Заземление на схемах: Общий провод и заземление в схемах

Содержание

Что такое «земля»на схемах в электронике? | ASUTPP

Заземление сбивает с толку. Особенно, если это касается электроники. Я думаю, что большинство людей, которые начали изучать электронику, в тот или иной момент спрашивали «что такое земля здесь на схеме?». Это подключение к земле?

Весь смысл в том, что земля в электронике и в высоковольтных электрических цепях — это одни и те же слова, но с разным смыслом. В высоковольтных цепях термин «заземление» означает фактическое соединение с землей.

Обычно в электронике заземление — это просто «имя», которое мы даем определенной точке цепи.

В цепи с одной батареей (с положительной и отрицательной клеммой) мы обычно называем отрицательную клемму заземлением.

Сейчас я попробую объяснить на примерах.

Чтобы увидеть, как течет ток на принципиальной схеме с символами заземления, просто соедините точки, которые имеют символы заземления между собой.

Схема с использование символа заземленияТа же равнозначная схема без символов заземления

Цепи, где есть «плюс», «минус» и «заземление»

На некоторых схемах вы можете найдете соединение с клеммой «плюс», клеммой «минус» и клеммой заземления. Это распространено, например, в схемах усилителей. В чем тут «секрет» и «как это работает»?

В этом варианте земля является средней точкой между плюсом и минусом. Если напряжение, измеренное между минусом и плюсом, составляет 9 вольт, это означает, что заземление будет на уровне 4,5 вольт. Но в этом случае на клемме «плюс» будет потенциал 4,5 вольт, на клемме «минус» — 4,5 вольт. На клемме заземления будет, следовательно, потенциал равен 0 Вольт.

Я напомню вам, что напряжение -разность потенциалов между двумя точками. Таким образом, если на клемме «минус» -4,5 вольт и на клемме «плюс» 4,5 вольт, то мы имеем разницу потенциалов (напряжение) между ними в 9 Вольт.

Рис. 1.

Если вам интересно, как вы можете запитать такую схему (рис. 1) — просто подключите два источника питания, например так:

условное обозначение, место размещения, размеры

Любое электрооборудование, независимо от его типа и функционального назначения должно быть заземлено. Это делается путем соединения какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим контуром здания, что обеспечивает безопасность работы электроустановок и предотвращение поражения людей электрическим током. Места подключения заземляющего кабеля к корпусу должны обозначаться знаком безопасности «Заземление».

Особенности изображения

Основным документом, регламентирующим обозначение заземления, является ГОСТ 21130-75. В нем оговариваются места нанесения и особенности изображения в зависимости от типа оборудования, а также его размеры.

Согласно требованиям ГОСТ данное изображение наносится на корпус электрооборудования рядом с местом присоединения заземляющего кабеля к прибору. Дополнительно изображение должно быть нанесено рядом с клеммой для присоединения нулевого защитного провода (РЕ). Также символ заземления должен быть изображен внутри электрического щита, к которому подключаются электроустановки или электропроводка.

Обозначение заземления на оборудовании может быть нанесено при помощи краски, выполнено в виде наклейки, выгравировано на корпусе или изготовлено любым другим способом, обеспечивающим его сохранение в процессе эксплуатации изделия. То есть изображение должно быть нестираемым и расположенным так, чтобы избежать его повреждения или замазывания.

Кроме обозначения контактов на электроустановках рекомендуется обозначать и места расположения заземляющих контуров.

Дополнительно рядом с ним могут быть изображены буквенные обозначения, обозначающие тип заземления.

Способы обозначения

Существует несколько вариантов того, как обозначается заземление. В случае изготовления литых деталей электрооборудования его отливают вместе с металлическими или пластиковыми деталями. Раньше часто использовался вариант изготовления штампованным способом или при помощи чеканки. Таким образом, знак заземления на оборудовании получался либо выпуклым, либо вогнутым в зависимости от стороны, с которой его наносили.

Обратите внимание! Независимо от способа изготовления, он должен быть окрашен в яркие цвета для обеспечения визуального выделения места подключения к контуру.

Использование наклеек (стикеров) с изображением знака заземления не противоречит требованиям ГОСТ(р) 51778-200. Главное требование к наклейкам с изображением знака заземления – это обеспечение их заметности и сохранение качества рисунка в течение длительного времени. Для того чтобы стикер со временем не отклеился его рекомендуется наклеивать на чистую ровную поверхность. В процессе наклеивания необходимо тщательно разровнять наклейку, удалив из-под нее весь воздух. Если стикер не имеет клейкого слоя на тыльной стороне изображения, его фиксируют при помощи прозрачной клейкой ленты.

Наклейки знака заземления

Варианты графического изображения

Значок заземления на чертежах и электрических принципиальных схемах регламентируется ГОСТ 2.721-74 и единой системой конструкторской документации (ЕСКД). В данных нормативных документах описано, как в электрике обозначается заземление, а также место подключения оборудования к заземляющему контуру. Также оговариваются его размеры, пропорции и способы изображения.

В зависимости от типа и особенностей подключения электроустановки к контуру выделяют 4 основных способа обозначения заземления на схеме:

Знак заземления на схемах

Одна вертикальная черта и 3 горизонтальных, расположенных одна под другой, каждая последующая горизонтальная линия меньше предыдущей, такой вариант является стандартным изображением заземления;
Второй вариант отличается от первого неполной окружностью, в которую заключен знак, он применяется для обозначения соединения с «землей» отдельно стоящих электроустановок, не включенных в общий заземляющий контур;
В третьем случае окружность, описанная вокруг знака, является полной, этот вариант обозначает соединение с общей заземляющей шиной токоведущих частей, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением;
Последний вариант условного обозначения заземления напоминает грабли и обозначает соединение прибора с заземляющим контуром через его корпус.

Размеры

Согласно требованиям ГОСТ 21130-75 параметры изображения символа отличаются в зависимости от способа его нанесения на корпус электроустановки. Например, минимальный диаметр знака изготовленного при помощи литья или штамповки составляет 10 мм, а для изготовленного ударным способом, этот параметр составит 14 мм. Один из самых часто используемых размеров знака безопасности заземление составляет 30 х 30 мм. Более подробно с размерами значка заземления можно ознакомиться в п. 3.1 вышеуказанного ГОСТа.

Конструкция и размеры знаков заземления, выполняемых методами литья в металле (в том числе цветном) и прессования в пластмассеРазмеры знаков заземления, выполняемых методами литья

Конструкция и размеры знаков заземления, выполняемых ударным способомРазмеры знаков заземления, выполняемых ударным способом

Еще одним важным требованием, предъявляемым к картинке знака заземления, является его цветовая гамма. Согласно ГОСТ основной фон должен отличаться от цвета оборудования, на которое он нанесен. Чаще всего в качестве основного фона применяется желтый цвет, а сам значок и контуры окружности делают черными.

Лучшим способом обновить знаки на предприятии является приобретение наклеек. Знак заземления на наклейках может быть в формате «вектор» или в виде картинки. Срок службы стикеров составляет до 2 лет, а их замена не представляет никакой сложности. Также можно скачать трафарет знака заземления и нанести обозначения краской. При проектировании заземляющего контура и установке нового оборудования лучше заранее уточнить наличие значков «Заземлено» на их корпусах.

Обозначение заземления на схемах по ГОСТ (болт и лента)

Правильное и качественное соединения корпусов электроприборов с заземляющим контуром (или устройством, ЗУ) играет важную роль в аспекте безопасности использования электрического оборудования. Для того чтобы знать, соединен ли прибор с «землей», на него наносят специальный значок.

Места нанесения обозначений

К основным задачам символа заземления относят информационную функцию. Размеры маркировки пропорциональны размеру оборудования.

Знак заземления можно часто увидеть на электронике и бытовых приборах, обычно его наносят на корпус, но в первую очередь им маркируют места соединения прибора с ЗУ, т. е. в точках, где защитные проводники соединяются с заземляющими шинами, возле места подключения заземляющего проводника, на клеммах и рядом с ними и пр.

Способы маркировки

Есть несколько способов нанесения подобной символики:

штамповка,
литье в металле,
ударный метод,
прессовка в пластмассе.

В этом случае маркировка будет выпуклой или вдавленной.

Но не все элементы и приборы возможно промаркировать таким образом. Однако нормативные документы не запрещают наносить специальные символы другими способами, например аппликацией, краской и пр. Поэтому довольно распространенным стало нанесение обозначения с помощью наклейки с нужным символом. При этом основное внимание нужно уделить размеру знака – он должен строго соответствовать нормативам, которые прописаны в ПУЭ и ГОСТ 21130-75.

Следует заметить, что символ, изготовленный методом литья или прессования, по размерам должен отличаться от символов, произведенных ударным способом. Независимо от диаметра окружности знака, линия вокруг него окрашивается в цвет, контрастирующий с цветом прибора, — обычно черный или желтый.

Изображение на электрических схемах

На чертежах электрических схем также необходимо указывать заземляющие элементы. Это устанавливает ГОСТ 2.721-74, а также Единая система конструкторской документации.
Если на корпусе символ должен быть единым и может отличаться только размерами, то для схем предусмотрено несколько видов обозначений.

Общее обозначение соединения цепи с «землей». Часто используется в радиоэлектронных и электрических схемах как рабочее или измерительное заземление.
Бесшумное. Вид редкий, но требуется для маркировки устройства с собственным заземлителем среди множества устройств подключенных к общим ЗУ.
Защитное. Это самый распространенное обозначение, аналогичное тому, что наносится на корпуса оборудования. Таким знаком заземления отмечаются соединения токоведущих частей с «землей».
Соединение токоведущей части с прибором. Полноценным заземляющим эффектом не обладает.

Знаки заземления играют важную информационную роль, и для того чтобы обозначить наличие и место заземления на оборудовании, необходимо использовать их в соответствии с размерами, определенными государственными нормативами.

Корпуса, контуры, заземление.

Трафарет Visio Корпуса, контуры, заземление.

Фигуры для выделения и разделения частей схемы.

Данная группа фигур, служит для выделения частей схемы, входящих в отдельное устройство или функциональную группу, разделения, а так же указания экранированных частей схемы.
Через контекстное меню фигуры, можно изменить вид контурной линии, для обозначения выделенной части схемы как:

Прибор, устройство,
Функциональная группа,
Экранирование.

Контекстное меню фигуры для выделения части схемы.

Фигуры предназначенные для прямоугольного выделения, так же в контекстном меню, имеют переключатель: Прямой угол — Скругленный угол.
При включении пункта Скругленный угол, в нижней части фигуры, появляется управляющий маркер, для быстрой настройки желаемого радиуса скругления углов. Для увеличения радиуса, маркер необходимо передвинуто вправо, а для уменьшения влево.

Фигура Прибор, устройство* (вторая в трафарете), предназначена для выделения областей на схеме со сложной конфигурацией.

Дополнительные символы:

Символ электростатического экранирования (проставляют под изображением линии экранирования).
Символ электромагнитного экранирования (проставляют под изображением линии экранирования).

Индикатор контрольной точки.

Фигуры символов заземления.

Фигуры для обозначения заземления и возможных повреждений изоляции:

Заземление, общее обозначение.
Бесшумное заземление (чистое).
Защитное заземление.

Электрическое соединение с корпусом (массой).
Эквипотенциальность.
Возможность повреждения изоляции.

