Содержание

Как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками

Мечтая о беззаботной жизни в уютном частном доме, многие совершенно забывают о банальных мерах безопасности. Это касается не только охранных систем, но и более важных конструкций, таких как громоотвод и заземление.

Главная проблема в том, что эти вещи кажутся обыденными, или наоборот абсолютно ненужными. Большинство новоиспеченных владельцев частных домов абсолютно не уделяют внимание этому вопросу, сталкиваясь с регулярными поломками бытовой техники и электроники.

Организация правильного заземления в электросети частного дома — это не потребность, это необходимость. Такая система позволяет обезопасить процесс пользования бытовыми электроприборами, и в то же время уберечь вас от колоссальных трат в случае их поломки из-за коротких замыканий и скачков напряжения.


Хотя сами контуры представляют собой вполне понятные конструкции, есть очень много нюансов, включая расчетные требования под каждый вид жилых домов.

Именно поэтому мы вам расскажем не только как правильно сделать контур заземления, но и как выполнить расчеты, подготовиться к процедуре материально, подобрать необходимый инструмент.

Особенности и принципы работы заземления

Предназначение и задачи контура заземления вполне способны охарактеризовать и саму конструкцию.

Заземление — это соединение из всех элементов и «участников» электросети с заземляющим контуром, позволяющим при возникновении токов утечки безопасно отвести их в землю.

Повреждение изоляции, короткие замыкания, и практически любые другие неприятности, которые только могут возникнуть в процессе эксплуатации приборов, могут быть нивелированы за счет правильно смонтированного контура заземления.

Простыми словами — при повреждениях электропроводки электрический тока не причинит вреда вам и вашим близким.

Главная опасность коротких замыканий в том, что они не только выводят из строя электроприборы, весь накопившийся потенциал при первой же возможности будет передан проводнику, которым в случае прикосновения к оголенным проводам является именно человек.

Заземление и призвано взять на себя задачу по безопасному отводу электричества в грунт при поломках в электросети.


Нужно ли вообще заземление в частных домах

Как и говорилось выше, заземляющий контур является отличной мерой безопасности для домовладельцев. Но действительно ли нужно заземление в частных домах? Сейчас всё объясним как с точки зрения безопасности, так и исходя из требований законодательных актов.

Заземление не является идеальным средством защиты от поражения электрическим током, поскольку не все конструкции способы отвести большое количество энергии практически мгновенно. Несмотря на это, даже уменьшение накопленного потенциала позволяет существенно снизить силу поражения электрическим током. В критических ситуациях это позволяет избежать массы неприятностей, включая летальный исход.

Кроме практической необходимости, стоит учесть и требования законодательных норм, которые вполне понятны и прозрачны.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ все жилые помещения обязаны быть оборудованными подобными системами защиты. Нижним порогом в требованиях для монтажа таких контуров является электроснабжение переменным током от 100 Вольт и более 40 Вт.

Таким образом 90% всех бытовых сетей в нашей стране должны оборудоваться подобными узлами для обеспечения защиты домовладельцев от травматизма.

Также контур заземления является одной из эффективных мер пожарной безопасности. Небольшие очаги возгорания, или большие пожары, приносят намного больше убытков, чем стоимость установки заземления, поэтому стоит обязательно оборудовать собственный дом подобной конструкции.

Интересный факт — отсутствие заземления в частном доме может негативно сказываться на качестве мобильной связи. Незаземленная электросеть создает массу помех для практически любой электроники, поэтому многие задаются этим вопросом лишь после того, как сталкиваются с помехами в работе оборудования.

Также стоит учесть — хотя система заземления и громоотвод имеют схожие принципы действия, контуры этих систем ни в коем случае не должны кольцеваться. В случае с ударом молнии, такой ход может привести к еще более негативным последствиям. Мощнейший электрический разряд попросту уничтожит всю электронику, а также в результате способен создать очаг возгорания внутри или снаружи дома.

Правила, нормы и базовые требования ПУЭ

Настало время познакомиться с основными требованиями к системам заземления в частных домах. Главный параметр — сопротивление контура, которое определяет надежность и эффективность системы.

Чем меньше сопротивление заземляющих устройств — тем выше их надежность.

Закон Ома гласит — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Таким образом чем меньше сопротивлении, тем больше вероятность срабатывания заземляющего контура.

Для большинства жилых домов с электросетями 380В и 220В, сопротивление не должно превышать 30 Ом. При этом если дом оснащен газовым котлом, то сопротивление не должно превышать уже 10 Ом.

Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) определяют, что каждый жилой объект в черте города обязан оснащаться специальными мерами защиты от опасных напряжений. Речь идет именно о металлических контурах заземления, которые гарантируют защиту проживающих от поражения током.

Глава 1.7, часть 1, пункт 1.7.72 ПЭУ гласит — размеры металлических элементов подбираются с учетом окончательного показателя сопротивления (упоминалось выше), при этом параметры каждого элемента конструкции могут отличаться по своим характеристикам.

Минимальные требования к размерам всё же жестко определены:

  • Соединительная полоса — не менее 12x4 мм (сечение не менее 48 кв.мм).
  • Штыри (металлический уголок) — толщина металла не менее 4 мм.
  • Круглые арматурные штыри — площадь сечения не менее 10 кв.мм.
  • Металлические трубы — толщина стенки не менее 3,5 мм.

На первый взгляд вся эта информация может показаться слишком сложной и даже ненужной. Тем не менее данные о характеристиках заземляющего контура и используемом на участке оборудовании позволит защитить жильцов и животных, предотвратив перегрузку сетей.

Технические требования к сопротивлению заземляющих контуров

С теорией разобрались, можно переходить и разбору технической составляющей данного вопроса. Для частных домов предварительно стоит изучить главу 1.7 ПЭУ, которая регламентирует монтаж контуров заземления в сетях до 1000В. Именно в эту категорию входят все жилые частные дома, поэтому при подборе компонентов нужно руководствоваться именно этим стандартом.

В соответствии с этим документом сопротивление может достигать нескольких показателей:

  • До 0. 5 Ом для электроустановок напряжением свыше 1000 Вольт с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
  • До 4 Ом для установок до 1000 Вольт (нужная нам категория частных домов, дач, коттеджей).
  • Не более 10 Ом для электроустановок с напряжением свыше 1000 В и маленькими токами замыкания на землю.
  • Не более 10 Ом, если общая суммарная мощность электроустановок не превышает 100 кВА.

Вот так и выглядит нормативная документация, позволяющая подобрать правильные параметры контуров заземления при подборе материалов и компонентов для их монтажа. Теперь же перейдем к изучению сами конструкций, позволяющих эффективно отводить большие токи замыкания в землю.

Разновидности контуров и схемы заземления

Скорость отвода тока в землю напрямую зависит от эффективности самой системы. Заземления конструктивно очень схожи с громоотводами, поскольку выполняют одну и ту же задачу, но это касается и технической составляющей.

Чем больше электродов будут одновременно отводить электрический заряд, тем меньше времени потребуется для этого.

Существует три типа заземления:

  • Модульно-штыревая — наиболее простой вид контуров, представляющий собой аналог громоотвода в виде одиночного электрода, уходящего вглубь земли. Из-за малой эффективности и узкого применения из-за отличий в твердости грунтов, практически не применяется. Несмотря на это, данный вариант намного эффективнее, чем полное отсутствие заземления в доме или на даче.
  • Линейный — компромиссное решение, поскольку эффективность разомкнутого контура значительно ниже замкнутых. Тем не менее в случае отсутствия необходимого количества пространства, линейный контур может здорово спасти ситуацию. Технически он представляет цепочку электродов, расположенных на одной линии, или по кругу на расстоянии 1-1,5 единицы относительно длины электрода. Для большей эффективности придется увеличить точек отвода.
  • Замкнутый контур (треугольник) — наиболее эффективный метод защиты от замыканий и перепадов напряжения в сети. Замкнутый треугольник позволяет быстро и эффективно отвести большой ток утечки без необходимости углубления электродов на большую глубину. Жесткое соединение штырей позволяет существенно повысить качество и эффективность контура, при этом схема позволяет существенно снизить затраты на установку.

Давайте разберем именно последний вариант, поскольку рекомендуется использовать именно этот вариант в частных жилых домах, дачах или коттеджах.

Конструкция достаточно проста, вам понадобится:

  • Три заостренных прута равной длины — 2-3 метра.
  • Три соединительных полосы равной длины — 1,2-1,5 метра.

Эти компоненты соединяются в равноугольный треугольник, из каждой вершины которого отходит по одному штырю. Для соединения лучше всего использовать электросварку, которая превратит все компоненты в надежный монолитный контур заземления.

Необходимые параметры каждого элемента мы рассматривали в начале этой статьи, поэтому сейчас стоит упомянуть о глубине и размерах треугольника.

