Заземление электрооборудования и металлических конструкций, монтаж

В зданиях и сооружениях различного назначения требуется выполнять заземление или зануление электрооборудования и металлических конструкций. Это необходимо для предотвращения поражения людей электрическим током при их прикосновении к нетоковедущим металлическим деталям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции токоведущих элементов.

Исходя из формулировок ГОСТ 12.1.030-81 основные термины можно определить следующим образом:

• Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение металлических конструкций с «землей» или эквивалентом «земли».
• Зануление — электрическое соединение металлических частей электрических установок с заземленной точкой источника электропитания нулевым защитным проводником.
• Защитное заземление или зануление должно выполняться по отношению к металлическим частям электроустановок и конструкциям, доступным для касания человека, в случае отсутствия других обеспечивающих его безопасность видов защиты.

Защитное заземление или зануление должно выполняться:

• всегда — для переменного тока при номинальном напряжении от 380 В и для постоянного тока от 440 В;
• в условиях с повышенной опасностью и особо опасных для переменного тока от 42В до 380 В, а для постоянного —от 110 В до 440 В.

Особенности заземления металлоконструкций

Металлоконструкции могут заземляться двумя способами:

• проводом заземления соединить последовательно все металлические конструкции в помещении и подключить его к заземляющей шине на электрощите;
• для соединения металлоконструкций использовать несколько параллельных проводов заземления, что более надежно и эффективно.

Сопротивление заземления должно не должно превышать 4 Ом.

Заземление металлических кабельных лотков | компания «Контсис»

Безопасность оборудования — важный показатель, который определяет качество монтажа и законченность кабельных трасс. Одна из обязательных мер, которую важно выполнить правильно до начала эксплуатации системы — заземление лотков.

Использование заземляющих материалов

Заземление кабель каналов и использование металлических коробов в качестве проводника допустимо при наличии разрешения в техническом паспорте объекта.

Эксплуатация конструкции возможна с учётом выполнения условий:

• каждый из элементов кабеленесущей линии отличается хорошим гальваническим соединением;
• кабеленесущая трасса не имеет прерываний;
• качество и функциональность конструкции своевременно проверяются специалистами;
• по длине конструкции все элементы подсоединены с учётом требований нормативных документов;
• необходимая область сечения лотков обеспечивается по всей линии трассы.

После начала эксплуатации важно своевременно проводить осмотры системы заземления, и проверять её на исправность. Важно, чтобы проверку производил специалист — это поможет повысить безопасность конструкции.

Для использования кабельного лотка в качестве РЕ-проводника необходимо произвести расчёт короткого замыкания, после чего подбирать элементы заземляющего оборудования. Этот процесс также лучше доверить специалисту, который владеет подробной информацией об объекте и сможет адекватно оценить особенности конструкции. Далее определяется минимальное разделение РЕ-проводника согласно правилам, описывающим заземление лотков по ПУЭ. Для окончания расчётов придётся сравнить минимальный показатель РЕ-проводника с областями сечения главной линии коммуникации по всей трассе.

Преимущества использования проволочных лотков

Большим спросом среди всех разновидностей лотков для монтажа проводок пользуются проволочные. Они доступны по цене и просты в прокладке, не требуют больших дополнительных вложений в процессе монтажа и дальнейшей эксплуатации. Выбирая лотки для заземления кабельных коммуникаций, многие специалисты отдают предпочтение проволочным лоткам.

Преимущества использования проволочных кабельных лотков:

• кабель отлично охлаждается и не перегревается;
• внутри меньше скапливается пыль и грязь;
• в процессе эксплуатации не возникает необходимость покупать дополнительно дорогие аксессуары;
• монтаж заземления проводится по понятным правилам и доступной схеме;
• по качеству и функциональности не уступают более дорогим листовым.

Проволочные лотки отличаются отличными показателями электромагнитной сочетаемости, поэтому заземление такой конструкции — простой процесс, не требующий больших усилий и временных затрат. Главная причина такой практичности — оригинальная конструкция, имитирующая эффект «клетки Фарадея».

Согласно нормативным документам, заземление кабельных лотков по ПУЭ — мера, обязательная к исполнению. Конструкция, проводящая ток, должна быть полностью защищена от воздействия внешних факторов, а процедура монтажа — соответствовать установленным требованиям.

Важность использования съёмных крышек

Обустраивая кабеленесущие трассы важно помнить, что съёмные крышки лотков не нуждаются в заземлении, как вся остальная конструкция. Это стало возможным благодаря высокому уровню защиты этих изделий от негативного воздействия тока. Качественные съёмные крышки для лотков легко устанавливаются с помощью подвесов или крепятся непосредственно на стену. Сверху эти детали имеют покрытие в виде заземляющего контура.

Провод для заземления лотков фиксируется довольно просто с помощью болта класса М-5. В итоге, заземление металлических лотков предотвращает удары током в результате замыканий.

Использование съёмных крышек для лотков удобно ещё и тем, что они быстро монтируются и снимаются без дополнительных приспособлений. Поэтому к существующим каналам проводов можно в любой момент добавить дополнительные кабели. Кроме того, этот элемент позволяет быстро осмотреть конструкцию во время поломки. Как правило, такие крышки производятся из листового металла и имеют разную ширину, что облегчает процесс выбора необходимых деталей и их установки на соответствующий лоток.

Металлосвязь

Существует несколько разновидностей кабель каналов, поэтому заземление металлических кабельных лотков производится с учётом особенностей конструкции, особенно при установке проволочных. Монтаж должен обязательно соответствовать правилам по работе с электрическими установками и быть выполнен согласно ГОСТ.

Кабельную трассу можно считать заземляющим проводником, если дополнительно устанавливаются специальные соединительные устройства — перемычки, или же кабель каналы, смонтированные в соответствии с указаниями ГОСТа 10434-82. Для упрощения работы с системой заземления перемычки должны быть промаркированы цветом. Обычно их принято окрашивать в зелёно-жёлтую цветовую гамму.

При самостоятельном изготовлении перемычек важно помнить, что концы лотков обязательно нужно обрабатывать. С этой целью можно использовать метод опрессовки. Зажимы не используются для фиксации к опоре или соединения частей кабельного лотка. Они должны выполнять исключительно защитную функцию для проводников.

Некоторые детали для проведения кабеленесущих трасс имеют шайбы с шершавой, царапающей поверхностью. Эта деталь выполняет важную функцию — улучшает надёжность электрического соединения. Благодаря этому практически сводится к нулю возможность ослабления гаек.

Особенности процесса заземления

Согласно установленным нормам, не нужно заземлять элементы, которые быстро монтируются и снимаются.

В любом случае, установка крышки на лоток с заземлением — правильное решение, которое предохранит от возможных проблем, связанных с ударом тока. Также можно дополнительно устанавливать перемычки или проводники, обеспечивающие заземление перфорированных лотков.

В процессе монтажа необходимо подключить имеющиеся кабельные трассы к системе уравнивания потенциалов, ведь сами проволочные лотки не могут обеспечить необходимых показателей проводимости.

Заземление зданий, контур заземления здания, проект заземления

Цвет провода заземления — желтый с салатовой полосой. Каждый, кто самостоятельно монтировал хоть раз проводку, задавался вопросом: «А зачем, собственно, он нужен?». Так ли важно усложнять конструкцию и нести лишние расходы? С какой целью делается заземление зданий? А если оно, заземление, действительно необходимо, то как смонтировать эту систему правильно, чтобы она выполняла свои функции?

Для чего нужно заземление зданий

Наши далекие предки сталкивались только с проявлениями атмосферного электричества. Но уже тогда люди знали, насколько опасными могут быть разряды молнии и называли их «гневом богов». Раскопки археологов показали, что уже в те далекие времена люди понимали некоторые принципы действия атмосферного электричества и пытались создавать примитивные системы защиты.  Эти находки представляли собой длинные медные прутья, возвышающиеся над зданиями, противоположным концом погруженные в грунт.

Однако с развитием человеческого общества, технологий, электричество прочно вошло в наш быт. И тут же остро встал вопрос о защите человека от поражающих факторов электрического тока, но на этот раз не атмосферного, а «домашнего», сгенерированного машинами, построенными самим же человеком. Решение оказалось лежащим на поверхности.

Действительно, заземление зданий — практически точная копия конструкции громоотвода. Из опасной зоны ток отводится в землю с помощью фидера — металлического стержня, проволоки, кабеля.

С помощью заземления защищают электрические агрегаты, домашние сети, бытовую и промышленную технику. В случаях, когда на объектах электроснабжения случается пожар, насосы пожарных автомобилей и даже ручные стволы (брандспойты), которыми пожарные бойцы тушат пожар, должны быть заземлены с помощью специальных устройств.

Принцип действия системы заземления

Принцип действия системы заземления чрезвычайно прост. В чем состоит поражающая (разрушающая) сила электрического тока? Все начинается с того, что в одном месте при создании особых условий, накапливается очень большое количество отрицательно заряженных частиц — электронов. Но так как все в природе стремится к равновесию, то этот избыток частиц устремляется туда, где их недостаточно. Звучит не очень пугающе, но когда поток электронов мчится к земле от наэлектризованных облаков, они, эти крошечные частицы, умудряются нагревать слои атмосферы до миллиона градусов по Цельсию.

Изобретатели научились пускать этот поток в мирное русло — по электрическим проводам. Проходя через проволоку, электроны заставляют её нагреваться и иногда от перегрева она, проволока, начинает ярко светиться. Поток электронов создает и электромагнитное поле, приводящее в движение роторы мощных моторов.

Но машины иногда выходят из строя и поток электронов, прокладывают свой путь через любой предмет, проводящий электрический ток, иногда подобным проводником становится и тело человека. Таким образом, заземление зданий предназначено для предоставления заряженным частицам, электронам, образно говоря, альтернативного пути — более удобной, с меньшим сопротивлением, дороги к выходу. В результате, большая часть электронов проходит по защитному контуру заземления и уменьшает силу тока, направленного на человеческое тело.

Установка и правильный расчет заземления, молниезащиты — необходимое условие безопасности проживающих в доме.

Заземление зданий. Требования

Если расчет заземления частного дома, как и решение о необходимости его монтажа, полностью лежит на совести владельца, то о производственных зданиях и помещениях, многоквартирных жилых домах этого не скажешь. Так, согласно существующим правилам устройства электроустановок, наличие и характеристики системы заземления зависят не только от напряжения, под которым работают машины, но также и от микроклимата внутри конкретных помещений здания.

Расчет заземления электрооборудования производится на стадии проектирования. Согласно ГОСТ 12.1.030-81, в помещениях, где пользуются переменным током с напряжением 380 В и выше или постоянным более 440 В, устройство заземления или зануления обязательно во всех случаях. При напряжении от 42 В до 380 В переменного тока или от 110 В до 440 В постоянного тока заземление устраивается в случае, если работа в помещении сопряжена с условиями повышенной опасности или особо опасными по ГОСТ 12.1.013-78.

Обязательному заземлению подлежат и электроустановки, расположенные под открытым небом.

Машины, работающие от электрической сети с напряжением, менее указанных величин, должны быть заземлены только в помещениях с большой влажностью или на производствах, где есть опасность образования газовоздушных или газопылевых взрывоопасных смесей.

Расчет системы заземления

Методика сводится к расчету количества стержней, необходимых для достижения заданных параметров заземления. Для того чтобы сделать подобный расчет, необходимо знать сопротивление одного стержня. Это сопротивление можно измерить или рассчитать.

Замер производится методом, показанным на рисунке ниже.

Сопротивление стержня определяют по формуле R = U / I, где:

• U — напряжение, измеренное вольтметром, В;
• I — сила тока, измеренная амперметром, А.

Расчет заземления можно сделать и без замеров, для этого можно воспользоваться достаточно сложной формулой, но универсальной для любых вертикальных заземлителей.

Для расчета с помощью этой формулы необходимы следующие исходные данные:

• ρ-экв — эквивалентное удельное сопротивление почвы, Ом×м;
• L — длина стержня, м;
• d — диаметр стержня, м;
• Т — расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя (геометрическая середина стержня), м.

Таблица 1. Эквивалентное удельное сопротивление почвы – значения, нормированные для известных видов почв.

Грунт	Эквивалентное удельное сопротивление, Ом×м			Климатический коэфициент
	При влажности грунта 10-12%	Возможные границы колебания значений	Рекомендовано для расчетов	Ψ1	Ψ2	Ψ3
торф чернозем садовая земля глина суглинок мергель, известняк супесчаный песчаный	20 200 40 40 100 250 300 700	— 9 — 53 30 — 60 8 — 70 40 — 150 200 — 300 150 — 400 400 — 2500	20 30 50 60 100 250 300 500	1,4 — — 1,6 2,0 — 2,0 2,4	1,1 1,32 1,3 1,3 1,5 — 1,5 1,56	1,0 1,2 1,2 1,2 1,4 — 1,4 1,2

В таблице: Ψ₁— очень влажный грунт, Ψ₂ – грунт средней влажности, Ψ₃ – сухой грунт.

После того, как стало известно сопротивление одного вертикального стержня, можно рассчитать их необходимое количество, без учета сопротивления горизонтального заземления:

где:

• Rн — нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющих устройств, Ом;
• Ψ — сезонный климатический коэффициент сопротивления грунта, для средней полосы Российской Федерации, может приниматься как 1,7.

Таблица 2. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (согласно ПТЭЭП), в формуле выше обозначено как Rн.

Характеристика электроустановки	Удельное сопротивление грунта ρ, Ом·м	Сопротивление заземляющего устройства, Ом
Искусственный заземлитель к которому присоединяется нейтрали генераторов и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В:
660/380	до 100	15
	свыше 100	0. 5 х ρ
380/220	до 100	30
	свыше 100	0.3 х ρ
220/127	до 100	60
	свыше 100	0.6 х ρ

Так как удельное сопротивление грунта зависит от его влажности, для стабильности сопротивления заземлителя и уменьшения на него влияния климатических условий, заземлитель размещают на глубине не менее 0.7 м.

Заглубление горизонтального заземлителя можно найти по формуле:

где:

• Т – расстояние от поверхности земли до геометрической середины заземлителя, м.;
• L – длина заземлителя, м;
• t — минимальное заглубление заземлителя (глубина траншеи), принимается равным 0.7 м.

Сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

где:

• L_г, b – длина и ширина заземлителя;
• Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя;
• η_г – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (таблица 3).

Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:

 — в ряд; — по контуру,

где а – расстояние между заземляющими стержнями.

Определим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

где η_в – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (таблица).

Таблица 3. Коэффициент использования заземлителей.

Коэффициент использования показывает как влияют друг на друга токи растекания с одиночных заземлителей при различном расположении последних. При соединении параллельно, токи растекания одиночных заземлителей оказывают взаимное влияние друг на друга, поэтому чем ближе расположены друг к другу заземляющие стержни тем общее сопротивление заземляющего контура больше.

Полученное при расчете число заземлителей округляется до ближайшего большего

Пример расчета

Расчет заземления электрооборудования. Пример — частный дом, используется однофазная электрическая сеть, требуемое сопротивление растеканию не выше 4 Ом. Место расположения — черноземье: эквивалентное удельное сопротивление грунта равно 50 Ом м. Для оборудования системы заземления используются стальные трубы длиной 160 см, диаметром 32 мм.

Расчет одного заземлителя:

Зная сопротивление растеканию, одного заземлителя, нетрудно рассчитать необходимое их количество:

Ответ: 11 заземлителей.

Советы

Сухой грунт — плохой проводник электрического тока, поэтому на песчаных почвах чем глубже забиты заземляющие стержни, тем лучше.

