазной цепи постоянного тока. В них применяется дополнительный нулевой провод с маркировкой ПУЭ-7.

Есть более совершенная система зануления для электроустановок, питающихся от однофазной сети. В ней совмещенный общий проводник PEN присоединяется к глухозаземленной нейтрали в источнике тока. Разделение на N и РЕ проводники происходит в месте разветвления магистрали на однофазных потребителей, например, в подъездном щите многоквартирного жилища.

В заключение следует отметить, что защита потребителей от поражения током и порчи электрических бытовых приборов при скачках напряжения является главной задачей энергообеспечения. Чем отличается заземление от зануления, объясняется просто, понятие не требует специальных знаний. Но в любом случае меры по поддержанию безопасности бытовых электроприборов или промышленного оборудования должны осуществляться постоянно и на должном уровне.

в чем разница между понятиями

В электротехнике защитное заземление и зануление имеет разное значение. Люди не знакомые с определениями этих понятий ошибочно полагают, что они имеют отношение к выполнению одинаковых функций. В статье пойдет речь об отдельном определении каждого понятия, а также выведения их основных различий.

Понятие заземления

Прежде чем дать ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления, рассмотрим каждое понятие отдельно. Заземление – это специальное соединение электроустановок с землей. Цель этого соединения является снижение резкого скачка напряжения в электрической сети. Оно используется в той цепи, где нейтраль будет изолирована. Когда будет установлено подходящее заземляющее оборудование, то избыточный ток, который поступает в сеть, будет уходить в землю по отводящим контактам. Сопротивление этой части должно быть относительно низким, чтобы ток был поглощен без остатка.

Также функция защитного заземления электроустановок позволяет увеличить объем аварийного тока замыкания, несмотря на то, что это противоречит его назначению. Заземлитель с большим сопротивлением слабый ток замыкания может не воспринять, только со специальными защитными приборами. В таком случае, когда будет аварийная ситуация, установка будет под напряжением, что может представлять большую опасность для здоровья человека в этом помещении. Назначение защитных электроустановок также рассчитано на отведение блуждающего тока в электрической сети.

Заземлитель является особым проводником, который может состоять из одного или нескольких элементов. Обычно они соединены между собой электропроводящим материалом и заключены в землю, которая поглощает проходящий заряд. В качестве заземляющих проводников может использоваться сталь и медь. По нормам ПУЭ данная мера защиты в обязательном порядке должна делаться в современных жилых домах, а также рабочих помещениях, заводах, в общественных заведениях и других зданиях различного назначения.

В большинстве домов современного образца установлены схемы заземления. Однако их может не быть в старых зданиях. В такой ситуации специалисты рекомендуют заменить проводку трехжильным кабелем с заземляющим проводом, подключив защитную электроустановку. Бывают ситуации, когда нет возможности сделать монтаж полноценного заземляющего контура. В современной электротехнике может использоваться специальное портативное оборудование – переносной заземляющий штырь (шина). Их действие соответствует стандартному заземляющему устройству жилых домов или отводов. Такое устройство имеет хорошее практическое значение, легко подвергается монтажу и переноске, починке, а также имеет широкий функционал.

Функцию заземления могут выполнять несколько самостоятельных групп защитного оборудования. Грозозащитные. Они служат для того, чтобы быстро отводить импульсный высокий заряд от молнии. Зачастую их применение необходимо в разрядниках и современных молниеотводах. Рабочие. Такая группа позволяет поддерживать в нужном режиме работу всех электроустановок при разных условиях (нормальные и аварийные).

Защитные. Данная группа оборудования нужна для предотвращения прямого контакта людей и животных с электрическим зарядом, который возникает в результате механического повреждения фазы в проводе. Они позволяют предотвратить множество несчастных случаев, которые могли бы быть, если проблемы с силовой линией не были замечены своевременно.

Заземлители условно разделены на искусственные и естественные. Искусственные электроустановки представляют собой специальные конструкции, которые делаю специально для того, чтобы увести избыточный ток сети в землю, обеспечив защиту своему дому. Их могут производить на заводе или делаться самостоятельно, используя стальные элементы.
Естественными заземлителями является грунт, фундамент под зданием или же дерево возле дома.

Видео “В чем отличия”

Понятие зануления

Занулением может называться соединение отдельных металлических деталей, которые не находятся под воздействием постоянного напряжения, либо с заземленной нейтралью понижающего источника трехфазного тока, либо при заземленном генераторе однофазного тока. Таким образом, высокие скачки напряжения будут отводиться к трансформатору или к отдельному щитку для поглощения. Обычно зануление делается в электроустановках с заземленной нейтралью. Оно позволяет при пробое изоляционного слоя на проводе и коротком замыкании быстро сработать автоматическому выключателю или отреагировать другому защитному оборудованию.

Достаточно часто устанавливают дополнительные устройства защитного отключения. Они будут срабатывать при разной силе тока по фазе и «нулю» силового провода. Такое оборудование может быть установлено вместе с автоматическим выключателем. В таком случае, после пробоя жилы может одновременно сработать оба устройства или же сработает элемент более быстрого действия.

Обычно зануление применяется по правилам устройства электроустановок для промышленного оборудования. Данный вид защиты не является гарантом безопасности здания. Если поврежденная фаза попадет на внешнюю часть устройства, тогда ток никуда не уйдет. Впоследствии произойдет сопряжение сразу двух фаз, что приводит к короткому замыканию в электрической сети. Зануление не создает защиту от тока для человека. Условно это специфический индикатор неполадки или повреждения силовой линии, который предупреждает возгорание при коротком замыкании.

В жилых домах и квартирах совсем не обязательно делать зануление, так как это наоборот может иметь ряд негативных последствий. Например, если в кабеле сгорит нулевая жила, то большинство бытового оборудования и техники также сгорит. Это связано с резким скачком высокого напряжения в электрической сети.

Главные отличия

В первую очередь нужно отметить, что зануление и заземление имеют совершенно разное назначение и действие. Основная разница этих защитных мер – это их назначение.
Заземление служит более эффективным и надежным способом защиты жилого дома от скачка напряжения, чем метод зануления. Различие в их назначении, позволяет выбрать из них тот способ предохранения, который больше подходит в конкретной ситуации. Можно сразу сделать в жилом доме оба варианта защиты. Однако следует отметить, что обычно предпочтение отдают именно заземлению, считая, что этот метод необходим в любом случае.

Заземление позволяет создать защиту сети, быстро снизить напряжение переменного тока в сети до нормального стабильного значения. Тогда как зануление будет способствовать более быстрому отключению цепи, которая была под напряжением, где фактически произошел сбой на линии. Также большой разницей является тот факт, что способы их монтажа имеют разную степень сложности.

Создание зануления в жилом доме, и подключение специального оборудования требует более глубоких познаний об электротехнике. Чтобы этот метод защиты сработал правильно, нужно сделать все правильно. Определить точку зануления очень важно, так как в противном случае могут быть негативные последствия. При монтаже защитных контуров заземления достаточно следовать четким указаниям или инструкциям. Их конструкция достаточно простая.

Способ заземления не имеет зависимости от фазности электрических приборов и различных устройств, так как они имеют одинаковую схему установки. Также схемы создания заземления имеют большее разнообразие, в отличие от зануления, что позволяет подобрать более подходящий вариант в конкретной ситуации. Еще одно их различие заключается в том, что заземление направлено обеспечивает выравнивание потенциалов, а зануление реагирует на такое изменение обесточиванием сети.

Видео “Заземление и ноль: в чем разница?”

Из видео вы на практике увидите, в чем разница между этими двумя показателями.

Что такое заземление и зануление

Какая разница между заземлением и занулением – наиболее распространенный вопрос. В данной статье мы постараемся пояснить, что такое зануление и заземление, а также укажем разницу между ними.

Чем отличается земля от нуля

Начнем с того, что коротко поясним основное отличие. Что такое заземление? В общем, это несколько металлических штырей, углубленных в землю на определенном расстоянии между друг другом.

Специальный провод соединяет их с корпусом электротехники. Таким образом, при пробое потенциал рассеивается в земле, а сам корпус остается вне напряжения.

В случае зануления корпус соединяют с нулем, то есть с нулевым проводом в трехфазной сети. Как результат, в случае пробоя, потенциал превращается в короткое замыкание, и аварийная система просто выключает напряжение.

Что же лучше

Согласно нормам ПУЭ зануление должно использоваться исключительно в промышленных целях, и не рекомендовано для обустройства на бытовом уровне. Но стоит сказать, что у нас очень часто в жилых домах устанавливается именно такая система. Как правило, это происходит от незнания, или же просто из-за лени либо за неимением иного выхода.

И не стоит особо полагать, что в новостроях все оборудовано по правилам. В таком случае желающие могут самостоятельно оборудовать заземление. Конечно, если вы живете на 16 этаже, а сам дом не предусматривает ничего кроме зануления, то решить ситуацию вряд ли получится без большой мороки.

Немного о заземлении

Что это такое, описано выше. Хотим еще добавить, что применяется оно исключительно в сетях с изолированной нейтралью. Таким образом, ток с оборудования уходит в землю.

Однако стоит взять на заметку, что такая система еще увеличивает аварийный ток замыкания. Потому, если использовать заземлитель с слишком высокими показателями сопротивления, то ток замыкания может быть мал, а установка в случае аварийной ситуации останется под напряжением, что будет представлять угрозу для людей.

Особенности зануления

Отдельно отметим, что в такой системе необходимо следить за исправностью нулевого провода. Иначе при его обрыве, все устройства окажутся подключенными к фазе, в результате чего на корпусах возникнет напряжение.

Таким образом, зануление и заземление нельзя называть равнозначными альтернативными. А наиболее эффективной системой среди них можно назвать все же заземление. Впрочем, не всегда существуют все условия для того, чтобы оборудовать такую систему.

Однако и то и другое имеет свои преимущества и недостатки с которыми необходимо считаться при проектировании системы электробезопасности. В случае необходимости заказать расчет и монтаж системы можно поручить специализированной компании, такой как «МЗК-Электро», и быть уверенным в надежности исправности систем, а значит, в собственной безопасности. 

В чем разница зануления и заземления

Электробезопасность – главное условие, которое необходимо соблюдать при эксплуатации любых электроустановок, в частности бытовых электроприборов. Изоляция проводов обеспечивает электрическому току пути протекания исключительно в заданных направлениях, однако, в результате ее нарушения на металлическом корпусе электрооборудования (электроприбора) не исключается появление опасного электрического потенциала. В таком случае при случайном электрическом контакте человек может оказаться под опасным потенциалом и электротравма ему гарантирована.

Защитить от возможных поражений электрическим током, призваны заземление и зануление электроустановок, меры в электрике хотя и различные, но направленные на решение единой задачи. Как и защитное заземление зануление применяется в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью. Зануление электропроводки распространено в устаревших сетях TN-C и производится путем присоединения корпусов электроприборов к PEN проводникам, выполняющим функции нулевых защитных и рабочих нулевых проводников.

В более современных электросетях TN-S и TN-C-S применяется защитное заземление, подаваемое посредством защитных проводников на ставшие уже привычными заземляющие контакты розеток. Как правило, заземляющие шины связаны с повторным заземлением, что делает этот вид защиты более надежным, в чем разница упомянутых защит и какая из них предпочтительнее, попробуем разобраться.

Принцип действия и отличия защитных систем

Как уже упоминалось выше для зануления электрооборудования, проводник PEN, являющийся одновременно и рабочим нулем, присоединяется к корпусу электрооборудования, тогда в случае нарушения изоляции в результате замыкания фазы и нулевой шины происходит мгновенное отключение защитных автоматов. Электрическая цепь обесточивается, опасность поражения человека электрическим током снимается.

Принцип работы защитного заземления несколько иной, корпуса электроприборов соединены с заземляющим контуром, сопротивление заземления мизерно по сравнению с сопротивлением человеческого тела. В случае появления на корпусе фазного напряжения заземляющий контур отводит его в землю и значения потенциала опасной величины не возникает, при определенных условиях ситуация спровоцирует защитное отключение автоматики, но самое главное ток течет по пути наименьшего сопротивления, полностью обезопасив человека от поражения.

Если говорить об отличиях обеих систем, то принцип их действия считается основополагающим, правда, есть и некоторые другие, принимая во внимание которые легко сделать выбор в пользу заземления.

1. Защитное заземление легко реализовать, особенно если речь идет о частном доме. Даже если электропитание к нему подводится по схеме TN-C, последнюю достаточно просто трансформировать в более совершенную TN-C-S.
2. Если заземление возможно выполнить своими руками, то выбор схемы зануления требует углубленных знаний и опыта электрика, они же необходимы и при монтаже зануления.
3. Главным недостатком системы TN-C считается критичность к отгоранию (обрыву) нулевого проводника PEN, в таком случае защита полностью исчезает, более того под опасным потенциалом оказываются все зануленные электроприборы. Оснований для отгорания провода заземления просто не существует.

Последнее обстоятельство можно считать главным аргументом в пользу отказа от зануления и, хотя зануление используются при подключении некоторого производственного оборудования, в быту безопаснее отдавать предпочтение заземлению.

Смотрите также другие статьи :

Измерение качества электрической энергии

Любые электроприборы и оборудование разрабатываются для работы в определенных условиях. Все составные элементы предусматривают характеристики, способные производить оптимальную полезность и отдачу при определенных параметрах поступающего тока.

Подробнее…

В чём разница между заземлением и занулением?

Некоторые аспекты электробезопасности не вполне понятны обывателю, а ведь именно это отличает его от профессионала, имеющего допуск к монтажу электрических сетей. Сегодня поговорим о важнейших составляющих любой системы электрификации — заземлении и занулении. А также узнаем в чём разница между заземлением и занулением?

Роль зануления в трёхфазной сети

Любая электрическая система построена на трёхфазной сети переменного тока или является её частью. Не углубляясь в теорию слишком сильно, напомним базовые определения работы любой трёхфазной системы.

Между любыми двумя взятыми фазами 50 раз в секунду возникает напряжение 380 В. Конкретно в этот момент времени один из проводников превращается в землю — источник свободных электронов, а другой проводник эти электроны принимает.

Такое же явления возникает и в двух других парах фаз. Разница во времени между тем, как фазы «переключаются», составляет примерно треть от периода колебания в одной из них. Такая схема работы обязана своим появлением наиболее популярному типу электрических машин. Если расположить фазы по окружности в нужном порядке, то возникновение тока в них так же следовало бы по кругу и было бы способно толкать круглый сердечник двигателя. В самом простом варианте электрических соединений все три фазы должны быть соединены в одной точке. При этом в конкретный момент времени в пике мощности будут находиться только две из них.

   Разница между заземлением и занулением

Основная проблема в том, что сопротивление рабочих элементов (обмоток двигателя или нагревательных спиралей), включённых в каждую из фаз, не могут быть абсолютно равными. Поэтому ток в каждой из трёх цепей всегда будет разным, и это явление нужно каким-то образом компенсировать. Так точку схождения всех трёх фаз присоединяют к земле, чтобы уводить в неё остаточный электрический потенциал.

Как работает заземляющий контур

Любой подъезд многоэтажного дома можно смоделировать по той же схеме. Но квартиры, распределенные по трём имеющимся фазам, потребляют электричество как попало, при чём это потребление постоянно меняется. Конечно, в среднем в точке подключения домового кабеля в распределительном пункте (РП) разница в токах на фазах составляет не более 5% от номинальной нагрузки. Однако в редких случаях это отклонение может быть выше 20%, и такое явление сулит серьёзные проблемы.

Давайте на мгновение представить, что электрический стояк, а точнее, его рамная часть, на которую прикручены все нулевые провода, оказался изолированным от земли. Столь высокая разница между потреблением квартир на разных фазах выливается в следующую закономерность:

1. На наиболее нагруженной фазе происходит падение напряжения соразмерно нагрузке.
2. На оставшихся фазах это напряжение, соответственно, возрастает.

Нулевой провод, соединённый с контуром заземления, служит запасным источником электронов как раз на такой случай. Он помогает устранить асимметрию нагрузок и избежать появления перенапряжений на смежных ветках трёхфазной цепи.

Отличие заземления от зануления

Если во время работы отдельно взятой пары фаз нагрузка на них не будет одинаковой, в точке схождения непременно возникнет положительный электрический потенциал. То есть, если при обрыве заземляющего контура человек возьмётся за корпус подъездного щитка, его ударит током. Сила такого удара будет зависеть от степени асимметрии нагрузок.

Большинство электрических машин сконструированы таким образом, чтобы нагрузки распределялись по всем трём фазам равномерно. Ведь иначе одни проводники будут нагреваться и изнашиваться быстрее других. Поэтому точку соединения фаз в некоторых устройствах выводят в отдельный четвёртый контакт, к которому подсоединяется нулевой проводник.

И вот здесь вопрос: где взять этот самый нулевой проводник? Если вы обратите внимание на столбы высоковольтных ЛЭП, на них присутствует только три провода, то есть три фазы. И для транспортировки электроэнергии этого вполне достаточно. Ведь все трансформаторы на понижающих подстанциях имеют симметричную нагрузку на обмотках и заземляются каждый независимо от других.

   Разница между заземлением и занулением

А появляется этот четвёртый проводник на самых последних трансформаторных подстанциях (ТП) в цепочке преобразований, там, где 6 или 10 кВ превращаются в привычные нам 220/380 В, и возникает неиллюзорная вероятность асинхронной нагрузки. В этом месте начала трёх обмоток трансформатора соединяются и подключаются к общей системе заземления и от этой точки берёт своё начало четвёртый, нулевой провод.

И теперь мы понимаем, что заземление — это система стержней, погруженных в грунт. А зануление — это вынужденное присоединение средней точки к заземлению для устранения опасного потенциала и асимметрии. Соответственно, нулевой проводник — подсоединённый к точке зануления или ближе. А провод защитного заземления — подключённый непосредственно к самому заземляющему контуру.

Типы систем заземления

Вы замечали, что нулевой провод в трёхфазном кабеле имеет меньшее сечение, чем остальные? Это вполне объяснимо, ведь на него ложится не вся нагрузка, а только разница токов между фазами. Хотя бы один контур заземления в сети должен быть, и обычно он находится рядом с источником тока: трансформатор на подстанции. Здесь система требует обязательного зануления, но при этом нулевой проводник перестаёт быть защитным: что бывает, если в ТП «отгорел ноль», знакомо многим. По этой причине заземляющих контуров по всей протяжённости ЛЭП может быть несколько, и обычно так оно и есть.

Конечно, повторное зануление, в отличие от заземления, вовсе не обязательно, но зачастую крайне полезно. По тому, в каком месте выполняется общее и повторные зануления трехфазной сети, различают несколько типов систем.