Минимальное заглубление составляет 0,5 метра, при этом по возможности стоит увеличить этот параметр. Длина штырей находится в пределах 2-3 метров, при этом расстояние между ними в готовой конструкции варьируется от 1,2 м до 1,5 метра, на ваше усмотрение.

Вкапывать такой контур стоит в любом удобном месте недалеко от жилого дома на глубину, указанную выше. Если же вы жестко ограничены в площади участка, стоит обратить внимание на другие схемы заземлений. Помните — малоэффективное заземление лучше, чем его полное отсутствие.

Монтаж заземления в частном доме своими руками

Приступаем непосредственно к процессу установки заземлительного контура на участке.

Чтобы сделать контур заземления своими руками вам понадобятся:

  • УШМ для резки и зачистки швов.
  • Гаечные ключи М12 и М14.
  • Штыковая лопата для рытья траншеи до места установки контура.
  • Кувалда для заглубления токоподводящих штырей.
  • Сварочный аппарат для сборки конструкции.

Кроме этого, в зависимости от почвы, вам может понадобится лом или перфоратор. Они могут пригодится в момент, когда вы наткнетесь на камень при рытье траншей.

Теперь уделим ещё несколько слов комплекту материалов для изготовления контура заземления.

Список необходимых материалов:

  • Металлический уголок 50x50 мм с толщиной металла 5 мм — 3 отрезка по 3 метра.
  • Стальная полоса 40 мм толщиной 4 мм — 12 метров (для одной точки заземления).
  • Болты М12 или М14 с шайбами и гайками — 2 шт.
  • Медный проводник для отвода контура от здания — медный кабель сечением 6-10 кв.мм.

Не стоит использовать в качестве заземлителей рифленую арматуру или круглую сталь диаметром менее 10 мм. Минимальные требования для заземлителя является уголок 40x40x5 ммили стальной круг диаметром от 14 мм.

Все перечисленное позволит собрать качественный и надежный заземляющий контур, который обезопасит ваших близких, и весь дом, от неприятностей с электричеством.


Перед заглублением штырей, стоит заострить один из их краев, оптимальным вариантом будет угол не менее 30 градусов. Так уголок будет намного проще заглубить в грунт.

Приступаем непосредственно к земляным работам.

Чтобы упростить вбивание штырей, можно создать три вертикальных отверстия при помощи бура, и лишь после этого вбивать заземлители в землю.Не забывайте, что вся конструкция должна быть заглублена в грунт на 0,5 метра, соответственно все параметры нужно рассчитывать начиная с этой глубины, а не поверхности земли.

После забивания штырей можно заняться свариванием всех компонентов в монолитную конструкцию. Благодаря одинаковой длине отрезков стальной полосы, у вас в любом случае получиться равнобедренный треугольник. Не забудьте расположить его так, чтобы одна из вершин «указывала» на сам дом, именно от неё нужно отвести оставшуюся полосу для связки с проводкой дома.

Также дадим вам несколько советов — лучше всего покупать материалы с запасом, исходя из максимально указанной выше длины. Это позволит перестраховать себя, при этом штыри в процессе забивания могут деформироваться, и соответственно уменьшить свою длину. Также стоит поступить и с металлической полосой, поскольку при сваривании или обрезке размеры могут измениться.

Готовые комплекты или ручная сборка?

У многих владельцев, решивших сделать контур заземления своими руками может возникнуть резонный вопрос — не проще ли воспользоваться готовыми комплектами заземления?

Нет, не проще, точнее не всегда проще, а иногда и дороже. Готовые комплекты являются компромиссным решением, поскольку с экономией времени вы получаете более высокую стоимость, при этом не всегда надлежащее качество материалов.

В большинстве магазинов продают модульные или линейные контуры, которые сравнительно дешевле, но при этом не всегда обеспечивают должного качества проводимости электричества.

Самостоятельно подобрав и соединив все компоненты вы будете на 100% уверены в качестве заземляющего контура, соответственно и в безопасности всего дома. Но не стоит отказываться от готовых комплектов — они прекрасно подойдут для обустройства небольшой дачи или коттеджа, гаражей и подсобных помещений, оборудованных электросетью.

Перед тем как вы закопаете всю конструкцию, необходимо выполнить окрашивание видимой части контура для надежной защиты от коррозии. Лучше всего зачистить всю плоскость элементов, поскольку некачественная подготовка перед покраской приведет к ускоренной коррозии металла.

После выполнения всех монтажных работ вам необходимо зарыть траншеи. Еще один совет — перед закапыванием можно залить свежий грунт соляным раствором, который повышает проводимость контура. Чтобы его приготовить руководствуйтесь пропорцией 2-3 кг соли на 10 литров воды. После нужно тщательно утрамбовать почву для лучшего контакта с контуром, малая плотность негативно сказывается на показателях сопротивления грунта.

Нюансы и подводные камни в использовании контура заземления

Как бы хорошо вы не произвели расчеты количества и качества материалов, есть нюансы, которые не зависят от них, но об этом должен знать каждый домовладелец.

В первую очередь речь идет о сопротивлении самого грунта, ведь оно разнится, в зависимости от его характеристик. Например сопротивление торфа составляет всего 20 Ом на 1 куб.м, а вот показатели песка могут достигать 1000 Ом на 1 куб.метр. Чернозем и глина практически не отличаются по своим характеристикам, их сопротивление на 1 куб.метр составляет 50 Ом и 60 Ом соответственно.

Также на уровень сопротивления влияет глубина водного горизонта, чем ближе он к поверхности, тем меньше сопротивление грунта. Обязательно учтите какой именно тип грунта в вашем регионе, и определите хотя бы приблизительные показатели сопротивления, так вы будете уверены в качестве работы заземления.

Итак, мы разобрали все важные особенности и требования к заземляющим контурам для частных домов. Если вы не знали как правильно сделать контур заземления, здесь рассмотрены все схемы, особенности и специфика процесса монтажа подобных систем.


Как проверить контур заземления после установки?

Все описанные ниже действия нужно проводить перед засыпкой траншей, поэтому не стоит спешить, повторная проверка позволить быть ещё более уверенным в надежности конструкции.

В первую очередь проведите визуальный осмотр:

  • Проверьте места соединения элементов на качество сварки, а также наличие трещин.
  • Исследуйте отсутствие следов повреждения соединительного провода и металлической полосы.
  • Осмотрите качество окрашивания элементов, при необходимости исправьте поврежденные места.

По такому же принципу необходимо проводить ежегодный контроль состояния контура заземления частного дома. Благодаря этому он будет работать долгие годы, без необходимости замены элементов.

Кроме этого, стоит уделять внимание и периодическим проверкам физических показателей контура, таких как сопротивление. ПЭУ гласит, что общее сопротивление всех повторных заземлений в любое время года не должно превышать 10 и 20 Ом для сетей с напряжением 380 В и 220 В соответственно. При этих же напряжениях сопротивление каждого отдельного элемента заземления не должно превышать 30 Ом и 60 Ом для сетей 380 В и 220 В соответственно.

Обязательно помните — кроме соответствия техническим параметрам, заземляющий контур должен соответствовать всем требованиям стандартов ГОСТ и ПЭУ, регламентирующих этот вопрос. Только полное их соблюдение позволит быть уверенным в работе заземления для частного дома на 100%.

Финальная стадия - ввод заземления в дом

Хотя все уличные работы по организации заземляющего контура мы уже разобрали, нужно еще подумать о соединении электропроводки и контура заземления.

Для соединения нужно использовать такую же шину, как и для соединения проводников. Лучше всего постараться «дотянуть» металлическую шину прямо к электрощитку, но если это не удастся, стоит сделать это хотя бы с наружной стороны дома, и после соединить при помощи медного провода сечением 6-10 мм2.

Если вам кажется что всё настолько просто, не забывайте о том что есть несколько схем подключения — TN-C-S и TN-S.

Схема TN-S — наиболее современный и надежный тип электропроводки. Такая схема совместима с трансформаторами с глухозаземленной нейтралью, при этом проводники N и PE разделены на протяжении всей линии от подстанции до потребителя. Этот вариант подразумевает использование пятижильного кабеля, благодаря чему обеспечивается максимальная эффективность и безопасность.

Схема TN-C-S — отличный вариант организации заземления на временной основе. Исходя из этой схемы, нейтральная жила N пересекается с проводником PE, при этом в таком случае необходимо несколько точек заземления. От подстанции проводится общий провод PEN, который на подводе к жилому дому разделяется на PE и N. Чаще всего подобные схемы применяются на участках новостроя, или при отсутствии современной электросети в регионе. В последнем случае необходимо дождаться проведения полноценной пятижильной системы службами электросетей.

Главным недостатком второго варианта является необходимость прокладки проводки трехжильным кабелем, который впоследствии всё равно придется заменить более надежным пятижильным. Также при необходимости подключения трёхфазной сети 380В необходимо использовать всё тот же пятижильный кабель. Исходя из всего этого выходит что затраты на монтаж проводки по этой схеме является экономически невыгодным.