Находясь постоянно во влажной почве, конструкция из тонкого металла очень быстро разрушится в результате коррозии и перестанет выполнять возложенные на нее функции. Поэтому, во влажных грунтах, заземляющие стержни должны быть выполнены из достаточно толстых прокатных материалов.

На фото: заземляющий контур здания выполнен из стальной полосы.

Отличным заземлением может послужить водоносная скважина, если обсадочная труба выполнена из металла.

Если крыша дома выполнена из металлочерепицы (профнастила), ее в обязательном порядке заземляют. Подобная конструкция будет прекрасной молниезащитой здания.

Готовый молниеотвод можно получить, заземлив металлическую мачту телевизионной антенны, если таковая имеется.

Заземление зданий промышленных объектов

Расчет заземления электроподстанции просто необходим, на её территории находится большое количество оборудования, работающего с большим напряжением. Поэтому, практически все оборудование подстанции (трансформаторы, электрические щиты, железобетонные и железные опоры машин, муфты кабелей, кожухи кабельных каналов и размыкателей) заземляется в обязательном порядке.

Сопротивление растекания тока на рассматриваемых объектах не должно превышать 0,5 Ома. Для достижения заданной цифры при устройстве оборудования подстанций по максимуму пользуются естественными заземлителями, такими как трубопроводы подземных кабельных каналов, металлическими опорами электропередач и поддерживают их тросами.

Сопротивление подобных систем рассчитывается по формуле:

где:

• R тр — сопротивление троса одной опоры ЛЭП, Ом;
• R оп — сопротивление растеканию тока самой опоры, Ом.

Заземление зданий цехов промышленного предприятия производится в зависимости от наличия и количества установленного в нем оборудования. Сам алгоритм расчета ничем не отличается от рассмотренного выше примера. По рассматриваемой схеме производится и расчет заземления электрических кабелей.

Произвести необходимые расчеты и составить полный пакет документации по заземлению здания Вам помогут квалифицированные специалисты нашей компании.

Как заказать услугу?

Заказать услугу, рассчитать стоимость работ или уточнить дополнительную информацию вы можете:

оставив заявку на сайте, через форму обратной связи «Заказать звонок»,

позвонив нам по контактному телефону 8 (495) 669 31 74 

или же написать нам на почту: [email protected]

Будем рады ответить на все интересующие вопросы!

Заземление металлических кабельных лотков

Прокладка кабельных линий может быть выполнена разными способами. Среди них широко используются кабельные лотки, позволяющие быстро и удобно размещать любое количество проводников. Данные конструкции сделаны из металла, они отличаются прочностью и способностью выдерживать повышенные нагрузки.

Кабельные лотки относятся к категории токопроводящих, поэтому в обязательном порядке требуется заземление металлических кабельных лотков для защиты от поражения током при случайном касании. Данная мера особенно актуальна, когда используются большие объемы кабелей и проводов. В связи с этим, заземление нужно устраивать не менее чем в двух местах основной трассы, и обязательно в одной точке, где заканчивается ответвление линии.

Все лотки соединяются между собой с помощью винтов. В результате получается непрерывная конструкция, с нормальной прочностью и жесткостью. Между секциями существует и определенная металлическая связь, благодаря чему по лоткам может протекать электрический ток. Однако простых конструктивных соединений явно недостаточно для того чтобы их можно было использовать в качестве заземлителя. Для этого требуются дополнительные перемычки, устанавливаемые в определенных местах, или сами лотки должны соединяться соответствующим образом, обеспечивая надежное заземление всего короба.

Изоляция стандартных перемычек маркируется установленной комбинацией, сочетающей желтый и зеленый цвета. Как правило, это проводники с медными жилами, сечением 4-6 мм². Если же данные элементы изготавливаются самостоятельно и при этом используется гибкий провод, состоящий из многопроволочных жил, в этом случае его концы должны быть обязательно опрессованы. Соединительные винты, используемые совместно с перемычками, запрещается применять по другому назначению, например, в качестве креплений.

В комплект винтовых соединений заземляющего устройства входят гайки и шайбы, препятствующие ослаблению креплений. Иногда наборы комплектуются специальными шинками, изготовленными в виде небольших медных пластин. Следует помнить, что конструкция лотка дополняется съемной крышкой, которая не входит в систему заземления и не учитывается при ее устройстве.

Особенности проволочных конструкций

Наряду с обычными конструкциями, проволочные лотки точно так же широко используются в качестве заземления и могут подключаться к системам уравнивания потенциалов. Основным отличием этих изделий от обычных лотков является значительно меньшая площадь контакта, поэтому они соответственно обладают и более низкой электрической проводимостью.

В таких случаях требуется обеспечить необходимые показатели сопротивления на участке между заземляющим устройством и проволочной кабельной трассой. Для таких целей заземление проволочного лотка дополняется специальными заземляющими клеммами.

При условии выполнения этих дополнительных мероприятий, проволочные конструкции по своим показателям начинают заметно опережать обычные изделия:

• Стоимость значительно ниже стандартных конструкций. При больших объемах работ получается большая экономия денежных средств.
• Монтаж осуществляется легко и быстро, без особых физических и материальных затрат.
• Охлаждение кабелей происходит быстрее, чем в обычных лотках.
• Внутри конструкции пыль почти не скапливается, во время обслуживания линий она легко убирается.
• Возможность использования сравнительно простых схем заземления.
• Последующая эксплуатация не требует приобретения каких-либо дополнительных элементов с высокой стоимостью.
• Проволочные заземлительные конструкции выдерживают нагрузки точно так же хорошо, как и стандартные лотки.

Само заземление кабельных лотков проволочной конструкции проходит довольно легко, поскольку сама конструкция обладает хорошей электромагнитной совместимостью. Благодаря так называемому эффекту сетки Фарадея, эффективно подавляются электромагнитные помехи, что совершенно невозможно при использовании конструкций из ПВХ.

Съемные крышки кабельных лотков

Как уже отмечалось, каждый лоток для укладки кабеля закрывается сверху специальной съемной крышкой. Конструктивно она является самостоятельным элементом, не требующим обязательного заземления. Это связано с тем, что крышка сама по себе хорошо защищает от ударов током. Таким образом, вся конструкция в сборе очень легко монтируется и устанавливается на свое место.

Крепления выполняются на подвесах или с помощью винтов, прикручиваемых непосредственно к стене. Заземление кабельных лотков превращает всю поверхность конструкции в заземляющий контур, куда входит и крышка с дополнительными аксессуарами. Для фиксации заземляющего кабеля применяются отдельные болты. Подобная схема заземления металлических лотков гарантирует надежную защиту от действия токов коротких замыканий, проникающих на корпус основной конструкции.

Действующие правила и стандарты не предусматривают устройства отдельного заземления для крышек лотков и прочих быстросъемных элементов. В особых случаях при повышенных требованиях к защите между ними и основной конструкцией могут устанавливаться перемычки и заземляющие провода, обеспечивающие необходимую гальваническую связь.

Технические условия применения лотков в качестве заземления

Использование металлических лотков в качестве заземляющих проводников РЕ возможно только в тех случаях, когда в техническом паспорте имеется соответствующее разрешение. Данные правила подробно изложены в Правилах устройства электроустановок.

Эксплуатация лотков в качестве заземления возможна при соблюдении определенных условий:

• Магистраль с проложенным в ней кабелем, не должна прерываться на всем своем протяжении.
• Площадь сечения лотков должна быть одинаковой на всей линии и достаточной для соединения конструкций между собой так же, как у воздуховодов.
• Все элементы магистрали обеспечиваются гальваническими соединениями.
• Регулярно проверяются крепления в местах соединений, а также работоспособность заземления лотков.

Перед тем как принять решение о том, заземлять или нет металлические кабельные лоткки, необходимо предварительно рассчитать токи коротких замыканий. Полученные результаты позволяют выбрать наиболее подходящие элементы и конструкции для заземляющей системы. Дополнительно рассчитываются минимальные сечения РЕ-проводников в соответствии с требованиями ПУЭ.

По окончании всех расчетов сопоставляются минимальные размеры сечения проводника и площади сечений всех элементов, используемых в магистрали. Расчеты этих параметров выполняются с учетом полной длины трассы.

Проводимость у проволочных магистралей отличается от стандартных конструкций, поэтому они должны использоваться с системой уравнивания потенциалов. Данные системы подключаются в среднем через 20 метров, а более сложные условия эксплуатации требуют такого подключений через 10 метров.

Подключать проволочные сетчатые конструкции следует с использованием специальных заземляющих устройств в виде клемм. Они устанавливаются на стенку лотка, после чего через каждую клемму направляется провод. В местах соприкосновения с проводника удаляется слой изоляции. Применение клемм обеспечивает качественное заземление лотков, устойчивую работоспособность всей системы.

Электрооборудование заземление — Справочник химика 21

    Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей. При этом в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности — при напряжении 500 В н выше. Лишь во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от величины напряжения. [c.162]
    Заземляющие устройства в большинстве случаев являются обшими для защитного заземления электрооборудования, молниезащиты и защиты от статического электричества. [c.178]

    Защитное зануление заключается в присоединении к неоднократно заземленному нулевому проводу питающей сети корпусов и других конструктивных металлических частей, электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но вследствие повреждения изоляции могут оказаться под напряжением. Принципиальная схема зан ления показана на рис. 12.6. [c.162]

    Бункера, технологическое оборудование, трубопроводы пневмотранспорта, пылезаборные узлы и сепараторы и другое оборудование, связанное с приемом, переработкой и перемещением сыпучих материалов, являющихся горючими диэлектриками, должны быть защищены от статического электричества. Заземление электрооборудования и защита от статического электричества оборудования пневмотранспорта должны быть выполнены с учетом требований, изложенных в Указаниях по проектированию силового электрооборудования промышленных предприятий , и Правил защиты от статического электричества в производстве химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности . [c.276]

    Перед началом работы нужно убедиться в исправности электрооборудования, заземлений, ограждений. Необходимо проверить направление вращения ротора, надежно ли закреплен последний на валу центрифуги, не задевает ли нож за ротор и не вибрирует ли центрифуга на холостом ходу. Для этого сначала ротор проворачивается вручную, а затем делается пробное включение мотора. Суспензия заливается в суспензатор при работающей мешалке. [c.240]

    Работы по проверке электрооборудования, заземления токоподводящих устройств вплоть до включения электропитания могут выполнять только специализированные электромонтажные организации. Производить исправления в электропроводке монтажникам не разрешается. [c.277]

    Для защиты людей от поражения электрическим током должны быть предусмотрены общие меры защиты механическое ограждение электрооборудования, работающего под высоким напряжением, системы заземления или зануления оборудования, блокировочные устройства, надежная изоляция проводов. При обслуживании электротехнических устройств применяют индивидуальные средства защиты (изолирующие подставки, коврики, галоши, перчатки) и специально приспособленный инструмент (ключи, клещи и др.). [c.140]

    Осветительное и силовое электрооборудование должно эксплуатироваться в строгом соответствии с нормами и правилами, установленными для каждого вида оборудования. Запрещается вводить в работу электроустановки с нарушенным заземлением, неисправной системой коммутации и защиты, снятыми элементами защитных оболочек и т. д., а также применять режим работы, не предусмотренный техническими данными оборудования. [c.18]

    Подкрановые рельсы, используемые в качестве проводников для заземления электрооборудования кранов и наружных установок, должны быть надежно соединены в двух местах с заземляющим устройством. Концы под- [c.48]

    Занулению подлежат те же металлические конструктивные нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению корпуса машин и аппаратов, баки трансформаторов и др. [c.164]

    Для зданий и сооружений II категории в качестве естественных молниеотводов используют высокие технологические аппараты, дымовые трубы и др. Во всех случаях рекомендуется объединять заземлители защиты от молнии и защитное заземление электрооборудования. [c.110]

    При разработке проекта технологической установки (цеха) НПЗ и НХЗ составляется несколько десятков локальных, смет, в частности сметы на оборудование (стандартное и технологическое, нефтеаппаратуру, насосы, компрессоры, реакторы), трубопроводы и дымопроводы, строительные работы (блоки печей, постаменты, здания насосных и компрессорных, покрытие установки, операторная), отопление и вентиляцию, внутренние и наружные сети водоснабжения и канализации, монтаж оборудования, электроосвещение, силовое электрооборудование, кабельные сети, заземление, автоматизацию и КИП и т. д. [c.230]

    В электрической части проекта должны быть рассмотрены следующие вопросы соответствие исполнения электрооборудования и светильников, установленных во взрывоопасных цехах и отделениях, группе взрывоопасных смесей расположение светильников обеспечение необходимой освещенности рабочих мест наличие запорной арматуры, контрольных и измерительных приборов. При проверке естественного освещения необходимо требовать соблюдение СНиП П.4—79 и выборочно проверить расчет естественной освещенности по методу Данилюка. При проверке искусственного освещения следует требовать соблюдение СНиП П. 4—79 и применения газоразрядных ламп правильность прокладки кабелей во взрывопожароопасных производствах заземление и защита от статического электричества аппаратуры, трубопроводов технологических эстакад, резервуаров, сливно-наливных и других устройств, связанных с переработкой, хранением и транспортировкой горючих жидкостей, газов, пылей мероприятия по грозозащите зданий и сооружений возможность использования элементов зданий и сооружений в [c.51]

    Здания и сооружения второй категории защищаются от прямых ударов молнии отдельно стоящими или устанавливаемыми на самих зданиях и сооружениях неизолированными молниеприемни-ками (стержневыми, тросовыми или сетчатыми). Импульсное сопротивление каждого заземлителя не должно превышать 10 Ом. Допускается объединять заземлители молниеприемников с заземляющими устройствами защиты от вторичных воздействий молнии и защитного заземления или зануления электрооборудования. При толщине металла сооружений или емкостей с горючими жидкостями и газами более 4 мм (наружные взрывоопасные установки класса В-1г) не требуется устанавливать молниеприемники и токо-отведы, а достаточно присоединить металлический корпус емкости или другого защищаемого сооружения второй категории к зазем-лителям. Для наружных установок класса В-1г импульсное сопротивление заземлителей не должно превышать 50 Ом. [c.155]

    Провода, используемые для присоединения заземления металлических корпусов электрооборудования к заземленной нейтрали трансформатора или генератора, должны иметь такое сечение, чтобы проводимость их была не менее 50% проводимости фазного провода. [c.54]

    Защита от электростатической индукции обеспечивается присоединением всего оборудования и аппаратов, находящихся в зданиях (сооружениях) и в установках, к защитному заземлению электрооборудования.  [c.361]

    В процессе эксплуатации проверяют состояние нулевого провода и его соединения с заземленными металлическими корпусами электрооборудования. [c.54]

    Капитальные ремонты проводят для восстановления работоспособности оборудования после длительного периода его эксплуатации или ослабления и выхода из строя отдельных основных узлов и элементов. При капитальном ремонте электрооборудования особое внимание уделяют полному восстановлению изоляции, контактов коммутационной аппаратуры, кожухов клеммных щитков и других защитных элементов, состоянию элементов заземления, наладке релейной защиты блокировочных устройств контрольно-измерительных приборов и др. [c.75]

    При перерывах бригада удаляется из распределительного устройства, наряд остается у руководителя работ плакаты, ограждения и переносные заземления остаются на своих местах. После окончания перерыва ни один из членов бригады не имеет права войти в распределительное устройство в отсутствие руководителя или наблюдающего. Ежедневно, после окончания рабочего дня, руководитель работ сдает наряд допускающему. Перевести бригаду на новое рабочее место может только допускающий, а на электроустановках без оперативного персонала — ответственный руководитель. Перевод оформляется в наряде за подписью допускающего или ответственного руководителя. После полного окончания работ принимают рабочее место, закрывают наряд и включают электрооборудование. Предварительно последовательно [c.82]