Каждая из фигур обозначения заземления, имеет текстовое поле и управляющий маркер изменения символа для его расположения снизу, справа или слева от заземляемого объекта.

Пример расположения символа обозначения заземления справа от заземляемого объекта.

Как должен выглядеть знак заземления?

Как известно, правильно выполненное соединение корпуса электрического оборудования с контуром заземления, напрямую влияет на безопасность его эксплуатации. Заземление радио и электронного оборудования зачастую является важным фактором его правильной работы. Именно поэтому символ обозначающий заземление – наверное, самый распространённый знак в электротехнике и электронике. Он встречается на корпусах оборудования, специальных заземляющих шинах в производственных цехах и электроподстанциях, его нередко можно встретить и на радиоэлектронных схемах, а также схемах связи.

Знак заземления, нанесенный на корпус электрооборудования

Основное назначение знака заземления – информирование о месте соединения оборудования с «землёй», то есть заземляющим контуром. Как правило, символ заземления наносится возле шпильки, к которой непосредственно прикручивается заземляющая шина или заземляющий проводник. Также он может наноситься возле специальной клеммы или на самой клемме. Размеры этого знака пропорциональны размерам устройства, то есть, он должен быть без труда различим на оборудовании и чётко указывать на точку заземления.

Способы нанесение знака на оборудование

Принято считать, что все места подключения оборудования к заземляющему контуру должны иметь оговоренное ГОСТом условное обозначение. В большинстве случаев знак наносится на оборудование на заводе-изготовителе и имеет рельефную поверхность. Знаки, нанесённые на заводе, могут иметь как выпуклую, так и вдавленную структуру. Чаще такие знаки отливаются вместе с металлическим или пластмассовым корпусом оборудования, реже выпрессовываются.

При любом из этих вариантов, знаки подлежат дополнительной окраске, дабы более наглядно выделяться на корпусе. Сейчас популярно наклеивание знака заземления с помощью специальных клейких составов, или липкой ленты, это достаточно простой способ. Применение клеящихся символов заземления не противоречит ГОСТ, и может быть выполнено уже после транспортировки, к тому же такие знаки легко обновлять и заменять.

Государственный Стандарт 21130-75 чётко оговаривает параметры наносимого обозначения заземления на металлические или пластмассовые корпуса методом литья.

Размеры знака заземления, выполняемого методом литья

Подробная расшифровка размеров приводится в таблице.

Типовые размеры для вышеприведённого знака

b	D	H	H₁	h	r
0,7	10	5	3,5	2,5	0,35
1,2	16	8	6,0	4,0	0,6
1,4	20	10	7,0	5,0	0,7
1,8	25	14	9,0	5,5	0,9
3,0	40	22	15,0	9,0	1,5
3,5	45	28	17,5	8,5	1,75
4,0	50	30	20,0	10,0	2,0
7,0	90	50	35,0	20,0	3,5

Этот способ нанесения маркировки получил широкую популярность ещё с конца XIX века и активно применяется на современном оборудовании, имеющем как большие, так и малые габариты. Аналогично должен выглядеть знак соединения с заземляющим контуром, выполненный методом штамповки цветного или чёрного металла. Данный способ удобен для производителя, значок наносится в процессе изготовления корпуса, что позволяет избежать дополнительных манипуляций.

Нанесение условного обозначения заземления ударным способом на корпус электрооборудования чаще также выполняется на заводе-изготовителе, но и не исключено его применение непосредственно по месту установки изделия.

Чаще ударным способом наносят маркировку на малогабаритном оборудовании, корпуса которого изготовлены из чёрного или цветного металла.

Требования ГОСТ 21130-75 для «ударных» символов заземления несколько иные, чем для знаков, выполненных литьём. Основные размеры таких знаков изображены на рисунке ниже.

Знак присоединения к «земле», выполняемый ударным способом

Типовые размеры для вышеприведённого знака

D	b	H	H₁	h	r
D	b	±IT1,5/2
14	1,2	8	6,0	2,5	0,6
18	1,4	10	7,0	5,0	0,7
25	1,8	14	9,0	5,5	0,9

Размеры в Таблицах указаны в миллиметрах.

В обоих случаях окружность вокруг знака заземления, имеющая диаметр D, окрашивается в цвет, отличный от основного цвета изделия, как правило, это жёлтый или чёрный цвет.

В настоящее время для обозначения мест соединения с контуром защитного заземления, соответствующий знак может наноситься методом наклеивания. Это либо отпечатывание знака на клейкой бумаге, либо нанесение символа на ламинированный картон с последующим его наклеиванием на оборудование.

Знак, нанесённый на клейкое основание

Размеры такого значка должны также соответствовать ГОСТ и быть пропорциональны оборудованию. Применение такого вида знаков имеет ряд преимуществ, главное из которых – лёгкость нанесения и простота обновления изношенных знаков даже в труднодоступных местах и на изделиях с небольшими габаритами. Технология изготовления символов заземления на клейкой основе предусматривает применение высококачественных клеёв и ламинита, что позволяет их использовать на оборудовании, подверженном действию вибрации и влаги.

Знаки заземления на схемах

На электрических схемах нанесение изображения символа заземления также оговаривается Государственным стандартом. В этом случае пользуются ГОСТ 2.721-74 и Единой Системой Конструкторской Документации. В отличие от знака на корпусе, обозначения заземления на схемах могут отличаться.

Различают три основных символа заземления и знак соединения выводов с корпусом оборудования.

Изображение заземления на электрических схемах

В первом случае, изображённом на рисунке, представлено общее графическое обозначения соединения участка цепи с «землёй». Этот знак довольно распространён в радиоэлектронных схемах, а также им нередко пользуются для обозначения рабочего или измерительного заземления на электрических схемах. В более ранних вариантах, ГОСТ предусматривал только такое обозначение заземления, поэтому на старых схемах его можно встретить и как защитное или бесшумное соединение токоведущих частей с «землёй».

На втором примере изображён знак бесшумного заземления. Несмотря на то что такой вид заземления достаточно редкий, ГОСТ 2.721-74 предусмотрел для него отдельное обозначение. Изображение такого знака требуется, когда среди множества оборудования, подключённого к общим заземляющим магистралям, имеется устройство, требующее отдельного соединения с собственным заземляющим контуром. Иногда бывает, что один и тот же прибор требует подключения измерительного, защитного, рабочего и бесшумного заземления, в таких случаях на схеме можно встретить все три варианта символов.

Третьим вариантом представлено изображение защитного заземления. Поскольку Правила безопасности требуют соединения всех токоведущих частей электрооборудования, нормально находящихся без напряжения, с «землёй» – этот знак самый распространённый на силовых электрических схемах. По своему начертанию он аналогичен знаку, наносимому на корпуса оборудования, и также вписан в окружность.

Кроме вышеприведённых знаков, в электронике часто встречается соединение токоведущей части с корпусом оборудования. Такой вид соединения обозначается четвёртым вариантом значков. Важно заметить, соединение с корпусом не может считаться полноценным заземлением, даже если корпус оборудования впоследствии соединён с заземляющим контуром.

Размеры наносимых на схему значков, должны соответствовать ЕСКД и быть пропорциональны размерам других элементов схемы.

Видео. Правильное заземление

Знание ГОСТ 21130-75 позволяет правильно определить все точки заземления на электрооборудовании и производить периодическое обновление маркировок, что является гарантией безопасной и корректной работы устройств. Без знания требований ГОСТ 2.721-74 практически невозможно прочесть или изобразить электрическую схему. Правильно разбираясь в начертании знаков, можно сразу понять специфику и принцип работы любого электрического или электронного оборудования.

Оцените статью:

Использование символов заземления на принципиальных схемах

Дизайнер попытался указать на схеме, как следует разделять основания, и проделал разумную работу со стандартными символами, доступными ему.

В таблице данных должно быть подробное описание и письменные инструкции, а также рекомендуемые схемы печатных плат, или там, или в отдельном примечании по применению (если вы посмотрите этот чип на веб-сайте TI, соответствующие примечания по приложению должно быть легко найти)

Но в основном, ИС содержит как усилитель с высоким коэффициентом усиления с чувствительным входом, так и переключатель с высоким током, способный генерировать много шума. При неправильном заземлении высокие токи в проводах заземления могут генерировать нежелательные сигналы на входе усилителя, вызывая нестабильность или плохое регулирование напряжения.

Решение состоит в том, чтобы — насколько это практически возможно — предоставить два отдельных основания; один тихий для чувствительных сигналов (обозначается «заземлением») и один для больших токов (обозначается заземлением шасси, которое не должно быть подключено к реальному шасси!) Эти два ДОЛЖНЫ быть связаны друг с другом — в одном, осторожно выбранная точка, иногда называемая «звездной землей» (полезный поисковый термин для дальнейшего чтения!)

Таким образом, R1 и R2 обеспечивают обратную связь по напряжению с усилителем ошибки. Вы не хотите вводить большие ошибки через R2, поэтому он возвращается на тихую землю. Усилитель ошибок будет получать свою ссылку от вывода «GND» (снова на тихой земле)

Сейчас…

Коммутационный ток через L накладывает огромный сигнал переменного тока на Vin и генерирует огромный переменный ток на Vout соответственно. Эти токи передаются на землю через C1 и C2 соответственно.

Фактически, сторона питания этой цепи может быть прочитана как один непрерывный цикл GND -> C1 -> L1 -> (switch inside chip between L and Vout) -> C2 -> GND.

Эта петля является наиболее важной частью схемы и должна быть как можно меньше. Лучше всего расположить выводы GND C1 и C2 рядом друг с другом — практически весь переменный ток проходит от одного контакта C непосредственно к другому. Другие соединения (PGND, VAUX через C3) менее важны, но также перейдите к этому пункту.

И одна (достаточно толстая) трасса отсюда к земле с низким уровнем шума будет передавать относительно небольшой ток с относительно небольшим шумом на нем.

Умение читать этот путь с высоким током и отделять его от земли с низким уровнем шума будет иметь большое значение для обеспечения бесперебойной работы ваших коммутаторов.

Для чего нужно заземление

Слово «заземление» знакомо, пожалуй, каждому, даже далеко не профессиональному электрику. Оно применимо практически ко всем объектам, связанным с электрическим током.

Итак, заземления – это меры по защите человека от поражения его электрическим током. Более детально вопросы заземления и требования к нему описаны в ПУЭ (правила устройства электроустановок).

С электростанции электрическая энергия передается с помощью линий электропередач ЛЭП на подстанции. С электростанции идет три провода – три фазы. Но земля, по которой мы ходим, тоже участвует в этом процессе, в качестве четвертого, или «нулевого провода». В трехфазной сети, соединенной по схеме «звезда» (а именно так соединяются обмотки трансформаторов для бытовых потребителей) сумма напряжений в общей точке равно нулю.

Эта точка называется нейтраль, которая на подстанции заземляется, то есть непосредственно соединяется с землей, образуя, таким образом, контур заземления. Поскольку нейтраль трансформатора получается глухо заземленной, то отсюда и появилось это упрощенное название «земля».

Упрощенная схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя показан ниже:

Где а) принцип подачи электроэнергии, а б) ее путь от электростанции до потребителя

Конечный же потребитель, который находится в селах, городах, поселках городского типа и других населенных пунктах, запитывается от подстанций трансформаторных через устройства вводно-распределительные (сокращенно ВРУ). Трансформатор, который находится на подстанции, понижает напряжения с 6 или 10 кВ до 380 В, после чего энергия подается потребителю. Но ведь в розетке 220 В спросите вы? Да действительно в розетке 220 В, а не 380. И это связано с тем, что 380 В – это напряжение линейное, то есть напряжение между фазами.