   Разница между заземлением и занулением

В системах под названием I-T или T-T защитный проводник всегда берётся независимо от источника. Для этого у потребителя устраивается собственный контур. Даже если источник имеет свою точку заземления, к которой подключен нулевой проводник, защитной функции последний не имеет. Он с защитным контуром потребителя никак не контактирует.

Системы без заземления на стороне потребителя более распространены. В них защитный проводник передаётся от источника потребителю, в том числе и посредством нулевого провода. Обозначаются такие схемы приставкой TN и одним из трёх постфиксов:

1. TN-C: защитный и нулевой проводник совмещены, все заземляющие контакты на розетках подключаются к нулевому проводу.
2. TN-S: защитный и нулевой проводник нигде не контактируют, но могут подключаться к одному и тому же контуру.
3. TN-C-S: защитный проводник следует от самого источника тока, но там всё равно соединяется с нулевым проводом.

Ключевые моменты электромонтажа

Итак, чем вся эта информация может быть полезна на практике? Схемы с собственным заземлением потребителя, естественно, предпочтительны, но иногда их технически невозможно реализовать. Например, в квартирах высоток или на скальном грунте. Вы должны знать, что при совмещении нулевого и защитного проводника в одном проводе (называемом PEN) безопасность людей не ставится в приоритет. А потому оборудование, с которым контактируют люди, должно иметь дифференциальную защиту.

И здесь начинающие монтажники допускают целый ворох ошибок. Неправильно определяя тип системы заземления/зануления и, соответственно, неверно подключают УЗО. В системах с совмещённым проводником УЗО может устанавливаться в любой точке, но обязательно после места совмещения. Эта ошибка часто возникает в работе с системами TN-C и TN-C-S. А особенно часто, если в таких системах нулевой и защитный проводники не имеют соответствующей маркировки.

   Разница между заземлением и занулением

Поэтому никогда не используйте жёлто-зелёные провода там, где в этом нет необходимости. Всегда заземляйте металлические шкафы и корпуса оборудования, но только не совмещённым PEN-проводником. На нём при обрыве нуля возникает опасный потенциал. Это необходимо делать защитным проводом PE, который подключается к собственному контуру.

Кстати, при наличии собственного контура на него выполнять незащищённое зануление очень и очень не рекомендуется. Если только это не контур вашей собственной подстанции или генератора. Дело в том, что при обрыве нуля вся разница асинхронной нагрузки в общегородской сети проследует в землю через ваш контур, раскаляя соединяющий провод.

 

Смотрите также по этой теме:

   Защитное заземление. Чем опасно самостоятельное выполнение заземления?

   Принцип работы заземления для зданий по системе ТN-C, TN-S и TN-C-S.

   Заземление дома. Монтаж контура заземления!

   Контур заземления. Заземление и зануление на объектах.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[mailpoet_form id=»1″]

нужны ли они и в чем отличие нуля от земли Земля и ноль в чем отличие

Даже начинающему электрику известно, что для защиты от удара электрическим током при монтаже электропроводки применяется заземление и зануление. Использование не защищенных таким образом линий электропередач может повлечь за собой серьезные последствия, вплоть до летального исхода.

Разницу между этими понятиями как зануление и заземление рассмотрим в нашей статье. Для начала следует четко уяснить, что хотя эти методы служат одной цели, а именно обеспечению безопасности, между ними существует ряд принципиальных различий.

Чтобы внести окончательную ясность в этот вопрос, рассмотрим оба метода более подробно, чем же отличаются заземление от зануления?

Что такое заземление и для чего она нужна?

Под заземлением подразумевают металлическую конструкцию, предназначенную для снижения степени напряжения до неопасных для человека параметров. Важнейшей особенностью монтажа является установка системы в местах, обеспечивающих надежную изоляцию нейтрального провода.

Помимо этого, наличие заземления позволяет существенно увеличивать аварийный ток. Необходимость повышения этого параметра связана с тем, что при повышенном сопротивлении заземляющего контура, несмотря на критическое состояние электроприборов тока замыкания в некоторых случаях недостаточно для срабатывания защитных механизмов при этом опасность получения электротравмы сохраняется.

Принципиально, заземляющий контур является системой из нескольких проводников, обеспечивающих соединение токопроводящих элементов оборудования с грунтом. По назначению эти системы можно разделить на три основных типа:

1. Рабочий тип разработан для обеспечения работоспособности оборудования, как в обычных условиях, так и в условиях непредвиденных ситуаций;
2. Защитный тип обеспечивает защиту обслуживающего персонала в случае пробоя токоведущих элементов на корпус;
3. Грозозащитный тип обеспечивает отвод в землю атмосферных электрических разрядов.

Помимо этого, различают искусственное и естественное заземление и зануление. Разница в том что искусственное представляет собой специально изготовленную . К естественным, можно отнести металлические конструкции, изготовленные для других целей и используемые в качестве заземления.

Что значит зануление?

Зануление как по назначению, так и по основным принципам существенно отличается от заземления. Принцип представляет собой подключение защитного провода к металлическим составляющим конструкции, которые не проводят электрический ток. Возможно также присоединение к нулю, используемому источником напряжения либо к другому заземленному проводу.

Главной задачей заземления и зануления является обеспечение своевременного срабатывания специального защитного оборудования. Принципом работы является провоцирование короткого замыкания в случае пробоя изоляции и других неисправностей в работе электрооборудования. Вследствие использования этих систем, возможно срабатывание таких защитных механизмов:

• Автоматический выключатель;
• Система плавких вставок;
• Инновационные системы защиты.

В чем разница между занулением и заземлением?

Основное различие состоит в различных методах монтажа. Использование для присоединения нулевого провода обеспечивает эффективное использование этого вида защиты для гарантии безопасности как людей, так и техники. При монтаже зануления следует удостовериться, что возникающего в экстренной ситуации тока хватит для 100% срабатывания защитного оборудования.

В случае же недостаточного тока короткого замыкания возможно появление напряжения на составных частях электроприборов, что приводит не только к выходу из строя оборудования, но и существенно повышает риск поражения персонала электрическим током. Из всего вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

При появлении напряжения на рабочей поверхности оборудования заземление обеспечивает оперативный отвод тока в землю по специальному заземляющему контуру, в то время как использование зануления не способствует отводу напряжения от поверхности, однако при правильном монтаже обеспечивает разрыв электрической цепи при помощи различных защитных устройств.

Учитывая принципиальное отличие в методах обеспечения электробезопасности, на электрических схемах они обозначаются по-разному.

В чем разница зануления и заземления теперь понятно, остается прояснить некоторые нюансы.

Как обозначаются заземление и зануление на схемах?

Все электротехническое оборудование с присутствующими элементами заземления и зануления нуждается в специальной маркировке. Маркировку наносят на шину в виде букв РЕ с продольными или поперечными полосами желтого или зеленого цветов. Нейтрали маркируются голубой буквой N, подразумевающей заземление или зануление.

Буквами показывают особенности заземляющего контура:

• Т — обозначает непосредственный контакт земли и источника питания;
• I — обозначает полную изоляцию токопроводящих элементов от земли.
• Вторая буква характеризует расположение токопроводящих элементов относительно земли:
• Т свидетельствует о необходимом заземлении всех элементов находящихся под напряжением;
• N характеризует защиту открытых частей посредством глухозаземленной нейтрале с непосредственным подключением источника питания.

Между заземлением и занулением, в чем разница, что целесообразнее использовать в зависимости от конкретного оборудования мы рассмотрели. Независимо от выбранного метода защиты, особое значение имеет точность расчетов и внимательность и аккуратность монтажа.

Электрическая энергия, которой мы пользуемся, вырабатывается генераторами переменного тока на электростанциях. Их вращает энергия сжигаемого топлива (угля, газа) на ТЭС, падающей воды на ГЭС или ядерного распада на АЭС. До нас электричество добирается через сотни километров линий электропередач, претерпевая по дороге преобразования с одной величины напряжения в другую. От трансформаторной подстанции оно приходит в распределительные щитки подъездов и далее – в квартиру. Или по линии распределяется между частными домами поселка или деревни.

Разберемся, откуда берутся понятия «фаза», «ноль» и «земля». Выходной элемент подстанции — понижающий трансформатор , с его обмоток низкого напряжения идет питание потребителю. Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль ) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами » (L1, L2, L3), а общий проводник – нулем (PEN).

Поскольку нулевой проводник заземлен, то такая система называется «системой с глухозаземленной нейтралью ». Проводник PEN называется совмещенным нулевым проводником . До выхода в свет 7-го издания ПУЭ ноль в таком виде доходил до потребителя, что создавало неудобства при заземлении корпусов электрооборудования. Для этого их соединяли с нулем, и это называлось занулением . Но через ноль шел и рабочий ток, и его потенциал не всегда равнялся нулю, что создавало риск поражения электрическим током.

Теперь из вновь вводимых трансформаторных подстанций выходят два нулевых проводника: нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ). Функции их разделены: по рабочему протекает ток нагрузки, а защитный соединяет подлежащие заземлению токопроводящие части с контуром заземления подстанции. На отходящих от нее линиях электропередачи нулевой защитный проводник дополнительно соединяют с контуром повторного заземления опор, содержащих элементы защиты от перенапряжений. При вводе в дом его соединяют с контуром заземления.

Напряжения и токи нагрузки в системе с глухозаземленной нейтралью

Напряжение между фазами трехфазной системы называют линейным , а между фазой и рабочим нулем – фазным . Номинальные фазные напряжения равны 220 В, а линейные – 380 В. Провода или кабели, содержащие в себе все три фазы, рабочий и защитный ноль, проходят по этажным щиткам многоквартирного дома. В сельской местности они расходятся по поселку при помощи самонесущего изолированного провода (СИП). Если линия содержит четыре алюминиевых провода на изоляторах, значит, используются три фазы и PEN. Разделение на N и РЕ в таком случае выполняется для каждого дома индивидуально во вводном щитке.

К каждому потребителю в квартиру приходит одна фаза, рабочий и защитный ноль. Потребители дома распределяются по фазам равномерно, чтобы нагрузка была одинаковой. Но на практике этого не получается: невозможно предугадать, какую мощность будет потреблять каждый абонент. Так как токи нагрузки в разных фазах трансформатора не одинаковы, то происходит явление, называемое «смещением нейтрали ». Между «землей» и нулевым проводником у потребителя появляется разность потенциалов. Она увеличивается, если сечения проводника недостаточно или его контакт с выводом нейтрали трансформатора ухудшается. При прекращении связи с нейтралью происходит авария: в максимально нагруженных фазах напряжение стремится к нулю. В ненагруженных фазах напряжение становится близким к 380 В, и все оборудование выходит из строя.

В случае, когда в такую ситуацию попадает проводник PEN, под напряжением оказываются все зануленные корпуса щитов и электроприборов. Прикосновение к ним опасно для жизни. Разделение функции защитного и рабочего проводника позволяет избежать поражения электрическим током в такой ситуации.

Как распознать фазные и защитные проводники

Фазные проводники несут в себе потенциал относительно земли, равный 220 В (фазному напряжению). Прикосновение к ним опасно для жизни. Но на этом основан способ их распознавания. Для этого применяется прибор, называемый однополюсным указателем напряжения или индикатором . Внутри него расположены последовательно соединенные лампочка и резистор. При прикосновении к «фазе» индикатором ток протекает через него и тело человека в землю. Лампочка светится. Сопротивление резистора и порог зажигания лампочки подобраны так, чтобы ток был за гранью чувствительности человеческого организма и им не ощущался.

Распознать фазные проводники можно по их расцветке, для них используются черный, серый, коричневый, белый или красный цвет. Сложнее всего со старыми электрощитами: в них проводники одного цвета. Но «фазу» с помощью индикатора определить можно всегда и без ошибок.

При монтаже электросетей в помещениях разного назначения обязательно должна быть предусмотрена защита, предотвращающая возможное поражение человека током. И для этого используется заземление и зануление. Причем далеко не все знают, в чем их разница. Ведь обе они обеспечивают безопасность использования электрических приборов.

По сути, эти два понятия во многом схожи, из-за чего их часто путают, но выполняют они свои функции по-разному. Поэтому постараемся разобраться, что в них общего и чем отличаются.

Заземление

Начнем с разбора каждой системы по отдельности.

Так, заземление – это преднамеренное соединение электрической сети, прибора или оборудования со специальной конструкцией, закопанной в землю посредством нулевого проводника.

По сути, это единая система, соединяющая между собой токопроводящие элементы приборов и оборудования (к примеру, их корпусы), подсоединенные к ним провода, и штыри, закопанные в землю (контур).

Благодаря высокому сопротивлению контура при касании фазного провода на корпус в случае пробоя, большая часть напряжения уходит в землю, и хоть потенциал все же будет оставаться на корпусе, но его значение будет значительно сниженным и неопасным для человека.

Международный стандарт, разработанный МЭК, включает в себя несколько систем заземления, различия между которыми сводится к разным видам заземления источника питания (генератора или трансформаторной подстанции), и заземления открытых участков сети, приборов.

В стандарт входит три системы – TN, TT и IT.

Первая буква индекса указывает на тип заземления источника (T – «земля), получается, что в первых двух системах трансформаторная подстанция подключается к заземляющему контуру.

Что касается третьей (IT), то у нее источник питания заизолирован, либо же подключен к прибору, обеспечивающему высокое сопротивление (I – изоляция).

Вторая буква индекса указывает на тип заземления открытых участков сети. В системе TN (N — нейтраль) эти участки соединены с нейтральным проводником источника, подключенного к заземляющему контуру (глухое заземление нейтрали).

Для соединения оборудования и приборов используются рабочий (N) и защитный (PE) нулевые проводники.

Что касается двух других систем – TT и IT, то второй буквенный индекс указывает на то, что открытые участки сети, оборудование и приборы заземляются своим отдельным контуром.

В свою очередь система TN делится на подсистемы, их три – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Различия между ними сводятся к использованию разных защитных проводников, которыми потребители соединяются с нейтралью источника.

В подсистеме TN-C используется объединенный проводник (PEN), совмещающий в себе и рабочий, и защитный «нуль». Эта подсистема является уже устаревшей, поэтому при укладке новых электросетей она не используется.

Подсистема TN-S отличается тем, что у нее рабочий и защитный «нули» — это разные проводники. То есть, к нейтрали подключается N-проводник, а к заземляющему контуру – PE-проводник, хоть они совмещены на источнике питания.

Третья подсистема – TN-C-S является промежуточным звеном между первыми двумя подсистемами. У нее от нейтрали отходит PEN-проводник, то есть нулевые проводники объединены, но на определенном участке сети они разделяются и к потребителям подходит отдельно рабочий и защитный «нули». После разделения защитный «нуль» дополнительно заземляется.

Требования, выдвигаемые заземлению достаточно серьезные. Ведь оно должно обеспечить отвод опасного напряжения с прибора или оборудования в случае пробоя.

Заземление в обязательном порядке делается для сетей, в которых напряжение выше 42 В переменного тока или 110 В – постоянного тока.

Поэтому при проектировании должны правильно подбираться части сети и оборудования, которые подлежат обязательному заземлению, осуществляться контроль за тем, чтобы заземляющая цепь нигде не прерывалась.

Серьезно подходят и к выбору проводников, их сечение должно обеспечивать соответствующую пропускную способность.

Все требования, которые выдвигаются системам заземления прописаны в ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Зануление

А теперь по занулению. В определении этого термина указывается, что зануление – преднамеренное соединение токопроводящих, но не находящихся под напряжением, элементов приборов и оборудования с глухозаземленной нейтралью (трехфазные трансформаторы), выводом источника тока (однофазный трансформатор), средней точкой источника, подающего постоянный ток.

То есть, корпус любого прибора, подключенного к сети, должен быть дополнительно соединен с нейтралью источника питания.

Для систем TT и IT зануление не применяется, поскольку для заземления потребителей используется отдельный контур.

Для создания зануления используется нулевой защитный проводник (PE), который соединяется с нейтралью источника.

Но в ПУЭ сразу же дается пояснение, что в качестве защитного проводника может использоваться и рабочий (N), что подразумевает, что для создания зануления может использоваться и PEN-проводник.

В чем их отличие?

Получается, что зануление, по сути, это то же заземление, сделанное по системе ТN, но если рассматривать более подробно, то разница между ними есть.

Первое, это то, что при заземлении совмещенный нулевой PEN-проводник (системы TN-C и TN-C-S) и PE-проводник (система TN-S) выступают в качестве посредника между приборами и заземляющим контуром трансформатора.

То есть, имеется источник питания, возле которого закопан контур и вместе они соединены.

Проводка от источника идет на потребитель (помещение), где она разветвляется, чтобы обеспечить запитку всех электроприборов и оборудования.

Чтобы заземлить эти приборы (обеспечить защиту), используется та же проводка, а именно нулевые проводники, и контур трансформатора.

А вот при занулении выполняется соединение не с контуром, а непосредственно с нейтральным проводником трансформатора.

А поскольку в обоих случаях используется один проводник — нулевой (в совмещенном – PEN-проводник, в разделенном – РЕ-проводник), то в конструктивном плане заземление и зануление – одно и то же.

Второе, каждый из них работает по-разному, хоть и конструкция – одинакова.

В случае с заземлением, при появлении опасного потенциала на незакрытых участках сети, он будет отводиться в землю посредством заземляющего контура, обладающего высоким сопротивлением.

Зануление же работает с точностью до наоборот. При соприкосновении фазы с корпусом, подключенным к нулевому проводнику, происходит резкое возрастание силы тока в следствие малого сопротивления, то есть происходит короткое замыкание, в результате которого срабатывают , устройства защитного отключения, либо же плавятся предохранители.

Вот и получается, что заземление и зануление в техническом плане – одно и то же, но обеспечивают они защиту по-разному.

В целом же, обе они направлены на обеспечение максимальной защиты человека от возможного поражения электрическим током при пробое фазы на нуль, и дополняют друг друга.

Особенности создания заземления и зануления

Теперь о том, как все выглядит на деле. При создании подсистемы TN-C-S совмещенный нулевой проводник (PEN) тянется от трансформатора к помещению.

В вводном распределительном устройстве (ВРУ) происходит разделение его на N и PE-проводники. На конечный потребитель при этом доходит три провода – фаза, рабочий и защитный нули.

При подключении прибора получается, что посредством PE-проводника он соединяется с PEN-проводником, который является и соединителем с заземляющим контуром, и глухозаземленной нейтралью.

Примерно то же происходит и в подсистеме TN-S с той лишь разницей, что заземление и зануление осуществляется разделенными нулевыми проводниками.

То есть в этих двух подсистемах создавая заземление, автоматически выполняется и зануление.