    Компрессор сжимает токсичный и взрывоопасный газ. В связи с этим в конструкции сальников предусмотрен подвод продувочного газа применены предохранительные клапаны закрытого типа с отводом протечек во всасывающую линию. Электродвигатель выполнен во взрывозащищенном исполнении с заземлением корпуса, а электрооборудование и приборы в соответствии с ГОСТ 12.1.011—78 рассчитаны на эксплуатацию в помещениях, где может образовываться взрывоопасная смесь. [c.331]

    Механические повреждения схем защитного заземления аппаратов, трубопроводов, кожухов термоизоляции, коробов вентиляционных систем, корпусов электродвигателей и электрооборудования. При этом возможно скопление зарядов статического электричества на поверхности трубопроводов, аппаратов и появление (при замыкании на корпус) напряжения на корпусах оборудования, что может послужить импульсом для возникновения взрыва и пожара, вызвать поражение обслуживающего персонала электрическим током. [c.63]

    Ряд исследователей предлагает для увеличения входного сопротивления защищаемых трубопроводов отключать контуры защитных заземлений с помощью полупроводниковых вентилей или изолирующих фланцевых соединений. Однако другие авторы считают, что применение полупроводниковых вентилей сдерживается из-за наличия потенциала отрицательной полуволны при пробое изоляции электрооборудования. [c.101]

    Для создания безопасных условий работы должна быть обеспечена необходимая вентиляция электролизных цехов, выполнено заземление корпусов электрооборудования и изоляция ванн и электроустановок в соответствии с требованиями техники безопасности. [c.273]

    Текущий ремонт защитных устройств должен выполняться одновременно с ремонтом электрооборудования и электропроводки заземленного технологического оборудования. [c.181]

    Организует систематическую проверку состояния заземления всего электрооборудования предприятия. [c.99]

    Электроосвещение и силовое электрооборудование пунктов — во взрывобезопасном исполнении. От прямых ударов молний здания пунктов защищаются отдельно стоящими молниеотводами. Защита от вторичных проявлений молний достигается путем заземления всех металлических конструкций. [c.34]

    Зануление в схемах с глухим заземлением нейтрали является основной мерой обеспечения безопасности от действия электрического тока при замыкании токоведущей шнны на металлическую оболочку электрооборудования и возникновении напряжения прикосновения и шага. На рис. 17 показана схема соединения корпусов электрооборудования с нулевым проводом при заземленной нейтрали. [c.52]

    Если нет повышенного ионизирующего излучения, РТП, получив необходимую информацию и письменный допуск на проведение работ по тушению пожара, через администрацию объекта принимает меры по отключению и заземлению горящих электротехнических установок и оборудования, приводит в действие имеющиеся автоматические установки и системы пожаротушения, определяет помещения, где возможно или невозможно пребывание личного состава, отключает электрооборудование, представляющее опасность поражения током личного состава, проводит инструктаж личного состава по правилам техники безопасности. [c.336]

    Одним из импульсов воспламенения горючих веществ, могущих вызвать взрывы оборудования и пожары, является молния — мощный электрический разряд атмосферного электричества. Наибольшему воздействию молнии подвергается высокое оборудование, имеющее малое электрическое сопротивление. Система защиты от молнии состоит из молниепрнемников, токоот-вода и заземлителя. Заземлители системы молниезащиты совмещают с защитным заземлением электрооборудования. [c.576]

    Правила безопасной эксплуатации электрооборудования и вопросы профилактики электротравматизма достаточно подр обно освещены в литературе. Мы остановимся только на общих вопросах защиты от поражения электрическим током. Все токоведущие части электрооборудования и электродвигатели должны быть заземлены. Технологическое оборудование, сооружения и трубопроводы имеют защитное заземление от разрядов статического электричества, которое возникает в результате трения при движении по трубопроводам газов и аммиака. Кроме того, здания и сооружения цехов защищены от разрядов атмосферного электричества. Правила эксплуатации молниезащиты изложены специальных цеховых инструкциях. Обслуживающий персонал должен выполнять правила эксплуатации электрооборудования и электроустановок, знать способы освобождения пострадавшего от тока, уметь делать иокусственное дыхание. [c.29]

    Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении нанря-лсения на конструктивных частях электрооборудования, т. е. при замыкании на корпус . [c.160]

    Следует всегда помнить, что обеспечение электробез-опаености в таких системах связано с учетом режима нейтрали. Например, в системах с глухозаземленной. нейтралью трансформатора основной мерой защиты от поражения электрическим током служит зануление — заземление всех корпусов электрооборудования жестким присоединением к нулевому проводу, что обеспечивает [c.27]

    Объектами без повышенной опасности являются административные помещения, комнаты отдыха, помещения диспетчеров, если эти помещения имеют нетокопроводящие основания, а электрооборудование находится на расстоянии не менее 1,2 м от отопительных радиаторов или других заземленных металлических предметов и если такие элементы ограждены изолирующими щитками. [c.32]

    Основную опасность при эксплуатации ДСП представляет, как и у Е1СЯКОГО высоковольтного оборудования, возможность поражения персонала электрическим током. Поэтому необходимо, чтобы при проектировании установки были выполнены все требования Правил устройства электроустановок, а в эксплуатации удовлетворялись требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей. Помимо высоковольтного оборудования, расположенного в отдельном помещении, снабженного блокировкой, электрооборудование на стороне НН также является опасным, так как у наиболее мощ-ных современных печей фазное напряжение относительно земли может достигать 500, а в случае заземления одной из фаз —850 В. Между тем короткая сеть печи имеет неогражденные участки, в первую очередь электроды, электрододержатели и трубы токоподвода на стойках. С этими участками возможно соприкосновение персонала при перепуске электродов и уплотнении электродных отверстий. [c.209]

    Мерами по защите от повреждений током являются заземление корпусов электрооборудования, сток отработанного электролита из ванн по лоткам и желобам иг изоляционного материала, изоляторы под ваннами и обслуживающими площадками, которые предохраняют от попадания ка них растворов выгрузка катодов и анодов при тщательной изоляции крюков электродов или траверс от крана (если выгрузка протекает отдельными электродами вручную) и обеспечении обслуживающего персонала резиновыми перчатками, сапогами, передниками. Для серии ванн установлен контроль изоляции с сигнализацией на преобразовательную подстанцию серии имеют противоаварий-ную блокировку, шинопроводы покрыты лаками и красками, их обеспечивают надежными креплениями и изолируют от земли. Каждая ванна тщательно изолирована от соседних и от рабочего пола. Для ремонта ванны шунтируют. [c.435]

    Заземление электрооборудования предусматривается в соот-зётствии с требованиями ПУЭ.  [c.221]

    I — автотягач Урал-377С 2 — опора передняя 3 — цистерна вместимостью 15 м — клапан предохранительный 5 — опора передняя б — установка электронасоса 7 — установка приборов — опора задняя 9 — заземление ю — электрооборудование  [c.101]

    Кроме того, по инструкции СН305-77 для защиты от заноса высоких потенциалов по подземным металлическим коммуникациям (трубопроводы, кабели, в том числе проложенные в каналах и туннелях) необходимо при вводе в сооружеще присоединить их к заземлителям защиты от электростатической индукции или защитному заземлению электрооборудования. [c.22]

    Чтобы обеспечить нужные параметры при увеличении напряжения линий, необходимо увеличить габариты конструкций опор, что влечет за собой их чрезмерное удорожание. С другой стороны, превышение нужных параметров [61, 68] в значительной степени способствует повышению интенсивности коррозионного процесса подземных сооружений. Известно, что падение потенциала на протяженном сооружении происходит по экспоненциальному закону. По закону экспоненциального конуса происходит падение потенциала между двумя одиночными стержневыми заземлениями. Зоны земли вблизи заземлителя практически оказывают наибольшее сопротивление прохождению тока. Эти зоны принято называть зонами растекания. Зона земли за пределами растекания называется зоной нулевого потенциала. Зона нулевого потенциала характеризуется наименьшим сопротивлением зе,мли, поэтому а ней практически не обнаруживается падения потенциала. Если в зону растекания укладывается проводник, например трубопровод, таким образом, чтобы он проходил и через нулевую зону, то в трубопроводе возникает электрический ток, обусловленный интегральным напряжением зоны растекания и нулевой зоны. Правилами ПУЭ в четырехпроводных сетях переменного тока и в трехпроводных сетях перемешюго тока напряжением до 1000 В обязательно предусматривается глухое заземление нейтрали. Все металические части электрооборудования соединяются с нулевым проводом и заземляются с нейтралью. Сопротивление заземлителя нейтрали и сопротивление заземлителя оборудования оказываются, как правило, различными, а поэтому и потенциалы указанных заземлителей различны, что обусловливает появление в земле тока, резко увеличивающегося при обрыве нейтрали. [c.124]

    Для полной гарантий надежности заземления в Правилах защиты от статического электричества (М. Атомиздат, 1972) пред усмотрены заземляющие устройства с сопротивлением растеканию тока не более 100 Ом. Заземляющие устройства для защиты от статического электричества разре-щается объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования и вторичных проявлений молний. [c.60]

---

Профессиональное заземление кровли от специалистов

Профессиональное заземление кровли – обязательно ли?

Здания любой высоты и предназначения нуждаются в защите от попадания в них ударов молнии. Заземление кровли – это лучшее решение в обеспечении безопасности сооружения и его жильцов. Независимо от рода материала кровли, любая из незащищенных построек может быть подвержена ударам стихии. Молниезащита обязательна для общественных или промышленных зданий, построек, высота которых превышает высоту остальных сооружений, конструкций которые имеют в себе мощные металлические детали. Для частных домов обязательно заземление металлических крыш, включая медные и оцинкованные.

Почему стоит использовать навыки профессионалов МЗК-Электро?

Мы работаем в сфере заземления кровли, начиная с 2008 года. За это время налажена система поставки качественных деталей и оборудования для создания профессиональной молниезащиты. Сегодня существует множество вариантов создания надежной системы громоотводов и заземления, которые наши профессионалы знают до мелочей. Из важных преимуществ сотрудничества с нами стоит выделить следующие:

• гарантия качества на 2 года, включая и показатели электрического сопротивления;
• наличие всех необходимых для проведения работ сертификатов, что служит гарантией качества и ответственности наших сотрудников;
• надежные и проверенные временем лучшие поставщики материалов и деталей;
• неограниченность в сложности или масштабах работы;
• выезд на объект оплачивается нашей компанией;
• всегда разумные цены;
• предоставление нескольких вариантов выполнения заземления кровли, заказчик выбирает наиболее подходящий вариант;
• наши инженеры учитывают ценовую политику и пожелания клиента;
• на объекте работает только наша техника, и только наши бригады.

Основные технические моменты в обустройстве надежного заземления кровли

Чтобы защита от попадания молнии действительно работала, заземляющая конструкция должна иметь ряд деталей или узлов:

• заземленный контур или контур заземления;
• соединяющая шина;
• молниеприемники;
• дополнительная автоматика для отключения электрической питающей сети в здании.

Все эти элементы имеют свои технические показатели и обязательные характеристики, при несоблюдении которых происходит снижение качества защиты и может приводить к возгоранию постройки.

Чтобы заземление кровли сработало в нужный момент, необходим опыт, навыки и наличие специального оборудования.

Кроме того, перед выбором некоторых параметров узлов заземляющего устройства, необходимо проводить расчеты с учетом особенностей почвы, местности и высоты самого здания.

Также не последнюю роль играет род покрывного материала крови. Для металлических конструкций, молниеприемником может служить сам покрывной материал. В таком случае, обязательным условием является качественный электрический контакт между листами металла. Если толщина листовой стали, применяемой на кровле менее 1мм, то рекомендовано установить дополнительную тросовую систему молниеприемника. В согласии с РД 34.21.122-87, металлическая кровля, служащая одновременно и молниеприемником, должна иметь не менее двух контактов с соединяющей шиной. Для правильной и надежной работы заземления кровли, должен выполняться ряд требований, установленных ГОСТ и изложенные в РД 34.21.122-87, пунктах 2.11, 2.6, 2.7, 2.12, в некоторых случаях возможно использование железобетонного фундамента в качестве заземляющего контура, если выполняются условия пункта 2.2.

В промышленных или общественных зданиях, где возможно появление мощного электромагнитного поля, металлическая кровля и стальные корпуса внутри помещения защищаются заземлением от статического электричества. В таком случае используются нормы определенные в ПУЭ Глава 1.7.  

Заземляющий контур  

Контур заземления – это металлическая конструкция, которая обычно представляет собой вертикальные металлические стержни, погруженные в землю на максимальную глубину. Минимальная глубина 2,5 – 3 метра. Металлический предмет должен иметь максимально возможную площадь поверхности, чтобы обеспечить наилучший контакт с почвой и минимальное электрическое сопротивление.

В качестве деталей для заземляющего контура используются стальные уголки (минимальный размер 50×50), стальная арматура (сечение от 12мм), также может использоваться металлическая бочка, выполненная из толстого листового металла (не менее 3 – 4мм). В состав контура заземления входит как минимум три железных сердечника или стальных уголка, которые соединяются между собой с помощью стальной полосы (сечение не менее 40×4мм), приваренной к каждому из них и образующей форму треугольника. Данная конструкция должна быть полностью погружена под землю, на глубину непромерзания почвы. Обычно это около 80см. Для улучшения контакта конструкции с почвой, рекомендуется отводить дождевую воду на участок, где установлен контур.

Соединяющие шины

Заземляющий контур соединяются с деталями молниеприемника с помощью шины. В качестве шины может использоваться стальная полоса 40×4 мм. Она приваривается к соединяющей конструкции и выводится к электрическому щиту через траншею. Глубина прокладки заземляющей полосы не менее 70 – 80 см. Далее в конструкции и подключении системы заземления могут использоваться медные, стальные оцинкованные, алюминиевые и проводники из нержавеющей стали. Основное условие – соблюдение правил при выборе сечения проводника. Так как сила тока при ударе молнии может достигать 10 – 300 000 А, проводник должен иметь достаточный запас прочности, чтобы выдержать нагрузку, при этом не нагреваться до предельных и опасных температур. Диаметры сечений проводников подбираются по техническим справочникам.

Молниеприемники

Молниеприемник – это конструкция, служащая для приема и передачи разряда молнии на токоотводящую шину или кабель. Молинеприемником может служить и сама кровля, если она выполнена из металла или меди. Однако, в такой ситуации, обязательным условием является надежный контакт между листами покрывного материала, так как на конечном этапе, сопротивление заземляющей конструкции не должно превышать 4 Ом.

Конструкции молниеприемников и их технические параметры определяются в согласии с РД 34.21.122-87, пунктом №3. Выбор конструкции молниезащиты производится в согласии с присвоенной зданию категорией опасности. Определение категории молниезащиты выполняется в согласии с РД 34.21.122-87, пунктом №5.

Дополнительная автоматика

Для защиты от повреждений высокими токами, устанавливается ряд автоматических выключателей, которые настроены на срабатывание при повышении магнитного поля заземляющего проводника. Такие устройства отличаются повышенной скоростью срабатывания и требуют профессионального подбора и настройки.

Дальнейшее обслуживание системы заземления

После выполнения монтажа и подключения заземляющей конструкции, в ходе эксплуатации необходимо выполнять регулярный замер величины сопротивления. Наша компания предлагает также сервис систем громоотводов, включая отслеживание величины сопротивления изоляторов и самого заземления. 