В бытовой розетке же находится два провода один фазный, а второй нейтральный, или как его еще называют «земля». То есть 220 В это напряжение фазы относительно земли или нейтрального провода. Сам же провод глухозаземленной нейтрали (нулевой или «земля») имеет относительно земли потенциал равный нулю, то есть от него нет угрозы поражения электрическим током.

Такое «заземление» могут использовать и в качестве защитного заземления (зануление), так и качестве рабочего проводника, по которому течет ток силовой цепи (пример, розетка – один провод фазный, второй нейтральный). Более того, для заземления могут создавать отдельные контуры, не связанные с подстанцией и силовым трансформатором – это контуры не предназначены для работы с силовыми цепями, а только с защитными. Также глухозаземленная нейтраль, приходящая с подстанции в дом, может расщеплятся на входе на два отдельных провода, один из которых будет предназначаться для силовых цепей – другой для защитных.

Более подробно мы рассмотрим различные системы заземления в следующих статьях.

Знакомство с заземлением: заземление, общее заземление, аналоговое заземление и цифровое заземление

Узнайте об основах обозначения заземления, заземления и обозначений заземления. Не все основания одинаковы. В этой статье мы обсудим заземление, общее заземление, аналоговое заземление и цифровое заземление.

Что такое земля?

В электронике и электротехнике принято определять точку в цепи как точку отсчета. Эта контрольная точка известна как земля (или GND) и несет напряжение 0 В.Измерения напряжения являются относительными. То есть измерение напряжения необходимо сравнить с другой точкой в цепи. В противном случае измерение не имеет смысла.

Опорная точка земли часто, но не всегда — подробнее об этом позже — представлена стандартным символом земли. См. Рисунок 1.

Рисунок 1. Символ общего заземления.

Обычно эта контрольная точка является базой для всех других измерений напряжения в цепи.Однако не все измерения напряжения берутся из этой контрольной точки. Например, если бы вы измеряли напряжение на верхнем резисторе в резистивном делителе напряжения, ваша контрольная точка не была бы заземлена. См. Рисунок 2.

Рисунок 2. Не все измерения напряжения относятся к земле.

Земля Земля

Земля Земля в точности так, как звучит. Это земля, физически (и электрически) подключенная к земле через проводящий материал, такой как медь, алюминий или алюминиевый сплав.

Истинное заземление, как определено Национальным электрическим кодексом (NEC), состоит из токопроводящей трубы или стержня, физически вбитой в землю на минимальную глубину 8 футов.

Земля представляет собой электрически нейтральное тело, и из-за практически бесконечного состояния нейтральности Земли она невосприимчива к электрическим колебаниям. Однако следует отметить, что «устойчивость земли к электрическим колебаниям» на самом деле является обобщением. На самом деле, земля — довольно сложный объект, учитывая все переменные и материалы, из которых состоит Земля.И электрический потенциал Земли действительно испытывает некоторые изолированные области изменения из-за таких событий, как, например, удары молнии. Столбы электропередач, которые натянуты по всему району, также заземлены. На рисунке 3 показан заземляющий провод, прикрепленный к силовой опоре.

Рисунок 3. К полюсам питания подключены заземляющие провода.

Третий контакт на электрических розетках (см. Рисунок 4) физически заземлен.

Рисунок 4. Третий штырь, розетка 110 В переменного тока.

Это выходное соединение с заземлением обеспечивает, например, средство для подключения испытательного оборудования к заземлению — заземляющий (зеленый) провод от шнура питания подключается к внутренней раме или шасси оборудования. А при подключении различных частей испытательного оборудования к заземлению все они подключаются к общей точке заземления и, следовательно, имеют общую точку отсчета.Вы можете проверить это, измерив сопротивление между клеммами заземления любых двух единиц испытательного оборудования.

Этот общий вывод выводится для пользователя как вывод заземления. Примечание: корпус вашего настольного компьютера также подключен к заземлению.

Рисунок 5. Испытательное оборудование предоставляет пользователю клеммы заземляющего провода. Исходное изображение любезно предоставлено cal-center.us. Примечание добавлено автором.

Символ заземления, к сожалению, используется во многих приложениях в электронике и электротехнике, часто означая разные вещи для разных людей, поэтому некоторых новичков это может немного сбить с толку.Например, символ заземления также используется в качестве общего символа земли или ссылки 0В. Это немного вводит в заблуждение, потому что опорный сигнал 0 В фактически не подключен к заземлению. На рисунке 6 показаны различные соединения заземления с использованием символа общего / заземляющего заземления.

Рисунок 6. Различные соединения заземления с использованием символа заземления.

Аналоговые и цифровые заземления

Цифровые схемы генерируют всплески тока, когда цифровые сигналы меняют состояние.При изменении токов нагрузки в аналоговых цепях снова возникают всплески тока.

Несмотря на то, что существует несколько методов надлежащего заземления, когда дело доходит до заземления смешанных сигналов, наиболее важным является — независимо от того, какой метод заземления используется — отделить «более шумные» цифровые обратные токи от «менее шумных» аналоговых. обратные токи. Такое разделение заземлений помогает минимизировать или предотвратить возникновение шума в цепях из-за токов заземления.

Такие токи заземления — воспринимайте их как изменяющиеся токи — при приложении к обратным путям заземления создают колебания напряжения (вспомните закон Ома), называемые шумом.Возможно, вы слышали термин «шумная земля». Такой шум может нарушить чувствительность сигналов в местных цепях. Заземление всегда было основным препятствием для инженеров-проектировщиков, инженеров по системам и тестирования.

Один из возможных способов заземления, который может быть полезен в некоторых, но не во всех, ситуациях, использует так называемое «звездное» заземление. Эта философия основана на теории, согласно которой все напряжения в цепи относятся к одной точке заземления.

На рисунке 7 показано подключение к одной точке заземления как для аналогового, так и для цифрового заземления.

Рисунок 7. Одноточечное заземление для цифрового и аналогового заземления.

Метод использования одиночных точек заземления (или заземления звездой) отлично смотрится на бумаге. На практике, однако, это может быть очень сложно реализовать в зависимости от сложности дизайна. Альтернативный подход — использовать заземленную шину.

Однако имейте в виду, что физическое разделение аналогового и цифрового заземления обычно не требуется, потому что обратными токами можно управлять с помощью правильной компоновки печатной платы, даже если в конструкции используется одна (общая) земля.

Общая ошибка заземления

Трехконтактный источник питания постоянного тока, такой как показанный на Рисунке 8, может немного запутать новичков. Этот источник питания имеет положительный (+), отрицательный (-) и GND (заземляющий) вывод. Как упоминалось ранее, клемма заземления (заземление) физически привязана к шасси, которое, в свою очередь, подключается к заземляющему проводу внутри шнура питания, который, наконец, подключается к земле через трехконтактную розетку.

Довольно распространенная ошибка новичков — подключение нагрузки между плюсовым (+) и GND выводом. Это неправильное подключение не позволит току вернуться к своему источнику энергии (самому источнику питания), и, следовательно, ток не будет течь. Правильное подключение — это подключение нагрузки между положительной (+) и отрицательной (-) клеммами.

Рисунок 8. Источник питания постоянного тока с заземлением (зеленая клемма в центре). Изображение любезно предоставлено GWInstek.com.

Электростатический разряд (ESD)

Заземление вашего испытательного оборудования также помогает в устранении электростатического разряда (ESD).Электростатический разряд возникает, когда статически заряженное тело (то есть вы) соприкасается с испытательным оборудованием. Некоторое испытательное оборудование сверхчувствительно и может быть очень уязвимо к электростатическим разрядам.

Интегральные схемы (ИС)

известны своей крайне уязвимостью к электростатическим разрядам. Заземленные коврики (называемые антистатическими матами), заземленные стулья и браслеты обеспечивают адекватную защиту от электростатического разряда для ваших ИС, заземляя вас, таким образом снимая любые статические электричества, которые могут возникнуть на вашем теле, перед тем, как прикасаться к каким-либо чувствительным компонентам. Большинство инженеров и техников также носят антистатические куртки при работе с печатными платами и интегральными схемами для дополнительной защиты от возможных повреждений компонентов и оборудования.

Символы заземления

Следующие обозначения заземления можно встретить в проектах:

Рис. 9. Общий символ заземления или заземление (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.1 и IEC 60417-5017).

Рисунок 10. Малошумящее заземление или функциональное заземление (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.1.1 и IEC 60417-5018).

Рисунок 11. Безопасное или защитное заземление (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.1.2 и IEC 60417-5019).

Рис. 12. Корпус или соединение рамы (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.2 и IEC 60417-5020).

Рисунок 13. Общие соединения / уровень потенциала не указан (IEEE Std 315-1975, раздел 3.9.3.2)

Электрическое заземление — электрическое 101

Защита от замыкания на землю

Существует две основные причины защиты электрических цепей от замыкания на землю.

Заземляющий провод оборудования (EGC) на электрических инструментах, приборах и электронике обеспечивает защиту от замыканий на землю на металлических частях.Это должно исключить возможность поражения электрическим током в случае замыкания на землю.
EGC обеспечит хороший путь возврата от замыкания на землю к электрической панели, поэтому автоматический выключатель немедленно отключится в случае замыкания на землю.

Электрическое заземление очень важно для безопасности электрических систем. Новые жилые дома необходимо заземлить из-за изменений в Электротехническом кодексе 1962 года.

Определения заземления и нейтрали

(* означает NEC (Национальный электротехнический кодекс) 2014, определения статьи 100)

Земля — Контрольная электрическая точка, которая соединяется с землей.Земля подключается к нейтрали в одной единственной нейтральной точке электрической системы, измеряющей ноль (0) вольт.

Замыкание на землю — это происходит, когда незаземленный провод (линейный провод) соприкасается с чем-либо, что заземлено (например, обмотка двигателя касается корпуса, или линейный провод прибора касается металлического корпуса).

Заземленный проводник * — Проводник системы или цепи, который намеренно заземлен. (т.е. нейтральный провод).

Заземляющий проводник — Оборудование (EGC) * — Токопроводящая дорожка (и), установленная для соединения обычно не током — , несущим металлические части оборудования вместе и с заземленным проводом системы или с проводом заземляющего электрода, или с обоими.

Нейтральный проводник — Это проводник, по которому в нормальных условиях проходит ток. Он заземлен в нейтральной точке системы. Напряжение на нейтральном проводе составляет 0 вольт (или очень близко к 0 вольт в условиях нагрузки). Предупреждение: Нейтральный проводник может находиться под напряжением в цепи под напряжением при размыкании и представлять опасность поражения током.

Заземление электрических шнуров

Разница между заземлением и нейтралью

Заземляющий провод не предназначен для протекания тока, за исключением случаев замыкания на землю.Нейтральный провод предназначен для передачи тока в качестве возврата от линейного тока. Провод заземления (EGC) передает ток замыкания на землю на землю на электрической панели.

Контакт заземления на этой вилке подключается к EGC внутри шнура.