Если изначально позаботиться о прокладке правильного типа проводки, внедрение заземления не станет для вас проблемой. Кроме этого, применение пятижильной линии позволит существенно сэкономить, поскольку вам не придется повторно заниматься прокладкой электросетей в собственном доме.


Оцените материал:

что это такое, пример выполнения для частного дома

Что такое заземляющее устройство?

Заземляющее устройство (earthing arrangtmtnt), согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1], — совокупность заземлителя, заземляющих проводников и главной заземляющей шины. Данный термин имеет жаргонизм «контур заземления», что некорректно.

Пример технологии выполнения для электроустановки индивидуального жилого дома.

На одном из форумов я наткнулся на типовой проект (далее ТП) серии 5.407-155.94, который был утвержден Департаментом электроэнергетики Минтопэнерго РФ и в котором, непосредственно, можно отыскать необходимую информацию о выполнении заземляющего устройства для электроустановки частного дома.

Этот проект не лишен недостатков, например, в плане терминологии, так как был выпущен до появления стандартов комплекса ГОСТ Р 50571, но, тем не менее, в нем можно найти нужную нам реализацию заземляющего устройства для индивидуального жилого дома. Показанные там эскизы схем заземлителей были разработаны и использовались еще со времен СССР, что говорит о достаточной проверке временем на практике и, следовательно, высокой надежности.

Далее, нам нужно знать удельное сопротивление типа почвы, в которой будут находится заземляющие электроды. К примеру, тип почвы – глинистый песок. Расчетное удельное сопротивление глинистого песка — ρ = 220 Ом*м. Тогда согласно 5.407-155.94.1-57 выбираем подходящий эскиз заземлителя (в нашем случае это схема N4). Я немного видоизменил его под стандарт ГОСТ Р 50571.5.54–2013 и получилось следующее:

Реализация заземляющего устройства (ГЗШ не показана на рисунке)

Данное заземляющее устройство, согласно ТП, актуально для типов грунта с расчетным ρ ≤250 Ом*м и должно обеспечивать Rзу ≤ 30 Ом. И состоит оно из:

  • 2 вертикальных заземляющих электродов, длинной 3 метра и расположенных на расстоянии L ≥ 6 м.
  • одного горизонтального заземляющего электрода, соединенного с заземляющим проводником.
  • Главной заземляющей шины (ГЗШ), установленной в здании (на эскизе не показана) и соединенной с заземляющим проводником. Саму ГЗШ подключают защитным проводником к защитной шине ВРУ, от которой «начинаются» все защитные проводники. К последним присоединяют открытые проводящие части (ОПЧ) электрооборудования.

Некоторые технические подробности:

  • Заземляющие электроды углубляют так, чтобы верхняя их часть была на 0.5 метра ниже поверхности грунта.
  • Минимальные размеры проложенных в земле электродов и заземляющего проводника можно найти в таблице 54.1 ГОСТ Р 50571.5.54–2013. К примеру, для круглого вертикального заземляющего электрода, выполненного в виде стержня из стали горячего цинкования минимальный диаметр составит – 16 мм. А для горизонтального заземляющего электрода и заземляющего проводника, выполненного в виде круглой проволоки из той же стали, минимальный диаметр составит – 10 мм.
  • Части заземлителя, которые находятся в земле, cогласно ТП, следует соединять между собой посредством электросварки двойным швом. Длина сварочного шва, при этом, больше либо равна 6 наибольшим диаметрам при круглом сечении. То есть, если нам нужно сварить между собой два электрода диаметром 20 и 16 мм, то длина сварочного шва должна составить минимум 6*20=120 мм
  • ГЗШ должна иметь зажимы для подключения защитных проводников и защитных проводников уравнивания потенциалов. Эти зажимы должны допускать подключение проводников сечением ≥ 16 кв.мм. ГЗШ должна иметь один или два зажима для подключения заземляющих проводников диаметром ≥ 10 мм.
  • Число вертикальных электродов зависит от удельного сопротивления грунта и максимально допустимого сопротивления заземляющего устройства (ЗУ). Если электроустановка здания имеет тип заземления системы TN-C-S, сопротивление ЗУ не влияет на защиту от поражения электрическим током. Здесь необходимо обеспечить непрерывность электрической цепи PEN-проводник — защитный проводник. Поэтому сопротивление ЗУ может быть нормировано, например, требованиями к защите дома от молний.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Как проверить заземление выполненное для индивидуального жилого дома?

Начать нужно с того, что заземление, согласно его определения, представляет собой действие, а именно – выполнение электрического присоединения проводящих частей к локальной земле. Поэтому, если ориентироваться на ваш вопрос и дословно отвечать на него, то да — вам нужно проверить все электрические соединения проводящих частей соответствующего электрооборудования к локальной земле.

В ходе проверки, доступной в домашних условиях, могу порекомендовать вам лишь такие базовые мероприятия:

Произведите визуальный осмотр – целью данного действия является выявление видимого разрыва или повреждения каких-либо электрических цепей защитных проводников. Как правило, проверке подлежат видимые открытые участки защитного проводника, места его подключения и соединения с главной заземляющей шиной (ГЗШ) (у вас она должна быть если мы говорим о правильной реализации заземляющего устройства) и далее непосредственно с самим заземляющим устройством.

Нужно проверить заземляющий проводник, посредством которого ГЗШ соединяют с заземлителем;

Нужно проверить защитный проводник, посредством которого к ГЗШ присоединяют защитную шину вводно-распределительного устройства (ВРУ).

При отсутствии видимого разрыва, необходимо проверить «наличие цепи» между защитным проводником (ами) и ГЗШ. Для «прозвонки цепи» вам достаточно подключить выводы мультиметра, в соответствующем режиме, к защитному проводнику и к главной заземляющей шине. Также можно проверить цепь между защитным проводником и заземляющим устройством.

Наиболее эффективным вариантом, на мой взгляд, является измерение переходного сопротивления между заземляющими электродами и локальной землей. Но для этого вам понадобиться специальный прибор — «измеритель сопротивления заземлений», который подключается определенным образом. Но эту работу может выполнить только квалифицированное или обученное лицо — поэтому я не буду расписывать как это делать в пределах данного ответа.

Однако, даже при наличии сопротивления токам растекания в земле не более 4 Ом нельзя дать гарантию, что вы будете в безопасности. Так как никакие электрические приборы не должны подавать опасный потенциал на корпус при нормальных условиях эксплуатации. Поэтому помимо проверки заземляющего устройства я бы рекомендовал вам также проверить состояние изоляции самого используемого электрооборудования. Как правило, повреждение или дефект изоляции в самом электрооборудовании или цепи его питания могут приводить к появлению потенциала на на его корпусе.

Список использованной литературы

  1. ГОСТ 30331.1-2013
  2. Типовой проект серии 5.407-155.94
  3. ГОСТ Р 50571.5.54–2013

Заземление в частном доме своими руками 220в, как сделать

Чтобы обеспечить свой собственный частный дом безопасной системой электроснабжения, необходимо в процессе его реконструкции или при проведении новой схемы электрической разводки учесть систему заземления. При этом необходимо отметить, что монтаж заземления в частном доме своими руками 220в – процесс не очень сложный. Особенно, если сравнивать с монтажом в многоквартирном доме. И хотя все понимают, зачем нужно защитное заземление, не всего его делают. Поэтому рассмотрим конструкцию полностью, а заодно ответим на вопрос, как сделать контур заземления загородного дома.

Устройство заземления на улице у дома

Устройство контура заземления в частном доме – это штыри, вбитые в грунт вертикально, которые обвязываются между собой проводниками. И вся эта конструкция соединяется с распределительным щитком в доме. Перед тем как сделать заземление в частном доме, необходимо подготовить необходимые инструменты и материалы.

Из инструментов понадобятся лопаты, лом, кувалда, молоток, сварочный аппарат с электродами, болгарка, гаечные ключи. Из материалов:

  • металлический уголок размерами 50х50х5 мм;
  • стальная лента шириною 40 мм и толщиною 4 мм;
  • металлическая проволока катанка диаметром 8-10 мм.

Чисто в конструктивном исполнении домовый контур заземления представляет собой равносторонний треугольник, в углы которого вбиваются металлические заземлители. Для этого и используется металлический уголок. Глубина вбивания – 2,5-3,0 м. Сделать это можно самостоятельно обычной кувалдой. Если грунт на участке твердый, то можно сначала провести углубление при помощи бура на глубину 1,5 м, после чего добить уголки кувалдой.

Монтажный процесс необходимо начать с нанесения на грунт размеров и формы заземляющего контура. После чего по всему периметру выкапывается траншея шириною до 60 см, чтобы было удобно проводить сварку, и глубиною 80-100 см. Вбиваются заземлители. Чтобы процесс вхождения в грунт уголков проходил без проблем, рекомендуется их концы заострить под конус. До упора забивать не надо, нужно чтобы над дном траншей остались торчать края штырей, приблизительно 20-30 см.