Заземление судового электрооборудования и кабелей

Заземлить какой-либо элемент — это значит электрически надежно соединить его с землей. В теории землей считается такая точка поверхности, потенциал которой без существенной ошибки можно принять равным нулю. На судах землей считается металлический корпус судна, находящегося на плаву, а при неметаллическом корпусе — металлические листы на наружной поверхности корпуса, расположенные ниже грузовой ватерлинии (заземлители).

Различают пять видов заземлений: грозозащитное, для снятия статических зарядов, рабочее, защиты от помех радиоприему, защитное.

Грозозащитное заземление предназначено для предотвращения возникновения пожара, повреждения оборудования из-за грозового разряда атмосферного электричества на один из выступающих конструктивных элементов судна. Система грозозащитного заземления на судах с неметаллическим корпусом состоит из грозоуловителей, отводящих проводов и заземлителей. На судах с металлическим корпусом достаточно грозоуловитель надежно соединить с выступающей металлической конструкцией, на которой он установлен.

Заземление для снятия статических зарядов служит для предотвращения искровых зарядов статического электричества.

Примером заземления для снятия статических зарядов может служить заземление трубопроводов танкеров. При перекачивании по трубам нефтепродуктов в результате трения жидкости о стенки трубопровода возникают заряды, электрический потенциал которых может быть выше потенциала заземленных береговых трубопроводов. В этом случае при соединении судового и берегового нефтепроводов возникнет искра. Во избежание этого при соединении нефтепроводов на танкерах применяют специальную схему, позволяющую заземлить корпус судна до соединения трубопроводов. Заземляющая схема состоит из однополюсного рубильника, смонтированного в металлическом корпусе и расположенного в помещении третьей категории, двух клемм со специальными гайками, позволяющими заворачивать их вручную, и соединительного кабеля сечением не менее 16 мм2. Каждая из клемм также смонтирована в металлическом корпусе и установлена на надстройке на разных оортах. Губки рубильника надежно соединены с корпусом судна, а нож — с помощью кабеля с каждой из клемм, к которым в свою очередь подключен кабель, имеющий электрическое соединение с береговым заземлением. Нефтепровод должен иметь по всей Длине надежное (сварное) соединение с корпусом судна. Фланцы нефтепровода соединены между собой специальными приваренными к трубам скобами.

Рабочим называется заземление одной или нескольких точек сети, необходимое для обеспечения работы установки в нормальных или аварийных условиях. Применяется в однопроводных системах и устройствах — на катерах и быстроходных пассажирских судах, а также в стартерных цепях, в схемах контроля сопротивления изоляции и т. п.

В качестве участков токопроводящей цепи при рабочем заземлении используют корпус судна или части судовых конструкций (фундаменты, стрингеры и т. п.). При выполнении этого вида заземления особое внимание следует обращать на то, чтобы рабочий ток, достигающий иногда больших значений, не мог проходить по вало-проводам, подшипникам, трубопроводам, цистернам для различных жидкостей, баллонам для сжатых газов и другим системам, устройствам и механизмам. Так, прохождение постоянного тока через подшипники вызывает их коррозию и постепенный выход из строя; прохождение тока по бензопроводу при плохом контакте может привести в конечном итоге к пожару.

Недопустимо использовать в качестве обратного провода металлические оплетки кабелей, так как они не рассчитаны на длительное прохождение по ним рабочего тока.

В случае применения для рабочей цепи металлических конструкций судна должна быть обеспечена надежность контактов в соединениях и непрерывность электрических соединений по всей ее длине. Рабочее заземление корпусов судового электрооборудования выполняют в основном по той же технологии, что и защитное заземление.

Соединение отрицательного провода с корпусом при однопроводной канализации необходимо осуществлять зачисткой до металлического блеска места соприкосновения наконечника с поверхностью корпуса. Наконечник заземляющего провода закрепляют сразу после зачистки и закрашивают место установки наконечника масляной краской под цвет помещения. После окончательной окраски помещения судна в месте крепления наконечника кистью по трафарету наносят красной или желтой краской круглый знак диаметром 30 мм.

Подключение отрицательного провода под винты и болты крепления кабеля и оборудования не допускается. Этот провод должен быть как можно более коротким, поэтому присоединение отрицательного провода производят, как правило, за первой скобой крепления.

Заземление для защиты от помех радиоприему — одно из мероприятий, улучшающих работу радиоприемной аппаратуры на судах. Сосредоточение на судне большого количества различного искрящего электрооборудования, расположение кабельных трасс вблизи антенн приводит к большим помехам в работе радиоаппаратуры. Уровень шумов может во много раз превышать уровень полезных сигналов. Помехи могут быть значительно уменьшены и даже полностью устранены применением мер, предусмотренных проектом судна, и тщательным их выполнением.

Для снижения уровня помех от электрооборудования применяют фильтры, а также экранирующие оплетки с последующим заземлением.

На рис. 1 показано включение фильтра, состоящего из дросселей, являющихся большим сопротивлением для помех, и конденсаторов, легко пропускающих помехи высокой частоты, отводя их на корпус, и не пропускающих низких частот. На судах используются фильтры различных типов с дросселями и конденсаторами или только с конденсаторами.

Большое значение в вопросе устранения помех радиоприему имеет обеспечение непрерывности экранирования — надежного соединения корпусов приборов с экранами подключаемых к ним кабелей. При этом не должно быть не защищенных экраном участков соединений, через которые могли бы излучаться паразитные электромагнитные поля или наводиться напряжения и токи помех. На судах используются различные способы осуществления непрерывности экранирования: распайка оплетки кабеля на шайбу и поджатие ее в высокочастотных фишках или экранированных штепсельных разъемах, соединение экранирующих оплеток кабеля с сальником с помощью гибких перемычек, прядей экранных оболочек, специальных зажимов или токопроводящей краски.

При выполнении заземления с целью обеспечения непрерывности экранирования следует иметь в виду, что длина заземляющих перемычек должна быть минимальной, так как с увеличением длины возрастает активное и индуктивное сопротивления провода токам высокой частоты, что приводит к снижению эффективности защиты от помех радиоприему. Заземляющие провода и ленты должны быть проложены с минимальным количеством углов, поворотов, петель, приводящих к возрастанию индуктивного сопротивления.

Незаземленная металлическая оплетка кабеля служит хорошим проводником для распространения радиопомех, что свидетельствует о тесной связи экранирования кабелей с заземлением экранирующих оплеток. Различают линейное и концевое заземление экранирующих оплеток кабелей. Линейное заземление выполняют в местах крепления кабелей по трассе (под скобами, у подвесок), концевое — в местах ввода кабелей в электрооборудование. Технология выполнения линейного или концевого заземления зависит от марки кабеля.

Помехи влияют также и на работу систем автоматики. Для их Устранения принимают те же меры, что и для защиты радиоприема.

Рис. 1. Включение фильтра, состоящего из двух дросселей и двух конденсаторов.

Защитные заземления предохраняют человека от поражения электрическим током в случае, если он касается корпуса электротехнического изделия с неисправной электрической изоляцией. Такие заземления предусматривают для стационарного электрооборудования с рабочим напряжением выше 50 В постоянного тока и 30 В переменного тока и переносного электрооборудования с рабочим напряжением соответственно выше 24 и 12В.

Защита от поражения обеспечивается путем создания малого сопротивления между корпусами электротехнических изделий и корпусом судна; падение напряжения на этом сопротивлении, возникающее в случае повреждения изоляции, не будет превышать безопасной для жизни человека величины.

Обычно узел заземления одновременно является составной частью системы защиты радиоприема от помех.

Заземление судового электрооборудования может быть выполнено посредством заземляющих шин, с помощью одной из жил подходящего к электрооборудованию кабеля, путем непосредственного контакта электрооборудования с корпусом или конструкциями судна. Выполнение заземления корпусов судового электрооборудования является защитным и, кроме того, обеспечивает защиту от помех радиоприему.

В качестве заземлителей на судах с металлическим корпусом используют детали корпусного набора и конструкции общесудовых систем. Исключением являются трубопроводы цистерн, баллонов и других емкостей для сжатых газов и горючих жидкостей. На судах с неметаллическим корпусом заземлителями служат металлические листы и ленты, проложенные снаружи корпуса, с подсоединенными специальными шинами заземления, на которые в свою очередь заземляют судовое электрооборудование и кабели. Места заземления указывают в чертежах проекта.

На судах с неметаллическим корпусом заземление электрооборудования производят под одной лапой на шину заземления. Технология заземления судового электрооборудования зависит от метода установки оборудования.

При установке электрооборудования без амортизаторов контактные поверхности лап и металлических конструкций для их крепления зачищают до металлического блеска и сразу смазывают тонким слоем технического вазелина. Вазелин служит для создания барьерного слоя, препятствующего проникновению влаги в контактное соединение. На величину переходного сопротивления тонкий слой вазелина практического влияния не оказывает, так как при креплении оборудования он легко выжимается из контактных бугорков соединения. После закрепления электрооборудования периметр контактных поверхностей окрашивают густотертым суриком при соединении стальных поверхностей или цинковыми белилами при соединении поверхностей из легких сплавов. Слой краски служит еще одним барьером для проникновения влаги в контактное соединение.

Рис. 2. Заземление корпуса прибора, устанавливаемого на скобах.
1 — болт; 2 —гайка; 3 — шайба пружинная; 4 — шайба; 5 — шайба латунная луженая.

Технология заземления электрооборудования, устанавливаемого па судах с неметаллическим набором, ясна из рис. 3.

Рис. 3. Заземление корпуса прибора на ленту заземления,
1 — болт; 2 —шайба пружинная; 3 — гайка; 4 — лента заземления медная.

Рис. 4. Заземление корпуса прибора, имеющего шпильку заземления.
1 — гайка; 2 — шпилька заземления; 3 — шайба пружинная; 4 — лента заземления медная; 5 — шайбы.

Вели на корпусе прибора имеется специальная шпилька заземления, ленту заземления подключают к этой шпильке.

На рис. 5 показано соединение отводов ленты с основной лентой заземления. Изготовление и прокладку ленты заземления и ее отводов производят по чертежам проекта. Основную ленту заземления и ее отводы крепят с помощью винтов (по дереву с помощью шурупов), которые располагаются в шахматном порядке на расстоянии 200—300 мм.

Заземление корпуса электрооборудования на бонку из легкого сплава показано на рис. 4.40. При заземлении электрооборудования, устанавливаемого на металлических амортизаторах типа АКПО, контакт обеспечивается путем зачистки лап электрооборудования и скоб. Если электрооборудование устанавливают на металлорезиновых амортизаторах, например, типов А-С, АКСС, то корпуса заземляют с помощью гибких перемычек изготовленных из медной луженой ленты.

Рис. 5. Соединение отводов ленты с основной лентой заземления.
1 — шпилька заземления; 2— отвод ленты; 3 — заклепки; 4 — лента основная; 5 — винты (шурупы).

Рис. 6. Заземление корпуса электрооборудования на бонку из легкого сплава.
1 — шайбы латунные луженые; 2 — шайба пружинная; 3 — болт; 4 — бонка.

Контактные поверхности лап электрооборудования и амортизаторов зачищают до металлического блеска.

Металлические корпуса переносных электрических приборов заземляют с помощью третьей жилы питающего кабеля, последнюю соединяют с заземляющим контактным штифтом штепсельной вилки. Штепсельные вилки и штепсельные розетки имеют такую конструкцию, что контакт между заземляющим штифтом вилки и заземленным гнездом розетки при включении создается раньше, а при отключении разрыв этого контакта происходит позже, чем у токоведущих частей штепсельного соединения.

Заземление корпусов выключателей, соединительных коробок, корпусов светильников и подобной арматуры при установке ее на изоляционную обшивку и при наличии внутри таких изделий винта заземления также можно производить с помощью третьей (четвертой) жилы питающего кабеля. Аналогично заземляют корпуса взрывозащищенной арматуры, при этом соединение заземляющей жилы с корпусом судна выполняют во взрывобезопасном помещении.

Сечение заземляющего проводника обычно павно сечению рабочей жилы, но не менее 15 мм2 при сечении питающего кабеля до 16 мм2. Если площадь поперечного сечения питающего кабеля больше 16 мм2, минимальное сечение заземляющего проводника должно быть равно половине сечения питающего кабеля, но не менее 16 мм2.

Для заземления панцирных оплеток или кабелей со свинцовыми оболочками под крепящими скобами необходимо снять скобу, крепящую кабель, и зачистить наждачной

бумагой до блеска места вокруг крепежных отверстий, не нарушая антикоррозионного покрытия. После выполнения заземления периметр скобы окрашивают густотертым суриком.

Заземление оболочек кабелей, закрепленных в подвесках, производят медными лужеными шинами сечением 0,2×1 мм2, присоединяемыми к винтам заземления, которые установлены на подвеске или па наборе корпуса судна.

Рис. 7. Типовой узел заземления корпуса прибора, имеющего болт (винт) заземления.
1 — винт; 2 — шайба пружинная; 3 —шайба; 4 — наконечник; 5 — перемычка заземления; С — бойка стальная или из легкого сплава; 7 — болт.

Рис. 8. Заземление одиночных кабелей под скобой.
1 — кабель; 2 — скоба; 3 — шина заземления; 4—пропаянный участок экранирующей оболочки кабеля.

Шины заземления припаивают к каждому кабелю в двух точ ках. Места заземления окрашивают густотертым суриком. Места заземления, расположенные на открытых палубах, окрашивают зеленой эмалевой краской, а во внутренних помещениях судна—, бордовой краской. Это делается для облегчения отыскания мест заземления при периодическом наблюдении за ними.

Рис. 9. Заземление кабелей, закрепленных в подвесках.
1 — кабели; 2—подвеска; 3 — шина заземления; 4 — винт заземления; 5 — бонка.

Рис. 10. Заземление кабеля при вводе в прибор:
а — на винт заземления прибора; б — на винт заземления гайки сальника. 1 — кабель; 2 — манжета заземления; 3 — винт заземления; 4 — шайба пружинная; 5 — втулка; 6 — гибкая перемычка; 7 — сальник.

Рис. 11. Заземление оболочек кабелей у прибора.
1 — кабель со свинцовой оболочкой; 2 — кабель с панцирной оплеткой; 3 — втулка; 4 — винт заземления; 5 — шина заземления; 6—место припайки.

Линейное заземление металлических оболочек судовых кабелей можно выполнять с помощью специальных токопроводящих покрытий, представляющих собой смесь порошка из бронзы или латуни с эпоксидным компаундом. Процесс заземления заключается в том, что на тщательно очищенную скобу наносят токопроводящую массу, после чего скобу устанавливают на место.

На рис. 10 дан пример заземления панцирных оплеток кабеля с помощью перемычки заземления.

При вводе в прибор нескольких кабелей заземление их оболочек выполняют так, как показано на рис. 11.

Если на корпусе прибора отсутствуют винты заземления, то шину заземления крепят под

лапы прибора, предварительно зачищаемые до металлического блеска. Толщину шины обычно принимают 0,5—1 мм, ширину 20—25 мм.

Концевое заземление оплеток кабелей некоторых марок может быть осуществлено с помощью перемычки, изготовленной из оплетки заземляемого кабеля. При этом длина перемычки должна быть минимальной и не превышать 70 мм.

Рис. 11. Перемычка заземления, изготовленная из оплетки кабеля.
1 — бандаж; 2 —перемычка; 3 — наконечник.

Рис. 12. Концевое заземление оплеток кабелей токопроводящим покрытием.