Электрический шнур на инструментах, приборах и электронике может иметь трехпроводную вилку со встроенным EGC в шнур. При наличии двухпроводной вилки и шнура инструмент, прибор или электронное устройство должным образом изолированы и не нуждаются в EGC.

Удлинители и переходники для вилок

Двухпроводной удлинитель не имеет EGC или заземления на вилке и розетке. Никогда не используйте удлинительный шнур 2- или переходник для вилки на оборудовании с проводом 3- и вилкой. Это устранит любую защиту от замыкания на землю.

Заземление на проводном устройстве-

При замене устройства с жестким проводом- (например, посудомоечной машины) в доме с заземлением очень важно подключить провод заземления (EGC) к раме нового устройства.Это соединение обычно находится рядом с клеммами линии и нейтрали на приборе.

Если линейный провод отсоединился и коснулся корпуса посудомоечной машины, EGC обеспечит путь от линейного напряжения к земле на электрической панели и немедленно отключит автоматический выключатель в этой цепи. Если EGC не был подключен к посудомоечной машине должным образом, а линейный провод касался рамы, металлические части посудомоечной машины находились под напряжением, что приводило к поражению электрическим током.

Сломанный контакт заземления на электрических шнурах

Никогда не используйте удлинитель с поврежденным контактом заземления или электрическое устройство с поврежденным контактом заземления на электрическом шнуре.Это устранит защиту от замыкания на землю.

Дома без земли

Старые жилища могли быть построены до того, как земля требовалась кодексом. Электрическая система в некоторых из этих домов была обновлена и включает новую проводку и электрическую панель с заземлением.

Если в вашем доме нет заземления, вы можете запросить предложение у лицензированного подрядчика по электрике для обновления проводки. Если потребуется обширная реконструкция, было бы дешевле и проще обновить проводку в это время.

Разница между заземлением переменного и постоянного тока

Заземление постоянного и переменного тока — это разные типы заземления. Земля переменного тока использует землю в качестве основного заземления. Заземление постоянного тока не связано с землей. Земля постоянного тока — это общий термин для отрицательной (- ) стороны цепи постоянного тока.

В большинстве автомобилей отрицательная клемма автомобильного аккумулятора подключена к раме и часто называется заземлением.

Электрическое заземление

Если ваш дом цельнометаллический, его электрическая система может состоять из однопроводных цепей.То есть потребуется только один провод, чтобы волшебным образом соединить каждый электрический блок или устройство с его электродвижущей силой. . . аккумулятор или генератор.

Другими словами, все электрические цепи могут быть подключены через металлическую конструкцию самолета к батарее или генератору без необходимости прокладки отдельных кабелей возврата тока.

Обычно однопроводные цепи полагаются на металлическую конструкцию самолета, чтобы служить в качестве электрического проводника (провода) или устройства, когда они подключены в любой точке к металлической конструкции, это правильно называется «заземленным». «

Сравнение однопроводной схемы и двухпроводной схемы

Электрически одна система не более эффективна, чем другая. Только когда вы задумаетесь о том, что необходимо для установки электрической системы, вы действительно заметите различия.

Большим преимуществом металлического самолета с точки зрения электрооборудования является то, что однопроводные схемы проще и легче устанавливать, чем требуемые двухпроводные схемы в деревянных и композитных самолетах.

Естественно, это может привести к значительной экономии денег и веса для производителя металлических самолетов, а также к сокращению объема работ и сложности монтажа.

Однако это сравнение не столь однобокое, если учесть тот факт, что для большинства ваших однопроводных цепей по-прежнему требуется клеммное соединение с землей. Таким образом, если устройство не заземляется автоматически через корпус при установке, потребуется по крайней мере короткий соединительный кабель к ближайшей клеммной колодке заземления или шпильке.

Даже в этом случае это все же намного лучше, чем прокладывать длинные дублирующие провода, скажем, от заднего фонаря, до ближайшей клеммной колодки заземления.

Создайте хорошую площадку для двигателя

Первое электрическое соединение, которое необходимо выполнить сразу после установки двигателя, — это соединение, обеспечивающее хорошее заземление двигателя.

В большинстве самолетов это делается путем подсоединения одного конца тяжелого кабеля или металлической заземляющей ленты к какому-нибудь удобно расположенному болту на картере двигателя.Другой конец заземляющей ленты должен заканчиваться на какой-нибудь твердой части конструкции брандмауэра самолета.

Примечание. Этот кабель / заземляющий браслет должен проходить через непроводящие резиновые амортизаторы подвески двигателя. . . из каучука, как известно, плохой электрический проводник.

Эта металлическая пластина заземления двигателя, изготовленная из металла, служит для соединения двигателя и всей конструкции самолета в единое электрическое заземление.

Однако в самолетах из дерева или композитных материалов вы только что установили двигатель и брандмауэр в качестве точек заземления.

По этой причине и для вашего удобства вам следует проложить дополнительные провода, чтобы установить дополнительные точки заземления.

Я бы посоветовал одним из них быть приборной панелью. Кроме того, одной или двух удобно расположенных клеммных колодок заземления должно хватить для замыкания цепи заземления в деревянном или композитном летательном аппарате.

на хорошей земле. . .

Перед выполнением любого электрического подключения вся краска, грунтовка и, конечно, анодированная поверхностная пленка должны быть соскребаны или удалены иным образом, чтобы обеспечить гладкую, не имеющую сопротивления, голую металлическую поверхность.

Убедитесь, что каждое соединение правильно собрано с шайбами, плотно и надежно.

Общие неисправности заземления

Вот наиболее частые нарушители спокойствия:

1. Отсутствует, отсоединено или корродировано заземляющее кольцо двигателя.

2. Соединение с поверхностью с высоким сопротивлением; то есть наличие краски, коррозии, грунтовки или пленки анодирования препятствует созданию и созданию эффективного основания.

3. Электрический блок не заземлен.Некоторые электрические устройства (соленоиды, реле, датчики и т. Д.) Заземляются через свои корпуса. Если устройство не прикреплено к металлической заземляющей поверхности, необходимо установить отдельный заземляющий разъем до ближайшей точки электрического заземления.

4. Плохое или ненадежное соединение отрицательной клеммы аккумуляторной батареи или клеммы стартера может быть причиной проблем с запуском двигателя.

5. Плюсовой (+) кабель отключается и падает вниз, контактируя с металлической заземляющей поверхностью.Если повезет, перегорит предохранитель или сломается автоматический выключатель. Худший сценарий? Провода нагреваются и горят, дым заполняет кабину, а авионика самоуничтожается.

7. Вольтметр с плохим соединением с землей испытывает сопротивление, которое будет давать показания манометра ложно заниженными.

8. Электрические датчики (давления масла, давления топлива) с плохим заземлением дают ложно заниженные показания.

Этот пресловутый магнето «P» ведет

Когда вы впервые устанавливаете двигатель, ваши магнето будут «горячими» и готовы запустить свечи при малейшем движении коленчатого вала (пропеллера).

Они будут оставаться такими (горячими) до тех пор, пока вы не подключите P-выводы к магнето, тем самым электрически заземлив их через выключатель зажигания.

Некоторым строителям трудно запомнить, что когда переключатель магнето находится в положении ВКЛ, вывод P незаземлен (фактически «отделен» от магнето), а магнето «горячее».

Следовательно, каждый раз, когда P-вывод (провод) отсоединяется или ломается, магнето нагревается! И не имеет значения, включен ли ключ зажигания или нет.

Поломка P-вывода в процессе эксплуатации может произойти практически в любое время из-за воздействия обычной вибрации и / или неуклюжего обслуживания. Так . . . Бездумно повернуть пропеллер, даже немного, не убедившись, что магазины заземлены, может превратить действие в смертельный случай.

Между прочим, одним из признаков того, что у вас может быть сломанный P-вывод, может быть падение на ноль оборотов на одном магнето во время разгона вашего двигателя (проверка магнето).

Экранирование

Назначение экрана — индуцировать ВЧ-напряжения в экране, а не в соседних или смежных блоках, где они могут вызывать электрические помехи.. . как шум в твоих радиоприемниках.

Экранированный кабель — это кабель, по всей длине заключенный в металлическую оплетку.

Некоторые люди считают, что только один конец экранированного кабеля должен быть заземлен, но столько же, если не больше, считают, что оба конца должны быть заземлены для максимальной эффективности. Кто прав?

Что ж, иногда обе фракции правы.

Экранирование проводов магнето должно быть заделано (заземлено) с обоих концов, чтобы кабели не излучали радиочастотные помехи.

С другой стороны, экранированный соединительный кабель, используемый между блоком стробоскопа и его источником питания, обычно заканчивается (заземляется) на одном конце только для снижения до минимума потенциальных радиопомех из-за радиочастотного излучения. Обычно более практично заземлять или заканчивать экран со стороны источника питания. Однако не замыкайте оба конца. По крайней мере, так советует производитель стробоскопического оборудования Whelen.

В жилищном строительстве, когда мы говорим об экранировании, мы, более чем вероятно, имеем в виду металлическую сетку, покрывающую P-выводы (провода), соединяющие магнето.

Провода, используемые для подключения магнето, должны быть экранированными. (Я ненавижу использовать слово «кабель», потому что, на мой взгляд, оно вызывает в воображении образ тяжелых многожильных кабелей, используемых в подъемных кранах или для поддержки таких конструкций, как мост Золотые Ворота. )

В любом случае кабели зажигания могут быть очень маленькими, так как они пропускают очень небольшой ток. По большей части, все, что вам нужно — это экранированный провод №18 или №20.

Кабели с P-выводами магнето и большая часть другой проводки в домашних условиях редко имеют длину более 5 футов, поэтому падение напряжения в кабеле обычно не является поводом для беспокойства.На самом деле, большинство застройщиков склонно использовать в своей электрической системе кабели большего диаметра, чем это необходимо. В этом отношении они стараются обойтись минимумом проводов разных размеров.

Если бы вы могли установить кабели с черной изоляцией для всех заземляющих проводов, это упростило бы будущее обслуживание и устранение неисправностей.

Об этих электрических схемах

Они действительно служат важной цели для большинства из нас.

Без хорошей схемы электрических соединений рядовому строителю было бы трудно решить, с чего начать или как проводить электромонтаж своего самолета.

К сожалению, на большинстве электросхем самолетов не отражены некоторые довольно важные детали, очевидно, исходя из предположения, что все знакомы с некоторыми основными электрическими элементами.

Самая большая ошибка, которую я обнаруживаю в некоторых электрических схемах, заключается в том, что не всегда изображены все основные заземляющие соединения.

Например:

1. Регулятор напряжения и реле максимального напряжения должны быть заземлены, но схемы часто не показывают заземления. Без хорошего заземления ни регулятор напряжения, ни реле не могут работать.

2. Предполагается, что генератор и стартер заземлены при установке на двигатель, однако на схеме может не быть показано, что они заземлены.

3. Как упоминалось ранее, электрические датчики для приборов часто заземляются путем их установки на металлическую конструкцию. Тем не менее важно проиллюстрировать обозначения заземления.

4. Магнитопроводы часто не показывают, что они должны быть кабелями экранированного типа с заземлением на обоих концах.

5. Провода к / от генератора переменного тока должны быть экранированы и заземлены.

6. Схема подключения стробоскопа редко показана на большинстве схем подключения, и все же, по крайней мере, один производитель (Whelen) подчеркивает важность заземления экрана проводника только на одном конце.