А вот в системе TN-C этого не происходит. Дело в том, что в ней используется PEN-проводник, который не расщепляется на вводе.

Получается, что к конечному потребителю доходит только два провода – фаза и рабочий ноль, а защитного РЕ-проводника – нет, по сути, конечный потребитель не заземлен.

Поэтому и создается зануление – соединение корпусов потребителей с нулевым рабочим проводником.

Которое называется электрическим током, обеспечивает комфортное существование современному человеку. Без него не работают производственные и строительные мощности, медицинские приборы в больницах, нет уюта в жилище, простаивает городской и междугородный транспорт. Но электричество является слугой человека только в случае полнейшего контроля, если же заряженные электроны смогут найти другой путь, то последствия окажутся плачевными. Для предупреждения непредсказуемых ситуаций применяют специальные меры, главное — понять, в чем разница. Заземление и зануление защищают человека от удара током.

Направленное движение электронов осуществляется по пути наименьшего сопротивления. Чтобы избежать прохождения тока через человеческое тело, ему предлагается другое направление с наименьшими потерями, которое обеспечивает заземление или зануление. В чем разница между ними, предстоит разобраться.

Заземление

Заземление представляет собой один проводник или составленную из них группу, находящуюся в соприкосновении с землей. С его помощью выполняется сброс поступающего на металлический корпус агрегатов напряжения по пути нулевого сопротивления, т.е. к земле.

Такое электрическое заземление и зануление электрооборудования в промышленности актуально и для бытовых приборов со стальными наружными частями. Прикосновение человека к корпусу холодильника или стиральной машины, оказавшегося под напряжением, не вызовет поражения электрическим током. С этой целью используются специальные розетки с заземляющим контактом.

Принцип работы УЗО

Для безопасной работы промышленного и бытового оборудования применяют , используют приборы автоматических дифференциальных выключателей. Их работа основана на сравнении входящего по фазному проводу электрического тока и выходящего из квартиры по нулевому проводнику.

Нормальный режим работы электрической цепи показывает одинаковые значения тока в названых участках, потоки направлены в противоположных направлениях. Для того чтобы они и далее уравновешивали свои действия, обеспечивали сбалансированную работу приборов, выполняют устройство и монтаж заземления и зануления.

Пробой в любом участке изоляции приводит к протеканию тока, направляющегося к земле, через поврежденное место с обходом рабочего нулевого проводника. В УЗО показывается дисбаланс силы тока, прибор автоматически выключает контакты и напряжение исчезает во всей рабочей схеме.

Для каждого отдельного эксплуатационного условия предусмотрены различные установки для отключения УЗО, обычно диапазон наладки составляет от 10 до 300 миллиампер. Устройство срабатывает быстро, время отключения составляет секунды.

Работа заземляющего устройства

Чтобы присоединить к корпусу бытового или промышленного оборудования применяется РЕ-проводник, который из щитка выводится по отдельной линии со специальным выходом. Конструкция обеспечивает соединение корпуса с землей, в чем и заключается назначение заземления. Отличие заземления от зануления состоит в том, что в начальный момент при подсоединении вилки к розетке рабочий ноль и фаза не коммутированы в оборудовании. Взаимодействие исчезает в последнюю минуту, когда размыкается контакт. Таким образом, заземление корпуса имеет надежное и постоянное действие.

Два пути устройства заземления

Системы защиты и отвода напряжения подразделяют на:

• искусственные:
• естественные.

Искусственные заземления предназначены непосредственно для защиты оборудования и человека. Для их устройства требуются горизонтальные и вертикальные стальные металлические продольные элементы (часто применяют трубы с диаметром до 5 см или уголки № 40 или № 60 длиной от 2,5 до 5 м). Тем самым отличается зануление и заземление. Разница состоит в том, что для выполнения качественного зануления требуется специалист.

Естественные заземлители используются в случае их ближайшего расположения рядом с объектом или жилым домом. В качестве защиты служат находящиеся в грунте трубопроводы, выполненные из металла. Нельзя использовать для защитной цели магистрали с горючими газами, жидкостями и тех трубопроводов, наружные стенки которых обработаны антикоррозионным покрытием.

Естественные объекты служат не только защите электроприборов, но и выполняют свое основное предназначение. К недостаткам такого подключения относится доступ к трубопроводам достаточного широкого круга лиц из соседних служб и ведомств, что создает опасность нарушения целостности соединения.

Зануление

Помимо заземления, в некоторых случаях используют зануление, нужно различать, в чем разница. Заземление и зануление отводят напряжение, только делают это разными способами. Второй метод является электрическим соединением корпуса, в нормальном состоянии не под напряжением, и выводом однофазного источника электричества, нулевым проводом генератора или трансформатора, источником постоянного тока в его средней точке. При занулении напряжение с корпуса сбрасывается на специальный распределительный щиток или трансформаторную будку.

Зануление используется в случаях непредвиденных скачков напряжения или пробоя изоляции корпуса промышленных или бытовых приборов. Происходит короткое замыкание, ведущее к перегоранию предохранителей и мгновенному автоматическому выключению, в этом заключается разница между заземлением и занулением.

Принцип зануления

Переменные трехфазные цепи используют нулевой проводник для различных целей. Для обеспечения электрической безопасности с его помощью получают эффект короткого замыкания и возникшего на корпусе напряжения с фазным потенциалом в критических ситуациях. При этом появляется ток, превышающий номинальный показатель автоматического выключателя и контакт прекращается.

Устройство зануления

Чем отличается заземление от зануления, видно и на примере подключения. Корпус отдельным проводом соединяется с нулем на Для этого в розетке соединяют третью жилу электрического кабеля с предусмотренной для этого клеммой в розетке. У этого метода есть недостаток, который заключается в том, что для автоматического отключения нужен ток, по размеру больший, чем заданные установки. Если в нормальном режиме отключающее устройство обеспечивает работу прибора с силой тока в 16 Ампер, то малые пробои тока продолжают утекать без отключения.

После этого становится понятно, какая разница между заземлением и занулением. Человеческое тело при воздействии силы тока в 50 миллиампер может не выдержать и наступит остановка сердца. Зануление от таких показателей тока может не защитить, так как его функция заключается в создании нагрузок, достаточных для отключения контактов.

Заземление и зануление, в чем разница?

Между этими двумя способами существуют отличия:

• при заземлении избыточный ток и возникшее на корпусе напряжение отводятся непосредственно в землю, а при занулении сбрасываются на ноль в щитке;
• заземление является более эффективным способам в вопросе защиты человека от поражения электрическим током;
• при использовании заземления безопасность получается за счет резкого уменьшения напряжения, а применение зануления обеспечивает выключение участка линии, в которой случился пробой на корпус;
• при выполнении зануления, чтобы правильно определить нулевые точки и выбрать метод защиты потребуется помощь специалиста электрика, а сделать заземление, собрать контур и углубить его в землю может любой домашний мастер-умелец.

Заземление является системой отвода напряжения через находящийся в земле треугольник из металлического профиля, сваренного в местах соединения. Правильно устроенный контур дает надежную защиту, но при этом должны соблюдаться все правила. В зависимости от требующегося эффекта выбирается заземление и зануление электроустановок. Отличие зануления в том, что все элементы прибора, которые в нормальном режиме не находятся под током, подсоединяются к нулевому проводу. Случайное касание фазы к зануленным деталям прибора приводит к резкому скачку тока и отключению оборудования.

Сопротивление нейтрального нулевого провода в любом случае меньше этого же показателя контура в земле, поэтому при занулении возникает короткое замыкание, которое в принципе невозможно при использовании земляного треугольника. После сравнения работы двух систем становится понятно, в чем разница. Заземление и зануление отличаются по способу защиты, так как велика вероятность отгорания со временем нейтрального провода, за чем нужно постоянно следить. Зануление применяется очень часто в многоэтажных домах, так как не всегда есть возможность устроить надежное и полноценное заземление.

Заземление не зависит от фазности приборов, тогда как для устройства зануления необходимы определенные условия подключения. В большинстве случаев первый способ превалирует на предприятиях, где по требованиям техники безопасности предусматривается повышенная безопасность. Но и в быту в последнее время часто устраивается контур для сброса возникающего излишнего напряжения непосредственно в землю, это является более безопасным методом.

Защита при заземлении касается непосредственно электрической цепи, после пробоя изоляции за счет перетекания тока в землю значительно снижается напряжение, но сеть продолжает действовать. При занулении полностью отключается участок линии.

Заземление в большинстве случаев используют в линиях с устроенной изолированной нейтралью в системах IT и ТТ в трехфазных сетях с напряжением до 1 тыс. вольт или свыше этого показателя для систем с нейтралью в любом режиме. Применение зануления рекомендовано для линий с заземленным глухо нейтральным проводом в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с имеющимися в наличии N, PE, PEN проводниками, это показывает в чем разница. Заземление и зануление, несмотря на отличия, являются системами защиты человека и приборов.

Полезные термины электротехники

Для понимания некоторых принципов, по которым выполняются защитные зануление, заземление и отключение следует знать определения:

Глухозаземленная нейтраль представляет собой нулевой провод от генератора или трансформатора, непосредственно подключенный к заземляющему контуру.

Ею может служить вывод от источника переменного тока в однофазной сети или полюсная точка источника постоянного тока в двухфазных магистралях, как и средний выход в трехфазных сетях постоянного напряжения.

Изолированная нейтраль представляет собой нулевой провод генератора или трансформатора, не соединенный с заземляющим контуром или контактирующий с ним через сильное поле сопротивления от сигнализационных устройств, защитных приборов, измерительных реле и других приспособлений.

Принятые обозначения в сети

Все электрические установки с присутствующими в них проводниками заземления и нулевыми проводами в обязательном порядке подлежат маркировке. Обозначения наносятся на шины в виде буквенного обозначения РЕ с переменно чередующимися поперечными или продольными одинаковыми полосками зеленого или желтого цвета. Нейтральные нулевые проводники маркируются голубой литерой N, так обозначается заземление и зануление. Описание для защитного и рабочего нуля заключается в проставлении буквенного обозначения PEN и окрашивании в голубой тон по всей протяженности с зелено-желтыми наконечниками.

Буквенные обозначения

Первые литеры в пояснении к системе обозначают выбранный характер заземляющего устройства:

• Т — соединение источника питания непосредственно с землей;
• I — все токоведущие детали изолированы от земли.

Вторая буква служит для описания токопроводящих частей относительно подсоединения к земле:

• Т говорит об обязательном заземлении всех открытых деталей под напряжением, независимо от вида связи с грунтом;
• N — обозначает, что защита открытых частей под током осуществляется через глухозаземленную нейтраль от источника питания непосредственно.

Буквы, стоящие через тире от N, сообщают о характере этой связи, определяют метод обустройства нулевого защитного и рабочего проводников:

• S — защита РЕ нулевого и N-рабочего проводников выполнена раздельными проводами;
• С — для защитного и рабочего нуля применяется один провод.

Виды защитных систем

Классификация систем является основной характеристикой, по которой устраивается защитное заземление и зануление. Общие технические сведения описаны в третьей части ГОСТ Р 50571.2-94. В соответствии с ней заземление выполняется по схемам IT, TN-C-S, TN-C, TN-S.

Система TN-C разработана в Германии в начале 20 века. В ней предусмотрено объединение в одном кабеле рабочего нулевого провода и РЕ-проводника. Недостатком является то, что при отгорании нуля или возникшем другом нарушении соединения на корпусах оборудования появляется напряжение. Несмотря на это система применяется в некоторых электрических установках до нашего времени.

Системы TN-C-S и TN-S разработаны взамен неудачной схемы заземления TN-C. Во второй схеме защиты два вида нулевых провода разделялись прямо от щитка, а контур являлся сложной металлической конструкцией. Эта схема получилась удачной, так как при отсоединении нулевого провода на кожухе электроустановки не появлялось линейное напряжение.

Система TN-C-S отличается тем, что разделение нулевых проводов выполняется не сразу от трансформатора, а примерно на середине магистрали. Это не было удачным решением, так как если обрыв нуля случится до точки разделения, то электрический ток на корпусе будет представлять угрозу для жизни.

Схема подсоединения по системе ТТ обеспечивает непосредственную связь деталей под напряжением с землей, при этом все открытые части электроустановки с присутствием тока связаны с грунтовым контуром через заземлитель, который не зависит от нейтрального провода генератора или трансформатора.

По системе IT выполняется защита агрегата, устраивается заземление и зануление. В чем разница такого подсоединения от предыдущей схемы? В этом случае передача излишнего напряжения с корпуса и открытых деталей происходит в землю, а нейтраль источника, изолированая от грунта, заземляется посредством приборов с большим сопротивлением. Эта схема устраивается в специальном электрическом оборудовании, в котором должна быть повышенная безопасность и стабильность, например, в лечебных учреждениях.

Виды систем зануления

Система зануления PNG является простой в конструкции, в ней нулевой и защитный проводники совмещаются на всей протяженности. Именно для совмещенного провода применяется указанная аббревиатура. К недостаткам относят повышенные требования к слаженному взаимодействию потенциалов и проводникового сечения. Система успешно используется для зануления асинхронных агрегатов.

Не разрешается выполнять защиту по такой схеме в групповых однофазных и распределительных сетях. Запрещается совмещение и замена функций нулевого и защитного кабелей в однофазной цепи постоянного тока. В них применяется дополнительный с маркировкой ПУЭ-7.

Есть более совершенная система зануления для электроустановок, питающихся от однофазной сети. В ней совмещенный общий проводник PEN присоединяется к в источнике тока. Разделение на N и РЕ проводники происходит в месте разветвления магистрали на однофазных потребителей, например, в подъездном щите многоквартирного жилища.

В заключение следует отметить, что защита потребителей от поражения током и порчи электрических бытовых приборов при скачках напряжения является главной задачей энергообеспечения. Чем отличается заземление от зануления, объясняется просто, понятие не требует специальных знаний. Но в любом случае меры по поддержанию безопасности бытовых электроприборов или промышленного оборудования должны осуществляться постоянно и на должном уровне.

Для безопасной работы на различных электоустановках и проводниках используется соединение открытых металлических отводов с землей и подключение сети к нулевому кабелю. Но немногие начинающие мастера точно знают, чем отличается заземление и зануление электроустановок и электрооборудования.

Определение заземления

Заземление – это умышленное подключение открытых частей электрического оборудования, которые находятся под напряжением, к специальному заземляющему отводу, шине или другому защитному оборудованию. Это может быть арматура в земле, часть электроустановки и другие приспособления. Такой подход, согласно ПУЭ, является обязательной мерой преднамеренной защиты как жилого, так и нежилого фонда. Это же гласят правила и требования ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ (электробезопасность и система стандартов безопасности труда).

Фото — схема

Практически в каждом современном доме установлена схема заземления TN-C-S или TN-S. Но в зданиях старой постройки заземление зачастую вообще отсутствует, поэтому владельцам квартиры в таких постройках приходится своими силами организовывать землю. Такая система называется TN-C. Выполняется при помощи подключения отвода к заземляющему контуру, который может располагаться непосредственно в земле у здания или возле трансформаторной будки.

Рисунок TN-C

Теоретически, такую модернизацию проводки может организовать специальная монтажная компания, но практикуется это редко. Чаще к щитку на этаже (в многоквартирном доме) подводится земля, и уже к ней подключаются остальные провода.

1. Если фаза попадает на открытый металлический отвод любого электрического устройства, то в нем появляется напряжение. Это же случается, если, к примеру, нарушена изоляция кабеля. Человеческое тело – отличный проводник тока, если Вы дотронетесь к такому отводу, то получите сильный удар током. Заземление поможет избежать это;
2. Блуждающие токи уходят в заземляющий проводник, этим гарантируется охрана жизни;
3. В особенности опасно напряжение, которое попадает на радиаторы отопления. В таком случае, все батареи в доме становятся проводниками тока. Но если установлена земля, то все напряжение уйдет по проводнику.

Фото — вариант земли

Если нет возможности провести полноценный заземляющий контур, тогда используются другие способы. К примеру, сейчас очень распространено подключение переносных заземляющих штырей (портативные шины). Их действие никак не отличается от стандартного стационарного отвода, но при этом они гораздо практичнее по своему функционалу.

Фото — переносная шина

Назначение зануления

Иногда зануление и заземление путают друг с другом, так в чем разница между ними? Зануление применяется по ПУЭ только для промышленных установок и не является гарантом безопасности. Если фаза попадает на открытую часть устройства, то ток не уходит. После этого происходит сопряжение двух фаз, и, как следствие, короткое замыкание. Нулевой проводник необходим для быстрого реагирования дифференциального защитного автомата на КЗ, но не для защиты человека от поражения током. Поэтому его принято использовать только на производстве, где требуется быстрое отключение питания в случае аварийной ситуации.

Фото — схема зануления

Нужно ли делать зануление в частном доме или квартиры? Нет, это необязательно, и даже чревато различными негативными последствиями. Скажем, если нулевой провод сгорит, то большее количество электрических устройств, к которым он был подключен, сломается из-за чрезвычайно высокого скачка напряжения. Стоит помнить, что Ваша безопасность не пострадает, если вместе с занулением обустроить также заземление, установить УЗО и защитный выключатель.

Фото — принцип работы зануления

Как установить зануление, чтобы устройство, подключенное к нему, не сгорело:

1. Нужно использовать трехжильный провод с изоляцией. Одна жила отведена для фазы, вторая для нуля, третья для заземления;
2. Земля подключается в самом конце электромонтажных работ на корпус безопасного проводника к заземляющему контуру и т. д. Наиболее практичен специальный заземляющий отвод у щита;
3. В целях безопасности обязательно устанавливаются различные выключатели питания и прочие защитные установки.

Видео: в чем разница зануления и заземления

Главное отличие

Самое главное, что нужно запомнить: схемы зануления и заземления имеют различное защитное действие. Ноль гарантирует быструю реакцию на изменение потенциалов или утечку тока для обеспечивающих защиту установок. Соответственно, при высоком напряжении обеспечивается отключение всех потребителей энергии: осветительных приборов, компьютера и других машин (в том числе, станков, трансформаторов).

Фото — отличие зануления и заземления

Заземлением же обеспечивается выравнивание потенциалов и защита от поражения током. Земля чаще применяется в домашних условиях, её монтаж можно легко сделать своими руками. Но здесь нет гарантии, что предохранители быстро отреагируют на утечку. Оптимальным вариантом для повышения гарантии безопасности является совместное применение зануления и заземления сетей и открытых частей машин.

Перед установкой любого из этих вариантов защиты, нужно обязательно получить разрешение на проведение работ. Также дополнительно проводится расчет защитного проводника, подведение к каждому потребителю в жилище земли и установка защитного оборудования.