Различные сочленения металлических частей рангоута, такелажа, крышек люков подвержены коррозии и имеют переменные величины переходных сопротивлений, резко меняющихся при качке, ветре и вибрации. Вследствие изменения сопротивления переходных контактов образуются электрические контуры, имеющие переменные параметры. Эти контуры, находясь в электромагнитном поле, создаваемом судовыми радиопередатчиками, возбуждаются или сами получают электромагнитные колебания с широким диапазоном частот. В связи с этим на судах должно быть обеспечено постоянство переходных сопротивлений контактов металлических частей, расположенных на верхних палубах. Это достигается либо созданием надежного контакта между этими частями посредством установки специальных перемычек, либо тщательным изолированием сочленяемых деталей.

Рис. 13. Заземление коуша со скобой.
1 — гибкая перемычка; 2 — наконечник; 3 — сварка; 4 — корпус судна.

Рис. 14. Установка шунтирующей перемычки на трубе.
1 — скоба; 2 — муфта соединительная; 3 — контргайка; 4 — труба; 5 — кабель.

Заземляющую перемычку изго-Ч0вляют из оцинкованной полосовой стали размером Зх 18×150 мм Т до затяжки кабеля в трубу приваривают к ней. Крепление перемычки к переборке осуществляется через стальную оцинкованную планку, являющуюся протектором.

Рис. 15. Заземление трубы при проходе через переборку из легкого сплава.

При проходе трубы через стальную переборку заземление выполняют с помощью такой же перемычки, привариваемой и к трубе и к переборке.

Неопровержимых фактов о приклеивании к стали

Знаете ли вы особые требования к заземлению при приклеивании к стали?

Когда вы думаете о заземлении, вы можете представить себе проводники заземляющей сети, электроды, межсоединения — все закопано в почву. Но многие токи, которые эти компоненты должны переносить и рассеивать, входят в систему под землей от конструктивного элемента над уровнем земли. Приклеивание заземляющего проводника к строительной конструкции редко требует адекватного планирования или выполнения.А это снижает целостность заземления.

Склеивание со сталью — один из самых сложных типов заземляющих соединений. Обычно два применения требуют приклеивания к стали: (1) заземление внутренних и наружных конструкций, арматурных стержней (арматуры) в бетонных конструкциях, ограждений и ворот, стальных ограждений и т. Д. (2) электроснабжения; сигнальные и силовые крепления к железнодорожным рельсам и крепления на подкрановых рельсах.

Вы можете выполнять соединения с помощью механических наконечников, обжимных или компрессионных наконечников или наконечников, сваренных экзотермически.Для хорошего соединения соблюдайте следующие правила:

• Используйте проушины с двумя отверстиями, а не с одним отверстием. В случае сотрясения проушина с одним отверстием может перекрутиться и ослабить соединение со сталью.

• Всегда используйте луженый наконечник. Луженая медь уменьшает коррозионную ячейку между медным наконечником и сталью.

• Используйте подходящее оборудование — не пытайтесь предугадывать конструкцию разъема.

• Правильно затягивайте болты для достаточного зажима без деформации.

• Очистите и высушите поверхности (выступ и сталь).Коррозия увеличивает сопротивление.

• Периодически проверяйте все механические соединения в течение всего срока службы оборудования, системы или объекта. Тестируйте и поддерживайте, чтобы гарантировать непрерывную работу.

Механические соединения. Механические проушины имеют два биметаллических интерфейса. Один находится между проводником и наконечником: другой — между наконечником и стальной поверхностью.

Никакая металлическая поверхность не является идеально гладкой. Когда две поверхности соприкасаются, они соприкасаются только кончиками выступов (неровностей).Таким образом, фактическая площадь контакта для прохождения тока намного меньше, чем кажущаяся площадь контакта. Это создает контактное сопротивление между сопрягаемыми поверхностями механических соединений.

Поскольку заземляющие проводники обычно из меди, а заземляющие зажимы обычно из медного сплава или стали, при использовании зажима создается биметаллическая пара (медь и сталь). В присутствии влаги возникает коррозионная ячейка, в которой сталь подвергается коррозии, защищая медь. Независимо от того, насколько плотно вы затягиваете соединение, биметаллический интерфейс все равно существует; и коррозия, которая увеличивает сопротивление соединения.

Механические соединения бывают двух типов:

• Устройство захватывает проводник внутри соединителя и удерживает поверхность соединителя напротив конструкции.

• Устройство прижимает провод к конструкции.

Внутри этих стилей много форм. Для крепления к круглой поверхности, например к столбу забора, используйте U-образный болт вокруг столба.

Соединения экзотермически сварные. Экзотермическое сварное соединение устраняет биметаллическую поверхность раздела проводник-сталь.Сварное соединение не имеет механической границы на электрическом пути между двумя разнородными металлами. Следовательно, на пути тока не может возникнуть биметаллическая коррозия.

Соединения с арматурой представляют собой особую ситуацию из-за деформации стержней. Если не стачивать деформации, механический соединитель будет контактировать с арматурой только в паре «высоких» точек. В результате получается соединение с высоким сопротивлением. Экзотермическое соединение не требует стачивания деформаций.

Подготовка поверхности. Независимо от типа соединения, вы должны удалить весь изоляционный материал (краску, смазку и т. Д.) Со стали, а также любую ржавчину или прокатную окалину, чтобы обеспечить хорошее соединение. На оцинкованных поверхностях экзотермически сварные соединения требуют дополнительной очистки. Необходимо удалить все тяжелые слои цинкования. На гальванически оцинкованной поверхности достаточно нанести кистью до блеска.

Собираем все вместе. Хотя ни экзотермический шов, ни болтовое соединение не превосходят других во всех областях применения, каждому из них есть свое место.Чтобы любое соединение работало правильно, при подключении у вас должны быть чистые провода, чистые разъемы и чистые поверхности. Тщательно спланируйте свои соединения и убедитесь, что вы прокладываете и поддерживаете проводку с наименьшей механической нагрузкой.

Свитцер — старший инженер, ERICO, Inc., Солон, Огайо.

Боковая панель: на болтах или экзотермическая

Свое место имеют как болтовые, так и экзотермические соединения. Например, вам понадобится болт, если вы хотите облегчить снятие или замену связки или стального элемента.Или, может быть, вы просто хотите заземлить стальную клетку для оборудования, чтобы в ней не накапливался заряд — сопротивление не критично. В других случаях требуется экзотермический сварной шов, поскольку критически важна максимальная производительность системы заземления — например, для системы молниезащиты диспетчерской вышки или системы заземления подстанции.

Для многих установок производительность болтовых соединений удовлетворительна. Для других это не так. Большое преимущество болтового соединения — невысокая начальная стоимость.Является ли это низкими затратами на срок службы по сравнению с экзотермическими, зависит от таких факторов, как затраты на техническое обслуживание, количество соединений и то, какое сопротивление ваша система может выдержать в каждом соединении или соединениях в целом.

Когда вы используете экзотермический режим, вы покупаете форму, даже если вы делаете только одно соединение. Однако это многоразовая форма, и вы возмещаете часть фиксированной стоимости формы с каждым подключением. Итак, вы должны посмотреть количество каждого типа постоянного подключения, которое вы устанавливаете, прежде чем сможете провести точное сравнение цен.В большинстве случаев вы, вероятно, будете использовать некоторую комбинацию этих типов соединений — точно так же, как вы будете использовать и отвертки, и гаечные ключи в своей работе.

Вопрос о заземлении металлического здания — The Hull Truth

04.03.2021, 15:43

Автор темы

Дата регистрации: сентябрь 2004 г.

Расположение: ATL & SAV

Сообщений: 12,379

Заземление металлического здания вопрос

---

Вопрос ….. как мне заземлить металлическое здание на прилагаемом рисунке? Я попытался найти ответ, но не нашел конкретного курса действий. У меня есть 100 футов медного провода 6-го калибра, который я хотел бы использовать, если это возможно. Что говорят специалисты THT?

.

мотки заранее.

04.03.2021, 15:51

Старший член

Дата регистрации: апр.2020 г.

Сообщений: 409

---

Металлические здания, которые я недавно построил, требовали заземления для перекрытия арматурного стержня, который был привязан к анкерному болту колонны над несущей плитой колонны.Главный электрораспределительный щит был заземлен таким же образом до ближайшей колонны.

НЕ эксперт

04.03.2021, 16:06

Старший член

Регистрация: Jun 2016

Сообщений: 104

---

Прикрепите перемычку к одной из металлических рамок рядом с местом подключения к электросети.Используйте механическую проушину, просверлите отверстие с резьбой 1/4 и нарежьте его и закрутите его. Вам понадобится всего около 6 проводов.

Я далеко от моей кодовой книги, но размер провода рассчитан на основе самого большого незаземленного проводника — я думаю, 250.102 (?) Говорит о перемычках, требованиях и размерах.

Отредактируйте

, чтобы уточнить, вы не заземляете свое здание — вы его подключаете.

04.03.2021, 16:06

Старший член

Регистрация: Jun 2011

Сообщений: 6,407

---

2018 год Я работал в одном из своих магазинов.Сборочный стол из нержавеющей стали с металлическими полками наверху. Компрессор находится снаружи в металлическом здании, похожем на ваш. Надвигалась сильная гроза. Мы выключили все компьютеры на всякий случай. Я вернулся к работе. Болт попал в металлическое здание, попал в компрессор и проник в здание по металлическому каналу. Труба упиралась в мою скамейку. кабум. Швырнул меня по полу и погас все огни. Я пришел в себя без видимых повреждений, за исключением того, что моя левая нога тряслась 2 дня без перерыва.Самое безумное было то, что мой сын вез меня в больницу. Мы садимся в его грузовик, а он не заводится. Он открывает капот, и батарея взорвалась. Молния — это что-то безумное.

04.03.2021, 16:08

Старший член

Дата регистрации: янв.2006 г.

Расположение: Солнечная Флорида

Сообщений: 25,716

---

Цитата:

Сообщение от usernamewastaken Металлические здания, которые я недавно построил, требовали заземления для перекрытия арматурного стержня, который был привязан к анкерному болту колонны над несущей плитой колонны.Главный электрораспределительный щит был заземлен таким же образом до ближайшей колонны.

НЕ эксперт

Называется уферской землей. Также можно использовать приводные заземляющие стержни. 04.03.2021, 16:11

Старший член

Регистрация: Jun 2016

Сообщений: 104

---

Цитата:

Сообщение от billinstuart

Называется землей Уфер. Также можно использовать приводные заземляющие стержни .

Если я не ошибаюсь, на изображенном здании это все, что требуется. 04.03.2021, 16:13

Старший член

Дата регистрации: янв.2006 г.

Расположение: Солнечная Флорида

Сообщений: 25,716

---

Цитата:

Сообщение от AsurfAholic

Если я не ошибаюсь, на изображенном здании это все, что требуется

Может быть, так.Коды меняются. Флорида использует Ufers в дополнение к движущимся площадкам. 04.03.2021, 16:14

Старший член

Дата регистрации: апр.2020 г.

Сообщений: 409

---

Цитата:

Сообщение от billinstuart

Называется землей Уфер.Также можно использовать приводные заземляющие стержни.

К заземляющим стержням также были привязаны распределительные устройства здания. Уфер ……. да, не мог вспомнить термин. 04.03.2021, 16:15

Старший член

Дата регистрации: апр.2020 г.

Сообщений: 409

---

Цитата:

Сообщение от billinstuart

Может и так.Коды меняются. Флорида использует Ufers в дополнение к движущимся площадкам.

Требование в Вирджинии тоже. 04.03.2021, 16:16

Автор темы

Дата регистрации: сентябрь 2004 г.

Расположение: ATL & SAV

Сообщений: 12,379

---

Цитата:

Сообщение от AsurfAholic Прикрепите перемычку к одной из металлических рамок рядом с местом подключения к электросети.Используйте механическую проушину, просверлите отверстие с резьбой 1/4 и нарежьте его и закрутите его. Вам понадобится всего около 6 проводов.

Я далеко от моей кодовой книги, но размер провода рассчитан на основе самого большого незаземленного проводника — я думаю, 250.102 (?) Говорит о перемычках, требованиях и размерах.

Отредактируйте

, чтобы уточнить, вы не заземляете свое здание — вы его подключаете.

Я ценю совет, хотя не понимаю, что вы написали. 04.03.2021, 16:25

Старший член

Регистрация: Jun 2016

Сообщений: 104

---

Цитата:

Сообщение от Tireless

Я ценю совет, хотя не понимаю, что вы написали.

извините, я попробую еще раз

, вы можете взять свой №6 и ПРИКЛЮЧИТЬ его к своей электрической панели. Вы могли бы использовать механический выступ и прикрепить его к стальной конструкции болтом или гайкой, или обычно вырезаете отверстие и ввинчиваете болт.

Разница между заземлением и склеиванием довольно интересна, и вы можете найти ее на YouTube. видео полезно.

04.03.2021, 16:33 Клуб Адмиралов

Регистрация: Jul 2015

Расположение: South FL

Сообщений: 1,910

---

Заземляющие электроды размером NEC 250.66. Привяжите проволоку к арматуре, залитой бетоном в плите или фундаменте, арматура должна быть минимум 1/2 дюйма в диаметре и не менее 25 футов (непрерывная) в длину, вбивать в землю 2 1/2 дюйма на 6 футов. или 8-футовые заземляющие стержни на расстоянии не менее 6 футов, просверлите отверстие 1/4 дюйма в металлическом элементе строительной конструкции и установите проушину, чтобы пропустить другую сторону провода, затем установите заземляющие зажимы на двух заземляющих стержнях. и пропустите провод через них также, завершите провод в заземляющей шине в вашей панели.Если панель в вашем металлическом здании является вашим первым средством отключения, вам придется соединить заземление с нейтралью.

---

Последний раз редактировалось waheero71; 04.03.2021 в 16:54. 04.03.2021, 17:10

Старший член

Дата регистрации: Mar 2013

Расположение: прибрежная tx

Сообщений: 751

Нравится: 0

---

Вы пытаетесь защитить себя от ударов молнии или просто проводите электрические соединения, чтобы избежать поражения электрическим током от плохого электрического оборудования?

04.03.2021, 18:23

Автор темы

Дата регистрации: сентябрь 2004 г.

Расположение: ATL & SAV

Сообщений: 12,379

---

Цитата:

Сообщение от 99yam40

Вы пытаетесь защитить себя от ударов молнии или просто проводите электрические соединения, чтобы избежать поражения электрическим током от плохого электрического оборудования?

Оба, но в основном защита от ударов молнии. 04.03.2021, 18:24

Автор темы

Дата регистрации: сентябрь 2004 г.

Расположение: ATL & SAV

Сообщений: 12,379

---

Цитата:

Сообщение от AsurfAholic извините, я попробую еще раз

, вы можете взять свой №6 и ПРИКЛЮЧИТЬ его к своей электрической панели.Вы могли бы использовать механический выступ и прикрепить его к стальной конструкции болтом или гайкой, или обычно вырезаете отверстие и ввинчиваете болт.

Разница между заземлением и склеиванием довольно интересна, и вы можете найти ее на YouTube. видео полезно. https://www.youtube.com/watch?v=3vvvv5QVZoA

Что помогает. 04.03.2021, 18:41 Клуб Адмиралов

Регистрация: Jan 2011

Расположение: Луизиана и Флорида

Сообщений: 1,130

---

Цитата:

Сообщение от Tireless

Я ценю совет, хотя не понимаю, что вы написали.

Это должна быть цитата THT десятилетия. 04.03.2021, 18:41

Старший член

Дата регистрации: Mar 2013

Расположение: прибрежная tx

Сообщений: 751

Нравится: 0

---

Я думаю, что для ударов молнии вам нужен тяжелый медный провод, идущий от громоотвода сверху к земле, чтобы обеспечить лучший путь, а не через здание, по крайней мере, старая школа была такой.