Приведенный выше обзор должен подчеркнуть важность хорошего электрического заземления для каждого устройства и каждой цепи.

В некоторых случаях установка просто не будет работать без заземления.. . даже если нет клеммы для подключения заземляющего провода. Имейте это в виду, когда вы решаете проблему с электричеством. . . и сначала проверьте простые и очевидные вещи.

Еще одна вещь. . .

Всегда отсоединяйте кабель заземления аккумуляторной батареи в первую очередь и заменяйте его в последнюю очередь, чтобы избежать случайного короткого замыкания и появления поразительного пиротехнического дисплея.

Общие сведения о заземлении гитары и распространенные ошибки

Практика игры на гитаре делает вас лучшим гитаристом. Понимание гитарной разводки сделает вас лучшим мастером тона. А правильное заземление электроники гитары делает ее настолько тихой, насколько это возможно. В сегодняшней статье мы углубимся в мир заземления: основы, распространенные мифы и лучшие практики!

ОСНОВЫ:

Соединение Земля (или Земля ) — это термин, который относится к множеству тем, связанных с электротехникой. Для наших целей и задач правильное соединение Ground является важной частью проводки вашей гитары.Заземление соединяет каждую металлическую деталь гитары и действует как обратный путь к усилителю. Частично заземление гитары помогает удалить нежелательные шумы и имеет важное значение для безопасности — оно позволяет электричеству безопасно поступать в усилитель и рассеиваться.

Ваша гитара окружена множеством вещей, которые излучают или производят EMI или электромагнитные помехи. Оглянитесь вокруг — вы, вероятно, находитесь перед компьютером, возле источника света и, скорее всего, рядом с электрическими линиями.

Это все источники EMI, и их тысячи вокруг нас. Ваша гитара уловит их множество. Однако, если вы правильно заземлите свою гитару, вы можете сделать ее настолько тихой, насколько это возможно (одиночные катушки по-прежнему будут гудеть), и не вводить звук из-за неправильного заземления.

ОСНОВНЫЕ МИФЫ ГИТАРЫ:

Есть несколько мифов о заземлении гитары, которые мы хотим развеять:

БОЛЬШЕ — ЛУЧШЕ:

Определенно нет. Надлежащее заземление означает, что его нужно правильно подключить к земле один раз . Многократное заземление предметов создает несколько проблем. Во-первых, использование провода для заземления ряда электролизеров по кругу создает одновитковую катушку . Если вы читали нашу статью о хамбакерах, то знаете, что электромагнитные помехи обычно попадают в катушку, а не через магнитное поле. Создание контура заземления внесет шум в ваш сигнал.

Взгляните на следующие изображения.Вы увидите неправильный и правильный способ заземления Gibson Les Paul®.

Это неправильный способ заземления Les Paul или Telecaster Deluxe. Добавление дополнительного провода заземления завершает контур заземления, вызывая шум. Это правильный способ заземления Gibson Les Paul или Telecaster Deluxe. Каждый горшок в форме «подковы» заземляется один раз.

ВЫ ЗАЗЕМЛЕНИЕ СТРУН:

Заземление струн необходимо для получения более тихой гитары.Если вы когда-нибудь замечали, что звук вашей гитары становится тише, когда вы касаетесь струн, вы могли подумать, что ваше тело опирается на части гитары. Вы ошиблись, если бы это сделали. Оказывается, человек делает довольно хорошие антенны EMI (электромагнитные помехи)! Ваше тело — это антенна для всех видов электромагнитных помех, поэтому, когда вы касаетесь струн гитары, гитара заземляет вас! Довольно круто, правда?

«ЗВЕЗДНОЕ» ЗАЗЕМЛЕНИЕ: ХОРОШО ИЛИ ПЛОХО?

Заземление звездой относится к методу заземления, при котором все заземления подключаются к единой точке . Например, подумайте о задней части горшка Strat Volume Pot: он обычно является центральным узлом для заземления. Некоторые инженеры-электрики заявляют, что звездное заземление не имеет значения, но Линди предпочитает этот метод. Его рассуждения? Все заземления в любом случае подключаются к муфте выходного гнезда. Кроме того, сложнее создать контур заземления, практикуя заземление звездой.

НАИЛУЧШИЕ ПРАКТИКИ:

ПОДКЛЮЧАЙТЕ ВСЕ, НО СОЕДИНЯЙТЕ ЕГО РАЗ.

Взгляните на следующее изображение Strat — обратите внимание, как каждая часть соединяется с землей один раз.Заметили перемычки? Shielding на задней панели накладок соединяет все. Если бы вы добавили перемычки между электролизерами, вы бы создали «контур заземления» и внесли бы шум в вашу схему.

Это метод «звездного заземления». Вы можете видеть, что Volume Pot является более или менее центральным узлом для всех точек контакта с землей. Добавление дополнительных перемычек заземления к деталям создаст больше путей заземления и внесет шум. Однако есть один основной выход — рукав выходного разъема. Если у вашей накладки нет экрана: вам необходимо добавить экранирование или перемычки для заземления электроники гитары.

Настраиваемая предустановленная накладка Strat

Не соглашайтесь на универсальную накладку, подходящую для всех. Создайте свой собственный из материалов высочайшего качества в отрасли. Наши предварительно зашитые накладки Strat — идеальный продукт для всех, кто хочет мгновенно получить оттенок Fralin Tone. Мы используем лучшие доступные материалы: от CTS® Pots, AllParts® Pickguards и CRL® Switches.

345,00 долл. США – 362 долл. США

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА ВАШУ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ:

Многие ошибки при заземлении возникают из-за того, что не проверяют свое окружение. Если ваши детали устанавливаются на металлическую пластину или экран, скорее всего, они уже подключены электронным способом. В этой ситуации установка дополнительных перемычек приведет к заземлению вашей электроники.

Плата управления Telecaster, изображенная ниже, соединяет всю электронику. Подключив только один провод заземления от потенциометра к выходному разъему , вы тщательно заземлите свои детали.

См. Ниже:

На изображении слева показан неправильный способ заземления пластины управления Telecaster. Изображение справа правильное!

Если винты вашего бриджевого звукоснимателя ввинчиваются в стальную пластину, как у нас, то этого должно быть достаточно, чтобы заземлить струны, поскольку стальная пластина соединяется с землей. Кроме того, еще раз убедитесь, что под седловой пластиной нет лишних проводов заземления.

Предварительно смонтированная настраиваемая панель управления Telecaster

Настройте и модернизируйте свой Telecaster мгновенно с помощью панели управления Lindy Fralin Telecaster.Доступно более 150 комбинаций, вы можете выбрать свои варианты, и мы подключим их так, как вам нравится. Установка включает в себя пайку нескольких проводов на место. Как всегда, мы используем только самые качественные детали производства США, какие только можем найти.

100,00 долл. – 110,00 долл. США

ОХОТА НА ПРОБЛЕМЫ НА ЗЕМЛЕ:

Если у вас возникли проблемы с грунтом на вашей гитаре, есть простой способ их найти. Если у вас его еще нет, инвестируйте в мультиметр — вы можете купить приличный за 25 долларов.Выполните следующие шаги здесь:

Открыв электронные гнезда гитары, поверните мультиметр в положение DC Resistance около 20K.
Возьмитесь за одну клемму на задней панели регулятора громкости ( B на приведенном выше изображении стратограммы)
Используйте свободный разъем, чтобы прикоснуться к каждой металлической части, и обратите внимание на показания мультиметра.

Если ваш мультиметр показывает «0,0», у вас надежное соединение — между двумя частями отсутствует сопротивление.Если ваш мультиметр показывает «0.L», у вас разорвано соединение, и это как минимум одна из ваших проблем. Вам нужно будет установить перемычку заземления, чтобы убедиться, что деталь правильно заземлена.

Примечание: Убедитесь, что вы выполняете это на каждой части гитары, включая Bridge, Switch и вкладку Output Jack Sleeve.

Примечание 2: Если с вашей гитарой все в порядке, начните искать кабель . Убедитесь, что муфта вашего кабеля правильно заземлена.

И наконец, Примечание 3: Если у вас Shielding или Conductive Paint, убедитесь, что заземлено.

Это должно сделать это сейчас! Заземлить очень просто: убедитесь, что все заземлено, но только один раз. Не переусердствуйте!

Основы подключения и заземления трансформаторов

После того, как национальный проект анализа опасности дугового разряда был выполнен на восьми недавно построенных складских площадках для распределения запчастей для компании Global 100 в рамках программы добровольной защиты OSHA (VPP), руководство обнаружило результаты быть несколько шокирующим.

В процессе сбора данных компания Electrical Service Solutions, Inc. обнаружила более 35 нарушений NEC, связанных с неправильным подключением и заземлением трансформаторов. Нарушения варьировались от перемычек заземления системы, которые отсутствовали, были недостаточного размера, неправильно подключены и установлены в двух местах, до проводников заземляющих электродов, которые отсутствовали, имели малый размер, неправильно подключены к электроду и / или подключены к отдельно созданной системе в другом месте чем то, где была подключена перемычка соединения системы.Эти результаты подтверждают тот факт, что в отрасли все еще сохраняется значительная путаница по поводу подключения и заземления трансформаторов. Давайте подробнее рассмотрим области, в которых возникает большинство заблуждений.

Эффективная цепь тока замыкания на землю

Чтобы понять концепцию соединения и заземления в целях безопасности, установщик должен знать, что для протекания нормального тока нагрузки, тока короткого замыкания или тока замыкания на землю должна быть непрерывная цепь или путь — и разница потенциалов.NEC 2011 определяет эффективный путь тока замыкания на землю как «специально сконструированный токопроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки до источника электропитания. и это облегчает работу устройства защиты от перегрузки по току или детекторов замыкания на землю в системах с заземлением с высоким сопротивлением ». Эффективный путь тока замыкания на землю является важной частью системы максимальной токовой защиты.

Фото 1. Эта соединительная перемычка системы с неизолированной медью 8 AWG недостаточна для данной установки. Таблица 250.66 NEC требует наличия медной перемычки 4 AWG или больше для медных проводников незаземленной цепи 3/0 AWG.

Нормальный ток нагрузки, ток короткого замыкания или ток замыкания на землю будут использовать все без исключения завершенные пути, разделенные пропорционально импедансу на каждом пути, чтобы вернуться к своему источнику, а затем обратно к источнику повреждения. Непреднамеренный протекание тока замыкания на землю в этих завершенных путях способствует надежному мгновенному срабатыванию устройства максимального тока, быстро прерывая источник энергии, обеспечивающий замыкание на землю.Путь тока замыкания на землю должен быть полным и соответствовать трем важным критериям:

Путь для тока замыкания на землю должен быть электрически непрерывным и надежным.
Он должен иметь достаточную пропускную способность по току, чтобы безопасно проводить (как по величине, так и по продолжительности) любую неисправность, которая может быть вызвана.
Он должен иметь низкий импеданс, чтобы облегчить мгновенное срабатывание устройства максимального тока в цепи тока замыкания на землю.