ESD Journal — Заземление человеческого тела

Следующее статья, посвященная теме, которая может быть интересна нашим читатели. Эта технология не проверялась на пригодность технический персонал ESD Journal. В некоторых случаях мы можем иметь либо поддерживающее, либо отрицательное мнение. Однако мы публикуем, Вам решать.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ТЕЛ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И ЭДС.

А. Клинтон Обер
[см. Биографию г-на Обера]

Вентура, Калифорния

ВВЕДЕНИЕ

С начала времен, кроме последние несколько поколений люди прожили всю свою жизнь в основном в прямом физическом контакте с землей; поэтому предполагается что люди на протяжении всей эволюции имели естественную основу.

В наше время люди изолировали сами от контакта с землей, надев синтетическую подошву обувь и проживание в домах, которые возвышают тело над землей. Следовательно, люди больше не имеют естественного заземления, и теперь тело заряжается статическим электричеством и излучает электрический ток. поля теперь могут создавать неестественные слабые электрические токи внутри тело.[1]

Эта работа свидетельствует о том, что потеря естественного грунта позволяет постороннему электричеству мешать с нормальной биоэлектрической деятельностью организма и подчеркивают ее, что тем самым мешает естественному здоровью и сну.

Сегодня физический стресс у всех, их мышцы напряжены, боли в спине и суставах являются нормой и большинство плохо спите.Все эти состояния связаны с избыточной стимуляцией. нервной системы и / или вмешательство биоэлектрических связь между ячейками.

Например, мышцы реагируют только на к биоэлектрическим коммуникациям от нервов. Когда эти сообщения Мышцы напрягаются и остаются напряженными. Этот приводит к усталости, проблемам со скелетом и болям.

В какой степени ЭМП создают аномальные электрическая активность в / или на теле? В 1995 году Национальный институт наук об окружающей среде [NIEHS] и Департамент США Министерство энергетики [DOE] заявило, что обычное воздействие электрического и магнитного поля [ЭМП] от бытовых электрических проводов теперь создают неестественные слабые электрические токи между клетками человека.Другими словами 24 часа в день, если вы живете и спите в современном доме. [1]

Эти неестественные токи в корпус являются прямым результатом изоляции тела от земли контакт. Вопрос в том, являются ли эти токи вместе со статическими электричество, создаваемое на теле из-за ковров и т. д., мешает нормальные биоэлектрические функции?

Показание есть; согласно Американский институт стресса, более 75% всех посещений начальных школ врачи теперь работают при состояниях здоровья, связанных со стрессом.В описание стресса; состояние постоянной тревоги и нервозности в котором мышцы становятся и остаются напряженными. Стресс теперь подтвержден быть основным виновником сердечно-сосудистых заболеваний, рака, желудочно-кишечного тракта, кожные, неврологические и эмоциональные расстройства, а также множество расстройств связаны с нарушениями иммунной системы, начиная от простуды и герпес, артрит и СПИД.[2]

В конце 1960-х, когда люди обувь на синтетической подошве, впервые диагностированная как стрессовая, ковры и тому подобное только что стали популярными, а электричество а бытовые электроприборы утроились по сравнению с предыдущим поколением.

У этих неестественных слабых электрических токи в теле тоже мешают спать?

Согласно Национальному Сну Отчет Фонда «Сон-2000» [3], почти две трети американских взрослые [62%] сейчас страдают от проблем со сном.У американцев есть самые удобные кровати и самая защищенная среда для сна в мире. Тем не менее, в традиционных обществах, где большинство людей спят на шкурах животных, травяных ковриках или непосредственно на земле, проблемы со сном не существует. [4] Что касается американцев, то большинство сейчас спят в пределах 12 дюймов электрических проводов, спрятанных в стене во главе их кровать и с электрическими шнурами вокруг кровати или рядом с ней.Все из которых излучать электронные поля всю ночь и создавать слабые электрические токи в теле [1].

Дело в том, что большинство людей, с лучшим медицинским обслуживанием в истории человечества, теперь все больше и больше страдают от плохого сна и проблем со здоровьем, связанных со стрессом, предполагает, что что-то, в значительной степени неизвестное медицинскому сообществу и общественности, является неправильный.Резкое изменение естественного заземления тела чтобы теперь проводить неестественные слабые электрические токи между ячейками наиболее вероятный кандидат. Предоставляются косвенные доказательства тем фактом, что люди в традиционных обществах, поддерживающие контакты с землей не испытывают обычного сна и стресса, связанного с проблемы здоровья в современном мире [4]. И животные, которые живут в прямом контакте с землей.

Более убедительные доказательства сообщили NIEHS и DOE [1], что в какой-то лаборатории изучает биологические эффекты ЭМП:

-Изменения функций клеток и ткань -Ускоренный рост опухоли

-Снижение гормона мелатонина -Изменения биоритмов

-Изменения иммунной системы -Изменения активности мозга и частоты сердечных сокращений человека

Вопрос такой; восстановив естественный заземления к телу и тем самым нейтрализовать эти слабые электрические токи в теле и статическое электричество на теле, делают мышцы расслабиться и вернуться в нормальный сон?

В поисках ответа следующие тест был проведен.

МЕТОД И МАТЕРИАЛЫ

Для эффективного восстановления контакта с землей в течение длительного периода испытуемые спали на рассеивающем угле. матрасные подушки из волокна, помещенные под их подогнанные простыни, соединенные через провод заземления [защищен линейным быстродействующим током 1/100 А предохранитель], к заземляющему стержню, вбитому в землю возле их спальни. окно.Заземленные наматрасники созданы таким образом, чтобы имитировать Плоскость земли в грядке.

Нарушения сна наряду с хроническими мышечная и суставная боль, которую испытуемые испытывали в течение как минимум шести месяцев были записаны для установления исходной линии.

Испытание длилось 30 дней.

ВЫБОР УЧАСТНИКОВ

Реклама, распространяемая по десять салонов красоты в округе Вентура, штат Калифорния, обратились к людям, испытывающим проблемы со сном, сопровождающиеся напряжением мышц и / или хроническим суставом боль для участия в исследовании.Из респондентов шестьдесят человек принимала участие.

Возраст испытуемых был от 23 до 74 года

Субъекты мужского пола = 22

Женщины-субъекты = 38

Заявленные проблемы со сном = 100%

Заявленная хроническая форма мышцы или сустава боль = 100%

Испытуемые были разделены случайным образом на две группы.Первая группа из тридцати спала на углеродном волокне. наматрасники подключены к специальному заземлению, снаружи окно их спальни. Вторая контрольная группа из тридцати человек спала. на матрасных подушках из углеродного волокна, но не были подключены к земле земля.

Электронное поле создало заряд на их тела были записаны с помощью вольтметра переменного тока, подключенного к земле контакт с землей и телом при помощи ручного зонда или электрода ЭКГ пластырь.

Измеренный заряд созданного электронного поля на телах испытуемых, лежащих в их кроватях, были следующие:

Испытуемые Контроль предметы

Менее 1 В 2 2

1 В или более 28 28

2 В или более * 16 15

3 В или более 8 6

4 В или более 4 3

5 вольт или более 3 2

* У всех испытуемых в среднем было 2+ вольта на их телах, когда они лежали в своих кроватях.

Измеренный заряд созданного электронного поля на телах испытуемых после заземления: в среднем 10 милливольт или менее.

РЕЗУЛЬТАТЫ

	испытуемых *		Субъекты управления **
Категории	То же	Улучшено	То же	Улучшено
Пора заснуть	4–15%	23 — 85%	20 — 87%	3–13%
Качество сна	2–7%	25 — 93%	20 — 87%	3–13%
Чувство отдохнувшего бодрствования	0–0%	27–100%	20 — 87%	3–13%
Жесткость и боль в мышцах	5 — 18%	22 — 82%	23–100%	0–0%
Хроническая спина и / или сустав боль	7 — 26%	20 — 74%	23–100%	0–0%
Общее самочувствие	6 — 22%	21 — 78%	20 — 87%	3–13%

* От трех участников.** От семи участников отчеты не поступали.

ОБСУЖДЕНИЕ

Целью данной работы было предоставить доказательства того, что когда человеческое тело заземлено, оно естественно защищен от статического электричества и излучаемых электрических полей. Это подтвердили показания счетчика заземленного предмета. В Ожидалось, что польза от заземления расслабит мышцы и улучшить сон.Это тоже подтвердилось.

Заслуживает упоминания то, что несколько участники исследования заявили, что они также испытали значительное облегчение от астматических и респираторных заболеваний, ревматоидного артрита, ПМС, апноэ во сне и гипертония, во время сна заземлены. Эти неожиданные результаты показывают, что потеря контакта с землей играет гораздо большая роль в общем здоровье, чем предполагалось вначале этого исследования.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА ЭТИМ РЕЗУЛЬТАТЫ

• В мае 1999 года NIEH-EMF RAPID отчет, упоминается, что сообщалось о биологических эффектах люди, подвергающиеся воздействию ЭМП, таких как изменения уровня мелатонина не могут быть подтверждены исследованиями на животных. Таким образом, собственно последствия для людей неубедительны.[5]

В исследованиях на животных овцы подверглись воздействию к ЭМП от линии электропередач, как сообщалось, не испытывали изменение уровня мелатонина. Овца, которая гуляла и спала прямо на землю были естественным образом заземлены на всем протяжении эксперимент. Тот факт, что уровень мелатонина у овец остается нормальным когда заземлено, подтверждает эти выводы о том, что когда люди заземлены их сон улучшается.

• Личная записка Роджера Когхилла, MA Biol. MI Biol. MA Environ Mgt. кто является ведущим исследователем ученый и автор, специализирующийся в области биоэлектромагнетизма, наука, изучающая взаимодействие электричества с органическая жизнь.

Да, готов поверить что заземление поможет рассеять любые посторонние электрические поля, которые в противном случае могли бы повлиять на собственные эндогенные поля.Мы обнаружили, что последние жизненно важны для благополучия, с побочными эффектами, если их потревожить. Это также может быть путь вперед для защиты от высокочастотного излучения.

Бест, Роджер Когхилл 12.05.99

По результатам пациента, кто участвовал в Mr.Обера, я заземлил кровати 35 человек. дополнительные пациенты в течение двухмесячного периода. Измерения электронного поля кровати в этой группе колеблется от 0,3 до 47 вольт до заземления. Разнообразие пользы для здоровья произошли в это время. Многие улучшения, такие как повышенная энергия и спортивные результаты, можно отнести к улучшенному сну, о котором сообщили почти все. Тем не мение, во многих случаях также реагировали метаболические и гормональные нарушения.Хроническая боль в спине прошла в нескольких случаях, жесткие артриты. суставы стали более гибкими, приступы астмы утихли, симптомы ПМС значительно уменьшилось. Эти данные подтверждают, что электронные поля влияют на тело.

ВЫВОДЫ

Важный результат этого исследования в том, что человеческое тело при заземлении естественно защищено от статическое электричество и слабые электрические токи, возникающие в тело излучаемыми электрическими полями.Преимущества заземления тела есть; значительно улучшается сон, расслабляются мышцы, хроническая спина и боли в суставах утихают, и общее состояние здоровья улучшается.

ОСНОВНЫЕ ССЫЛКИ

1. Национальный институт окружающей среды Науки о здоровье и U.S. Министерство энергетики, вопросы и ответы об ЭДС, электрических и магнитных полях, связанных

с использованием электроэнергии [1995]

2. Американский институт стресса, www.stress.org/problems

3. Национальный фонд сна, www.sleepfoundation.org/pressarchives

4.Сны неизведанного ландшафта [1999] Кэрол М. Уортман, антрополог, Эмори

Университет Атланты, Джорджия

5. Национальный институт окружающей среды Быстрый отчет по медицинским наукам о EMF [май 1999 г.]

Для получения дополнительной информации об этом учеба или для сторон, заинтересованных в проведении дополнительных исследований по вопросам личного заземления и здоровья, пожалуйста, обращайтесь:

Clint Ober @ 805-844-0888 или по электронной почте Clintober @ вундеркинд.нетто

Опасности многократного заземления

У одного из моих коллег есть ящик стола, полный плат ввода-вывода, которые сильно сгорели. Почему они сгорели? Платы ввода / вывода находятся в цепях SELV с ограничением энергии. Не должно быть возможности возгорания.

При внимательном рассмотрении плат мы обнаруживаем, что заземляющая дорожка от разъема ввода / вывода — это дорожка, которая была перегрета. Он может перегреться только тогда, когда проводит много ампер.Но все мы знаем, что земля не является проводником с током. По крайней мере, в нормальных условиях это не токопроводящий проводник.

Как может трасса перегреться при отсутствии тока?

Должна быть неисправность. Можем ли мы определить, что это было?

Когда мы проверяем схему с помощью омметра и вольтметра, мы обнаруживаем, что все в порядке: ноль Ом и ноль вольт.

Мой коллега выполнил традиционный тест на непрерывность заземления, используя источник на 30 ампер.Прошло.

Что ж, мой коллега пошел еще дальше. Он попытался повторить неудачу с новой платой. Он продолжал увеличивать ток, пока доска не сгорела, как и его ящик, набитый досками. Потребовалось 100 ампер!

Невозможно получить 100 ампер через изделие, подключенное по шнуру на 120 вольт, к ответвленной цепи на 20 ампер.

Плата сгорела. Чтобы сжечь плату, потребовалось 100 ампер. Эти 100 ампер должны были откуда-то взяться.

Прежде чем мы исследуем это, давайте обратимся к другому явлению.

Вы когда-нибудь измеряли разность потенциалов между нейтралью и землей? Вы, наверное, измерили пару вольт.
Чтобы получить разность потенциалов в несколько вольт, где-то через сопротивление должно пройти несколько ампер тока.

Поскольку в земле нет тока, ток должен быть в нейтрали. Когда мы проводим это измерение, заземляющий провод действует как удаленный контакт с концом нейтрального провода. Итак, мы измеряем падение напряжения на некотором участке нейтрального проводника.

Теперь вернемся к первоначальному вопросу: как ток может попасть в землю при нормальных условиях? Нормальные условия — единственные условия, при которых мы можем получить постоянный ток в заземляющем проводе.

Ответ можно найти в Национальном справочнике по электротехническим нормам и правилам. Одна нейтраль может быть заземлена более чем в одной точке! См. Рисунки 250-7 и 250-8 (страницы 193 и 194 Справочника 1987 г.) и рисунки 1 и 2.

Рисунок 1: 3-проводная однофазная вторичная распределительная система 120/240 В переменного тока (с 1987 года NEC, рис.250-7.)
В 2-проводной или 3-проводной однофазной вторичной распределительной системе заземляющие соединения выполняются на второй стороне трансформатора и на стороне средств отключения обслуживания.

Рисунок 2: 4-проводная, 3-фазная вторичная распределительная система 208Y / 120-В (с 1987 года NEC, рис. 250-8.)
Нейтраль заземлена на каждом рабочем месте, а также на вторичной стороне трансформатор в этой 4-проводной, 3-фазной системе вторичного распределения 208Y / 120-В.Когда 3-проводное, 3-фазное вспомогательное оборудование установлено для питания этого типа сети переменного тока, заземленный (нейтральный) провод должен быть проложен к вспомогательному оборудованию.

Что это значит?

Если нейтраль подключена к земле более чем в одной точке, то нейтраль и земля подключаются параллельно между этими двумя точками. В соответствии с законами Кирхгофа такое соединение делает землю токопроводящей в нормальных условиях!

Что это означает для платы ввода-вывода?

Вход / выход включает сигнальную землю.Когда ввод / вывод подключен к другому устройству, которое заземлено в другом месте, тогда сигнальный провод заземления, поскольку он заземлен в двух точках, проходит параллельно заземлению и нулевому проводу! Таким образом, ток нейтрали делится на три пути: нейтральный провод, заземляющий провод и сигнальное заземление! ВИОЛА! В сигнальном заземляющем проводе много ампер! I * I * R вызывает горение следов на платах. В зависимости от размера распределительного трансформатора, расстояния между портами ввода / вывода, а также размеров и длины проводов, действительно возможно иметь 100 ампер в сигнальном заземляющем проводе!

И, у нас есть опасность пожара.

Две или более точки заземления нейтрали обязательно соединяют землю параллельно с нейтралью. Сигнальные земли всегда параллельны земле. Когда нейтраль заземлена в двух или более точках, сигнальное заземление между двумя точками, особенно удаленно расположенными блоками, может быть параллельно нейтрали. Когда это происходит, некоторая часть нейтрального тока будет в сигнальной земле. Если ток нейтрали достаточно высок, это может вызвать перегрев платы ввода-вывода.

Что можно сделать, чтобы не допустить такой ситуации?

Чтобы заземляющий провод не был проводником с током, параллельным нейтрали, нейтраль должна быть ограничена одним заземляющим соединением.К счастью, одноточечное заземление разрешено как NEC, так и CEC.

Ричард Нут — консультант по безопасности продукции, занимающийся безопасным проектированием, безопасным производством, сертификацией безопасности, стандартами безопасности и судебно-медицинскими расследованиями. Г-н Нут имеет степень бакалавра наук. Кандидат физических наук в Политехническом университете штата Калифорния в Сан-Луис-Обиспо, Калифорния. Он учился по программе MBA в Университете Орегона.Он бывший сертифицированный следователь по расследованию пожаров и взрывов. Нуте — пожизненный старший член IEEE, член-учредитель Общества инженеров по безопасности продукции (PSES) и директор Совета директоров IEEE PSES. Он был председателем технической программы первых 5 ежегодных симпозиумов PSES и был техническим докладчиком на каждом симпозиуме. Целью г-на Нута как директора IEEE PSES является изменение среды безопасности продукции с ориентированной на стандарты на ориентированную на инженерию; дать возможность инженерному сообществу разрабатывать и производить безопасный продукт без использования стандарта безопасности продукта; сделать технику безопасности обязательным курсом в учебных программах по электротехнике.