Теперь необходимо уголки состыковать между собой горизонтальными элементами контура заземления. Для этого используется металлическая лента. Соединение производится только электрической сваркой. Никаких болтов, которые под землей покроются коррозией, а это частичное или полное отсутствие контакта, что приведет к неэффективности заземления в загородном доме.

Следующий этап – это соединение сделанного контура с распределительным щитком в доме. Для этого можно использовать или катанку, или ту же металлическую полосу. По двору соединительный контур проводится в траншее, внутри дома по стене или плинтусу. На конце проводника, который вошел в дом, приваривается болт М6 или М8. На него будет надеваться кольцо провода, отвечающего за внутреннее заземление частного дома. Крепление производится аналогичной гайкой. Может понадобиться изоляция стыков.

Внимание! В качестве элементов заземляющего контура нельзя применять металлическую арматуру. Ее внешний слой является каленым, что нарушает равномерное распределение тока по всему сечению профиля. К тому же арматура в земле быстрее ржавеет.

Места сварки надо обязательно обработать антикоррозийными составами. Но весь контур окрашивать или покрывать каким-то защитными составами запрещено. Потому что в системе необходим полный контакт с землей, куда будут уходить блуждающие токи.

На этом монтаж контура заземления для частного дома можно считать законченным. Поэтому убедитесь, что сварочные стыки прочные, после чего лопатами надо закопать траншеи. Кстати, эту технологию можно использовать и для сооружения системы молниеотвода (громоотвода). Вот такое устройство заземления в частном доме можно сделать своими руками.

Необходимо отметить, что правильная форма заземления частного дома – это необязательно треугольник. Можно использовать квадрат, окружность, линию и другие фигуры. Важно, чтобы сам контур не создавал сопротивления, поэтому максимальное количество вбитых вглубь земли заземлителей и их горизонтальных собратьев было как можно больше. Хотя треугольник – проверенный временем вариант. И еще один немаловажный момент – расстояние от домашнего контура системы заземления до фундамента дома не должно быть меньше одного метра.

Подключение в электрическом щите

Обычно питание частных домов электрическим током осуществляется воздушными линиями электропередач. Поэтому ввод в дом делают двумя проводами: фаза и ноль. Их система заземления основана на схеме TN-C, в которой установленный нулевой контур – он же и заземляющий, подключен к общей нейтрали в трансформаторной подстанции.

Так как свой дом оборудуется заземляющей системой, то подключение может быть проведено по двум разным схемам:

  1. TN-C на TN-C-S;
  2. TN-C на TT.

Подключение контура по схеме TN-C-S

Система заземления частного дома своими руками по схеме TN-C – это, как правило, двухпроводная разводка, в которой один провод является фазой, второй нулевой выполняет сразу две функции: рабочего проводника N и защитного PE. Чтобы перевести на схему TN-C-S, необходимо внутри распределительного щитка установить дополнительную шину. Она должна иметь металлический контакт с корпусом электрощита. К ней будут присоединены нулевой провод питающей сети и проводник от нового заземляющего контура, собранного своими руками.

Новую шину нужно соединить с шиной, к которой был соединен нулевой провод N, выходящий из дома. При этом контакта шины N с щитком не должно быть. По сути, так и получится, потому что в щитке на шине устанавливается диэлектрический клеммник, через который и проводится соединение. Кстати, фазный провод также изолирован от элементов распределительного щита и его корпуса.

Последний этап, как правильно сделать заземление в частном доме по системе TN-C-S, это соединить между собой новую шину и заземлительный контур. Обычно для этого используется медный многожильный кабель сечением не меньше 4 мм², один конец которого крепится к щитку, второй к болту, приваренному на конец заземляющего проводника на вводе в дом.

Подключение по схеме TT

Схема похожа на заземление дома по системе TN-C-S, но есть у нее и разительные отличия. В системе подключения TT входящий проводник PEN, несущий двойную нагрузку (нуля и земля), подключается к шине, которая изолирована от контакта с распределительным щитком. Как, в принципе, и фазный проводник. К ней будет подключаться нулевой провод, выходящий из дома.

К не заизолированной шине, которая с другими шинами ничем не связана, подключается заземляющий провод, выходящий из дома. Сюда же подсоединяется и заземлитель, идущий от уличного контура заземления. Соединение производится медным кабелем с минимальным сечением 10 мм². То есть, получается, что все провода проходят по разным контурам и друг с другом соединяются лишь в бытовых приборах.

Отличительной особенностью системы заземления TT, ее положительная сторона – это разделение двух контуров: нуля и заземления. В системе TN-C-S есть один негативный момент – при отгорании провода PEN, электричество пойдет по наименьшему сопротивлению, то есть, по самому защитному заземлению. А это чревато большими неприятностями. Минимально, что может случиться, произойдет короткое замыкание в проводке, могут сгореть бытовые приборы. Максимально – здесь и до пожара не так далеко.

Заземления в частном доме по системе TT гарантирует полную безопасность при любых нестандартных ситуациях. И даже если проводник PEN отгорит, то просто в доме не будет электричества, потому что заземляющая сеть проходит отдельным контуром. И ничем с нулем она не связана. Поэтому, выбирая систему заземления для дома ТТ (своими руками смонтированную), можно быть уверенным в полной ее безопасности.

Проверка заземления

Заземление в деревянном доме или кирпичном готово, необходимо его проверить. Что для этого нужно сделать?

  • Разбираем любую розетку в доме.
  • Берем мультиметр и выставляем его в режим напряжения.
  • Соединяем щупами прибора провода фазы и нуля. Должно появиться значение напряжения в сети.
  • Затем соединяются фаза и заземление. Прибор должен показать немного отличающееся (сниженное) значение напряжения, чем в предыдущем пункте.

Все это можно сделать и при помощи контрольной лампочки. Все те же манипуляции, при которых лампочка должна гореть ярко при соединении фазы с нулем, и тусклее при соединении фазы с землей. Вот так можно ответить на вопрос, как проверить заземление в частном доме.

Полезные советы

В связи с устройством заземления дома своими руками частные владельцы домов и новоиспеченные застройщики часто сталкиваются с некоторыми проблемами, которые сами решить не могут. К примеру, заземление в частном доме своими руками (380в подводимого напряжения). Есть ли какие-то особенности в проведении монтажа? Никаких особенностей нет, потому что трехфазное подключение внутри дома разбивается по однофазным контурам, которые равномерно разбрасываются по всему зданию. К примеру, одна фаза идет на освещение, вторая на розетки, третья замыкается, к примеру, на бойлер. Заземлить же дом приходится по одному контуру. Тот есть, провод заземления, выходящий из дома, соединяется с шиной, куда был подсоединен заземлитель с улицы. При этом внутри помещений заземляющий контур соединяет между собой все розетки и мощные бытовые приборы, как отдельно стоящие потребители.

Можно ли сделать заземление в доме, используя для этого подвал или погреб? Никаких проблем и здесь нет. Главное, чтобы заземление в подвале (погребе) полностью находилось в земле, чтобы сопротивление конструкции было минимальным. При этом погреб будет идеальным местом (влажный пол и грунт, хорошо проводящие ток), единственное к нему требование – это закрыть место установки контура защитными приспособлениями, к примеру, уложить деревянные решетки на пол.

Заключение по теме

Устанавливая схему заземления в частном доме своими руками на 220в, необходимо осознавать, что это мера безопасности. И какие бы затраты не пришлось делать, не стоит переживать, что семейный бюджет несет убытки. Это окупится сторицей, ведь здоровье и жизнь стоят дороже. Поэтому не стоит раздумывать, делать заземление в частном доме или нет. Ответ положительный – нужно заземление делать, не откладывая. Для заземления не стоит скупиться, а как оно делается, подробно описано.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

как правильно сделать заземление, основные схемы, устройство контура

Людям, проживающим в собственном частном доме или на даче, нужно обязательно защитить себя от возможности поражения электрическим током. Для этого главную электрическую установку в частном доме нужно соединить с землей (заземлить), при помощи проводника. Даже человек, не знакомый с электричеством, может самостоятельно сделать заземление для своего частного дома. Рассмотрим, как можно сделать его на даче, и его основные схемы.

Чтобы безопасно использовать электричество на даче, нужен правильный заземляющий контур, который объединяет все бытовые электрические приборы.

Зачем необходим заземляющий контур

Заземление для дома, это соединение электрических установок с металлическим контуром, который помещен в грунт. Все дело в том, что электрические приборы в рабочем состоянии не проводят ток, но если происходит нарушение изоляции, то корпус будет находиться под напряжением. Прикосновение к такому устройству для человека может стать очень опасным. Чтобы его не поразил электрический ток, и используется заземляющий контур.