Путь тока замыкания на землю для заземленной отдельно выделенной системы / трансформатора, который не соответствует этим критериям, становится бесшумным и часто смертельным источником электрического удара при замыкании на землю.Если эффективный путь тока замыкания на землю не установлен и замыкание на землю происходит на производных проводниках незаземленной цепи трансформатора, ток замыкания на землю не протекает; следовательно, срабатывание устройства максимальной токовой защиты в цепи тока замыкания на землю не запускается. Электрические кабельные каналы, кожухи и оборудование будут заряжаться опасной энергией, постоянно ищущей путь к своему источнику. Когда человеческое тело завершает путь тока замыкания на землю, это приводит к поражению электрическим током или поражению электрическим током.В отличие от очевидных признаков неисправности разводки цепей ответвления или фидера, дефектные цепи тока замыкания на землю с высоким импедансом трудно обнаружить, потому что эти цепи в основном вызываются при замыкании на землю.

Пять ключевых компонентов

Ниже приведен обзор основных областей, связанных с соединением и заземлением одиночных, глухозаземленных, 480–208 / 120 В, трехфазных трансформаторов «треугольник».

Перемычка заземления системы — NEC 2011 определяет перемычку заземления системы как «соединение между заземленным проводником цепи и перемычкой заземления на стороне питания, или заземляющим проводом оборудования, или тем и другим в отдельно производной системе.«Назначение перемычки заземления системы — соединить заземленный провод (нейтраль), перемычку заземления на стороне питания и заземляющие проводники оборудования отдельно выделенной системы / трансформатора, что необходимо для создания эффективного пути тока замыкания на землю.

Фото. 2. Обратите внимание на фото, как провод заземляющего электрода без покрытия из меди 3/0 AWG выходит из нейтральной точки XO и проходит сквозь сетку в нижней части корпуса трансформатора. Поскольку провод заземляющего электрода не имеет прочного соединения с корпусом трансформатора, эта перемычка не соответствует требованиям для этой отдельно созданной системы.

Этот путь позволяет непреднамеренному току замыкания на землю течь от точки замыкания на землю по производным проводникам незаземленной цепи к производному источнику, а затем обратно к источнику замыкания на землю. Этот непреднамеренный протекание тока замыкания на землю увеличивает ток в первичной обмотке трансформатора для замыканий на землю между производным источником трансформатора и первым устройством максимальной токовой защиты или облегчает работу устройств вторичной максимальной токовой защиты трансформатора, если замыкание на землю происходит на сторона нагрузки этих устройств.Перемычка системы заземления является одним из ключевых элементов, которые формируют эффективный путь тока замыкания на землю от самой дальней точки в электрической системе обратно к производному источнику, вторичной обмотке трансформатора. Если соединительная перемычка системы не установлена должным образом ( фото 1 и фото 2 ), эффективный путь тока замыкания на землю не будет установлен.

Таблица 250.66 NEC 2011 года используется для определения размера перемычки заземления системы в зависимости от размера проводников незаземленной цепи, питаемых вторичной обмоткой трансформатора.Поскольку перемычка соединения системы является частью пути тока замыкания на землю, необходимо поддерживать пропорциональное соотношение размеров между производными проводниками незаземленной цепи и перемычкой соединения системы. Если производные проводники незаземленной цепи больше, чем максимальные размеры, указанные в этой таблице, 250.28 (D) (1) требует, чтобы перемычка заземления системы составляла не менее 12,5% площади наибольшего производного проводника незаземленной цепи. В данной статье это требование будет обозначено как «12.Правило 5% ».

Заземляющий электрод и провод заземляющего электрода — NEC 2011 определяет заземляющий электрод как «проводящий объект, через который устанавливается прямое соединение с землей», а провод заземляющего электрода — как «проводник, используемый для подключения заземленного проводника системы или оборудования к заземляющему электроду или к точке в системе заземляющих электродов ». Назначение заземляющего электрода и проводника заземляющего электрода состоит в том, чтобы соединить отдельно выделенный заземленный провод или оборудование системы / трансформатора с землей (землей), ограничить напряжение, возникающее при скачках напряжения в сети, и стабилизировать вторичное напряжение трансформатора относительно земли во время нормальной работы ( Фото 3 ).

Фото 3. Эта отдельно производная система / трансформатор имеет соответствующую перемычку соединения системы; однако необходимый провод заземляющего электрода отсутствует.

Заземляющий электрод обеспечивает заземление вторичной цепи трансформатора. Это должно быть эффективное соединение, и к нему должны быть подключены все пути заземления. Во избежание нежелательного протекания тока соединение заземляющего электрода с заземленным проводом должно выполняться в той же точке отдельно производной системы, где соединяются соединительная перемычка системы и соединительная перемычка на стороне питания, как указано в разд.250,30 (А) (5).

Раздел 250.66 и таблица 250.66 используются для определения размеров проводника заземляющего электрода на основе размера производных проводов незаземленной цепи, питаемых вторичной обмоткой трансформатора; однако, поскольку максимальный ток в проводе заземляющего электрода ограничен путем импеданса через заземляющий электрод и землю — и не предназначен для включения в эффективный путь тока замыкания на землю — правило 12,5% не применяется.

Склеивание металлических систем водопровода и оголенных металлических конструкций — Раздел 250.104 (D) NEC 2011 года требует, чтобы в случае, когда отдельно выделенная система / трансформатор подает питание на территорию, заземленный проводник должен быть подключен к ближайшей доступной точке металлической системы (систем) водопровода и открытого металлического каркаса здания. в зоне, обслуживаемой трансформатором. Это соединение с перемычкой эффективно устраняет любую возможную разницу потенциалов, которая может существовать между заземленным проводником источника, полученного от трансформатора, металлической системой (ами) водопровода и открытым металлическим каркасом здания.Он также обеспечивает путь тока замыкания на землю для тока замыкания на землю, который может быть наложен на систему (системы) металлических водопроводных труб или открытый металлический каркас здания в зоне, обслуживаемой трансформатором.

Таблица 250.66 используется для определения размеров этих соединительных проводов перемычки в зависимости от размера производных проводов незаземленной цепи, питаемых вторичной обмоткой трансформатора. Поскольку металлическая система (системы) водяных трубопроводов или открытый структурный металл каркаса здания в зоне, обслуживаемой трансформатором, будет преимущественно использоваться в качестве заземляющего электрода, как указано в пункте 250.30 (A) (4) применяются правила заземления проводов электродов. Таким образом, правило 12,5% не применяется. Чтобы предотвратить нежелательное протекание тока, это соединение проводника соединительной перемычки должно быть выполнено в той же точке в отдельно выделенной системе, где подсоединяется провод заземляющего электрода, как указано в 250.104 (D).

Отдельная перемычка для соединения заземляющего проводника с металлической системой (-ями) водопровода и открытым металлическим каркасом здания не требуется, если они используются в качестве заземляющих электродов, как указано в 250.30 (A) (4), и если перемычка установлена между оголенным металлическим каркасом здания и металлической системой водопровода в зоне, обслуживаемой трансформатором.

Соединительная перемычка на стороне питания — NEC 2011 определяет соединительную перемычку на стороне питания как «проводник, установленный на стороне питания службы или в корпусе (ах) служебного оборудования, или для отдельно производной системы, который обеспечивает требуемая электрическая проводимость между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.Конкретно для этой статьи соединительная перемычка на стороне питания представляет собой проводник типа провод, проходящий с проводниками производной цепи от корпуса источника / трансформатора к первому средству отключения системы. Назначение соединительной перемычки на стороне питания состоит в том, чтобы соединить заземляющие проводники оборудования источника, производного от трансформатора, с соединительной перемычкой системы / соединением заземляющего проводника оборудования, которое требуется для создания эффективного пути тока замыкания на землю. Если замыкание на землю происходит на производных незаземленных проводниках цепи, ток замыкания на землю будет течь от точки замыкания на землю на производных незаземленных проводниках схемы к соединительной перемычке системы / соединению заземляющего проводника оборудования с помощью перемычки заземления на стороне питания. к производному источнику, а затем обратно к источнику неисправности.Этот непреднамеренный протекание тока замыкания на землю увеличивает ток в первичной обмотке трансформатора для замыканий на землю между производным источником трансформатора и первым устройством максимальной токовой защиты или облегчает работу устройств защиты от перегрузки по току вторичной обмотки трансформатора, если замыкание на землю происходит на нагрузке. сторона этих устройств.

Таблица 250.66 используется для определения размеров соединительной перемычки на стороне питания в зависимости от размера производных проводников незаземленной цепи, питаемых вторичной обмоткой трансформатора.Перемычка на стороне питания является частью пути тока замыкания на землю. Таким образом, правило 12,5% действительно применяется.

Когда перемычка заземления системы не расположена на производном источнике отдельно производной системы, заземленный провод (нейтраль) служит частью перемычки заземления на стороне питания во время замыкания на землю. Таким образом, в дополнение к существующим требованиям к размерам заземленного проводника, заземленный провод должен соответствовать тем же минимальным требованиям к размерам, что и соединительная перемычка на стороне питания на 250.30 (А) (3).

Заземляющий провод оборудования — NEC 2011 определяет заземляющий провод оборудования как «проводящий путь (и), установленный для соединения обычно нетоковедущих металлических частей оборудования вместе и с заземленным проводником системы или с проводом заземляющего электрода, или оба.» Назначение заземляющего проводника оборудования для первичной цепи трансформатора — соединить весь проводящий материал, который окружает незаземленные проводники первичной цепи трансформатора или электрическое оборудование, что необходимо для создания эффективного пути тока замыкания на землю.Этот путь позволяет непреднамеренному току замыкания на землю течь от точки замыкания на землю на незаземленных проводниках первичной цепи трансформатора к металлическому корпусу трансформатора к основному обслуживанию здания или источнику первичной цепи трансформатора, а затем обратно к источнику повреждения , облегчающих работу устройств максимальной токовой защиты первичной цепи трансформатора. Провода заземления оборудования также предотвращают появление нежелательного потенциала над землей (землей) на кабельных каналах и корпусах оборудования.

Раздел 250.122 и Таблица 250.122 используются для определения размеров заземляющего проводника оборудования на основе номинальных значений или настроек автоматических устройств максимального тока в цепи перед электрическими дорожками, кожухами и оборудованием.

Таблица (щелкните здесь, чтобы увидеть таблицу ) обобщает компоненты, описанные в этой статье, применимые разделы NEC 2011 года и заголовки таблиц размеров. Он обеспечивает функции компонентов и излагает минимальные требования, определенные в NEC, в отношении соединения / заземления для безопасности одиночных, глухозаземленных, 480–208 / 120 В, трехфазных трансформаторов со схемой «треугольник».

Шамел — президент компании Electrical Service Solutions, Inc., Хантингтон-Бич, Калифорния. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Сравнение эквипотенциального заземления и параллельного заземления — электробезопасность Leaf

Если вы электрик, работающий с высоковольтным оборудованием (все с номинальным напряжением более 750 вольт), вы должны действительно понимать концепцию эквипотенциального заземления и то, чем оно отличается от параллельного заземления. В качестве примера я буду использовать 3-фазные линии высокого напряжения с нейтралью, потому что это легче визуализировать, но как только вы получите концепцию, ту же теорию можно будет применить и при работе с высоковольтным распределительным устройством в металлическом корпусе.

Вплоть до начала 70-х годов люди во всех отраслях промышленности почти исключительно использовали параллельное заземление, чтобы «защитить» рабочего от опасностей поражения электрическим током при работе с высоковольтным оборудованием. Проблема была в том, что он не работал. Линейщики и другие высоковольтные рабочие были убиты во время инцидентов, когда линии были случайно повторно включены или наведены напряжения и токи от соседних проводников под напряжением.