% PDF-1.4 % 117 0 объект > эндобдж xref 117 67 0000000016 00000 н. 0000001709 00000 н. 0000001827 00000 н. 0000002294 00000 н. 0000002721 00000 н. 0000002752 00000 н. 0000003196 00000 н. 0000003357 00000 н. 0000003388 00000 н. 0000003738 00000 н. 0000003900 00000 н. 0000003922 00000 н. 0000004580 00000 н. 0000004611 00000 н. 0000005185 00000 п. 0000005341 00000 п. 0000005363 00000 п. 0000005833 00000 н. 0000005984 00000 п. 0000006619 00000 н. 0000006650 00000 н. 0000006672 00000 н. 0000007203 00000 н. 0000007225 00000 н. 0000007741 00000 н. 0000007763 00000 н. 0000008293 00000 п. 0000008315 00000 н. 0000008796 00000 н. 0000008818 00000 н. 0000009320 00000 н. 0000009342 00000 п. 0000009732 00000 н. 0000009754 00000 н. 0000009980 00000 н. 0000010002 00000 п. 0000010082 00000 п. 0000010323 00000 п. 0000034633 00000 п. 0000034657 00000 п. 0000034679 00000 п. 0000057641 00000 п. 0000057665 00000 п. 0000057744 00000 п. 0000057980 00000 п. 0000058178 00000 п. 0000058291 00000 п. 0000058312 00000 п. 0000058333 00000 п. 0000058547 00000 п. 0000058569 00000 п. 0000058801 00000 п. 0000059285 00000 п. 0000059365 00000 п. 0000059387 00000 п. 0000059411 00000 п. 0000093737 00000 п. 0000129651 00000 н. 0000129980 00000 н. 0000130136 00000 п. 0000130158 00000 н. 0000130182 00000 н. 0000130261 00000 н. 0000130806 00000 н. 0000131034 00000 н. 0000001980 00000 н. 0000002272 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 118 0 объект > >> эндобдж 119 0 объект 3% \ rȼS5 = 5e) / U (5e & a? X% 11A` * I3fh7) / П-12 / V 1 / Длина 40 >> эндобдж 182 0 объект > транслировать ?, ʍ | * 7W ى | U˚ {[C, PE; E ~ d & $ eOIk8Zv ؇.Lk%> «؅ k h> wnu? «HTNo9, EN`R [6JK ڹ vo] G .okW; конечный поток эндобдж 183 0 объект 205 эндобдж 120 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 >> эндобдж 121 0 объект [ 174 0 руб. ] эндобдж 122 0 объект > транслировать $ 3E4: ҽ}} + gLj% U1t. {Q7OaBjtl

Когда заземления недостаточно для статического контроля…

Высокотехнологичные отрасли давно страдают от невидимого врага. От полупроводников до медицинских устройств производители вынуждены соглашаться с высоким уровнем брака продукции из-за загрязнения частицами или критических дефектов.Часто проблемы загрязнения и повреждения продукции в этих отраслях могут быть связаны с неконтролируемым статическим электричеством. Когда статическому электричеству позволяют накапливаться, это становится двойной угрозой для чистого помещения, увеличивая вероятность заражения, вызванного ESA, и повреждения электростатическим разрядом (ESD).

Загрязнение ESA в чистых помещениях

Электростатическое притяжение (ESA) — это явление, которое вызывает прилипание пыли к стеклянному экрану старого вакуумного телевизора.Когда частицы становятся статически заряженными в результате трения или контакта с другим материалом, они прилипают к поверхностям, имеющим противоположный заряд. Хотя на примере телевизионного монитора это может показаться безобидным, полупроводниковая промышленность работает в микроскопическом масштабе, где крошечные частицы могут вызывать критические дефекты. Заряженные частицы, плавающие в воздухе, могут притягиваться к поверхности пластины, потенциально разрушая продукт.

Более того, проблема загрязнения частицами больше не является изолированной для полупроводниковой промышленности.Например, стерильность медицинских устройств всегда является главным приоритетом и должна строго контролироваться в соответствии с государственными постановлениями. Когда производственные процессы вызывают накопление статического заряда в устройстве, загрязняющие частицы в воздухе и на близлежащих поверхностях будут притягиваться к устройству, что приведет к высокому проценту отбраковки.

Электростатические разряды Чувствительные к повреждениям полупроводники

Для производителей полупроводников пластины постоянно находятся под угрозой повреждения электростатическим разрядом.Из-за изолирующей природы материалов пластины любой контакт или разделение между поверхностями способствует накоплению статического заряда.

Существует три типа повреждений от электростатического разряда, которые могут произойти:

• Катастрофический отказ
• Расстроенный отказ
• Скрытый дефект

Катастрофические отказы очевидны для производства, поскольку они легко обнаруживаются и приводят к списанию оборудования. продукт. Неисправности и скрытые дефекты трудно обнаружить на заводе при первоначальном тестировании продукта.Но когда продукт попадает к покупателю, неприятные сбои вызывают сбои в программном обеспечении и хранилище данных, а скрытый дефект сокращает срок службы продукта. Использование ненадежных, дефектных продуктов приведет к увеличению затрат на замену по гарантии и нанесет ущерб репутации производителя.

Типичная антистатическая программа

Многие программы контроля статического электричества реализуют различные формы электрического заземления для предотвращения создания статического заряда персоналом и оборудованием. Заземление работает путем подключения достаточно проводящей поверхности (например, человеческого тела или нержавеющей стали) к точке заземления, которая отводит статический заряд в землю.Специально разработанный пол для защиты от электростатических разрядов в сочетании с проводящей обувью предотвратит накопление статических зарядов на персонале. Аналогичную защиту обеспечат браслеты, подключенные к точке заземления.

Заземление не снимает статическое электричество с изолированных поверхностей!

В условиях чистых помещений электрическое заземление имеет свои ограничения. Что касается электропроводности, существует три категории материалов: проводники, изоляторы и материалы, рассеивающие статическое электричество.Заземление работает только с проводниками и материалами, рассеивающими статическое электричество, поскольку они обладают достаточной проводимостью, чтобы передавать статическое электричество на точку заземления. Изоляционные материалы, включая стекло и большинство пластиков, чрезвычайно устойчивы к статическому переносу. Эти материалы, как правило, создают и удерживают огромные статические заряды, а также являются преобладающими материалами в современных чистых помещениях. Вафли и медицинские устройства обычно изготавливаются из изоляторов, фактически гарантирующих статический заряд, который усложняет производственные усилия.

Если замена всех материалов в чистом помещении на рассеивающий статическое электричество пластик, как это обычно бывает, нецелесообразно или непомерно дорого, остается единственный эффективный вариант — ионизация.

Устранение статического электричества посредством ионизации

Ионизирующая штанга, чувствительная к статическому электричеству, смонтированная под блоком вентилятора / фильтра.

Статические ионизаторы — это устройства, предназначенные для испускания положительно и отрицательно заряженных ионов, которые снижают статические заряды до безвредного уровня. Существует два типа ионизирующих технологий: системы ионизирующего излучения и системы коронного разряда.Системы ионизирующего излучения встречаются гораздо реже, поскольку в них используются радиоактивные изотопы, которые в США строго регулируются Комиссией по ядерному регулированию. Электрическая ионизация с использованием метода коронного разряда получила более широкое распространение из-за ее доступности и простоты.

Электрические ионизаторы бывают трех видов:

• Штанговый
• Вентиляторный
• Ионизация в точке использования

Как работает ионизация? Молекулы в воздухе становятся заряженными ионами, когда электрический ток выходит из кончика электродного зонда.Когда эти ионы перемещаются по воздуху, они статически нейтрализуют любую противоположно заряженную поверхность, с которой они вступают в контакт. Этот механизм работает со всеми типами материалов, что является ключевым преимуществом перед традиционными методами статического контроля.

Ионизирующие стержни могут устранить статическое электричество в критических условиях

Хотя ионизатор в месте использования или с вентилятором может быть полезен для устранения статического электричества на рабочем столе или на определенной производственной стадии, ионизирующий стержень — лучший выбор для 100% устранения статического электричества в чистом помещении.Хотя ионы генерируются в воздухе, окружающем электродные зонды, для достижения намеченных целей им нужна силовая установка. Благодаря установке ионизирующих стержней под вентиляторами / фильтрами ионы рассеиваются воздушным потоком по всему чистому помещению, нейтрализуя статические заряды на частицах воздуха и рабочих поверхностях, не вызывая турбулентности. Правильно спроектированная система ионизирующих стержней предотвратит накопление статического электричества, вызванное изоляционными материалами и средой с низкой влажностью, часто встречающейся в чистых помещениях.

Хотя статические заряды являются естественным явлением, которое никогда не будет полностью устранено, ионизационные стержни являются идеальным решением для предотвращения загрязнения ESA и повреждений ESD в чистых помещениях.

Для получения дополнительной информации о статических ионизирующих стержнях посетите страницу Terra «Ионизирующие стержни » или позвоните нашей команде, чтобы обсудить ваши конкретные требования к статическому контролю!

Нейтрализация почвенного аэрозоля и его влияние на распространение кислотных дождей над Восточной Азией: Наблюдения и результаты моделирования — Ван — 2002 — Журнал геофизических исследований: Атмосферы

Резюме

[1] Комплексная система прогнозирования качества воздуха применяется для моделирования значений pH в осадках и для исследования нейтрализации почвенными аэрозолями и их влияния на распространение кислотных дождей в Восточной Азии.Модифицированный модуль дефляции предназначен для предоставления точной информации о аэрозольной нагрузке почвы. Численное моделирование проводилось в течение 1 года, с 15 декабря 1998 г. по 31 декабря 1999 г. Для оценки модели использовались данные мониторинга влажных отложений на 17 участках сети мониторинга кислотных отложений в Восточной Азии в дополнение к данным Государственного агентства по охране окружающей среды, и разумное согласие было получено. Наблюдаемые данные ясно показывают, что в северном Китае кислотные осаждения в значительной степени зависят от естественной почвенной пыли из пустынных и полузасушливых районов и сдерживаются ею.Наблюдаемое среднее значение pH дождевой воды в северном Китае является самым высоким, от 6,0 до 7,2, в то время как в южном Китае, где расположены многие районы, сильно пострадавшие от кислотных осадков, значение pH намного ниже, от 3,5 до 5. Среднее значение в Японии составляет от 3,5 до 5. Значение pH составляет 4,7, что значительно выше, чем на юге Китая, в то время как в Южной Корее значение pH занимает промежуточное положение между показателями в северном Китае и Японии. Модель способна воспроизвести это географическое распределение pH дождевой воды в Восточной Азии.Результаты моделирования за 1999 год продемонстрировали сильную нейтрализацию атмосферных осадков почвенными аэрозолями над Северо-Восточной Азией, а также изменился характер распределения кислотных дождей. Среднегодовые значения pH в северном Китае и Корее показывают заметное увеличение на 0,8–2,5, в то время как увеличение средних значений pH в южном Китае и Японии составляет менее 0,1. Эффекты нейтрализации варьируются в зависимости от сезона, с наибольшим влиянием весной, когда значения pH увеличиваются на 0,1–0,4 в Японии, 0,5–1,5 в Корее и более чем на 2 в северном Китае.

1. Введение

[2] Кислотные отложения представляют серьезную экологическую проблему в Восточной Азии. Топливо с высоким содержанием серы, широко используемое в Китае, приводит к высокому уровню содержания серы в дождевой воде. Многие модели переноса на большие расстояния использовались в течение последнего десятилетия для оценки загрязнения воздуха и кислотных отложений, а также для разработки эффективных стратегий ограничения выбросов для Восточной Азии [ Arndt et al. , 1998; Chang et al. , 2000; Huang et al. , 1995; Ichikawa and Fujita , 1995; Kitada et al., 1992; Котамарти и Кармайкл , 1990; Maeda et al. , 2001; T. J. Wang et al. , 2000; Wang et al. , 1996; Xiao et al. , 1997]. Эти модели используются для получения информации о переносе и судьбе выбросов из различных мест в Восточной Азии в поддержку научных и политических приложений. Однако все эти исследования были сосредоточены на осаждении и переносе серы, а не на вычислении значения pH осадков, несмотря на важность кислотности дождевой воды для окружающей среды.

[3] Полевые наблюдения показывают, что кислотные осадки часто происходят в южной части Китая, хотя выбросы предшественников сильнее на севере [ Wang and Wang , 1995]. В северном Китае такие высокие уровни сильных кислот в осадках не были широко обнаружены, и значение pH осадков по-прежнему остается высоким. Ван и Ван [1995] объяснили географическое распределение кислотных осадков в Китае и указали на важность содержания щелочных ионов в почве и ее буферной способности в северном Китае.Таким образом, в северном Китае кислотность дождевой воды в значительной степени зависит от естественной почвенной пыли из пустынных и полузасушливых районов и изменяется под ее влиянием [ Larssen and Carmichael , 2000]. Поскольку высокая концентрация щелочной пыли является важной характеристикой атмосферы на большей части территории Китая, осаждение основных ионов, таких как Ca ²⁺ , необходимо учитывать при моделировании значения pH осаждения.

[4] Чтобы обеспечить полезный вклад в принятие решений на национальном и региональном уровнях, Сеть мониторинга кислотных отложений в Восточной Азии (EANET) была создана в 1998 году десятью странами, а именно: Индонезией, Китаем, Малайзией, Японией и Японией. Монголия, Филиппины, Республика Корея, Россия, Таиланд и Вьетнам.Были опубликованы первые данные наблюдений от EANET, показывающие региональное распределение pH и ионного состава дождевой воды в 1998–1999 годах [ Suzuki , 2000]. Кроме того, соответствующие наборы данных о выбросах доступны за эти годы благодаря деятельности Эксперимента по определению характеристик аэрозолей в Азиатско-Тихоокеанском регионе (ACE-Asia) (Центр глобальных и региональных экологических исследований (CGRER), данные о выбросах для ACE-Asia и TRACE -P эксперименты в 2001 г., доступно по адресу http: //www.cgrer.uiowa.edu, 2001) (далее CGRER, 2001).

[5] Целью этого исследования является первое годовое количественное моделирование pH дождевой воды в Восточной Азии и обсуждение влияния щелочного почвенного аэрозоля на распределение кислотности дождевой воды в Восточной Азии. Этот почвенный аэрозоль, или «Коса», поднимается с пустынь Азии и с Лессового плато, а затем уносится преобладающим ветром над северным Китаем. Чтобы справиться со сложностью образования кислотных дождей, мы используем комплексную систему прогнозирования качества воздуха (AQPMS) в сочетании с модифицированным модулем удаления пыли для определения основных факторов, контролирующих химический состав осадков.

2. Описание модели

[6] AQPMS был разработан в Институте атмосферной физики Китайской академии наук и используется для научных исследований и оценки политики в Восточной Азии с 1995 года [ Huang et al. , 1995; Хуанг и Ван , 1998; Wang et al. , 1996, 1997; Maeda et al. , 2001; Zheng et al. , 2000]. В качестве трехмерной численной модели Эйлера она моделирует изменяющееся во времени трехмерное распределение газовых примесей и частиц желтого песка, а также временное и пространственное распределение сухого и влажного осаждения атмосферных примесей.В модель включен новый модуль дефляции для желтого песка, чтобы обеспечить выбросы пыли [ Z. Wang et al. , 2000]. Текущая версия AQPMS включает 34 вида газовой фазы, 11 ионов в дождевой воде и облачной воде и способна рассчитывать значения pH, имея дело со всеми основными процессами, такими как выбросы, адвекция, диффузия, осаждение, газовая фаза и водная фаза. Подробно фазовая химия. Модель ранее использовалась для моделирования pH дождевой воды за апрель 1995 г., и было обнаружено, что результаты разумно согласуются с данными наблюдений в Японии [ Terada et al., 2001].

2.1. Физико-химические процессы

2.1.1. Выбросы

[7] В модели используются выбросы SO ₂ , NO _X , CO и ЛОС, полученные из кадастров выбросов, разработанных в поддержку ACE-Asia и эксперимента «Транспорт и химическая эволюция в Тихоокеанском регионе» за 2000 год с 1 ° × 1 ° разрешение (CGRER, 2001). Поскольку набор данных не включает выбросы NH ₃ , мы используем соответствующие данные из The Global Emissions Inventory Activity [ Bouwman et al., 1997]. Общие годовые выбросы в модельной области для каждого вида приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Наборы данных о выбросах, используемые в модели

Виды	Источник	Базовый год	Итого, тг / год
SO 2	CGRER (2001)	2000	22.4
НЕТ X	CGRER (2001)	2000	13,5
CO	CGRER (2001)	2000	94.0
НМЛОС a	CGRER (2001)	2000	19,6
NH 3	Bouwman et al. [1997]	1990	11,6
Почвенная пыль	Z. Wang et al. [2000]	1999	∼100

• а НМЛОС означает неметановые летучие органические соединения.

[8] Для моделирования пространственного и временного распределения почвенного аэрозоля в атмосфере интенсивность нагрузки рассчитывается как поток дефляции с помощью модуля дефляции [ Z. Wang et al. , 2000]. Модуль был разработан после подробного анализа метеорологических условий, рельефа и климатологии на основе ежедневных сводок погоды примерно на 300 местных метеостанциях в северном Китае.Модуль выкачивания разделен на две части: во-первых, он прогнозирует, произойдет ли мобилизация, а затем вычисляет количество пыли, если выполняется условие мобилизации. Три предиктора, используемые для определения условия мобилизации, — это порог скорости трения, порог влажности поверхности и преобладающие погодные условия. Z. Wang et al. [2000] продемонстрировал, что лучший критерий для прогнозирования возникновения дефляции пыли и интенсивности эмиссии — это использование всех трех предикторов вместе в модуле дефляции, что приводит к минимуму коэффициента ошибок ошибочно предсказанных событий и пропущенных событий.В северной части Китая широко распространенные лессовые земли и пустыни ежегодно выбрасывают в атмосферу миллионы тонн пыли. Большинство пыльных бурь исходит не только из естественных пустынь, но и с территорий, которые в последнее время превратились в пустыню в результате чрезмерного использования и разрушения растительного покрова. Таким образом, потенциальные исходные районы делятся на несколько отличительных типов, включая пустыню, Лессовое плато, луга, возделываемые земли и лиственные леса. Частицы почвенного аэрозоля разделены на девять ячеек размером от 0.От 5 мкм до 90 мкм [ Z. Wang et al. , 2000]. Предполагается, что распределение по размерам и весовой коэффициент пылевой нагрузки меняются в зависимости от сезона и местоположения для каждого типа земель.

2.1.2. Адвекция и диффузия

[9] Модель решает набор уравнений сохранения химических веществ в сферических координатах и ​​координатах местности [ Wang et al. , 1996; Z. Wang et al. , 2000]. Для работы с процессами адвекции и диффузии используется упрощенный, консервативный по массе алгоритм адвекции [ Walcek and Aleksic , 1998].

2.1.3. Сухое осаждение

[10] Чтобы справиться с сухим осаждением газообразных веществ, схема Padro et al. [1991] принят для AQPMS. Схема сухого осаждения с сегрегированными частицами по размеру, разработанная Zhang et al. [2001] принят здесь для оценки сухого осаждения частиц почвы. Также включена гравитационная настройка.