Кроме этого, большую опасность представляют металлические предметы, которые могут находиться рядом с неисправным устройством. Это могут быть: водопроводные трубы, стояки отопления и так далее. Даже при небольшом касании к ним, цепь может замкнуться. В результате смертельно опасный ток пройдет через человеческое тело. Поэтому многие современные электроприборы оснащены специальным кабелем питания, который имеет трех контактную вилку. Соответствующие розетки должны быть установлены в доме.

Заземляющий контур:

  • Защищает от поражения током.
  • Уменьшает уровень высокочастотных магнитных помех, которые излучают бытовые приборы.
  • Обеспечивает безопасную работу электрических устройств, которые работают там, где влажность повышена. Например, стиральные машины, бойлеры и водонагреватели.
  • Уменьшает шумовые помехи.

Благодаря заземлению владелец загородного дома может быть уверенным, что при скачке напряжения в сети имеющаяся в доме бытовая техника не испортится и никто из людей не пострадает.

Основные виды

Схему заземления можно разделить на два вида: рабочее и защитное заземление.

Защитное. Электрическое оборудование соединяется с землей. Это наиболее распространенный и простой вариант защиты от поражения электрическим разрядом.

Рабочее заземление. Его применяют, когда нужно предотвратить повышение напряжения, которое возникает при разрушении изоляции. Например, при попадании в дом молнии.

Какую бытовую технику нужно заземлять

Бойлер. Его заземление является одним из самых важных моментов. Все дело в том, что материал бойлера часто выполнен из нержавеющей стали, а она плохо противостоит воздействию блуждающих токов, которые отводятся заземлением. Этот блуждающий ток может поразить человека, который принимает душ, или при простом касании к бойлеру.

Стиральная машина. Имеет высокую электрическую емкость, которая образуется благодаря влажности в помещении.

Компьютер. Его блок питания устроен таким образом, что рабочая утечка может быть даже больше, чем у стиральной машины.

Электрическая плита. Имеет высокую мощность, и как результат высокую вероятность пробоя.

Принцип действия заземления

Если человек соприкасается с устройством, у которого на поверхности возникло напряжение, ток уходит в землю не через человеческое тело, а через проводник. Это происходит потому, что у человека сопротивление тела составляет один килоОм, а у проводника — четыре Ома. Поэтому ток выберет самый простой и быстрый путь движения от устройства к земле, которая имеет большую электроемкость.

Самый простой пример заземления, это громоотвод (молниеотвод). Это заземление только между землей и небом. Электрический разряд попадает в длинный металлический штырь, и, не затрагивая самого жилого строения, уходит в землю. В общую схему заземления громоотвод тоже входит.

Как сделать заземление на даче своими руками

Такая схема состоит из трех электродов, которые вкопаны в землю, и металлической сварной конструкции, которая отводит электричество. Использование нескольких электродов нужно для того, чтобы хватило площади заземляющего контура для защиты.

Самое главное, это не ставить электроды на большом расстоянии один от другого. Иначе поверхность моделируемой площади сможет нарушиться, и эффективность заземляющего контура намного уменьшится.

Заземление для дома изготовляется из стали с разным покрытием или из луженой или оцинкованной меди.

Схема контура заземления своими руками

Высота электрода, который вкапывается в землю, должна быть от двух до трех метров. Электроды располагаются на земле по принципу равнобедренного треугольника. Нужно отметить, что расстояние между ними должно быть не менее одного метра. Металлическая пластина связывает их между собой. Ее крепят к электродам при помощи сварки.

Как сделать заземление частного дома своими руками? Для этого необходимы:

  • Металлический уголок размера 50х50 миллиметров и длинной от двух до трех метров.
  • Металлическая платина размерами 40 х 4 миллиметров .

На выбранном участке необходимо сделать разметку равнобедренного треугольника, у которого стороны будут по три метра.

По разметке выкапывается траншея глубиной в семьдесят сантиметров, и по углам необходимо забить уголки, которые и будут заземляющими электродами.

Электроды нужно соединить металлической полосой и при помощи стального провода притянуть его к дому. В том месте, где будет распределение заземляющей цепи по дому, делается соединение (на болтах) с медным проводом и его нужно распределить по инженерной электросети. После этого нужно только засыпать выкопанную траншею землей.

Проверка заземления

Перед тем как запустить систему заземления на даче в эксплуатацию, его необходимо проверить на работоспособность. Для тестирования работоспособности системы необходимо воспользоваться специальным устройством, которое называется омметр. Необходимо знать, что для частного дома сопротивление не должно превышать тридцать Ом. Это при условии, что дом подключен к сети напряжения двести двадцать вольт.

Идеальным показателем сопротивления можно считается нулевая величина. Это говорит о том, что электричество полностью гасится землей. Но на практике идеального показателя добиться невозможно. Поэтому есть специальные нормативы значения, которые высчитываются, исходя их конструктивных особенностей заземляющего контура. Можно посмотреть на схеме.

Необходимо отметить, что в отсутствие такого устройства, проверять работоспособность можно при помощи простой лампочки, соединив один контакт с фазой в сети, а второй с заземлением. Чем более ярко будет гореть лампочка, тем меньше сопротивление в контуре.

Еще один способ заземления для дома своими руками

Этот способ тоже довольно эффективный и позволяет значительно уменьшить количество земляных работ. Речь идет о заземлении в подвале. Именно в подвале имеется возможность установить контур заземления. При таком монтаже нужно отступать не менее одного метра от каждой стены. Электроды нужно забивать на глубину один или полтора метра. Это позволит существенно сократить время на установку заземления, а эффективность заземления останется на высоком уровне. Можно посмотреть на схеме.

Итак, заземление на дачном участке, сделанное своими руками, способно намного увеличить уровень безопасности загородного дома, при условии, что монтаж выполнен правильно. Несмотря на то, что этот процесс довольно трудоемкий, справиться с ним смогут даже новички, которые не занимались до этого электромеханическими работами.

Необходимо отметить, что очень важно использовать во время работы только качественные материалы и обязательно соблюдать технику безопасности во время работы.

Заземление зданий, контур заземления здания, проект заземления

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

Для чего нужно заземление зданий

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

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

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

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

Принцип действия системы заземления

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

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

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

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

Заземление зданий. Требования

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

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

Обязательному заземлению подлежат и электроустановки, расположенные под открытым небом.

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

Расчет системы заземления

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

Замер производится методом, показанным на рисунке ниже.

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

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

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

Для расчета с помощью этой формулы необходимы следующие исходные данные:

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

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

Грунт

Эквивалентное удельное сопротивление, Ом×м

Климатический коэфициент

При влажности грунта 10-12%

Возможные границы колебания значений

Рекомендовано для расчетов

Ψ1

Ψ2

Ψ3

торф

чернозем

садовая земля

глина

суглинок

мергель, известняк

супесчаный

песчаный

20

200

40

40

100

250

300

700

9 — 53

30 — 60

8 — 70

40 — 150

200 — 300

150 — 400

400 — 2500

20

30

50

60

100

250

300

500

1,4

1,6

2,0

2,0

2,4

1,1

1,32

1,3

1,3

1,5

1,5

1,56

1,0

1,2

1,2

1,2

1,4

1,4

1,2

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

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

где:

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

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

Характеристика электроустановкиУдельное сопротивление грунта ρ, Ом·мСопротивление заземляющего устройства, Ом
Искусственный заземлитель к которому присоединяется нейтрали генераторов и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В:
 660/380до 10015
свыше 1000.5 х ρ
 380/220до 10030
свыше 1000.3 х ρ
 220/127до 10060
свыше 1000.6 х ρ

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

Заглубление горизонтального заземлителя можно найти по формуле:

где:

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

Сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

где:

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

Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:

 — в ряд; — по контуру,

где а – расстояние между заземляющими стержнями.

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

Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

где ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (таблица).

Таблица 3. Коэффициент использования заземлителей.

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

Полученное при расчете число заземлителей округляется до ближайшего большего

Пример расчета

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

Расчет одного заземлителя:

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

Ответ: 11 заземлителей.

Советы

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

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

На фото: заземляющий контур здания выполнен из стальной полосы.

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

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

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

Заземление зданий промышленных объектов

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

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

Сопротивление подобных систем рассчитывается по формуле:

где:

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

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

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

Как заказать услугу?

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

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

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

или же написать нам на почту: [email protected]

Будем рады ответить на все интересующие вопросы!

Контур защитного заземления. Схема, фото, пояснения

Автор Alexey На чтение 7 мин. Просмотров 721 Опубликовано Обновлено

Контуром заземления называют находящееся в земле соединение горизонтальных и вертикальных заземлителей (электродов).

Совокупность помещённых в грунт электродов и заземляющего провода, который соединяет данный контур и главную заземляющую шину (ГЗШ) являет собой заземляющее устройство (ЗУ). Важнейшей характеристикой ЗУ является переходное сопротивление (металлосвязь) и сопротивление контура растеканию токов в земле.

От качества выполненных работ зависит заземление каждой розетки в доме и надёжность молниезащиты.