Почему не работает параллельное заземление?

Первое, что вам нужно понять, это то, что средства индивидуальной защиты используются для максимального увеличения тока на землю … Цель состоит в том, чтобы поддерживать уровень напряжения на рабочем месте на безопасном уровне до тех пор, пока не сработает вышестоящее устройство максимального тока.

Представьте, что вы — яркая сияющая лампочка. Что бы случилось с вами, если бы кто-нибудь подключил настольную пилу промышленного размера и включил ее? Вы бы очень потускнели, возможно, даже погасли бы … это было бы всего на секунду, но, надеюсь, вы поняли. У вас будет нулевое или полное отсутствие падения напряжения на вашем теле … или … я имею в виду, ваша нить накала …

Земля действует как огромный двигатель, и когда в линию случайно повторно подается напряжение, кто-то на рабочем месте как лампочка, которая гаснет.В теории.

На самом деле проблема с параллельным заземлением в том, что оно не работает. В конечном итоге на теле человека на рабочем месте все равно будет , примерно , и это вызовет смертельный шок. Если соединения между заземляющими кабелями, фазными проводниками и землей не были идеальными (возможно, из-за небольшого окисления на проводниках), то удерживать напряжение системы около нуля было практически невозможно.

Электрическое заземление методом высокого сопротивления (HRG)

Метод высокоомного заземления (HRG) для систем электроснабжения имеет некоторые из тех же преимуществ, что и незаземленные системы.Эти преимущества включают уменьшение повреждения оборудования (из-за низкого значения тока замыкания на землю) и отсутствие необходимости в немедленном устранении первого замыкания на землю с дополнительным преимуществом достижения приемлемых значений переходных перенапряжений.

Изображение предоставлено Pixabay

Что такое метод HRG?

Метод высокоомного заземления (HRG) состоит из вставки резистора в трехфазный генератор, силовой трансформатор или нейтраль заземляющего трансформатора для ограничения одиночного тока замыкания на землю до низкого значения.

Первоначальная цель метода HRG состояла в том, чтобы продолжить работу системы с замыканием на землю на одной фазе и подавить переходные перенапряжения. Он возник во время поиска способов уменьшить опасность для персонала, минимизировать ущерб электрической инфраструктуре и улучшить непрерывность обслуживания.

При первом замыкании на землю включается аварийный сигнал (звуковой и визуальный) для предупреждения обслуживающего персонала. В зависимости от философии защиты неисправность сохраняется до тех пор, пока безопасное плановое отключение или устройство сверхтока не отключит неисправную цепь по истечении заданного времени.

Где используется метод HRG?

HRG используется в электротехнической промышленности, а также в коммерческих и промышленных приложениях. В основном они используются в промышленных процессах, где жизненно важна непрерывность обслуживания, а также защита вращающегося оборудования, такого как двигатели и генераторы. Резистор уменьшает повреждение железа при горении, гасит колебания и ограничивает переходные перенапряжения до уровня, который меньше чем в два с половиной раза превышает стандартное линейное напряжение.

При некоторых промышленных операциях внезапный сбой питания может вывести процесс из-под контроля, вызвать выбросы токсичных химических веществ, пожары или взрывы.Прекращение подачи электроэнергии может привести к неработоспособности некоторых механизмов, если продукт, с которым они работают, застывает внутри.

Установка HRG в соответствии с NEC

Электроустановки, регулируемые Национальным электротехническим кодексом (NEC), должны соответствовать разделам 250-36 и 250-187. Раздел 250.36 позволяет использовать заземленные нейтрали с высоким сопротивлением (обычно резистор) в трехфазных сетях переменного тока от 480 В до 1000 В, отвечающих следующим требованиям:

(1) Только квалифицированный персонал обслуживает установку

(2) Оборудован наземными датчиками

(3) Нет нагрузок между фазой и нейтралью.

В этом разделе также приведены правила установки, касающиеся расположения импеданса заземления, изоляции проводов и допустимой токовой нагрузки, подключения заземления, прокладки проводов, прокладки и размера перемычки заземления, а также подключения проводов заземляющего электрода.

Раздел 250.187 регулирует системы и цепи с напряжением более 1000 В. Следующие условия эквивалентны более низкому напряжению, и в этом разделе также перечислены правила установки.

Компоненты упаковки HRG

Некоторые производители выпускают комплектные системы HRG. В зависимости от потребностей и бюджета пользователя эти пакеты включают заземляющий резистор, датчик и реле замыкания на землю, визуальные индикаторы, оптический датчик обнаружения дугового разряда, систему отслеживания неисправностей и заземляющий трансформатор для обеспечения нейтрали в незаземленных системах.Они предназначены для использования в системах распределения электроэнергии низкого и среднего напряжения, питающих трехфазные нагрузки или линейные однофазные нагрузки. Диапазон напряжений от 480 В до 5 кВ.

Для более высоких напряжений системы изготавливаются по индивидуальному заказу и снабжены чувствительной реле заземления.

Расчеты методом симметричных компонент

На рисунке 1 показана упрощенная принципиальная схема с соединением между последовательными цепями и распределением тока для одиночного замыкания на землю.

Рисунок 1. Подключение и распределение тока в цепях последовательности

В предыдущей статье, посвященной методу катушки Петерсона, мы подтвердили, что только сеть нулевой последовательности имеет значение, когда ток замыкания на землю возвращается к источнику через естественную распределенную емкость системы. HRG не исключение. Кроме того, реактивное сопротивление трансформатора к токам нулевой последовательности (Xt) очень низкое и игнорируется по сравнению с 3R.

Результирующее полное сопротивление нулевой последовательности:

Zₒ = 3R ∙ (-j Xₒc) / 3R — j Xₒc.

Где следует разместить резистор?

Есть три типичных варианта размещения резистора.

Первое расположение — самый простой способ стать нейтральным. Он предполагает использование нейтрали силового трансформатора или генератора, соединенного звездой. Резистор будет помещен непосредственно в нейтраль. Этот метод подходит для новых систем с номинальным напряжением 5 кВ или ниже.

Во второй схеме используется один распределительный трансформатор в нейтрали источника с резистором, расположенным на стороне низкого напряжения. Значение сопротивления на стороне низкого напряжения невелико, но ток короткого замыкания рассматривается как высокое сопротивление при отражении на стороне высокого напряжения. Во время замыкания между фазой и землей трансформатор будет видеть напряжение между фазой и нейтралью. Номинальное напряжение трансформатора может быть линейным напряжением или линейным напряжением. Такое расположение обеспечивает подходящее напряжение (120 В или 240 В) для подачи питания на защитные реле и другое оборудование.Используйте его в системах с одним источником питания, одним генератором или трансформатором.

Третий вариант относится к системам треугольником, нескольким генераторам, подключенным к одной шине, или нескольким источникам питания. В нем используются три распределительных трансформатора, подключенных по схеме звезда-треугольник к шине подстанции, а сопротивление размещено во вторичной обмотке треугольником. Как и во втором методе, значение сопротивления на стороне низкого напряжения невелико, но ток короткого замыкания воспринимается как высокое сопротивление при отражении на стороне высокого напряжения.Во время замыкания на землю три трансформатора будут видеть линейное напряжение и должны иметь соответствующие номиналы. Этот метод позволяет подавать напряжение на реле защиты и другое оборудование с помощью удобного напряжения.

Другой широко используемый тип заземляющих трансформаторов имеет зигзагообразную конфигурацию.

Правила электроустановок, регулируемые NEC:

Между 480 В и 1000 В, следуйте разделу 250-36 (A): «Импеданс заземления должен быть установлен между проводником заземляющего электрода и нейтральной точкой системы.Если нейтральная точка недоступна, импеданс заземления должен быть установлен между проводником заземляющего электрода и нейтральной точкой, полученной от заземляющего трансформатора ».
Более 1000 В, следуйте Разделу 250-187 (A): «Полное сопротивление заземления должно быть вставлено в провод заземляющего электрода между заземляющим электродом системы питания и нейтральной точкой питающего трансформатора или генератора».

Пример использования трех схем HRG

Пример, решенный с помощью трех упомянутых выше схем, поможет понять механику HRG.

Промышленная распределительная сеть 13,8 кВ имеет общую зарядную емкость относительно земли (рассчитанную с помощью таблиц) 0,658 мкФ / фазу. При номинальной частоте 60 Гц и без учета полного сопротивления нулевой последовательности трансформатора рассчитайте:

Емкостное реактивное сопротивление нулевой последовательности на фазу (X0c)
Емкостной зарядный ток на фазу (I0c)
Значение сопротивления в сети нулевой последовательности (3R)
Действительное значение сопротивления, подключенного к нейтрали (R)
Импеданс нулевой последовательности (Zₒ)
Ток замыкания на землю при замыкании в фазе a (If = 3I0)
Ток через резистор (3I0R) и общая емкость (3I0C) при неисправности
Рассеяние мощности на резисторе (P) при неисправности

Первая договоренность

Первый вариант включает в себя вставку резистора в нейтраль системы

В этом 13.Например, 8 кВ, первая схема нецелесообразна с экономической точки зрения, поскольку напряжение в нейтрали во время замыкания на землю потребует дорогостоящего резистора и оборудования для защитного реле. Обратите внимание, что хотя методы второй и третий предпочтительны, эти вычисления носят иллюстративный характер.

-jX0c = -j / 120 ∙ π ∙ C = -j10⁶ / 120 ∙ π ∙ 0,658 = -j4 031,40 Ом / фаза
jI0c = jVLL / √3 ∙ X0c = j13 800 / √3 ∙ 4031,40 = j1,976 A / фаза
Используйте 3R = 4 031,40 Ом
4 031.40/3 = 1 343,80 Ом
Zₒ = 4031,40 ∙ (-j4 031,40) / 4 031,40 — j4 031,4 = 16 252,186∠-90 ° / 5 701,26∠-45 ° = 2 850,63∠-45 ° Ω
I0 = VLL / √3 ∙ Zₒ = 13 800∠0 ° V / √3 ∙ 2850,63∠-45 ° Ω = 2,795∠45 ° A; Если = 3I0 = 3 ∙ 2,795∠45 ° = 8,390∠45 ° A
3I0R = Ɩ3I0Ɩ cos 45 ° = 8,390 ∙ 0,707 = 5,930∠0 ° A; 3I0C = Ɩ3I0Ɩ сен 45 ° = 8,390 ∙ 0,707 = 5,930∠90 ° A
P = (3I0R) ² ∙ R = (5,929) ² ∙ 1 343,80 = 47 239 Вт = 47,24 кВт

На рисунках 2 и 3 показана система в нормальных условиях.При равных распределенных емкостях относительно земли (сбалансированная система) в линиях протекает симметричный набор зарядных токов. Эти токи идентичны, смещены на 120 ° и складываются в ноль. Ток не протекает через резистор R, и нейтраль остается под потенциалом земли.

Рис. 2. Принципиальная схема, показывающая емкостные (зарядные) токи при нормальных условиях

Рисунок 3. Фазорная диаграмма при нормальных условиях

Одиночное замыкание на землю в фазе a нарушает эту симметрию.Фаза a теперь имеет потенциал земли и вызывает сдвиг потенциала нейтрали, а в фазах b и c — короткое замыкание замыкает емкость фазы a, и ток зарядки не течет.