2.1.4. Газофазная химия

[11] Схема газофазной химической реакции, используемая в настоящей работе, представляет собой слегка модифицированную версию механизма углеродной связи IV (CBM-IV) [ Gery et al., 1989; Wang et al. , 1996]. Модифицированный механизм включает 34 вида и 86 фотохимических, неорганических и органических реакций. 11 активных частиц предсказываются на основе полного уравнения сохранения массы, включая адвекцию и диффузию, в то время как реактивные агенты, такие как радикалы, рассчитываются на основе предположения псевдостационарного состояния.

2.1.5. Водно-фазовая химия и очистка

[12] Состав облаков и дождевой воды рассчитывается с помощью одномерной физико-химической модели облаков, модифицированной на основе Chang et al. [1987]. Предполагается, что всегда будет поддерживаться следующий баланс: [13] Концентрация каждого иона определяется из закона Генри, равновесия диссоциации и жидкофазных реакций. Поскольку эти процессы сильно зависят от концентрации ионов H ⁺ , [H ⁺ ], концентрации этих ионов должны быть рассчитаны итерационным методом. SO ₂ окисляется H ₂ O ₂ , O ₃ и гидропероксидами.Нейтрализующая способность почвенного аэрозоля в значительной степени связана с содержанием в почве кальцита (CaCO ₃ ). Здесь предполагается, что почвенный аэрозоль содержит 10 мас.% Ca ²⁺ , 3 мас.% Mg ²⁺ , 0,5 мас.% Mn ²⁺ и Fe ³⁺ . При растворении в каплях воды почвенный аэрозоль нейтрализует кислотный дождь за счет таких реакций, как

[14] Поглощение ниже облаков рассматривается в одномерной модели облаков для обработки удаления аэрозолей из атмосферы между основанием облаков и землей в результате атмосферных осадков.Эффективность этого типа влажного удаления описывается коэффициентом очистки [ Z. Wang et al. , 2000].

2.2. Настройка модели и метеорологические данные

[15] Область модели охватывает Восточную Азию от 16 ° до 60 ° с.ш. и от 72 ° до 146 ° в.д. с горизонтальными сетками с разрешением 1 ° × 1 ° (рис. 1). По вертикали модель использует 18-слойную систему координат с привязкой к местности, при этом верх модели находится на высоте 15 км над уровнем моря. Шаг вертикальной сетки постепенно увеличивается с 50 м на поверхности до 2000 м наверху.Граничные условия очень важны и были тщательно учтены в модели. Зимой и весной азиатская пыль может часто перемещаться со скоростью 100 км / ч и более в средней и верхней тропосфере. Если выбросы сильной пыли произошли за пределами модельной области, можно ожидать, что они окажут значительное влияние на центральную часть области примерно через полтора дня. Поэтому границы были выбраны, чтобы минимизировать эту проблему. Согласно наблюдениям, большинство пылевых эпизодов в Восточной Азии происходит в выбранной области [ Z.Wang et al. , 2000], и мы ожидаем, что приток пыли и кислотных аэрозолей из-за пределов этой области будет небольшим. Граничные условия устанавливаются таким образом, что трассирующие вещества могут переноситься из области модели, но не в нее. Предполагается, что нижняя поверхность является поглощающей границей, а верхняя граница закрыта. Даже в этом случае в некоторых особых погодных условиях граничные условия могут вызывать некоторые ошибки в результатах модели. Лучший способ решить эту проблему — использовать глобальную транспортную модель, чтобы предоставить граничные условия для нашей модели.

Среднегодовое значение pH осадков над Восточной Азией [ SEPA , 1999].

[16] Численное моделирование проводилось для 1999 г., с 15 декабря 1998 г. по 31 декабря 1999 г., с шагом по времени 10 мин. 15-дневная «раскрутка», начинающаяся 15 декабря 1998 г., была использована для минимизации влияния начальных условий. Метеорологические поля за 1999 год были получены из Национальных центров прогнозирования окружающей среды (NCEP) — Авиация (AVN) с пространственным разрешением 1 ° × 1 ° с 6-часовыми интервалами.Соответствующая метеорологическая информация включает приземные ветры, температуру и относительную влажность, потенциальную высоту, вертикальную скорость, нижнюю и верхнюю границы облаков, а также содержание воды и количество осадков. Интерполяция из координат давления в координаты местности выполняется с использованием простого метода сплайн-интерполяции. Поскольку топография на северо-западе Китая очень сложна, после сплайн-интерполяции снова был проведен объективный анализ.

[17] Распределение осадков оказывает значительное влияние на моделирование кислотного дождя.Здесь мы получаем количество осадков каждые 6 часов из продуктов прогноза NCEP-AVN при 1 ° × 1 °, корректируя их путем сравнения с наборами данных повторного анализа NCEP при 1,875 ° × 1,875 ° и с данными наблюдений по осадкам от Китайского метеорологического бюро и Всемирного метеорологического бюро. Организация станций. При сравнении количества осадков, используемых в модели, с данными наблюдений EANET, коэффициенты корреляции месячного и годового количества осадков составляют 0,89 и 0,93 (рисунок не показан), соответственно, что ясно показывает, что такой объективный метод может привести к хорошему воспроизведению модели. наблюдаемое количество осадков.

3. Свидетельства наблюдений

[18] Восточная Азия отличается разнообразным климатом. Северо-западный Китай имеет засушливый пустынный климат с холодной зимой, а осадки распределяются равномерно в течение года. Юго-западный Китай гористый, с летними температурами, умеренными высотой, в то время как зима мягкая с небольшим количеством дождей. Лето на юге Китая жаркое и влажное, с обильными осадками с апреля по сентябрь. Северный Китай и Корея имеют континентальный климат с сухой холодной зимой и жарким влажным летом.В период с апреля по начало мая происходит быстрый переход от зимних к летним условиям с аналогичным изменением в конце октября. Из-за азиатских муссонов холодные зимние ветры дуют из Маньчжурии и Сибири, а летом теплый влажный воздух дует с Тихого океана. Самые влажные месяцы — с июня по сентябрь, по крайней мере, один тайфун в год. Климат Японии морского или океанического типа под влиянием азиатских муссонов. Происходит два периода сильных дождей: дождь Байу в июне, а второй — в сентябре.Между этими двумя периодами жарко и влажно с меньшим количеством осадков, за исключением редких тайфунов с конца лета до октября.

[19] Кислотные дожди в Китае — типичный сульфатный вид, характеризующийся более высокими концентрациями SO ₄ ^2-, Ca ²⁺ и NH ₄ ⁺ и более низкими концентрациями NO ₃ ^— [ Wang and Wang , 1995]. На национальном уровне процентное содержание SO ₄ ^2- и Ca ²⁺ в осадках составляет 32% и 21% от общего эквивалента ионов [ T.J. Wang et al. , 2000], предполагая, что почвенный аэрозоль играет важную роль в качестве основного источника Ca ²⁺ . Из-за разницы в кислотности почв регионы с кислотными дождями и без них весьма различаются. В середине 1980-х годов годовая изоплета pH = 5,6 проходила примерно между рекой Янцзы и рекой Хуанхэ на востоке и параллельно реке Янцзы в центральном Китае (30 ° с.ш.). В 1993–1995 годах изоплета продвинулась на север, достигнув северного Китая (40 ° с.ш.) на востоке [ Wang and Wang , 1995].На рисунке 1 показано региональное распределение годового pH дождевой воды в 1998 г., составленное из данных Государственного агентства по охране окружающей среды (SEPA) [1999] для материкового Китая, EANET для Японии и Южной Кореи из Suzuki [2000] и Центральное бюро погоды Тайваня (CWB) (наборы данных о среднегодовом pH дождя на различных станциях на Тайване, доступны на http://www.cwb.gov.tw, 2000) для Тайваня. Исходя из этих данных, средний pH дождевой воды в северном Китае превышает 5,6, а во многих районах — более 7.Южный Китай по-прежнему сталкивается с серьезными проблемами с кислотными дождями со среднегодовым уровнем pH от 4,0 до 5,0. Уровень pH в Южной Корее составляет от 5 до 5,6, что выше, чем в Японии, где он составляет от 4,5 до 5,0. Интересно отметить, что изоплета pH = 5,6 в Китае сместилась обратно на юг в 1998 г. параллельно реке Янцзы в восточном Китае. Кроме того, регионы со среднегодовым pH ≤ 4,5 включают восточную провинцию Сычуань, провинцию Хунань, провинцию Цзянси, север Гуанси, а также части региона Ханчжоу-Шанхай на востоке Китая.Напротив, в 1993 году территория, сильно пострадавшая от кислотных осадков, охватывала большую часть провинции Сычуань. Правительство Китая приняло множество контрмер против кислотных дождей с 1995 года, и с тех пор выбросы SO ₂ в Китае начали сокращаться. Похоже, что эти контрмеры способствовали увеличению pH дождевой воды. С другой стороны, с 1998 года в северном Китае отмечается рост количества пыльных бурь [ Wilkening et al. , 2000], что также может играть важную роль в повышении значения pH.

[20] На этапе подготовки к EANET с апреля 1998 г. по декабрь 1999 г. мониторинг влажных отложений начался на 38 участках, включая 16 удаленных, 8 сельских и 14 городских участков [ Suzuki , 2000]. Чтобы кратко охарактеризовать кислотные осаждения в региональном масштабе, выбрано 17 сельских и удаленных участков в Восточной Азии, охватывающих пять типичных областей, то есть южный Китай, север Китая, Корею, Японию и Тихий океан / Восточно-Китайское море (Таблица 2 ). Наблюдаемое среднемесячное значение pH и концентрации Ca ²⁺ , SO ₄ ²⁻, NO ₃ ^— и NH ₄ ⁺ в дождевой воде в этих пяти областях показаны на Рисунке 2. .Различия значений pH в северном и южном Китае весьма заметны (рис. 2а). Среднемесячное значение pH в северном Китае является самым высоким, от 6 до 7,2, в то время как в южном Китае значение pH является самым низким, между 3,5 и 5. В Японии среднее значение pH составляет 4,7, а самое низкое — 4,4, что значительно выше. чем территория, сильно пострадавшая от кислотных дождей в Китае, но намного меньше, чем в северном Китае. PH в Южной Корее выше, чем в Японии, но ниже, чем в северном Китае, и показывает пик в апреле со значением pH 6.3. Это совпадает с пиком переноса косы и указывает на важность переноса почвенного аэрозоля с континента весной. Над Тихим океаном pH показывает ту же сезонную тенденцию, что и в Японии, но с немного более высокими значениями. За исключением pH, концентрации ионов в дождевой воде в Китае в целом намного выше, чем в других странах Восточной Азии. Концентрация nss-Ca ²⁺ в дождевой воде в Японии имеет сезонный цикл с большими значениями зимой и весной и низкими значениями летом (рис. 2b).SO ₄ ^2- и NO ₃ ^— также демонстрируют такие же сезонные колебания. В Китае концентрация nss-Ca ²⁺ в дожде всегда высока, примерно в 5–10 раз выше, чем в других странах, особенно в северном Китае со значениями более 100 мкэкл ^–1 . Высокая концентрация SO ₄ ^2- в северном Китае (рис. 2c) вызвана высокими выбросами SO ₂ . Это говорит о том, что если бы кальцит (CaCO ₃ ) не поступал из почвенного аэрозоля, кислотные дожди широко распространялись в северном Китае.

Наблюдаемое и рассчитанное среднемесячное значение (а) pH, (b) nss-Ca ²⁺ , (c) nss-SO ₄ ^2-, (d) NO ₃ ^—, и ( д) NH ₄ ⁺ в дождевой воде в различных областях.

(продолжение)

Таблица 2. Расположение 17 пунктов наблюдений сети мониторинга кислотных отложений в Восточной Азии

Участок	Группа	Широта	Долгота
1, Наньшань	С.Китай	29,55 ° с.ш.	106,63 ° в. Д.
2, Вэйшуйюань	Северный Китай	34,35 ° с.ш.	108,85 ° в.д.
3, Дабаогоу	Н.Китай	33,90 ° с.ш.	108,85 ° в.д.
4, Сяопин	Южный Китай	24,70 ° с.ш.	118,03 ° в. Д.
5, Чжухай	С.Китай	22,20 ° с.ш.	113,50 ° в.д.
6, Ришири	Япония	45,10 ° с.ш.	141,25 ° в.д.
7, Таппи	Япония	41.25 ° с.ш.	141,35 ° в. Д.
8, Садо	Япония	38,20 ° с.ш.	138,40 ° в.д.
9, Хаппо	Япония	36.70 ° с.ш.	137,80 ° в.д.
10, Оки	Япония	36,30 ° с.ш.	133,23 ° в.д.
11, Ашизури	Япония	32.72 ° с.ш.	132,96 ° в. Д.
12, Огасавара	Океан	27,09 ° с.ш.	142,21 ° в.д.
13, Кунигами	Океан	26.80 ° с.ш.	128,22 ° в.д.
14, Озеро Иджира	Япония	35,58 ° с.ш.	136,70 ° в.д.
15, Озеро Банрю	Япония	34.68 ° с.ш.	131,70 ° в.д.
16, Канхва	Корея	37,61 ° с.ш.	126,35 ° в. Д.
17, Косан	Корея	33.30 ° с.ш.	126,18 ° в. Д.

4. Результаты и обсуждение

4.1. Проверка модели

[21] Между пятью выбранными группами наблюдаются значительные различия в pH дождевой воды и концентрации ионов. Например, концентрация ионов в дождевой воде в Китае намного выше, чем в других регионах.Сезонные изменения рассчитанного среднемесячного pH, Ca ²⁺ , SO ₄ ²⁻, NO ₃ ^— и NH ₄ ⁺ в пяти областях сравниваются с наблюдаемыми значениями ( Фигура 2). Смоделированные картины распределения в целом хорошо согласуются с наблюдениями. В каждом районе, несмотря на сложность прогнозирования абсолютных значений pH дождя и концентрации ионов из-за влияния количества осадков, сезонные колебания pH в дождевой воде прогнозируются достаточно хорошо (рис. 2a).Смоделированный pH самый высокий в северном Китае, затем в Корее и Японии и самый низкий в южном Китае, что очень хорошо согласуется с наблюдениями. Смоделированные концентрации Ca ²⁺ , SO ₄ ^2- и NO ₃ ^— в дождевой воде показывают аналогичное хорошее согласие, хотя следует подчеркнуть, что ось y на рисунке имеет логарифмический масштаб. . Для NH ₄ ⁺ ошибка больше, чем для других ионов, что позволяет предположить, что кадастр выбросов NH ₃ имеет большую степень неопределенности, чем у других источников.В частности, отмечается большая недооценка выбросов NH ₃ в северном Китае. В Японии существует четкий сезонный цикл концентраций ионов с самыми низкими значениями летом и самыми высокими зимой и весной, и модель хорошо воспроизводит этот цикл. В северном Китае концентрации Ca ²⁺ превышают 100 мкэкв. Л ^-1 (рис. 2b) и хорошо согласуются с наблюдениями. Ca ²⁺ недооценивается на юге Китая, что позволяет предположить, что существуют другие вклады в концентрации Ca ²⁺ в дождевой воде.

[22] Диаграммы рассеяния рассчитанного и наблюдаемого годового pH, Ca ²⁺ , SO ₄ ^2-, NO ₃ ^— и NH ₄ ⁺ концентрации в дождевой воде на 17 выбранных участках показаны на рисунке 3. Они показывают, что существует достаточно хорошая корреляция между наблюдаемыми и смоделированными значениями, причем большинство точек находится в пределах двух раз. Есть некоторые исключения для заниженной оценки Ca ²⁺ на юге Китая (станции 1,4,5), как обсуждалось выше (рис. 3b).Отчасти это связано с тем, что мы рассматриваем только почвенные аэрозоли, но на юге Китая промышленные аэрозоли являются доминирующим источником Ca ²⁺ . Включение промышленного аэрозоля в модель улучшило бы прогноз. Однако можно сделать вывод, что данная модель хорошо воспроизводит химический состав осадков в Восточной Азии.

Сравнение рассчитанных среднегодовых значений (а) значения pH, (б) Ca ²⁺ , (в) SO ₄ ^2-, (г) NO ₃ ^— и (д) NH ₄ ⁺ концентрация (мкэкв. Л ^-1 ) в осадках с данными наблюдений.Цифры в кружках обозначают места наблюдений, указанные в таблице 2.

4.2. Пространственное распределение pH и ионов дождевой воды

[23] Прогнозируемое пространственное распределение среднегодовых уровней Ca ²⁺ , SO ₄ ^2-, NO ₃ ^— и NH ₄ ⁺ уровней осадков в 1999 году показано на рисунке. 4. Высокие концентрации Ca ²⁺ более 200 мкэкл ^-1 в дождевой воде распространены в северном Китае, особенно на Лессовом плато и в пустынных регионах (рис. 4a), где концентрация превышает 300 мкэкл ^-1 .Эта особенность подчеркивается, поскольку мы рассматриваем только почвенные аэрозоли. Концентрации SO ₄ ^2- в дождевой воде более 50 мкэкл. ^-1 обнаружены на большей части территории Китая и Южной Кореи (рис. 4b). Концентрации, превышающие 200 мкэкв. L ^-1 , прогнозируются в долине реки Янцзы, включая провинции Сычуань, Хубэй и Аньхой. Такие большие значения часто встречаются в этом регионе [ Wang and Wang , 1995; T. J. Wang et al. , 2000].Распределение нитратов в дождевой воде показано на рисунке 4c. Его концентрация невысока в модельной области по сравнению с Ca ²⁺ и SO ₄ ^2- с максимальным значением около 50 мкэкв. Л ^-1 . Относительный вклад нитратов в кислотность дождевой воды в Японии и Корее намного выше, чем в Китае. Прогнозируемое региональное распределение NH ₄ ⁺ в дождевой воде показано на рисунке 4d. Хотя существует много неопределенностей, связанных с выбросами NH ₃ , важная роль в нейтрализации дождевой воды показана на рисунке.В частности, в Китае прогнозируются относительно высокие концентрации NH ₄ ⁺ , более 50 мкэкв. Л ^-1 .

Среднегодовое значение (а) Ca ²⁺ , (б) SO ₄ ^2-, (в) NO ₃ ^— , и (г) NH ₄ ⁺ уровней (мкэкв. Л ⁻¹ ) осадков в 1999 г. по модели. Линии указывают коэффициент два.