Расчет контура

Сопротивление контура заземления зависит от:

  •  параметров заземлителей: длины, площади контакта, количества электродов, расстояния между ними;
  •  длины соединяющих заземлители проводников;
  •  удельного сопротивления грунтов;
  •  влажности почвы;
  •  солёности грунта;
  •  температуры времени года;

Чтобы правильно выполнить все расчеты, необходимо иметь инженерное образование, и разобрать множество формул.

Из практического опыта известно, что ни одна из методик расчета не учитывает в полной мере все факторы, поэтому после выполнения работ результаты измерений практически всегда неожиданны. Поэтому часто пользуются типичным проектом, проверяя соответствие параметров у готового контура.

Естественно, что в отношении контура заземления для электростанции или большого производства расчеты обязательны, но для бытового использования можно выбрать подходящую схему заземляющего устройства и качественно её воплотить в металле, правильно выбрав место установки.

Даже без произведения расчётов из таблицы можно понять, какой тип грунта будет лучше всего для заземляющего устройства.

Как правило, в частном секторе для заземления используют одноконтурную схему, которая состоит из трёх вертикальных штырей, труб или уголков, соединённых между собой стальными полосами.

Использование одноконтурного заземления для частного дома

Соединение электродов в заземляющем устройстве выполняется в виде горизонтального равностороннего треугольника с вертикальными заземлителями, находящимися на его вершинах.

Типичная схема заземления небольшого частного дома

Такой проект заземляющего контура подходит для большинства небольших коттеджей и дачных домиков, получаемых однофазное энергоснабжение, выполненное по схеме TN-С-S, с повторным заземлением и разделением совмещённого нулевого провода PEN системы TN-С.

Но намного более надёжной будет схема с несколькими контурами, из-за того, что в одном месте свойства грунта могут измениться, он может высохнуть в жару, или промёрзнуть зимой, также вследствие проведённых рядом земляных работ могут измениться подземные водяные потоки.

Схема двойного контура зземления

Наиболее лучшей схемой традиционного заземляющего контура является кольцевая, или прямоугольная, обустроенная вокруг дома.

Заземление сделанное по периметру , самое надежное

Внутренний контур является ГЗШ и обеспечивает более рациональное подключение защитного провода PE к розеткам и корпусам электрооборудования. Для обустройства внешнего контура необходимо отойти от здания на расстояние не менее полторы – двух метров. Такую же схему используют для контура заземления трансформаторной подстанции.

Схема заземления Трансформаторного пункта

Для более сложных зданий горизонтальные заземлители прокладывают по периметру фундамента, на отдалении, требующемся, чтобы не вызвать осадку грунта при земляных работах.

Также применяют контур заземления в виде сетки.

Земляные работы

Поскольку контур заземления прокладывается в земле, то без земляных работ не обойтись.

Копают траншеи или яму глубиной ниже полуметра, вбивают в дно вертикальные электроды и прокладывают горизонтальные заземлители также по дну, соединяя в единый контур.

Контур заземления по типу треугольника по вершинам вбиты вертикальные заземлители

 

Засыпают траншею однородным грунтом без камней и мусора, утрамбовывая. Часто при прокладке вводной подземной линии электропередач, чтобы сэкономить на земляных работах, прокладывают горизонтальный линейный заземлитель в данной траншее, с установкой вертикальных электродов.

Зазыпка контура заземления и вывод на шину РЕ

В данном случае необходимо будет поверх установленного заземляющего контура насыпать подушку из грунта, плотно утрамбовав, после чего насыпают прослойку из песка, для прокладки кабеля. Самое главное при данных обстоятельствах проследить, чтобы выступающие части заземлителей не соприкасались и не повредили кабель.

Независимо от типа ЗУ, его установка должна производиться ниже точки промерзания грунта, из-за того, что замерзшая вода в почве в виде льда перестаёт быть проводником, и заземление теряет эффективность.

Установка Заземляющего контура ниже точки промерзания грунта и в скале

Данное обстоятельство не имеет никакого значения в случае применения глубинных заземлителей, которые устанавливаются в скважинах на значительную глубину 20-50 м.

Материалы заземлителей и заземляющего проводника

Применяют для электродов стальной металлопрокат, или медные проводники. Не допускается применение алюминия в качестве электродов. Использовать алюминиевый кабель в качестве заземляющего проводника допускается лишь в изоляции, защищающей жилу от коррозии, но в этом случае придётся уделить повышенное внимание герметизации болтового соединения.

Для соединения электродов применяют тот же вид металлопроката, что и при сборке заземлителей.

Использование заземлителей, покрытых медью.
В данной таблице не указан сравнительно новый, инновационный материал для заземлителей –омеднённые прутки, покрытые тонким слоем (0,275 мм) меди.

стальной пруток покрытый медью для вертикального заземлителя

Для данного материала следует применять параметры, указанные для оцинкованной стали.

Выпускаются такие заземлители в виде комплектов для быстрого монтажа заземляющего устройства.


Примечательно, что с их помощью можно монтировать глубинные заземлители без бурения скважин – на первый штырь навинчивается острый наконечник, который облегчает прохождение электрода в грунт.

При помощи соединительной муфты прикручивается ударопрочная головка, Не дающая металлу и резьбовому соединению разрушаться при ударах.

По мере углубления, головку отвинчивают, вкручивают новый стержень, на него прикручивают другую муфту, снова присоединяют головку и продолжают процесс забивания модульного заземлителя до требуемой глубины.

Часто для облегчения работ, вместо кувалды используют вибромолот. К последнему штырю крепят заземляющий провод или горизонтальный заземлитель, прокладываемый в виде полосы, покрытой медью, при помощи специального хомута.

Модульная установка заземляющего контура

Такой монтаж позволяет обойтись без сварочных работ, производится достаточно быстро. Минусом может быть недобросовестная затяжка болтов, поэтому в месте крепежа будет не лишним предусмотреть небольшие колодцы для проведения технологического осмотра и подтяжки соединений.

Схема контура модульного заземляющего контура

Контур заземления из стального металлопроката

Наиболее подходящим видом проката в качестве материала для вертикальных заземлителей будет уголок или труба (круглая или профильная). Для облегчения забивания уголок или трубу надрезают под углом 30-45º.

заостренный уголок для вертикального заземлителя

Больший угол затруднит прохождение плотных слоёв грунта, а при меньшем возможно загибания металла на кончике. Забивают заземлители в дно траншеи или ямы при помощи кувалды или вибромолота. Металл от ударов кувалды неизбежно расклепается, но это не страшно – главное хорошо проварить место соединения вертикального и горизонтального заземлителя.

Вибромолот для забивания вертикального заземлителя

Проверка контура заземления

Проверяют сварные швы, простукивая их молотом, а затяжку гаек при помощи ключа. Измерять сопротивление должны производить специалисты лицензированной электрической лаборатории, они же выдадут акт.

В системе TT чем меньше сопротивление, тем лучше, но в отношении TN-С-S не стоит, чтобы сопротивление было меньше чем у трансформаторной подстанции – 4 Ом, иначе вся нагрузка на заземление воздушной линии ляжет на данный домашний контур.

Оборудование для измерений слишком дорого, поэтому существует народный метод – в идеале контур должен обеспечивать работу домашних электроприборов на максимально возможном для автомата токе. Для этого один провод от переносной розетки подключат к фазе, а другой к контуру заземления, и в розетку включают нагрузку.

На практике контур считается хорошим, если подключаемый между фазой и заземлением электронагревательный прибор мощностью 2 кВт будет исправно работать, и падение напряжения между фазой и заземлением будет не больше 10 В. Но надо быть очень осторожным, проводя такие манипуляции и не находиться в этот момент вблизи контура.

Заземление бани своими руками: устройство и монтаж

Заземление необходимо для защиты техники от перепада электричества, а человека — от контакта с током. В квартирах и домах заземление делают обязательно — это нужно по правилам. Заземление бани тоже необходимо сделать, но его монтаж будет несколько иным.

Зачем нужно заземление

Основная цель заземляющего контура в бане или сауне — отведение тока, проникшего через поврежденную защитную изоляцию. При коротком замыкании электричество 220 В притягивается к приборам, выполненным из железа — техника может повреждаться и наносить серьезные увечья человеку.

Если в бане будет в наличии заземлитель, это поможет достигнуть следующих целей:

  • техника сохранит возможность эксплуатации;
  • человек будет защищен от травм;
  • электросеть станет работать без помех, скачков напряжения.

Обычно заземление в бане делают при наличии электрических приборов, печи с электроподогревом, бойлера. После монтирования заземлитель станет отводить утечку тока в землю, поскольку электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

к содержанию ↑

Способы естественного заземления

Существует ряд естественных заземлителей, которые способны отводить электричество при проблемах в сети. Устройства и предметы, которые могут находиться на участке рядом с баней, выполняя иные задачи:

  • трубы из чугуна, которые проходят непосредственно в грунте или лежат на нем;
  • металлические трубы скважин;
  • фонари, столбики забора, выполненные из железа;
  • проходящие под землей кабели с металлической оплеткой;
  • железная составляющая фундамента бани, находящаяся под землей;
  • стальной водопровод.