Линейное напряжение влияет на емкость фаз b и c, и токи, протекающие через них, увеличиваются на √3, а их фазовое соотношение изменяется до 60 °. В результате общий зарядный ток системы в √3 раза больше каждого из них и в 3 раза больше зарядных токов при нормальных условиях.

Резистор R видит напряжение VaN, и ток через него имеет тот же фазовый угол.Рисунки 4 и 5 показывают это положение дел.

Обратите внимание, что величина тока, протекающего в резисторе, равна общему току зарядки системы. Ожидается, что эта величина или выше будет контролировать переходные перенапряжения.

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема, показывающая токи при одиночном замыкании на землю в фазе А

Рисунок 5. Векторная диаграмма при одиночном замыкании на землю в фазе А

Вы можете вычислить ответы на вопросы 6 и 7, используя фундаментальный анализ цепей.См. Рисунок 6.

Рисунок 6. Принципиальная электрическая схема, показывающая токи при одиночном замыкании на землю в фазе А

Ib = Vab∠30 ° / Xc ∠-90 ° = 13 800 ∠30 ° V / 4 031,40∠-90 ° Ω = 3,423 ∠120 ° A

Ic = Vac∠ − 30 ° / Xc ∠-90 ° = 13 800 ∠ − 30 ° V / 4 031,40∠-90 ° Ω = 3,423 ∠60 ° A

Ток через резистор: IR = VaN∠0 ° / R∠0 ° = 13 800∠0 ° V / √3 ∙ 1 343,80∠0 ° Ω = 5,930∠0 ° A

Ток через общую емкость: Ib + Ic = 3.423∠120 ° A + 3,423∠60 ° A = 5,930∠90 ° A

Ток в месте повреждения: If = Ib + Ic + IR = 3,423∠120 ° A + 3,423∠60 ° A + 5,930∠0 ° A = 8,390∠45 ° A

Вторая договоренность

Вторая схема включает заземление через однофазный распределительный трансформатор, подключенный к нейтрали источника с резистором, вставленным на стороне низкого напряжения. Некоторые расчеты такие же, как и в первом методе. Остановимся на дополнительных расчетах.См. Рисунок 7.

Рис. 7 Принципиальная схема, показывающая токи, протекающие в распределительном трансформаторе и через резистор

Стандартные варианты напряжения для высоковольтной стороны: 7,97 кВ и 13,8 кВ. Для низкого напряжения — 120 В и 240 В. Для этого примера выберите трансформатор 13,8 кВ: 120 В.

Сопротивление на стороне ВН: RHV = 1 343,80 Ом

Сопротивление на стороне низкого напряжения: RLV = RHV ∙ (VLV / VHV) ² = 1 343.80 Ом ∙ (120/13 800) ² = 0,102 Ом

Ток на стороне ВН: IHV = 5,930 A

Ток на стороне низкого напряжения: ILV = IHV ∙ (VHV / VLV) = 5,930 A ∙ (13 800/120) = 682 A

Напряжение на стороне низкого напряжения: VLV = ILV ∙ RLV = 682 A ∙ 0,102 Ω = 69,56 В

Мощность, рассеиваемая резистором: P = (ILV) ² ∙ R = (682 A) ² ∙ 0,102 Ω = 47 442 Вт = 47,44 кВт

Мощность трансформатора, кВА: ВА = VLV ∙ ILV = 69,56 V ∙ 682 A = 47 439 VA = 47.44 кВА

Выберите следующие стандартные рейтинги. Номинальная мощность будет кратковременной для работы в режиме отключения или непрерывной, если замыкание на землю будет сохраняться до следующего планового отключения.

Третья договоренность

Третий вариант включает заземление через три распределительных трансформатора, подключенных по схеме звезда-треугольник к шине подстанции, и резистор, вставленный во вторичную цепь с разомкнутым треугольником. Некоторые расчеты такие же, как и в первом методе.Остановимся на дополнительных расчетах. См. Рисунок 8.

Рис. 8 Принципиальная схема, показывающая токи, протекающие в распределительных трансформаторах и через резистор

Варианты напряжения: 13,8 кВ для стороны высокого напряжения, а для низкого напряжения — 120 и 240 В. Для этого примера выберите три трансформатора 13,8 кВ: 120 В. Текущий рейтинг должен быть достаточным для переноса I0RHV.

Ток 3I0R разделяется на три обмотки ВН, причем каждая обмотка несет I0R.

I0RHV = 5,930 A / 3 = 1,976 A

I0RLV = I0RHV ∙ (VHV / VLV) = 1,976 A ∙ (13 800/120) = 227,24 A

В условиях неисправности два трансформатора, подключенные к фазам b и c, получают напряжение 13,8 кВ, а трансформатор, подключенный к фазе a, замыкается и получает напряжение 0 В.

Напряжение на стороне НН (на резисторе): VR = 120∠-60 ° + 120∠-120 ° = 208∠-90 В

Сопротивление на стороне низкого напряжения: R = VRƖ / ƖI0RLVƖ = 208V / 227.24A = 0,915 Ом

Мощность, рассеиваемая резистором: (I0RLV) ² ∙ R = (227,24 A) ² ∙ 0,915 Ом = 47 249 Вт = 47,25 кВт

Мощность трансформатора, кВА: ВА = VLL ∙ I0RHV = 13 800 В ∙ 1,976 A = 27 269 ВА = 27,27 кВА x 3 шт.

Обратите внимание, что вычисленное значение омического сопротивления в трех методах различается, но рассеиваемая мощность одинакова.

Производители могут поставлять резисторы с ответвлениями для регулировки после тестирования реальной системы во время работы.

Благоприятные характеристики и недостатки

HRG ограничивает первый ток замыкания на землю до значения, которое не приведет к мгновенному отключению неисправной цепи, но подаст звуковой и визуальный сигнал тревоги, чтобы предупредить обслуживающий персонал. Надеюсь, это приведет к безопасному плановому останову. Помимо повышения эксплуатационной готовности, преимуществом перед методом без заземления является то, что система не будет подвергаться разрушительным переходным перенапряжениям, которые могут вызвать дополнительные замыкания на землю.

Несмотря на то, что существуют разные точки зрения, лучший способ — как можно скорее обнаружить и устранить неисправность. Если оставить неисправность слишком долгой, это может привести к катастрофическим повреждениям и подвергнуть опасности персонал. В случае вращающихся машин однофазное замыкание на землю в статоре может перерасти в межфазное замыкание, которое разрушает обмотки и сжигает магнитное железо. Двойные отказы более вероятны при высоком сопротивлении и слабой изоляции.

Во время замыкания на землю смещается нейтраль, и фазы звука видят линейное напряжение.Это обстоятельство означает, что большая часть оборудования должна иметь такую же изоляцию, что и незаземленные системы. Помимо дополнительных затрат, это может стать проблемой при преобразовании старой системы без требуемого уровня изоляции в HRG.

Раньше поиск неисправности был неуклюжим и отнимал много времени. Но сегодня новые пакеты HRG включают технологию поиска неисправностей для безопасного определения места замыкания на землю.

Области применения

Используйте HRG в процессах, требующих бесперебойного питания, и при преобразовании незаземленных систем для улучшения их характеристик (в первую очередь, повреждения при коротких замыканиях и переходные перенапряжения), уделяя особое внимание реле заземления.Также используйте HRG в системах генератор-трансформатор, чтобы предотвратить повреждение от возгорания, вызванное током замыкания на землю, и во вспомогательном оборудовании подстанции.

В системах с номинальным напряжением 5 кВ и ниже используйте HRG, чтобы поддерживать их работу после первого замыкания на землю, контролируя переходные перенапряжения. Процедуры технического обслуживания должны позволять быстро устранять замыкания на землю. HRG не является ответом на плохие методы обслуживания. При напряжении выше 5 кВ используйте чувствительные реле замыкания на землю для отключения автоматических выключателей поврежденной секции.

Не используйте HRG, когда система подает нагрузку между фазой и нейтралью из-за смещения нейтрали во время короткого замыкания. Однофазные нагрузки приемлемы при питании от линейного напряжения.

В общем, не применяйте HRG в системах передачи и распределения электроэнергии.

Гибридное заземление с высоким сопротивлением (HHRG)

В следующей статье мы увидим, что основной производственной практикой в США является заземление генераторов среднего напряжения через низкоомные (LRG).Обычная схема — это несколько генераторов, подключенных к распределительным шинам среднего напряжения.

LRG обеспечивает достаточный ток замыкания на землю для стабилизации смещения нейтрали и обеспечивает правильную работу схемы защиты от замыкания на землю. Однако, когда неисправность находится внутри генератора, LRG не может предотвратить повреждение, вызванное током замыкания на землю.

Согласно статистике, преобладающим типом повреждения обмоток статора генератора является короткое замыкание на массу.Эта неисправность приводит к серьезным повреждениям, которые требуют ремонта ламинирования статора и возможного простоя технологического процесса.

Рабочая группа IEEE / IAS предложила метод гибридного высокоомного заземления (HHRG).

Цель HHRG — минимизировать повреждение генераторов при внутреннем замыкании на землю. При использовании метода HHRG обычная система — LRG, правильно реагирующая на внешние замыкания на землю. В случае внутреннего замыкания на землю генератора, заземление быстро переключается на HRG.

Когда срок службы генератора приближается к концу, он может показывать плохие изоляционные свойства. Одним из способов продления срока его службы на несколько лет является переход только на HRG и соответствующее изменение схемы его защитного реле.

Для получения дополнительной информации см. Анализ переходных процессов коммутации и технические характеристики для практических приложений гибридных заземленных генераторов с высоким сопротивлением Рабочей группы IEEE / IAS, представленный на конференции IEEE IAS по целлюлозно-бумажной промышленности в Бирмингеме, Алабама, в 2009 году.

Обзор характеристик и приложений HRG

Заземление с высоким сопротивлением может быть полезно в энергосистемах, питающих критические процессы, которые не могут быть внезапно остановлены. HRG также снижает электродинамические нагрузки на материалы, индуцированные напряжения в линиях связи и термический износ электрических цепей и оборудования. Это также снижает опасность для персонала. Основным преимуществом HRG перед методом без заземления является его способность контролировать переходные перенапряжения, возникающие из-за дугового замыкания на землю.

Сопротивление резистора выбрано таким образом, чтобы пропускать ток, равный или превышающий ток зарядки системы. Зарядный ток может быть получен путем тестирования существующей сети или использования таблиц на этапах проектирования.

Разделы 250-36 и 250-187 NEC разрешают использование HRG в трехфазных системах, которые не питают нагрузки между фазой и нейтралью. NEC также требует соответствующего обслуживания, наблюдения и наземных детекторов. Коммерческие пакеты от 480 В до 5 кВ предоставляют все оборудование, соответствующее требованиям NEC.Для более высоких напряжений некоторые производители предлагают специальные приспособления.

Резистор может быть размещен непосредственно в нейтрали генератора или трансформатора или на стороне низкого напряжения в нескольких конфигурациях распределительных трансформаторов. Звезда-треугольник и зигзаг — типичные конфигурации трансформатора для получения нейтрали в незаземленных системах.

В целом, HRG рекомендуется только в критических промышленных процессах и вспомогательных системах электростанций.

HHRG состоит из добавления высокого сопротивления в дополнение к заземленным системам с низким сопротивлением для защиты обмоток генераторов и стальных сердечников.

Схем