[24] На рисунке 5 показано среднегодовое значение pH осадков в 1999 г., полученное с помощью модели.Изоплета pH = 7 охватывает Внутреннюю Монголию, в то время как изоплета pH = 5,6 находится примерно в том же месте на севере, что и наблюдаемое в наблюдениях на Рисунке 1. Как и в наблюдениях, прогнозируемое годовое значение pH в дождевой воде является самым высоким на севере. Китай, выше 6.0. Величина pH на юге Китая самая низкая — от 4,0 до 5,0. Есть также два района, сильно пострадавших от кислотных осадков: один расположен в восточной части провинции Сычуань, провинции Хунань и Гуанси, а другой — в южной части провинции Цзянсу и в Шанхае.В Японии прогнозируемое значение pH дождевой воды составляет менее 5, что значительно выше, чем в южном Китае, но ниже, чем в Корее. Значения pH дождевой воды менее 4,8 встречаются на юге Японии. Моделируемый годовой pH дождевой воды на Корейском полуострове составляет от 5 до 5,6, что выше, чем в Японии, и ниже, чем в северном Китае. В целом прогнозируемое географическое распределение кислотности дождя хорошо согласуется с данными наблюдений в Восточной Азии (рис. 1).

Смоделированное годовое значение pH в дождевой воде в 1999 году.

4.3. Эффекты нейтрализации почвенного аэрозоля

[25] Чтобы оценить эффект нейтрализации почвенного аэрозоля, было проведено численное моделирование без учета реакций нейтрализации, но с теми же другими условиями. На рис. 6 показана разница среднегодовых значений pH в дождевой воде с реакциями нейтрализации и без них. В районе пустыни Гоби, плато Лёсса и Внутренней Монголии разница среднемесячных значений pH составляет более 2.0. Эффект нейтрализации почвенного аэрозоля существенно влияет на кислотность дождевой воды. Значения pH повышаются более чем на 0,8 в самой северной части Корейского полуострова, где желтый песок часто отмечается на погодных картах. Напротив, повышение pH на юге Китая и Японии составляет менее 0,2. Нейтрализация кислотности дождевой воды в Японии за счет почвенного аэрозоля из Китая в годовом масштабе довольно мала. На рис. 7 показаны сезонные колебания значения pH с реакциями нейтрализации и без них.Когда количество осадков составляет менее 1 мм / 6 часов в течение сезона, разница в нейтрализации не отображается, что приводит к появлению нескольких белых прямоугольных областей на рисунке. Видно, что нейтрализующий эффект почвенного аэрозоля наиболее значительный зимой и весной, затем осенью, но слабый летом. Весной значения pH увеличиваются на 0,1–0,4 в Японии, 0,5–0,8 в Южной Корее, 0,8–1,5 в Северной Корее и более 1,5 в северном Китае (рис. 7a). Летом нейтрализация слабая, даже в северном Китае, и значения pH увеличиваются между 0.5 и 1.5. Практически нет влияния на Южный Китай, Корею и Японию. Летом и осенью влияние почвенных аэрозольных частиц в Японии незначительно, но есть некоторое влияние весной и зимой. Чем больше расстояние от источника почвенной пыли, тем меньше влияние. Из этих обсуждений мы можем сделать вывод, что если бы не было почвенного аэрозоля в северном Китае, кислотные дожди сильно повлияли бы на северный Китай и Корею с пониженным значением pH на 0,8–2,5.

Разница среднегодовых значений pH в дождевой воде с реакциями нейтрализации и без них по Коса в 1999 г.

Разница среднесезонных значений pH в дождевой воде с реакциями нейтрализации и без нее, вызванными Коса, весной (а), (б) летом, (в) осенью и (г) зимой в 1999 г.

4.4. Неопределенность результатов модели

[26] Каждый основной процесс и допущение модели влияет на результаты моделирования, что может привести к большим погрешностям. Поэтому чувствительность модели к различным параметрам исследуется для апреля 1999 г., когда преобладают пыльные бури и эффекты нейтрализации почвенного аэрозоля.Обзор анализов чувствительности показан в таблице 3. Эталонный прогон использовался при сравнении модели с EANET, представленном ранее. Особое внимание уделяется содержанию Ca ²⁺ в почвенном аэрозоле, скорости выброса пыли, содержанию жидкой воды в облаках, интенсивности осадков и граничным условиям, а также их влиянию на средние значения pH и Ca ²⁺ в дождевой воде в модели.

Таблица 3. Обзор прогонов чувствительности

Бег	Параметр	умножить на
1	Ca 2+ Содержание в почвенном аэрозоле	1.5
2	интенсивность выбросов пыли	2
3	облако жидкого содержания воды	2
4	количество осадков	2
5	для добавления потока в граничных условиях	–

• а Значения по умолчанию для контрольного прогона здесь недоступны, но показаны в тексте.

[27] Расчетные среднемесячные значения pH и содержание Ca ²⁺ в дождевой воде для выбранных областей во время моделирования показаны в таблице 4. Расположение станций в каждой области указано в таблице 2. В первом прогоне (прогон 1) содержание Ca ²⁺ в почвенной пыли увеличилось на 50%. В качестве одного из наиболее важных допущений в модели содержание Ca ²⁺ в почвенных аэрозолях оказывает большое влияние на результаты модели; увеличение на 50% приводит к увеличению среднего значения pH между 0.2 и 0,6. Напротив, среднее содержание Ca ²⁺ в дождевой воде увеличивается от 16% до 82%. Точная оценка выбросов почвенных аэрозолей по-прежнему затруднена из-за ограничений в нашем понимании процессов дефляции. Интенсивность выбросов будет влиять на концентрацию пыли и химический состав водной фазы при нейтрализации. Во втором прогоне (прогон 2) интенсивность выбросов почвенных аэрозолей увеличивается вдвое. В результате среднее значение pH увеличивается на 0,1–0,8, а содержание Ca ²⁺ в дождевой воде увеличивается на 20–136%.Из этих двух прогонов мы видим, что для апреля 1999 г. расчетные значения pH дождевой воды и Ca ²⁺ в дождевой воде занижены, что позволяет предположить, что нам нужна более точная оценка содержания Ca ²⁺ в почвенных аэрозолях и интенсивности выбросов в модель. Еще один интересный момент заключается в том, что для участков в Японии и в районе океана процентное увеличение Ca ²⁺ в дождевой воде больше, чем в северном Китае, увеличиваясь на 82% и 136% для прогонов 1 и 2 соответственно. Процесс нейтрализации нитратом приводит к большему увеличению содержания Ca ²⁺ в дождевой воде, чем сульфата.В Японии и прилегающих районах океана нитраты и сульфаты распределены в аналогичных количествах, и это приведет к увеличению содержания Ca ²⁺ в дождевой воде в большей степени, чем в северном Китае, где преобладает сульфат. Изменения содержания жидкой воды в облаках (LWC) влияют на эффективность поглощения облачных капель и могут влиять на образование сульфата и баланс между концентрацией газа и воды. В третьем прогоне (прогоне 3) LWC облака удваивается. Как правило, это приводит к снижению среднего значения pH на 0.1–0,5 и содержание Ca ²⁺ уменьшиться на 9–36%. Увеличение количества осадков делает вымывание почвенных аэрозолей из-под облаков более эффективным и влияет на баланс ионов в осадках. Норма осаждения удваивается в четвертом прогоне (прогон 4). Это приводит к увеличению содержания Ca ²⁺ в дождевой воде на 4–17%, но средние значения pH немного увеличиваются в северном Китае, Корее и Японии и уменьшаются на 0,1 в южном Китае. Здесь следует отметить, что в апреле количество осадков и дождевой воды в северном Китае очень мало, и что это может вызвать большее изменение значения pH и Ca ²⁺ в дождевой воде для прогонов 3 и 4, чем в других регионах.Для граничных условий, используемых в пятом прогоне (прогон 5), мы обеспечиваем непрерывный 3-дневный поток почвенных аэрозолей через северо-западную границу (35 ° N – 60 ° N, 75 ° E – 100 ° E) 10 апреля. Интенсивность потока и его вертикальный профиль получается из среднего значения пыльных бурь, происходящих в этом месяце в областях-источниках. Оказывается, такой перенос от границы лишь незначительно увеличивает среднемесячное значение pH на 0,1–0,2 и Ca ²⁺ на 2–9%. На основании этих исследований мы пришли к выводу, что, хотя трудно четко количественно оценить неопределенности в прогнозировании значения pH в дождевой воде из-за количества вовлеченных процессов, наибольшая неопределенность связана с уровнем выбросов почвенной пыли и ее Ca ²⁺ содержание.

Таблица 4. Расчетное среднемесячное значение pH и содержание Ca ²⁺ в дождевой воде в анализах чувствительности для апреля 1999 г. по сравнению с наблюдениями

	Южный Китай	Северный Китай	Корея	Япония	Океан
Среднее значение pH a
Соблюдается	4.5	7,1	6,3	5,1	5,3
Номер ссылки	4,3	6.7	5,4	4,8	5,1
Бег 1	4,4 (+0,1)	7,3 (+0,6)	5.8 (+0,4)	5,0 (+0,2)	5,4 (+0,3)
Бег 2	4,4 (+0,1)	7,5 (+0,8)	5,9 (+0,5)	5.1 (+0,3)	5,5 (+0,4)
Бег 3	4,1 (-0,2)	6,2 (-0,5)	5,2 (-0,2)	4,6 (-0,2)	5.0 (-0,1)
Бег 4	4,2 (-0,1)	7,3 (+0,3)	5,5 (+0,1)	4,9 (+0,1)	5,1 (-0,0)
Бег 5	4.4 (+0,1)	6,9 (+0,2)	5,5 (+0,1)	4,9 (+0,1)	5,2 (+0,1)
Среднее Ca 2+ Содержание ( μ экв. Л −1 ) b
Соблюдается	нет данных	343.	10,8	9,3	1,3
Номер ссылки	5,0	163,3	22.6	11,3	2,2
Бег 1	5,8 (+ 16%)	247,6 (+ 51%)	30,7 (+ 36%)	15.8 (+ 40%)	4,0 (+ 82%)
Бег 2	6,0 (+ 20%)	278,7 (+ 71%)	32,9 (+ 46%)	17,9 (+ 58%)	6.2 (+ 136%)
Бег 3	3,8 (−24%)	104,5 (−36%)	17,2 (−24%)	8,8 (−22%)	2,0 (-9%)
Бег 4	5.2 (+ 4%)	190,2 (+ 17%)	24,2 (+ 12%)	12,2 (+ 8%)	2,3 (+ 5%)
Бег 5	5,1 (+ 2%)	174.3 (+ 7%)	23,8 (+ 5%)	11,8 (+ 4%)	2,4 (+ 9%)

• а Изменение значения pH показано в скобках.
• б Процентное изменение Ca ²⁺ показано в скобках.

5. Выводы

[28] В этом исследовании анализируются данные влажных отложений с 17 участков мониторинга EANET, и было обнаружено, что в северном Китае кислотные осаждения в значительной степени зависят от естественной почвенной пыли из пустынных и полузасушливых районов и сдерживаются ею. Поскольку высокая концентрация щелочной пыли является важной характеристикой атмосферы на большей части территории Китая, при изучении кислотных дождей в Восточной Азии необходимо учитывать отложение таких ионов, как Ca ²⁺ .

[29] AQPMS применяется для исследования нейтрализации почвенными аэрозолями и ее влияния на распространение кислотных дождей в Восточной Азии. Сравнение с наблюдениями показывает, что настоящая модель достаточно хорошо воспроизводит ключевые особенности химического состава осадков в Восточной Азии. В статье обсуждаются годовые распределения химического состава дождя. Расчетная годовая изоплета pH = 5,6 находится в месте, близком к наблюдаемому. Результаты численного моделирования без почвенного аэрозоля ясно показывают нейтрализующие эффекты почвенного аэрозоля.Почвенный аэрозоль может изменить характер распределения кислотных дождей в Восточной Азии, особенно в северном Китае. Если бы почвенный аэрозоль не поднимался из засушливых регионов Китая, значение pH в северном Китае и Корее снизилось бы на 0,5–2. Эффект нейтрализации наиболее значительный весной и зимой, а затем осенью.

[30] Наконец, географическое распределение pH дождевой воды в Восточной Азии впервые было успешно смоделировано с учетом эффекта нейтрализации почвенного аэрозоля.Однако существует много неопределенностей в прогнозировании pH в дождевой воде, таких как физическое и химическое взаимодействие между аэрозолями и облачными и дождевыми каплями, выбросы NH ₃ , степень дефляции почвенных аэрозолей и содержание Ca ^2+. . Очевидно, что для улучшения системы моделей и уменьшения связанных с этим неопределенностей требуется дополнительная работа и анализ.

Благодарности

[31] Мы благодарны Исследовательскому центру кислотных отложений и окислителей в Японии за предоставление данных наблюдений от EANET.Авторы хотели бы поблагодарить анонимных рецензентов и Оливера Уайлда за ценные комментарии.

Список литературы

• Арндт Р., Дж. Р. Кармайкл и Дж. М. Рурда, Сезонные взаимоотношения источник-рецептор в Азии, Atmos. Environ. , 31, 1533–1547, 1998.
• Боуман, А.Ф., Д. С. Ли, В. А. Х. Асман, Ф. Дж. Дентенер, К. В. Ван Дер Хук и Дж. Г. Оливье, Глобальный кадастр выбросов аммиака с высоким разрешением, Global Biogeochem. Cycles , 11 (4), 561–587, 1997.
• Чанг, Дж. С., Р. А. Брост, И. С. А. Исаксен, С. Мадронич, П. Миддлтон, В. Р. Стоквелл и К. Дж. Валчек, Трехмерная модель кислотного осаждения Эйлера: физические концепции и формулировка, J.Geophys. Res. , 92, 14 681–14 700, 1987.
• Чанг, К. Х., Ф. Т. Дженг, Ю. Л. Цай и П. Л. Лин, Моделирование переноса на большие расстояния при кислотном осаждении Тайваня, Atmos. Environ. , 34, 3281–3295, 2000.
• Гери, М. В., Г. З. Уиттен, Дж. П. Киллус и М. К. Додж, Механизм фотохимической кинетики для компьютерного моделирования в городском и региональном масштабе, J.Geophys. Res. , 94, 12,925–12,956, 1989.
• Хуанг М. и З. Ван, Модель дальнего переноса желтого песка в Восточной Азии, Sci. Атмос. Грех. , 22 (4), 625–637, 1998.
• Хуанг М., З. Ван, Д. Хе, Х. Сю и Л. Чжоу, Моделирование осаждения и переноса серы в Восточной Азии, Water Air Soil Pollut., 85 (4), 1921–1927, 1995.
• Итикава, Ю. и С. Фудзита, Анализ влажных отложений сульфатов с использованием модели траектории для Восточной Азии, Water Air Soil Pollut. , 85 (4), 1927–1932, 1995.
• Китада, Т.П., К.С. Ли и Х. Уэда, Численное моделирование переноса кислых веществ на большие расстояния в сочетании с мезо-b-конвективными облаками через Японское море, приводящим к кислотному снегу над прибрежной Японией, I, Описание модели и качественные вариации, Атмос.Окружающая среда, часть A , 27, 1061–1076, 1992.
• Котамарти, В. Р. и Г. Р. Кармайкл, Перенос загрязняющих веществ на большие расстояния в регионе Тихоокеанского региона, Atmos. Окружающая среда, часть A , 24, 1521–1524, 1990.
• Ларссен Т. и Кармайкл Г. Р., Кислотные дожди и подкисление в Китае: важность осаждения основных титров, Environ.Загрязнение. , 110, 89–102, 2000.
• Маэда Т., З. Ван, М. Хаяси и М. Хуанг, Перенос серы на большие расстояния из северо-восточной Азии в Чэншанту, полуостров Шаньдун: измерение и моделирование, Water Air Soil Pollut. , 130, 1793–1798, 2001.
• Падро, Дж., Х. Х. Нейман и Г. Д. Хартог, Исследование модуля сухого осаждения ADOM с использованием летних измерений O ₃ над лиственным лесом, Атмос.Environ. Часть A , 25, 1689–1704, 1991.
• Государственное агентство по охране окружающей среды (SEPA), Белая книга окружающей среды Китая в 1998 г., 233 стр., Environ. Sci. Press, Пекин, 1999.
• К. Сузуки, (ред.), Отчет о мониторинге кислотных отложений EANET на подготовительном этапе, Rep.1 , Acid Deposition Oxidant Res. Cent., Ниигата, Япония, 2000 г.
• Терада, Х., Х. Уэда и З. Ван, Тенденция кислотных дождей и нейтрализация желтым песком в Восточной Азии: численное исследование, Atmos. Environ. , 36, 503–509, 2001.
• Валчек, К. Дж., И Н. М. Алексич, Простой, но точный алгоритм переноса с сохранением пиков и ограниченным соотношением смешивания с сохранением пиков массы и кодом на Фортране, Atmos.Environ. , 32, 3863–3880, 1998.
• Ван, Т. Дж., Л. С. Цзинь, З. К. Ли и К. С. Лам, Моделирование кислотных дождей и рекомендуемые стратегии контроля выбросов в Китае, Atmos. Environ. , 34, 4467–4477, 2000.
• Ван В. и Ван Т. О происхождении и тенденциях кислотных отложений в Китае, Water Air Soil Pollut., 85 (4), 2295–2300, 1995.
• Ван З., М. Хуанг, Д. Хе, Х. Сю и Л. Чжоу, Исследования распределения и переноса серы в Восточной Азии с использованием модели Эйлера, Adv. Атмос. Sci. , 13, 399–409, 1996.
• Ван З., М. Хуанг, Д. Хе, Х. Сю и Л. Чжоу, Исследования переноса кислотных веществ в Китае и Восточной Азии, Часть I, 3-D модель переноса Эйлера для загрязнителей, Chin.J. Atmos. Sci. , 21 (3), 366–378, 1997.
• Ван З., Х. Уэда и М. Хуанг, Модуль дефляции для использования при моделировании переноса желтого песка на большие расстояния над Восточной Азией, J. Geophys. Res. , 105, 26 947–26 960, 2000.
• Уилкенинг, К. Э., Л. А. Барри и М. Энгл, Транстихоокеанское загрязнение воздуха, Science , 290, 65–66, 2000.
• Х. Сяо, Г. Р. Кармайкл и Дж. Дюрченвальд, Перенос SO _x на большие расстояния и пыли в Восточной Азии во время эксперимента PEM B, J. Geophys. Res. , 102, 28,589–28,612, 1997.
• Чжан Л., С. Л. Гонг, Дж. Падро и Л. Барри, Схема сухого осаждения частиц с разделением по размеру для модуля атмосферного аэрозоля, Атмос.Environ. , 35, 549–560, 2001.
• Чжэн Ю., З. Ван и М. Хуанг, Трехмерная модель Эйлера для переноса на большие расстояния радиоактивных обломков атмосферного ядерного взрыва, Clim. Environ. Res. , 5 (2), 118–128, 2000.