Важно, чтобы заземлители не были покрыты изоляцией, которая не дает току попадать в землю и рассеиваться. Идеальным вариантом станет пролегание железных конструкций ниже точки замерзания почвы — так заземление будет отлично работать в любой сезон года.

к содержанию ↑

Описание контура заземления

Под заземляющей системой понимают замкнутый контур (альтернатива — линейный контур), в который входят не меньше двух стержней-заземлителей, расположенных в вертикальном положении, горизонтальный проводник, соединенный со стержнями в единый контур, шина для входа в баню и подведения заземления к приборам.

Существуют разные системы заземления. Важно, чтобы обязательно было подведение к главной заземляющей шине или к распределительному щитку. Самые распространенные системы таковы:

  1. Треугольная. Предполагает вбивание трех металлических стержней в землю в форме равностороннего треугольника.
  2. Квадратная или прямоугольная. Количество стержней увеличивается до четырех, расположенных согласно соответствующей геометрической фигуре.
  3. Линейная. Стержни располагаются в линию, между ними находятся горизонтальные заземлители.

Иногда баню, где находится много техники, окружают заземляющим контуром — это еще один вариант схемы подключения заземления. Минуса два — необходимость дополнительного места и затратность, зато эффективность будет очень высокой. Замкнутые контуры считаются более результативными, чем линейные.

к содержанию ↑

Составляющие контура заземления

Любое заземление отдельного строения должно включать горизонтальные и вертикальные составляющие. В продаже есть готовые устройства, с которыми смонтировать заземление своими собственными руками очень легко. Не придется искать материалы для обустройства схемы, но такие приспособления стоят недешево.

Вертикальные проводники заземления

Если решено использовать не заводские, а «домашние» заземляющие элементы, для вертикальных стержней годятся любые изделия из черных металлов без оцинковки, краски.

Трудно вбивать в землю арматуру с ребрами, намного проще работать со швеллером, полосой. Гладкая поверхность металлопроката — залог легкого, успешного вбивания в землю. Когда дом и баня расположены в скальной местности, придется вызывать специалистов по бурению скважин. В скважины устанавливают стержни, отверстие засыпают песком и грунтом.

Нижний край стержня следует заострить при помощи болгарки. Землю перед работой нужно увлажнить водой. Размер стержня — около 3 см (диаметр), толщина стенок — от 3 – 5 мм, длина зависит от точки промерзания в конкретной местности. Еще нужно учесть место прохождения грунтовых вод. Обычно достаточно 2–3 метровых стержней, и заземляющий контур будет работать в полной мере.

к содержанию ↑

Горизонтальный проводник

Горизонтальные элементы нужны для связи между вертикальными и подведения всей системы к щитку. Их делают из металлической полосы с толщиной листа 0,4 – 0,5 см, с шириной 4 см, подойдет и стальная труба.

Горизонтальный проводник крепят болтами, сваркой, места стыков смазывают битумом с противокоррозионными свойствами. После выведения из земли к горизонтальным составляющим контура присоединяют проводники из меди, алюминия, стали, затем проводка подключается к шине.

к содержанию ↑

Как сделать заземление в баню

Заземляющий контур вполне можно сделать самостоятельно, если соблюдать все советы. На каждом этапе работы важны аккуратность и внимательность.

Подготовительные работы

Работы с землей включают такие действия:

  1. Отступить от фундамента 1,5 метра (можно больше), отметить место для траншеи.
  2. Прокопать траншею на выбранную, заранее рассчитанную глубину (если земля с какой-то стороны более влажная, глубину делают меньше на 0,5 м). Ширина обычно составляет 0,5 метра.
  3. От угла фундамента бани, который находится ближе всего к траншее, прокопать ров малой ширины с глубиной самой траншеи.

к содержанию ↑

Стержни заземлителей

Как правильно сделать расположение заземляющих стержней? Обычно их вбивают в зависимости от выбранной геометрии на расстоянии 1 метр друг от друга. Забивают вручную кувалдой после заострения конца. Для удобства ко второму концу приваривают горизонтальную «площадку».

Важно, чтобы забиваемый конец ушел ниже глубины промерзания земли. До конца заземлители в грунт не вводят — примерно на 0,2 метра они должны торчать до следующих этапов работ.

к содержанию ↑

Контур заземления

Качество проведенного контура полностью обусловит работу заземления в будущем. Своими руками производить соединение можно, если есть опыт сварочных работ. В противном случае стоит пригласить специалиста с нужным оборудованием.

Порядок действий:

  1. Горизонтальные проводники приваривают к вертикальным, создавая единый контур.
  2. Проверяют качество сварочных швов.
  3. Часть горизонтального проводника прокладывают до угла здания, подгибают, выпускают наружу.
  4. На выпущенный конец приваривают болт, что необходимо для соединения со щитком.

Запрещается заменять сваривание резиновыми соединителями — такой контур не будет надежным. Защита бани от короткого замыкания и прочих неприятностей обеспечена не будет.

к содержанию ↑

Проверка работы контура

Существует простой способ проверки работы системы. Следует взять лампочку с переноской, присоединить к фазе одним концом, к болту на контуре — вторым. После подачи напряжения лампа должна ярко гореть, что означает надежность контура. Тусклое горение — знак того, что надо переварить стыки. При удачной проверке контуры засыпают грунтом после покрытия растворами от коррозии.

Соединение контура и распределительного щитка

Следует соединить схему с распределительным щитком. Подойдет проводка одножильная из меди на 0,4 кв. см. Один конец соединяют с приваренным болтом, второй — с заземляющей шиной в щитке. Желательно пригласить электрика — это самая ответственная работа. Наладить работу заземляющей системы может только специалист.

Важно защитить систему от снега и дождя. Для этого следует покрыть участок с приваренным болтом «козырьком» или выполнить защиту иным удобным способом. Правильное выполнение работ — гарантия безопасности человека и всей имеющейся техники.

Заземление бани своими руками: устройство и монтаж

Ground Loops - Устранение системного шума и гудения

Вы только что подключили свою систему, и гудение или гул не пропадают. Вы запускаете свое оборудование через кондиционеры и бьетесь головой о стену, пытаясь понять, в чем дело. Поздравляем - вы только что вошли в зону The Ground Loop Zone ..

Несколько недель назад я рвал на себе волосы после того, как установил новый компонент в Reference System 3 для обзора. Это был усилитель с трехконтактным кабелем питания.Сразу после установки усилителя в мою систему из моих динамиков начал поступать очень заметный гул с частотой 60 Гц.

Если это случилось с вами, скорее всего, это контур заземления между вашим кабельным телевидением и другим компонентом в вашей системе (например, усилителем или активным сабвуфером). Как решить эту проблему? Во-первых, это помогает точно определить, что такое контур заземления и как он может повлиять на нашу систему домашнего кинотеатра.

Ed itorial Замечание по контурам заземления
Когда два или более устройства подключены к общей земле через разные пути может возникнуть шум на пути заземления или петля заземления.Таким образом, система, заземленная в двух разных точках, с разность потенциалов между двумя землями может вызвать нежелательный шум напряжение в цепях трактов. Токи текут через эти множественные пути и создают напряжения, которые могут вызвать повреждение, шум или 50 Гц / 60 Гц в аудио или видео оборудовании. Контур заземления может быть устраняется одним из двух способов:

  1. Удалите один из путей заземления, преобразовав таким образом систему в одноточечное заземление.
  2. Изолируйте один из путей заземления с помощью изолирующего трансформатора, общий режимный дроссель, оптический ответвитель, симметричная схема или частотно-селективный заземление.

Наиболее практичным и обычно наиболее экономичным методом для бытовых аудиоприложений является использование изолирующего трансформатора. Изолирующий трансформатор - это устройство, которое в случае кабеля сигналов, позволяет всем желаемым сигналам проходить свободно, в то время как нарушение целостности заземления, следовательно, разрушение контуров заземления. При использовании изолирующего трансформатора напряжение шума заземления теперь будет появляются между обмотками трансформатора, а не входом цепи. Шумовая связь в первую очередь зависит от паразитной емкости. между обмотками трансформатора и может быть уменьшена путем размещения экрана между обмотками.Это эффективный метод реализовать, предполагая, что трансформатор имеет достаточную пропускную способность, не слишком дорогостоящий или громоздкий, и прямой путь сигнала постоянного тока не требуется для заявление.

Диагностика и устранение неисправностей

Чтобы точно определить правильное решение проблемы, сначала необходимо найти и изолировать ее. Например, если вы просто начнете драться, меняя местами оборудование, кабели и все сразу, вы никогда не узнаете, что на самом деле вызвало (или устранило) проблему.Кроме того, вы можете в конечном итоге выполнять все больше и больше работы, поскольку вы тратите энергию в областях, которые не имеют никакого отношения к решаемой проблеме.