Я видел стержни дикобраза на крышах конструкций, которые, как предполагается, рассеивают заряд до того, как произойдут разряды молнии.
использовался на некоторых производственных предприятиях, где я был.
они сказали, что они работают, уменьшив повреждение приборов.

слышали ли вы когда-нибудь поговорку: если бог хочет этот глаз, он возьмет этот глаз, что бы вы ни пытались

04.03.2021, 19:55 Старший член

Регистрация: Jul 2006

Место нахождения: RI

Сообщений: 7,175

---

Самое безопасное место во время грозы — внутри этого здания.Совершенно точно клетка Фарадея.

Конечно, это никак не связано с тем, как его заземлить.

04.03.2021, 20:27 Клуб Адмиралов

Дата регистрации: сен 2011

Сообщений: 3,107

---

Майк Холт — парень в этом деле..

Если вы хотите хорошенько почитать о молниезащите
https://www.blm.gov/sites/blm.gov/fi…005_manual.pdf

Я построил здание площадью 700 кв. вышка оператора сотовой связи. Мы сварили каждый кусок арматуры, приклеили каждую металлическую панель к металлическому каркасу, приклеили все к кольцу арматуры / заземления. Следуйте вышеупомянутому материалу R56 внутри … Закройте дверь, и у вас не будет сотовой связи. Почти так же хорошо, как и наша работа. ИСТИННЫЕ радиозащитные номера.

05.03.2021, 02:45 Старший член

Регистрация: Jul 2006

Место нахождения: RI

Сообщений: 7,175

---

Цитата:

Сообщение от fireisland1

2018 Я работал в одном из своих магазинов.Сборочный стол из нержавеющей стали с металлическими полками наверху. Компрессор находится снаружи в металлическом здании, похожем на ваш. Надвигалась сильная гроза. Мы выключили все компьютеры на всякий случай. Я вернулся к работе. Болт попал в металлическое здание, попал в компрессор и проник в здание по металлическому каналу. Труба упиралась в мою скамейку. кабум. Швырнул меня по полу и погас все огни. Я пришел в себя без видимых повреждений, за исключением того, что моя левая нога тряслась 2 дня без перерыва.Самое безумное было то, что мой сын вез меня в больницу. Мы садимся в его грузовик, а он не заводится. Он открывает капот, и батарея взорвалась. Молния — это что-то безумное.

Думаю, я ошибаюсь в том, чтобы быть в безопасности во время грозы.

Молниезащита зданий | Заземление металлических зданий

В данный момент продолжается 1800 гроз.

Молния танцует по небу зубчатыми стрелами.Красивые и смертоносные, молнии вспыхивают с огромной силой, потенциально вызывая огромный материальный ущерб, изнурительные травмы и даже смерть для тех, у кого нет молниезащиты. Благоразумные серьезно относятся к защите зданий от молний, ​​возводя стальные здания. При правильном заземлении металлических построек молния безвредно проходит в землю.

Металлические заземленные здания безопаснее от молний

Знаете ли вы, что молния ежегодно наносит больший ущерб, чем ураганы и торнадо вместе взятые? Молния — вторая по значимости причина смертей, связанных с погодными условиями, в США.С.

Когда молния попадает в ближайший объект, боковые вспышки поражают кого-либо или кого-либо в области. Освещение может убить на расстоянии до 130 футов от первоначальных ударов.

По данным Института молниезащиты, правильно заземленная стальная конструкция вряд ли пострадает от удара молнии, в то время как дом с деревянным каркасом и деревянной крышей подвергается наибольшему риску и при отсутствии молниезащиты здания.

Зачем нужно заземление металлических построек?

Одна вспышка молнии может быть в пять раз горячее, чем поверхность солнца.Все, что содержит влагу, например дерево или бетон, может взорваться от удара молнии.

Сталь проводит электричество намного лучше, чем древесина. Заземление в металлических зданиях позволяет молнии безвредно проходить в землю. Плохой электрический проводник, древесина оказывает такое большое сопротивление молнии, что электричество часто вспыхивает, чтобы нанести вред близлежащим объектам или людям. (Вот почему так опасно стоять под деревом во время шторма.)

Дерево также уязвимо для огня. Молния легко воспламеняет огонь в деревянных каркасах, и древесина продолжает служить топливом для огня после его возникновения.

Страшная молния Статистика:

• В США 25 миллионов вспышек молний в год
• Ежегодно во всем мире происходит 16 миллионов штормов.
• В любой момент времени на Земле происходит 1800 гроз.
• Быстрое расширение нагретого воздуха вызывает звук грома.
• Звук молнии распространяется примерно на милю каждые пять секунд.
• Каждая вспышка молнии — потенциальный убийца: ежегодно в США погибает 55-100 человек.S
• Обычно это вторая по значимости причина смертей, связанных с погодными условиями, в США
• 90% пораженных молнией выживают — многие получают серьезные травмы, вызывающие долгосрочные проблемы со здоровьем и инвалидность.
• Каждая молния содержит до 100 миллионов электрических вольт.
• Молния нагревает канал воздуха, через который проходит, до 50 000 градусов по Фаренгейту — примерно в пять раз горячее, чем поверхность Солнца!
• По данным Института защиты от молний, ​​удары молнии в 2010 году стоили более одного миллиарда долларов застрахованных убытков, что на 15% больше, чем в предыдущем году.
• Удары молнии вызывают 18% всех пожаров на лесных складах и 30% всех пожаров в церквях.
• Местные пожарные депо ежегодно реагируют на более чем 24 600 пожаров, вызванных молнией.
• Молния вызывает более 11 000 лесных пожаров ежегодно. Каждый сжигает в среднем 500 акров.

RHINO Metal Buildings

Наши сборные металлические строительные комплекты не только более устойчивы к ударам молнией, но и обеспечивают лучшую защиту от огня, термитов, сильных ветров, сильных снегопадов и землетрясений.Благодаря молниезащите здания стальные здания RHINO быстро и легко собираются вместе, как большой монтажный комплект.

Почему бы не позвонить сегодня по телефону 940.383.9566 и узнать больше о преимуществах жестких сборных металлических зданий RHINO и молниезащите? Наши высококвалифицированные специалисты по стальному строительству имеют опыт заземления металлических зданий и всегда готовы ответить на ваши вопросы или дать вам предложение без каких-либо обязательств.

Понимание нашего электрического мира: 8 элементов, составляющих систему заземляющих электродов

NFPA 70®, Национальный электротехнический кодекс (NEC®) имеет множество областей интересов, которые заставляют технический персонал NFPA быть в напряжении.Одна из областей, которая, кажется, всегда вызывает много вопросов в Службе технических вопросов NFPA, доступной для членов и AHJ, связана с заземлением электрической системы. Вопросы варьируются от выбора размеров различных заземляющих проводов и перемычек до того, что можно использовать для заземления системы. Прежде чем мы перейдем к выяснению того, какого размера должен быть провод для проводника заземляющего электрода, очень важно понять, как именно мы будем подключать нашу электрическую систему к земле и почему.

Во-первых, нам нужно понять несколько терминов, которые используются в NEC, когда речь идет о заземлении и соединении, чтобы мы могли полностью понять цель того, что требуется. Когда мы слышим термин «заземленная электрическая система», что это вообще значит? Что ж, поскольку NEC определяет «землю» как землю и «заземленный» как соединение с землей или проводящий объект, который расширяет заземление, наличие заземленной системы означает, что у вас есть электрическая система, которая подключена к земле. .Другие термины, с которыми мы должны ознакомиться, — это заземляющий электрод и система заземляющих электродов. По сути, заземляющий электрод — это проводящий объект, который устанавливает прямое соединение с землей или землей. Важной частью является то, что заземляющий электрод имеет прямой контакт с землей. Внутри конструкции много токопроводящих объектов, однако не все из них напрямую связаны с землей. Здесь начинает формироваться система заземляющих электродов.

NEC содержит список элементов, которые разрешено использовать в качестве заземляющих электродов, и требует, чтобы они, если таковые имеются, использовались для формирования системы заземляющих электродов.8 наименований, перечисленных в 250.52 как допустимые заземляющие электроды, вот список:

1. Металлическая труба для подземного водоснабжения
2. Электрод в бетонном корпусе
3. Металлическая опорная конструкция в земле
4. Кольцо заземления
5. Электроды стержневые и трубчатые
6. Пластинчатые электроды
7. Электроды из других списков
8. Прочие местные подземные металлические системы или сооружения

Любой из этих электродов, имеющихся в здании или сооружении, должен быть соединен вместе, чтобы образовать систему заземляющих электродов.Для каждого пункта списка есть некоторые квалификационные условия, которые мы рассмотрим в ближайшее время, но важно отметить, что первые три в списке являются компонентами самого здания, а остальные — это то, что иногда называют «изготовленными электродами». ” Другими словами, в здании либо будут первые три, либо их не будет, но 4-8 — это элементы, которые установщик закладывает в землю, чтобы установить систему заземляющих электродов. Давайте посмотрим на каждый из конкретных пунктов в списке:

1. Металлическая труба для подземного водоснабжения
   Металлический электрод для подземной водопроводной трубы многие в этой области часто называют «водяной связкой».Чтобы металлическая подземная водопроводная труба считалась электродом, нам необходимо иметь прямой контакт с Землей на расстоянии не менее 10 футов. Он также должен быть электрически непрерывным или электрически непрерывным до точки крепления проводника заземляющего электрода или соединительной перемычки.
2. Металлическая опорная конструкция в земле
   Металлический электрод опорной конструкции в земле часто называют «строительной сталью», но важно отметить, что не все стальные каркасы здания можно квалифицировать как электрод этого типа.Чтобы считаться заземляющим электродом, должен быть прямой контакт с землей или бетонным покрытием, которое имеет прямой контакт с землей. Стальные каркасы зданий часто прикручиваются к болтам, которые вделаны в бетонный фундамент и не имеют физического контакта с самой Землей. Чтобы металлический каркас здания считался электродом, он должен иметь контакт с землей не менее 10 футов по вертикали, с бетонным покрытием или без него. Если существует множество металлических свай, соответствующих этому критерию, к системе заземляющих электродов необходимо подключить только одну.Однако ничто не может помешать использованию нескольких металлических электродов в земле как части системы заземляющих электродов здания.
3. Электрод в бетонном корпусе
   Электрод в бетонном корпусе — это электрод, в котором используются бетонные конструктивные элементы здания для установления связи с Землей. Этот метод, часто называемый землей Уфера, очень эффективен при подключении к Земле. Есть два разных метода установки этого электрода.Этим электродом может быть как минимум неизолированный медный провод №4 AWG, или это может быть неинкапсулированный стальной стержень с минимальным диаметром ½ дюйма. Любой метод должен быть не менее 20 футов в длину и заключен в бетон толщиной не менее 2 дюймов, который находится в прямом контакте с Землей. Когда этот электрод состоит из арматурной стали, разрешается соединять вместе несколько более коротких секций стержней обычными методами, но окончательная собранная длина должна соответствовать или превышать 20 футов.Опять же, в зданиях, где имеется несколько электродов, разрешается просто использовать один электрод в общей системе.
4. Кольцевой электрод заземления
   Кольцевой электрод заземления — это заземляющий электрод, который полностью окружает здание или конструкцию. Он состоит из неизолированного медного проводника сечением не менее 2 AWG и длиной не менее 20 футов. Этот тип электродов должен быть установлен и не является частью здания или конструкции, как первые три электрода.
5. Стержневые или трубчатые электроды
   Стержневые и трубчатые электроды — это еще один тип электрода, который можно установить для создания более надежной системы заземляющих электродов, или когда здание или конструкция не содержит компонента, который квалифицируется как электрод, например, когда водоснабжение дома выполнено из ПВХ, и опоры не имеют прямого контакта с землей. Эти электроды должны быть не менее 8 футов в длину и контактировать с землей и иметь торговый размер не менее дюйма, если они состоят из трубы или кабелепровода, и 5/8, если электрод стержневого типа.Можно использовать заземляющие стержни меньшего диаметра, если они указаны как заземляющие электроды. Если используются коррозионные материалы, такие как сталь, их необходимо оцинковать или принять другие меры для защиты от коррозии.
6. Пластинчатые электроды
   Заземляющее соединение также может быть выполнено с помощью токопроводящей пластины. Пластина должна иметь площадь не менее 2 квадратных футов для контакта с Землей. Это может означать, что заземляющая пластина может иметь размеры 12 на 12 дюймов, поскольку у пластины есть две стороны, контактирующие с Землей.Для пластин, изготовленных из железа или стали без покрытия, минимальная толщина пластины составляет дюйма с учетом коррозии пластины с течением времени. Листы из цветных металлов могут иметь толщину всего 1,5 миллиметра.
7. Другие электроды
   Разрешается использовать другие электроды, и в 250.52 перечислены две категории, которые подпадают под термин «прочие». Если электрод не упомянутого ранее типа указан в признанной на национальном уровне испытательной лаборатории как заземляющий электрод, AHJ может разрешить использование такого электрода.Существуют также другие местные подземные металлические конструкции и системы, которые разрешено использовать, такие как системы трубопроводов, металлические кожухи колодцев, не прикрепленные к металлическому водопроводу, и подземные резервуары. Однако имейте в виду, что существуют определенные системы, которые не разрешается использовать в качестве заземляющих электродов, такие как металлические подземные газовые линии и система выравнивания потенциалов, необходимая для подземных бассейнов. AHJ должен определить, соответствует ли такой объект требованиям к заземляющему электроду.

Мы также должны поговорить о том, как эти электроды будут установлены, чтобы сформировать систему заземляющих электродов. Как указывалось ранее, металлическая подземная водопроводная труба, металлическая опорная конструкция в земле и электроды в бетонном корпусе обычно либо являются частью здания и поэтому должны использоваться, либо их нет, а один из других установлен или «изготовлен» необходимо использовать электроды. Есть одно исключение из общего правила: если электрод существует, его необходимо использовать, и это для существующих зданий.NEC не намерен требовать, чтобы бетонное основание было нарушено, чтобы обнажить арматурную сталь внутри и соединиться с ней. Исключение позволяет установщику не использовать существующий электрод в бетонном корпусе, если это потребует нарушения бетона.

Стержневые, трубные, пластинчатые и металлические электроды для подземных водопроводов требуют использования дополнительного заземляющего электрода. Важно понимать, что также можно использовать в качестве дополнительного электрода. Например, заземляющий стержень может использоваться в качестве дополнения к металлической подземной водопроводной трубе, однако металлическая подземная водопроводная труба не может дополнять заземляющий стержень.Тем не менее, 250,53 (A) по-прежнему требует наличия стержневого, трубчатого и пластинчатого электродов с дополнительным заземляющим электродом. Это означает, что мы часто устанавливаем второй заземляющий стержень или пластину в дополнение к заземляющему стержню, который был установлен в дополнение к металлической подземной водопроводной трубе. Это связано с тем, что металлическая подземная водопроводная труба может быть заменена водопроводом на ПВХ, и домовладелец не часто осознает тот факт, что впоследствии он поместит их только с одним заземляющим стержнем.Тем не менее, металлические опорные конструкции в земле, электроды в бетонном корпусе и заземляющие кольца не требуются для дополнения и, следовательно, могут быть жизнеспособным вариантом.