Как чувство вины и гордость убеждают потребителей в эффективности выбора устойчивого потребления на основе JSTOR

Абстрактный

Значительный объем исследований пришел к выводу, что устойчивые убеждения в воспринимаемой потребителем эффективности приводят к выбору устойчивого потребления.Потребители, которые считают, что их решения могут существенно повлиять на экологические и социальные проблемы, с большей вероятностью будут вести себя устойчиво. Однако мало что известно о том, как можно повысить воспринимаемую потребительскую эффективность. Мы обнаружили, что чувство вины и гордости, вызванное единичным эпизодом потребления, может регулировать устойчивое потребление, влияя на общее восприятие потребителями эффективности. Эта статья демонстрирует влияние вины и гордости на воспринимаемую потребительскую эффективность и показывает, как этот эффект зависит от способности этих эмоций влиять на восприятие деятельности.Испытав чувство вины или гордости, потребители видят себя причиной значимых результатов устойчивого развития. Процесс причинной атрибуции, связанный с этими эмоциями, влияет на использование потребителями техник нейтрализации. Благодаря снижению способности потребителей нейтрализовать чувство личной ответственности, чувство вины и гордости положительно влияет на воспринимаемую эффективность потребителей. Неспособность рационализировать свою личную ответственность убеждает потребителей в том, что они влияют на результаты устойчивого развития своими решениями.Исследование расширяет наши представления об устойчивом потреблении и определяет новый способ регулирования индивидуального поведения потребителей, который имеет важное значение для развития инициатив в области устойчивого маркетинга.

Информация о журнале

Журнал деловой этики публикует оригинальные статьи с широким спектром методологических и дисциплинарных точек зрения, касающиеся этических вопросов, связанных с бизнесом. С момента его создания в 1980 году редакция поощряла максимально широкий охват.Термин «бизнес» понимается в широком смысле и включает все системы, участвующие в обмене товарами и услугами, в то время как «этика» определяется как все человеческие действия, направленные на обеспечение хорошей жизни. С моральной точки зрения анализируются системы производства, потребления, маркетинга, рекламы, социально-экономического учета, трудовых отношений, связей с общественностью и организационного поведения. Стиль и уровень диалога вовлекают всех, кто интересуется деловой этикой — бизнес-сообщество, университеты, государственные учреждения и группы потребителей.Приветствуются теоретическая философия, а также отчеты об эмпирических исследованиях. Чтобы максимально способствовать диалогу между различными заинтересованными группами, статьи представлены в стиле, относительно свободном от специального жаргона.

Информация об издателе

Springer — одна из ведущих международных научных издательских компаний, издающая более 1200 журналов и более 3000 новых книг ежегодно по широкому кругу вопросов, включая биомедицину и науки о жизни, клиническую медицину, физика, инженерия, математика, компьютерные науки и экономика.

Быстрый кислородный обмен между гематитом и водяным паром

1. 1.

   Lee, S., Banjac, K., Lingenfelder, M. & Hu, X. Эксперименты по мечению изотопов кислорода показывают различные места реакции выделения кислорода на никель и никель. оксиды железа. Angew. Chem. Int. Эд. 58 , 10295–10299 (2019).

   CAS Google ученый

2. 2.

   Kasian, O. et al.Разложение оксидов иридия за счет выделения кислорода из решетки: корреляция структуры атомного масштаба с механизмами реакции. Energy Environ. Sci. 12 , 3548–3555 (2019).

   CAS Google ученый

3. 3.

   Дорнкамп К. и Понец В. Универсальный характер механизма Марса и Ван Кревелена. J. Mol. Катал. Chem. 162 , 19–32 (2000).

   CAS Google ученый

4. 4.

   Geiger, S. et al. Число стабильности как показатель для тестирования стабильности электрокатализатора. Нац. Катал. 1 , 508–515 (2018).

   CAS Google ученый

5. 5.

   Riva, M. et al. Продемонстрировано влияние атомной структуры поверхности на механизм встраивания кислорода в модельный оксид перовскита. Нац. Comm. 9 , 3710 (2018).

   ADS Google ученый

6. 6.

   Швайнар К., Голт Б., Мутон И. и Касиан О. Решеточный кислородный обмен в рутиле IrO ₂ во время реакции выделения кислорода. J. Phys. Chem. Lett. 11 , 5008–5014 (2020).

   CAS PubMed PubMed Central Google ученый

7. 7.

   Горски К. и Фантл М. С. Стабильная перекристаллизация минералов в низкотемпературных водных системах: критический обзор. Геохим. Космохим.Acta 198 , 439–465 (2017).

   ADS CAS Google ученый

8. 8.

   Frierdich, A. J. et al. Обмен атомами железа между гематитом и водным Fe (II). Environ. Sci. Technol. 49 , 8479–8486 (2015).

   ADS CAS PubMed Google ученый

9. 9.

   Taylor, S.D. et al. Визуализация фронта обмена атомами железа в катализируемой Fe (II) перекристаллизации гетита с помощью атомно-зондовой томографии. Proc. Natl Acad. Sci. США 116 , 2866–2874 (2019).

   ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

10. 10.

    Hellmann, R. et al. Доказательства в нанометровом масштабе для контроля межфазного растворения и повторного осаждения коррозии силикатного стекла. Нац. Матер. 14 , 307–311 (2015).

    ADS CAS PubMed Google ученый

11. 11.

    Олин, К. А., Вилла, Э. М., Рустад, Дж. Р. и Кейси, У. Х. Растворение изоляционных оксидных материалов на молекулярном уровне. Нац. Матер. 9 , 11–19 (2009).

    ADS PubMed Google ученый

12. 12.

    Frierdich, A. J. et al. Низкотемпературный нестехиометрический обмен кислород-изотоп, связанный с взаимодействиями Fe (II)-гетит. Геохим. Космохим. Acta 160 , стр. 38–54 (2015).

    ADS CAS Google ученый

13. 13.

    Bliem, R. et al. Атомный масштаб окисления CO и H ₂ на модельном катализаторе Pt / Fe ₃ O ₄ . Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 13999–14002 (2015).

    CAS Google ученый

14. 14.

    Ю Дж. С., Ронг X., Лю Ю. и Колпак А. М. Роль решеточного кислорода в понимании тенденций в реакции выделения кислорода на перовскитах. ACS Catal. 8 , 4628–4636 (2018).

    CAS Google ученый

15. 15.

    Кейси, У. Х. и Рустад, Дж. Р. Пути кислородно-изотопного обмена в двух модельных оксидных кластерах. N. J. Chem. 40 , 898–905 (2016).

    CAS Google ученый

16. 16.

    Рустад, Дж. Р. и Кейси, У. Х. Метастабильные структуры и реакции изотопного обмена в полиоксометаллат-ионах обеспечивают молекулярную картину растворения оксидов. Нац. Матер. 11 , 223–226 (2012).

    ADS CAS PubMed Google ученый

17. 17.

    Therrien, A. J. et al. Представление в атомном масштабе одноцентрового Pt-катализа при низкотемпературном окислении CO. Нац. Катал. 1 , 192–198 (2018).

    CAS Google ученый

18. 18.

    Шлексер П., Видманн Д., Бем Р. Дж. И Пачиони Г.Окисление CO на катализаторе из наночастиц Au / TiO ₂ по механизму Марса – ван Кревелена с участием золота. ACS Catal. 8 , 6513–6525 (2018).

    CAS Google ученый

19. 19.

    Хендерсон М. Взаимодействие воды с твердыми поверхностями: новый взгляд на фундаментальные аспекты. Прибой. Sci. Отчет 46 , 1–308 (2002).

    ADS CAS Google ученый

20. 20.

    Хендерсон М. А., Джойс С. А. и Рустад Дж. Р. Взаимодействие воды с поверхностями (1 × 1) и (2 × 1) α-Fe ₂ O ₃ (012). Прибой. Sci. 417 , 66–81 (1998).

    ADS CAS Google ученый

21. 21.

    Пан, Дж. М., Машхофф, Б. Л., Диболд, У. и Мадей, Т. Е. Взаимодействие воды, кислорода и водорода с TiO ₂ (110) поверхностей, имеющих различную плотность дефектов. J. Vac. Sci. Technol. А 10 , 2470–2476 (1992).

    ADS CAS Google ученый

22. 22.

    Хендерсон М.А. Структурная чувствительность при диссоциации воды на поверхности монокристаллов TiO ₂ . Langmuir 12 , 5093–5098 (1996).

    CAS Google ученый

23. 23.

    Элам, Дж. У., Нельсон, К. Э., Камерон, М.А., Толберт М. и Джордж С. М. Адсорбция H ₂ O на монокристаллической поверхности α-Al ₂ O ₃ (0001). J. Phys. Chem. В 102 , 7008–7015 (1998).

    CAS Google ученый

24. 24.

    Kraushofer, F. et al. Атомно-масштабная структура гематита α-Fe ₂ O ₃ (\ (1 \ bar {10} 2 \)) «R-образная» поверхность. J. Phys. Chem. C. 122 , 1657–1669 (2018).

    CAS Google ученый

25. 25.

    Jakub, Z. et al. Частично диссоциированные димеры воды на границе вода – гематит. ACS Energy Lett. 4 , 390–396 (2019).

    CAS Google ученый

26. 26.

    Каталано, Дж. Г., Фентер, П. и Парк, С. Структура межфазной воды на поверхности (012) гематита: упорядочение и реакционная способность по сравнению с корундом. Геохим. Космохим. Acta 71 , 5313–5324 (2007).

    ADS CAS Google ученый

27. 27.

    Хендерсон, М.А. Анализ фазового перехода (1 × 1) — (2 × 1) поверхности α-Fe ₂ O ₃ (012) с использованием EELS, LEED и воды TPD . Прибой. Sci. 515 , 253–262 (2002).

    ADS CAS Google ученый

28. 28.

    Хендерсон М.А. Стабилизация поверхности органических веществ на гематите путем преобразования терминальных адсорбционных структур в мостиковые. Геохим. Космохим. Acta 67 , 1055–1063 (2003).

    ADS CAS Google ученый

29. 29.

    Tanwar, K. S. et al. Дифракционное исследование поверхности гидратированного гематита (\ (1 \ bar {10} 2 \)). Прибой. Sci. 601 , 460–474 (2007).

    ADS CAS Google ученый

30. 30.

    McBriarty, M. E. et al. Динамическая стабилизация границ раздела оксид металла – вода. J. Am. Chem. Soc. 139 , 2581–2584 (2017).

    CAS PubMed Google ученый

31. 31.

    Керисит С. Структура воды на границах раздела гематит – вода. Геохим. Космохим. Acta 75 , 2043–2061 (2011).

    ADS CAS Google ученый

32. 32.

    Ло, К. С., Танвар, К. С. Чака, А. М. и Трейнор, Т. П. Изучение функциональной теории плотности чистых и гидратированных поверхностей гематита (\ (1 \ bar {10} 2 \)). Phys. Ред. B 75 , 075425 (2007).

33. 33.

    Tanwar, K. S. et al. Гидратированный α-Fe ₂ O ₃ структура поверхности: роль подготовки поверхности. Прибой. Sci. 601 , L59 – L64 (2007).

    CAS Google ученый

34. 34.

    Балайка, Дж., Павелец, Дж., Комора, М., Шмид, М. и Диболд, У. Аппарат для дозирования жидкой воды в сверхвысоком вакууме. Rev. Sci. Instrum. 89 , 083906 (2018).

    ADS PubMed Google ученый

35. 35.

    Balajka, J. et al. Адсорбция с высоким сродством приводит к молекулярно упорядоченным границам раздела на TiO ₂ в воздухе и растворе. Наука 361 , 786–789 (2018).

    ADS CAS PubMed Google ученый

36. 36.

    Kraushofer, F. et al. Самоограниченный рост оксигидроксидной фазы на поверхности Fe ₃ O ₄ (001) в жидкости и воде под давлением окружающей среды. J. Chem. Phys. 151 , 154702 (2019).

    ADS PubMed Google ученый

37. 37.

    Gamba, O. et al. Адсорбция муравьиной кислоты на поверхности Fe ₃ O ₄ (001). J. Phys. Chem. С. 119 , 20459–20465 (2015).

    CAS Google ученый

38. 38.

    Schiros, T. et al. Кооперативность в поверхностном связывании и водородном связывании воды и гидроксила на металлических поверхностях. J. Phys. Chem. С. 114 , 10240–10248 (2010).

    CAS Google ученый

39. 39.

    Meier, M. et al. Водные агломераты на Fe ₃ O ₄ (001). Proc. Natl Acad. Sci.США 115 , E5642 – E5650 (2018).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

40. 40.

    Yang, W. et al. Эффект водородной связи в фотоиндуцированной диссоциации воды: палка о двух концах. J. Phys. Chem. Lett. 7 , 603–608 (2016).

    CAS PubMed Google ученый

41. 41.

    Mu, R., Zhao, Z.-j, Dohnálek, Z.И Гонг Дж. Структурные мотивы воды на поверхностях из оксидов металлов. Chem. Soc. Ред. 46 , 1785–1806 (2017).

    CAS PubMed Google ученый

42. 42.

    Mirabella, F. et al. Кооперативное формирование дальнего упорядочения в водных слоях на поверхности Fe ₃ O ₄ (111). Angew. Chem. Int. Эд. 57 , 1409–1413 (2018).

    CAS Google ученый

43. 43.

    Хулва, Дж. Исследования адсорбции на магнетите (001) с использованием молекулярных пучков . Диссертация, TU Wien (2019).

44. 44.

    Bliem, R. et al. Подповерхностная катионная вакансионная стабилизация поверхности магнетита (001). Наука 346 , 1215–1218 (2014).

    ADS CAS PubMed Google ученый

45. 45.

    Лю, Х., Бьянкетти, Э., Сиани, П. и Ди, К. Валентин, понимание границы раздела между поверхностью Fe ₃ O ₄ (001) поверхностными и водными слоями через многомасштабные молекулярные динамическое моделирование. J. Chem. Phys. 152 , 124711 (2020).

    ADS CAS PubMed Google ученый

46. 46.

    Mu, R. et al. Димеризация вызывала депротонирование воды на RuO ₂ (110). J. Phys. Chem. Lett. 5 , 3445–3450 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

47. 47.

    Кан, Х. Х., Колмайер, Р. Дж., Астагири, А.И Уивер, Дж. Ф. Адсорбция воды на тонкой пленке PdO (101): свидетельство адсорбированного комплекса HO-H ₂ O. J. Phys. Chem. С. 113 , 1495–1506 (2009).

    CAS Google ученый

48. 48.

    Galili, N. et al. Геологическая история изотопов кислорода морской воды из морских оксидов железа. Наука 365 , 469–473 (2019).

    ADS CAS PubMed Google ученый

49. 49.

    Бао, Х. и Кох, П. Л. Фракционирование изотопов кислорода в системах оксид железа-вода: низкотемпературный синтез. Геохим. Космохим. Acta 63 , 599–613 (1999).

    ADS CAS Google ученый

50. 50.

    Япп, К. Ржавые реликвии земной истории: оксиды железа (III), изотопы и поверхностные среды. Annu. Преподобный «Планета Земля». Sci. 29 , 165–199 (2001).

    ADS CAS Google ученый

51. 51.

    Аткинсон, А. и Тейлор, Р. I. Диффузия ⁵⁵ Fe в монокристаллах Fe ₂ O ₃ . J. Phys. Chem. Твердые вещества 46 , 469–475 (1985).

    ADS CAS Google ученый

52. 52.

    Hallström, S., Höglund, L. & Ågren, J. Моделирование диффузии железа в оксидах железа магнетите и гематите с переменной стехиометрией. Acta Mater. 59 , 53–60 (2011).

    ADS Google ученый

53. 53.

    Pavelec, J. et al. Мультитехническое исследование адсорбции CO ₂ на магнетите Fe ₃ O ₄ . J. Chem. Phys. 146 , 014701 (2017).

    ADS PubMed Google ученый

54. 54.

    Л. Хаар, Л., Галлахер, Дж. С., Келл, Г. С. и Национальная стандартная система справочных данных. Таблицы пара NBS / NRC: термодинамические и транспортные свойства и компьютерные программы для паров и жидких состояний воды в единицах СИ (Hemisphere Publishing Corporation, 1984).

55. 55.

    Крессе, Г. и Фуртмюллер, Дж. Эффективность неэмпирических расчетов полной энергии металлов и полупроводников с использованием базисного набора плоских волн. Comput. Матер. Sci. 6 , 15–50 (1996).

    CAS Google ученый

56. 56.

    Кресс, Г. и Хафнер, Дж. Ab initio молекулярная динамика для переходных металлов с открытой оболочкой. Phys. Ред. B 48 , 13115–13118 (1993).

    ADS CAS Google ученый

57. 57.

    Кресс, Г. и Жубер, Д. От сверхмягких псевдопотенциалов к методу расширенных волн проектора. Phys. Ред. B 59 , 1758–1775 (1999).

    ADS CAS Google ученый

58. 58.

    Blöchl, P.E. Метод расширенных волн с проектором. Phys. Ред. B 50 , 17953–17979 (1994).

    ADS Google ученый

59. 59.

    Хенкельман, Г.И Йонссон, Х. Улучшенная оценка касательной в методе подталкиваемой эластичной ленты для поиска путей с минимальной энергией и седловых точек. J. Chem. Phys. 113 , 9978–9985 (2000).

    ADS CAS Google ученый

60. 60.

    Пердью, Дж. П., Берк, К. и Эрнцерхоф, М. Обобщенное приближение градиента стало проще. Phys. Rev. Lett. 77 , 3865–3868 (1996).

    ADS CAS PubMed Google ученый

61. 61.

    Grimme, S. Полуэмпирический функционал плотности типа GGA, построенный с поправкой на дальнюю дисперсию. J. Comput. Chem. 27 , 1787–1799 (2006).

    CAS PubMed Google ученый

62. 62.

    Климеш, Дж., Боулер, Д. Р. и Михаэлидес, А. Химическая точность функционала плотности Ван-дер-Ваальса. J. Phys. Конденс. Дело 22 , 022201 (2009).

    ADS PubMed Google ученый

63. 63.

    Дион М., Ридберг Х., Шредер Э., Лангрет Д. К. и Лундквист Б. И. Функционал плотности Ван-дер-Ваальса для общей геометрии. Phys. Rev. Lett. 92 , 246401 (2004).

    ADS CAS PubMed Google ученый

64. 64.

    Роман-Перес, Г. и Солер, Дж. М. Эффективная реализация функционала плотности Ван-дер-Ваальса: применение к двустенным углеродным нанотрубкам. Phys. Rev. Lett. 103 , 096102 (2009).

    ADS PubMed Google ученый

65. 65.

    Дударев, С. Л., Боттон, Г. А., Саврасов, С.

    No related posts.