У нас также есть требования к физической установке каждого электрода. Помимо необходимости контакта с землей, существуют особые требования, такие как глубина залегания, которым мы должны следовать. Стержневые и трубчатые электроды должны иметь контакт с Землей не менее 8 футов и устанавливаться вертикально, если только коренная порода не встречается на глубине менее 8 футов.В этом случае электрод можно установить под углом или горизонтально, если это необходимо. В случае, если стержень должен быть уложен горизонтально, его необходимо закопать на глубину 30 дюймов. Это обычная глубина залегания большинства «готовых» электродов. Пластинчатые и заземляющие кольцевые электроды также должны быть установлены на минимальной глубине 30 дюймов.

Наконец, необходимо учесть подключения проводов заземляющего электрода и перемычки. Как и в случае с любым другим соединением в мире электричества, нам необходимо, чтобы любые механические соединения оставались доступными после установки.За некоторыми исключениями для тех, которые указаны для бетонирования или прямого захоронения. Имейте в виду, что, поскольку эти доступные места больше не контактируют с Землей, в NEC есть разделы, дающие разрешение на использование таких предметов, как первые 5 футов внутренней металлической водопроводной трубы, строительная сталь или открытая арматурная сталь для расширения соединения. к электроду тоже.

Понимание того, как наши электрические системы соединяются с землей, помогает нам лучше достичь цели, изложенной в 250.4 заземления системы таким образом, чтобы ограничить напряжение, вызываемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и которое стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы. Что, в свою очередь, в конечном итоге поможет достичь цели, заявленной самой NEC, а именно практической защиты людей и имущества от опасностей, возникающих в результате использования электричества. Умение правильно применять эти концепции ведет нас всех по пути к защите мира от опасностей, возникающих при проникновении электричества в наш мир.В NFPA мы не можем сделать это в одиночку, и нам нужна ваша помощь, чтобы выполнить нашу миссию по спасению жизней! Помните, это большой мир, давайте защитим его вместе!

Визуальный контент, включенный в этот блог, предоставлен NFPA LiNK ™, вашим настраиваемым инструментом изучения кода по запросу, предоставленным вам NFPA. Узнайте больше о NFPA LiNK ™ и подпишитесь на бесплатную пробную версию здесь: www.nfpa.org/LiNK

Важное примечание: эта переписка не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций или услуг .

Следует ли заземлить металлическую крышу?

Металлические крыши — один из самых интересных материалов, над которыми может работать подрядчик по кровле. Они предоставляют много преимуществ домовладельцу, если он решит установить его. Процесс заземления применяется к электронным и металлическим материалам, используемым в строительстве, в первую очередь из-за опасений, связанных с ударами молнии. Однако некоторые домовладельцы часто спрашивают, следует ли заземлять металлическую крышу или нет? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Заземлить или не Заземлить?

Во-первых, заземление не требуется, если в вашем местном строительном кодексе не указано иное.Как правило, отказ от заземления металлической кровли не создает дополнительных рисков для вашего дома.

По мнению экспертов, молния поражает участки, обеспечивающие наименьшее сопротивление, как путь к земле. Следовательно, металлическая крыша не увеличивает риск удара молнии в ваш дом, чем стандартная крыша, поскольку поверхность крыши служит дорожкой. Заземлять металлическую крышу не обязательно, поскольку в строительных нормах Национальной ассоциации противопожарной защиты нет предписания, требующего заземления на металлическую крышу.

Металлическая крыша Vs. Молния

Основная проблема металлических крыш заключается в том, что они притягивают молнии больше, чем обычные кровельные системы, поскольку металл широко известен как электрический проводник. Эта вера — не более чем миф. Металлические кровли не более восприимчивы к ударам молнии, чем другие кровельные системы.

Однако некоторые факторы способствуют ударам молнии, например наличие высоких и тонких точек на металлической крыше. Обязательно проконсультируйтесь с вашей компанией по производству металлических кровель, чтобы убедиться, что ваша крыша не представляет опасности, привлекающей молнии.

Металлическая кровля исключительно безопасна даже после удара молнии, поскольку ее воспламеняемость означает, что пожар, вызванный ударом, не будет распространяться так быстро. Электричество от удара будет распространяться по большей площади, что смягчит удар и обеспечит безопасность всех, кто находится внутри. В этом случае металлические строительные материалы оказываются более безопасными, чем другие типы материалов, такие как традиционные здания с деревянным каркасом, поскольку они легко воспламеняются.

Если Вам необходима смета и установка металлической кровли, доверьтесь специалистам Carolina Home Specialists! Мы являемся полностью застрахованным и сертифицированным подрядчиком по кровельным работам, цель которого — предоставлять нашим клиентам надежную продукцию, установку и обслуживание.Мы являемся кровельной компанией, сертифицированной GAF Master Elite®! Позвоните нам по телефону (336) 740-9915 или заполните контактную форму, чтобы получить бесплатное предложение!

(PDF) Руководство по проектированию стального заземления и указания по применению

Руководство по проектированию стального заземления и указания по применению

P.K. Сен, доктор философии, П. Кейт Мальмедал, P.E.

Колорадская горная школа NE1 Electric Power Eng .. Inc.

Голден, Колорадо 80401 Арвада. Колорадо 80001 Арвада, Колорадо 80001

Джон П. Нельсон, научный сотрудник IEEE.P.E.

NE1 Electric Power Eng., Inc.

psen

@

mines.edu kmalmedald neienaineerina.com jnelsond neienaineerina.com

Реферат:

На основе

на основе

Национальное бюро

, @ resent & ca / ​​led The

Nations /

Institute

стандартов

и

Technology или «Статистические данные NLSV по коррозии

крутой»,

и

уравнение

введено в

равно

оценить степень коррозии

подземной стали.Переменные

включают основные характеристики почвы (параметры),

имя / у: resistMfy,

pH

значение

, влажность и аэрация

. Эта формула вместе с

и

,

I €

Стандарт

№

# 2WO

«I,

—

, использованный

в

конструкции стали

.

заземление.

Также обсуждались

,

в деталях

, процедуры проектирования схемы катодной защиты

для минимизации стального заземления ColToSon

из

, числовые примеры:

включены

в

документ

для лучшего понимания стального заземления

конструкция для

высокое напряжение

переменного тока

подстанции.

ВВЕДЕНИЕ

Стандарт IEEE № 80

—

2000:

«Руководство IEEE для

Безопасность

в

Заземление подстанции переменного тока» подробно обсуждает процедуру проектирования наземной сети для

. Подстанция переменного тока

с медью

в качестве материала первичной сети

.

В разделе 11.2.4 того же руководства IEEE говорится: «Сталь

может быть

, используемая

для заземления

сетка

Кондлекторы и стержни.Из

, конечно, такая конструкция требует, чтобы внимание

к

было обращено на коррозию стали. Для стальных систем заземления типично использование оцинкованной или коррозионно-стойкой стали

,

в комбинации

с катодной защитой

».

Обзор литературы показывает, что система стального заземления

широко используется и принята во многих других странах мира

.где медь очень дорога.

Он также используется во многих случаях коммунальными предприятиями

(атомные электростанции и электростанции, работающие на ископаемом топливе), промышленными предприятиями

(нефтеперерабатывающий завод, химические заводы, цементные заводы,

сталелитейные заводы и т. Д.) И

REA’S

(или Rural Electric Coops)

Подстанции

в качестве материала сети заземления в США. Для таких установок

обычно требуется большое количество поверхностных стальных труб, резервуаров и свай

, поэтому

и

являются основными преимуществами в минимизации протяженности подземной меди

для заземления или других целей.

Общая защита от коррозии становится легче, чем

для стальных труб с покрытием или без покрытия, резервуаров

и стальных конструкций под землей.

К сожалению,

— это

, нет простого, краткого и практического руководства по проектированию

, доступного для использования стали в качестве материала заземляющей сетки

и способов проектирования катодной системы защиты

. Основное внимание в этой статье уделяется

разработке практического руководства по проектированию стального заземления

, включая систему катодной защиты.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

OF

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

В случае коротких замыканий (неисправностей) и переходных процессов

(молнии и коммутационные операции) безопасное заземление

имеет

две

основных целей:

Безопасность персонала и

–

Защита оборудования.

При проектировании таких систем заземления

учитываются три основных момента:

—

Сеть должна быть

способной выдерживать максимальный ток замыкания на землю

без опасности отключения или

таяние.Это также обозначается

как

,

«Характеристики предохранителя

(? R)

».

Сеть должна обеспечивать достаточно

низкого напряжения

между любыми

двумя

точками на земле, чтобы предотвратить

все

опасности для персонала.

Этот

учитывает допустимые пределы

из

‘« Шаг, сенсорный и сетчатый потенциалы,

‘I

и

.

Сеть должна минимизировать «Повышение потенциала земли

(GPRY

с

относительно удаленной земли (или нулевой точки

) за счет низкого контактного сопротивления с землей

(обычно

обозначают как

). «Сопротивление заземления»)

ток короткого замыкания

При проектировании сети заземления

учитываются пять основных параметров:

Удельное сопротивление грунта (преобладающий фактор мачты),

.

Tolerable

Bdy

Cunent (определяет допустимый «шаг»

2002

IEEE Rural Ekik

Power

Conference

May 5.7,

zw2

9 Cobrado

Потенциалы прикосновения),

c2-

1

Введение в заземление для обеспечения электромагнитной совместимости

Правильное заземление — важный аспект проектирования электронной системы как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости.Земля играет решающую роль в определении того, что происходит в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Правильные стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучаемые излучения.

С другой стороны, неправильное заземление может подорвать безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы. В последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной сбоев системы, связанных с электромагнитной совместимостью.

Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Итак, можно задаться вопросом, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием — текущей отдачей. Тот факт, что возвратные токопроводы в цифровой электронике часто обозначаются как заземление или GND, может сбивать с толку. Когда токопроводящие обратные токопроводы рассматриваются как заземляющие (или когда заземляющие проводники используются для обратных токов), результатом часто становится конструкция со значительными проблемами ЭМС.

Определение земли

Хорошая стратегия заземления начинается с четкого понимания цели заземления. Прежде всего, заземление служит опорным нулевым напряжением цепи или системы. Это хорошо понимали несколько десятилетий назад. В 1992 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) определил такое заземление [1],

4.152 — заземление. (1) Прикрепление корпуса оборудования, рамы или шасси к объекту или конструкции транспортного средства для обеспечения общего потенциала.(2) Подключение электрической цепи или оборудования к земле или к некоторому проводящему телу относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.

Было хорошо известно, что земля является опорным потенциалом, а заземляющие проводники обычно не токоведущие.

Рисунок 1. Розетка на 110 В в США

В США розетки с заземлением на 110 В имеют три клеммы, как показано на рисунке 1. Горячий вывод имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания.Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадр. И действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 Vrms, но не пропускает ток при нормальных условиях. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, идущим обратно к одной и той же точке в электрической сервисной коробке (точке, которая электрически соединена с землей вне здания).

Поскольку нейтральный и заземляющий провода идут в одно и то же место, они электрически взаимозаменяемы.Фактически, если бы они были электрически закорочены в розетке с однопроводным подключением обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем же прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать тому, чтобы он был надежным опорным потенциалом.

Возможно, наиболее важным моментом, который следует учитывать при заземлении в целях безопасности и ЭМС, является то, что заземление не является током возврата.Земля и ток — это очень важные концепции, но это не одно и то же. Земля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ путем возврата токов к их источнику. Земля — ​​это, по сути, эталон нулевого напряжения для цепей и систем продукта. Концепция заземления играет решающую роль при проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

Важность заземления для безопасности

Важной частью разработки безопасных электрических продуктов и систем является знание того, где и когда небезопасные напряжения могут появляться на различных проводящих поверхностях.С точки зрения безопасности, заземление является опорным нулевым напряжением, а напряжение на каждом другом проводе — это разница между его напряжением и землей. Для зданий ориентиром на землю обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все крупные металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко подключаются к заземлению или привязаны к нему.

Строительная площадка — это обычно металлические прутья, вбитые в землю возле входа в электроснабжение.Эти стержни подключены к коробке выключателя, от которой заземление распределяется на все электрические розетки через нетоковедущие провода. Они также соединяются с любым металлом, который распространяется по всему зданию, например с водопроводными трубами или строительной сталью.

Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью обычно требуются для заземления металла на провод заземления, чтобы гарантировать, что он не может достичь опасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании.Если происходит неисправность, которая вызывает короткое замыкание между проводом питания и оголенным металлом, заземляющее соединение с коробкой выключателя обеспечивает протекание большого количества тока. Это заставляет выключатель размыкаться и обесточивает прибор.

Рисунок 2. Схема, иллюстрирующая базовую работу GFCI.

Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов основан на хорошем соединении заземления розетки с блоком выключателя.В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильным подключением может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы исключить возможность короткого замыкания силового соединения на оголенный металл, за счет исключения оголенного металла и / или обеспечения срабатывания автоматического выключателя в случае короткого замыкания.

Также растет количество электротехнической продукции со встроенными устройствами прерывания цепи замыкания на землю (GFCI).GFCI работают, обнаруживая дисбаланс тока между проводами подачи и возврата питания. При первом признаке того, что дисбаланс тока превышает безопасный порог, GFCI отключает питание.

Заземление безопасности может совпадать с заземлением ЭМС, а может и не совпадать, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании для ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепи часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности.Это представляет собой уникальную конструктивную проблему для инженеров EMC, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты, хорошо соединенные на высоких частотах.

Важность заземления для электромагнитной совместимости

Проблемы ЭМС часто возникают из-за того, что два больших металлических объекта находятся под разным потенциалом. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к превышению допустимого уровня излучаемого излучения. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

Заземление — это, по сути, искусство определения нулевого опорного напряжения и соединения металлических предметов или цепей с этим опорным сигналом через низкоомное нетоковедущее соединение. Правильная стратегия заземления ЭМС гарантирует, что большие металлические конструкции не могут двигаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным излучениям или проблемам с помехоустойчивостью. Склеивание металлических предметов для поддержания на них одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же нулевому заземлению — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

Наземные конструкции

Практически все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это заземляющие провода, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлический каркас или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и / или корпус.

Конструкция заземления служит местной опорной точкой нулевого напряжения. Нельзя допускать, чтобы что-либо крупное и металлическое приобретало потенциал, значительно отличающийся от потенциала земли.Обычно это достигается путем прикрепления всех крупных металлических объектов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Это также может быть достигнуто путем достаточной изоляции больших металлических предметов и обеспечения отсутствия возможных источников, которые могут вызвать развитие потенциала между ними.

Рисунок 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

Например, рассмотрим спутник, показанный на рисунке 3. Его наземная структура представляет собой металлический корпус, в котором находится большая часть электроники.Чтобы передать значительную электромагнитную мощность на спутник или из него, необходимо установить напряжение между наземной структурой и чем-то еще значительного электрического размера. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме наземной конструкции) являются две группы солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти массивы с цепями внутри спутника.

Прикрепление массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что между большими проводниками не возникнет значительного напряжения, которое может служить непреднамеренно передающими или приемными антеннами для шума.Соединительные провода также необходимо прикрепить к заземляющей конструкции. Обычно это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на частотах шума, в то же время позволяя токам мощности и сигнала течь без ослабления.

Стратегия заземления, примененная к спутнику в этом примере, может использоваться практически с любым другим устройством или системой, имеющей наземную структуру. Основная философия заключается в том, что сама наземная конструкция представляет собой половину непреднамеренной антенны.Излучаемая связь может возникнуть только в том случае, если между заземляющей структурой и другим проводящим объектом значительных электрических размеров возникает напряжение. Прикрепление всех объектов значительного электрического размера к заземляющей конструкции предотвращает их превращение в другую половину непреднамеренной антенны.

Эта стратегия заземления важна не только для удовлетворения требований к излучению и помехоустойчивости, она также играет ключевую роль в соблюдении требований к кондуктивным помехам и помехоустойчивости, когда конструкция заземления является одновременно опорным нулевым напряжением и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

Три важных момента относительно наземных сооружений:

1. Конструкция заземления должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но не должна быть электрически малогабаритной. Иногда вы можете услышать, как кто-то утверждает, что земли не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на расстоянии четверти длины волны на поверхности неодинаков. Этот аргумент необоснован, потому что наземные конструкции не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле.Фактически, вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

   Земля служит защитным заземлением для большинства систем распределения электроэнергии, даже если земля определенно не является электрически малой при 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал Земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Наземные конструкции служат в качестве местных источников нулевого напряжения. Они не должны быть электрически маленькими.

2. Конструкция заземления не должна закрывать электронику.Наземная конструкция не является защитным ограждением. Это просто что-то большое и металлическое, которое служит локальным источником нулевого напряжения для всего остального, большого и металлического.

3. Конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, с интересующими амплитудами и частотами). Токи, протекающие по проводнику или внутри него, заставляют магнитный поток наматывать проводник. Магнитный поток, охватывающий проводник, индуцирует на нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может управлять одной частью конструкции заземления относительно другой части.

Наземные конструкции могут проводить токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность как наземные конструкции. Например, в большинстве автомобилей рама используется в качестве пути обратного тока для огней и некритичных датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить заземляющей структурой на более высоких частотах.

Важно отметить, что, хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи индуцированного шума.Фактически, правильное использование конструкции заземления зависит от ее способности переносить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом, чтобы контролировать непреднамеренные напряжения.

Заземляющие провода

Заземляющие проводники — это соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые прикрепляют большие металлические предметы к заземляющей конструкции. Подобно наземным сооружениям, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция — поддерживать напряжение между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. Е. Сопротивление плюс индуктивное реактивное сопротивление), чтобы их полное сопротивление, умноженное на максимальный ток, который они могли бы нести, было ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары проводов подключен к заземляющей конструкции через 1-сантиметровый контактный разъем, как показано на рисунке 4. Витая пара проводов передает псевдодифференциальный сигнал 100 Мбит / с с синфазным шумом. ток 0.3 мА при 100 МГц. Напряжение, управляющее экраном кабеля относительно платы, приблизительно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет приблизительно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и потребуется предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

Рисунок 4. Витая пара с экраном, подключенным к заземляющей конструкции.

Гальваническая коррозия

Когда заземляющее соединение выполняется путем скрепления болтами двух плоских металлических поверхностей, сопротивление соединения может быть более важным, чем индуктивность. Это особенно верно, когда поверхность раздела между ними подвергается коррозии.

Потенциал гальванической коррозии — это мера того, насколько быстро разнородные металлы будут корродировать при контакте.Коррозия зависит от наличия электролита, например воды; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

На диаграмме на Рисунке 5 указаны анодные индексы нескольких распространенных металлов рядом с их названиями. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое возникает между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные индексы вычитаются, как указано в таблице.В зависимости от окружающей среды соединения между материалами с разницей напряжений более 0,95 В обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

Земля против обратного тока

Как указано в начале этой главы, заземление и возврат тока — это две очень разные функции. К сожалению, в реальных изделиях многие токопроводы имеют маркировку «заземление». Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам и наоборот.

Например, схематическая часть платы на рисунке 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих заземлений. Маловероятно, что разработчик этой схемы хотел четыре разных источника нулевого напряжения. Фактически, четыре заземления соединены перемычками, что указывает на то, что разработчик намеревался иметь одну опорную цепь нулевого напряжения.

Рисунок 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

Схема платы, показанная на Рисунке 7, показывает слой с двумя изолированными цепями, помеченными «GND» и «AGND».Изоляция заземления затрудняет поддержание одинакового потенциала всех крупных металлических объектов в системе. Как правило, это следует делать только в случае необходимости из соображений безопасности. Так почему же эти «земли» изолированы?

Рисунок 7. Один слой разводки платы с двумя заземлениями.

В двух приведенных выше примерах причина того, что «наземные» сети были изолированы, заключается в том, что они на самом деле не были заземлением. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов.Разработчикам не нужны были изолированные источники нулевого напряжения. Они изолируют обратные токопроводы, пытаясь избежать связи по общему сопротивлению.

Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан со звуковыми цепями, если они используют одни и те же возвратные проводники. . Например, рассмотрим простую доску, показанную на рисунке 8a.Он имеет два цифровых компонента: цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователь и усилитель для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует землю в качестве обратного пути. На частотах килогерц и ниже возвратный по плоскости ток распространяется с распределением, примерно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся от усилителя к цифро-аналоговому преобразователю, следует по пути, примерно представленному синими линиями на рисунке 8b.

Рис. 8. Простая плата смешанного сигнала слева (a) и примерное распределение обратного тока на заземляющем слое (b).

В текущем распределении явно много совпадений. Это приводит к общему сопротивлению, поскольку токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземляющей поверхности с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющей поверхности было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то индуцированное напряжение в аналоговых цепях было бы порядка 100 мкВ.

Пятьдесят лет назад инженеры, проектирующие аудиосхемы, заметили, что напряжения, наведенные в аудиосхемах из-за связи общего импеданса с цифровыми схемами, часто были неприемлемыми. В акустическом сигнале люди слышали цифровой шум.

Очевидным решением было изолировать обратные токи цифрового сигнала от обратных токов аналогового сигнала. Платы с более чем двумя слоями не были распространены в то время, поэтому популярным подходом было разделение текущей возвратной плоскости.Пример этого показан на рисунке 9.

Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости обратного тока слева (а) и приблизительным распределением обратного тока на плоскости заземления (b).

Поскольку токи низкой частоты не могут проходить через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном для аналоговых токов, и значительно снижает связь по общему импедансу.

На относительно простых двухслойных платах 1960-х и 1970-х годов зазор между аналоговыми и цифровыми схемами часто был эффективным способом устранения недопустимых перекрестных помех из-за связи общего импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что люди в конце концов пришли к мысли, что между цифровыми и аналоговыми цепями всегда должен быть промежуток между заземляющими плоскостями. Так родилось правило дизайна, и дизайнеры досок любят правила дизайна. Пятьдесят лет спустя многие дизайнеры плат по-прежнему придерживаются этого правила дизайна, хотя оно больше не имеет смысла.Фактически, лучшее правило проектирования современных плат — никогда не допускать зазоров между аналоговыми и цифровыми схемами заземления.

Чтобы проиллюстрировать, почему это так, рассмотрим схему платы на рисунке 10. Она имеет те же компоненты, что и в предыдущем примере, и, как и в предыдущем примере, имеет зазор между аналоговой и цифровой схемами. Однако в этом случае зазор окружает аналоговую схему с трех сторон.

Рис. 10. Ужасно смешанная компоновка сигнальной платы слева (а) и гораздо лучшая альтернативная компоновка справа (b).

График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, проиллюстрирует отличную развязку между цифровым и аналоговым обратным токами. Но предыдущие графики обратного тока не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что есть четыре цифровых дорожки, соединяющих цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Для этих сигналов также требуются обратные токи. Эти токи должны поступать от контакта заземления ЦАП на контакт заземления цифрового компонента.Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь зазор заставляет эти токи разделять ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот пробел потенциально усугубляет ситуацию.

Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой цепями имеет решающее значение. Пятьдесят лет назад часто было трудно определить правильное место для разрыва. В современных платах с высокой плотностью зазоры между плоскостями, как правило, нереально и совершенно ненужно для решения несуществующей проблемы.

Существует как минимум три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

1. Цифровые и аналоговые сигналы, как правило, работают на гораздо более высоких частотах, чем 50 лет назад. На частотах выше примерно 100 кГц обратные токи на заземляющем слое ограничиваются областями непосредственно под дорожками сигнала. Поскольку они не распространяются по плоскости, зазоры между плоскостями не улучшают изоляцию между цепями.

2. Даже на частотах кГц и ниже сопротивление заземляющих поверхностей печатной платы составляет менее 1 мОм / квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на заземляющую пластину, способны вызывать только милливольты (наихудший случай) напряжения в других схемах, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может стать проблемой.

3. В тех ситуациях, когда миллиом соединения недопустим, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое .Например, лучшим решением проблемы сцепления в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостью. На рисунке 10b показано, как возврат аналогового тока с помощью дорожки на верхнем слое полностью позволяет избежать общей проблемы связи импеданса. В платах, которые имеют много аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно необходимо соединять их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы излучаемого излучения. Маршрутизация изолированных возвратных сигналов на соседних слоях значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

Обратите внимание, что аналоговая линия возврата тока на рис. 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления цифро-аналогового преобразования. Переходное отверстие не несет аналоговых или цифровых обратных токов. Его единственная функция — гарантировать, что аналоговая и цифровая схемы имеют одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводником, тогда как плоскость и дорожка являются токопроводящими проводниками.

Одноточечное и многоточечное заземление

Предположим, что аналоговая трасса возврата тока на рисунке 10b имеет два сквозных соединения с цифровой плоскостью возврата тока, как показано на рисунке 11.Теперь аналоговый обратный ток имеет два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться в самолете. Ток будет разделен в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться в плоскость. Аналогичным образом, некоторый цифровой ток будет течь по аналоговой обратной линии тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему сопротивлению.

Рис. 11. Добавление второго соединения между двумя изолированными возвратными токами может означать, что они больше не изолированы на низких частотах.

Вообще говоря, два пути возврата тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Сквозное соединение на рисунке 10b является примером одноточечного заземления. Одноточечное заземление — важная концепция в ЭМС, хотя ее часто неправильно понимают проектировщики, которые не проводят должного различия между проводниками с обратным током и заземляющими проводниками.

Рисунок 12. Одноточечное заземление.

На рисунке 12 показана концепция одноточечного заземления.Изолированные цепи или системы связаны с одной точкой через нетоковедущие заземляющие проводники. На рисунке 13 показана другая реализация, в которой заземляющие проводники подключаются более чем в одной точке, но все они по-прежнему привязаны к одной точке. Одним из примеров этого является заземление в зданиях. Каждое заземленное устройство имеет выделенный проводной путь к электросети здания, но параллельные пути создаются водопроводными соединениями или изделиями, внешние металлические поверхности которых находятся в электрическом контакте.Подключение заземляющих проводов более чем в одной точке не снижает эффективности схемы заземления.

Рис. 13. Еще одна реализация с одноточечным заземлением.

Хотя одноточечное заземление является важной концепцией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения, оно не работает, если по заземляющим проводникам проходят сигнальные или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь имеют возможность вернуться через намеченный синий провод или пройти по дополнительному соединению в правую цепь и обратно в среднюю цепь через «одноточечную» землю.

Рисунок 14. Это НЕ одноточечное заземление.

Путь на рисунке 14 от одноточечного соединения к средней цепи к правой цепи и обратно к одноточечному соединению иногда называют контуром заземления.Контуры заземления часто считаются несовместимыми с одноточечным заземлением и часто упоминаются как источник связи общего сопротивления; но это неверно. На рисунке 13 показан контур заземления, и он по-прежнему является хорошей реализацией одноточечного заземления. Контур заземления на Рисунке 14 включает в себя сегмент, который вообще не заземлен. Синий провод в средней цепи может называться «землей» на схеме платы, но это проводник обратного тока.

Как правило, с контурами заземления все в порядке, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления.Если один или несколько проводников в петле представляют собой низкочастотный обратный проводник, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему сопротивлению.

На рисунке 15 показан еще один пример неправильного применения концепции единой точки заземления. Этот пример взят из инструкции производителя по применению, в которой покупателям рассказывается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея заключалась в том, чтобы гарантировать, что все три фазы имеют такое же опорное напряжение нулевого напряжения, что и двигатель.Реализация призвала вернуть все токи переключения и ток двигателя в одну и ту же точку.

Рисунок 15. Одноточечный возврат по току (плохая идея).

Конечно, это не одноточечное заземление. Это одноточечный текущий возврат. Хотя все проводники обозначены как заземление на схеме и на плате, они не являются заземлением. Это токопроводы с обратным током.

Отправка всех коммутируемых токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем в противном случае.Это обеспечивает высокий общий импеданс, а также взаимную индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигателя не будет иметь одинакового опорного нулевого напряжения.

По сути, важно помнить, что одноточечное заземление является важной стратегией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи и устройства имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. С другой стороны, одноточечные возвратные токи часто являются основной причиной серьезных проблем электромагнитного взаимодействия.

Рисунок 16.Многоточечная земля.

Альтернативой стратегии одноточечного заземления является стратегия многоточечного заземления. Пример этого показан на рисунке 16. Вместо одной точки земля определяется локально. По сути, это концепция наземной конструкции, описанная ранее.

Обычно системы, использующие структуру заземления, подключают цепи и модули, которые не изолированы от конструкции заземления более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

Рис. 17. Гибридная стратегия заземления.

В этом случае соединение между средней и правой цепями позволяет низкочастотным обратным токам течь по заземляющей конструкции. На этих частотах структуру правильнее было бы описать как структуру с обратным током. При разработке стратегии заземления важно понимать, что проводящая конструкция может выполнять функцию заземления на одних частотах и ​​функцию возврата тока на других.

Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму автомобиля, чтобы соответствовать требованиям по излучению и эмиссии на высоких частотах, но ни один модуль не позволяет токам высокой частоты возвращаться на раму. Таким образом, на высоких частотах рама представляет собой многоточечную наземную структуру.

На более низких частотах критически важная связь будет осуществляться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы токи сигналов не попадали в кадр (и токи кадра не попадали в сигналы).Тем не менее, основания власти не обязательно будут изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по 12-вольтовым проводам питания, возвращаются в батарею по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток — кГц) рама не является наземной структурой, это структура с током возврата. Силовой ток, протекающий по корпусу из-за одного модуля, может вызвать сотню милливольт на заземляющих соединениях других модулей, но большинство модулей не будут подвержены влиянию сотен милливольт на очень низких частотах.

Предположим, что схема слева на рисунке 17 представляет распределение мощности на стартер для двигателя внутреннего сгорания. Эта схема может потреблять сотни ампер тока при запуске двигателя. Если позволить этим токам вернуться на раму транспортного средства, это может привести к недопустимому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае можно было бы принять решение изолировать возврат от стартера и подключить его к раме в одной точке.

Стратегии заземления

Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для электромагнитной совместимости или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь его. Проблемы обычно возникают, когда с заземляющим проводником обращаются как с токоотводящим проводом или с токоотводящими проводниками как с заземляющими проводниками.

Правильные стратегии возврата тока обычно сосредоточены на обеспечении путей с низкой индуктивностью для высокочастотных токов и поддержании контроля над путями низкочастотных токов.

Правильные стратегии заземления сосредоточены на выявлении и защите опорного нулевого напряжения для каждой цепи и системы.

Один из способов отследить, выполняют ли проводники в первую очередь функцию заземления или функцию возврата тока, — это соответствующим образом пометить их. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основная функция которой — возврат цифровых токов. к их источнику.Половина успеха в разработке хорошей стратегии заземления — это правильное признание и сохранение целостности истинных оснований.

Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение конструкции грунта. На уровне системы наземная конструкция всегда представляет собой металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата подключается к раме, то заземление платы должно быть там, где это соединение происходит. Если рамы нет или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто вход питания 0 В).

Вообще говоря, все крупные металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. Д.) Должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительного нежелательного сцепления. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между корпусом или шасси и любыми токоведущими цепями.

No related posts.