Начни с простого. Устранение неисправностей контуров заземления включает в себя наведение порядка и проверку нескольких основных, общих элементов, чтобы увидеть, является ли проблема простой или сложной. Например, если регулировка громкости на вашем процессоре / ресивере не приводит к изменению уровня гула, то проблема должна возникать через после в этой точке. Если это произошло раньше, то приемник / процессор обычно увеличивает общий уровень шума.Есть смысл?

Работать по методике:

  1. Начните с процессора-приемника, чтобы определить, связано ли гудение / гудение с источником или с контуром заземления, возникающим после каскада усиления.
  2. Обратите внимание на любые недавние изменения в системе, которые привели к этой проблеме. Скорее всего, вам будет легче локализовать проблему, если она только начинается с добавления нового оборудования.
  3. Что вы можете сделать быстро и легко, чтобы изолировать или идентифицировать проблему и указать правильное решение (т.е. отсоединяя кабель от стены, чтобы проверить, не является ли кабельное телевидение источником контура заземления.)

Еще один тест для устранения вашего ресивера или процессора - проверить, изменяется ли гудение в зависимости от того, какой вход вы выбрали (DVD-плеер , Кабельное телевидение и т. Д.) Гудение меняется или исчезает при выборе другого входа? Нет? Тогда ваша проблема возникает на более позднем этапе в системе (скорее всего, это контур заземления, вызванный добавлением усилителя или активного сабвуфера с трехконтактным силовым кабелем.)

Последний тест - отсоединить кабель кабельного телевидения от стены. Гул уходит? Так оно и было в случае системы ссылок 3. Eureka! В системе должен быть контур заземления, связанный с линией кабельного телевидения.

Другие распространенные причины Гул и жужжание
В этой статье рассматривается очень распространенный контур заземления. проблема, поймите, что существует множество способов, которыми система жужжит и гул может войти в установку вашего домашнего кинотеатра.

Общая проблема № 1: Проверьте, есть ли у вас толстый шнур питания или розетка в стене. который изношен и не удерживается.Если контакты под напряжением / нейтралью / заземлением включены вилка заземления делает прерывистый или световой контакт с хвостовиком на внутренней стороне выпускного отверстия, это может вызвать гул через систему. Лучшее решение для этого - заменить розетку с промышленной версией, доступной в Home Depot примерно за 4 доллара. В промышленные розетки лучше удерживают силовые кабели надежно. Если вы устанавливаете потолочное крепление для фронтальной проекционной системы, эта розетка обязательна.

Общая проблема № 2: Проверьте полярность розетки - возможно, она подключена наоборот.Ты можешь Купите устройство для проверки полярности в Home Depot примерно за 5 долларов. Это один из Прежде всего, вы можете проверить, не помогает ли отключение кабельной приставки. удалите гул (и в некоторых случаях обратная полярность может быть причиной по-прежнему ).

Распространенная проблема № 3: Диммеры, люминесцентные лампы и другие приборы, та же цепь или общее заземление с оборудованием домашнего кинотеатра может вызвать мычание.

Устранение проблемы

Существует как минимум два практических способа решить проблему контура заземления в вашей системе.Как только вы узнаете, что проблема связана с заземлением кабельного телевидения и заземлением усилителя, как в этом случае (и во многих случаях), вы можете поднять заземление на любом устройстве на линейном уровне. Я считаю, что намного легче поднять землю на линии кабельного телевидения, чем на многоканальных входах 5.1, идущих в усилитель!

НИКОГДА не используйте адаптер переменного тока с тремя на два контакта для устранения проблемы с контуром заземления. Эти устройства предназначены для обеспечения безопасного заземления (через винт крышки на заземленную розетку) в случае использования трехконтактной вилки с двухконтактной розеткой.Лучше всего безопасно поднимать землю на уровне линии.

Ed itorial Примечание о методе сигнального заземления
Можно попробовать использовать грунтовый подъемник в ситуациях, когда два заземленные части оборудования с несбалансированными подключениями Проблемы с гудением, связанные с контуром заземления. Подъем грунта в неуравновешенном состоянии соединения работают эффективно только тогда, когда оба элемента оборудования правильно заземлен в той же точке. В некоторых случаях проблема жужжания может становится хуже, если используется грунтовый подъемник.Таким образом, это так называемое «исправление» следует использовать с особой осторожностью и обычно только в качестве временного решение. Если связанное оборудование правильно заземлено, просто поднимите сигнальное заземление между оборудованием, может вызвать сильное жужжание и потенциально повредить входной усилитель приемного оборудования из-за протекания паразитных токов на незаземленном оборудовании. Лучший метод использования заземления - это модифицировать кабель, чтобы включить путь переменного тока между заземлением или небольшой конденсатор.Это уменьшит возможность захвата заземленного кабеля. Радиочастотные помехи, но также могут вызывать колебания частотной характеристики в зависимости от размера конденсатора и импеданса источника оборудования. Из-за это, по нашему мнению, лучшее решение для устранения несбалансированного соединения в контурах заземления используется изолирующий трансформатор аудиолинии.

Используйте изолятор заземления кабельного телевидения

Наиболее распространенным и простым решением является установка изолятора заземления кабельного телевидения.Jensen Transformers существует уже более 30 лет и является одним из лучших (рекомендованная производителем розничная цена 59,95 долларов США), поскольку имеет плоскую частотную характеристику от 2 до 1300 МГц, охватывающую спектр VHF / FM / UHF / CATV. Почему это важно? Ну, для начала, если вы планируете использовать цифровой кабель, кабельный модем или услуги по запросу, вам лучше не покупать дешевый радиочастотный фильтр в местном магазине электроники, поскольку он, скорее всего, отфильтрует больше, чем вы рассчитывали. Кроме того, мы уважаем компанию, которая измеряет свои продукты и готова опубликовать график частотной характеристики в подтверждение своих заявлений.Плоская частотная характеристика от 2 МГц до 1300 МГц гарантирует отсутствие потери качества сигнала и отличный результат.

Дешевые решения, которые звучат слишком хорошо, чтобы быть правдой - вероятно,
Один из самых популярных методов устранения заземления петли - взять преобразователь 75 Ом на 300 Ом, подключенный ко второму согласующий трансформатор с двумя винтовыми клеммами на стороне 300 Ом, и поместив его в канал кабельного телевидения.Хотя это может сломать контур заземления, если вы просто не подпишетесь на основной кабель и не дадите Хочу сказать о качестве сигнала, мы бы порекомендовали избегать этой магии МакГайвера.

Мы еще там?

Одним словом - да. Это лекарство примерно для 80% проблем с контуром заземления. Для этих других проблем есть другие решения, но мы хотели охватить этот часто встречающийся сценарий и наметить несколько быстрых и простых решений, как выбраться из тупика контура заземления.Если у вас есть контур заземления, вызванный вашим кабельным телевидением и , не ходите и возьмите одну из этих красавиц - вы не пожалеете об этом.

Проблемы контура заземления и как от них избавиться

Написано Томи Энгдалом, авторские права принадлежат Томи Энгдал 1997-2013 гг.

ПРИМЕЧАНИЕ: Информация, представленная здесь, считается правильной и доступна здесь автором. Автор этого документа не несет ответственности за какой-либо эффект, который может иметь эта информация или любое ее использование.

Документы использовались и рекомендовались многими людьми и считаются точными. Настолько точны, что их также называли GB AUDIO Ground loops DATA SHEET на своих веб-страницах (с моего разрешения).

Основы

Дилемма состоит в том, что решение «шумовых» проблем - это само по себе искусство. Поскольку это происходит не каждый день, у всех нас ограниченный практический опыт. Это породило индустрию для тех, кто теперь специализируется на решении проблем шума.

Для правильной работы необходима хорошая система распределения электроэнергии. аудиосистемы. Профессиональные аудиосистемы просто не работают хорошо с обычными удлинителями, идущими на сотни футов до сцены. Помимо питания, необходимо хорошее заземление всей системы. существенный.

Контур заземления - это состояние, при котором происходит непреднамеренное соединение с землей. через мешающий электрический проводник. Обычно подключение контура заземления существует, когда электрическая система подключена более чем через один путь к электрическому заземлению.

Когда два или более устройства подключены к общему заземление по разным путям, возникает контур заземления. Токи текут по этим многочисленным путям и развиваются. напряжения, которые могут вызвать повреждение, шум или 50 Гц / 60 Гц гудение в аудио- или видеоаппаратуре. Чтобы предотвратить землю петли, все сигнальные земли должны идти в одну общую точку а когда невозможно избежать двух точек заземления, одна сторона должна изолировать сигнал и заземление от другой.

Суть в том, что идеальной «тихой» земли не существует.Основы всех проблем с шумом в системе заземления сводятся к тому, что такое нежелательный ток. За исключением больничных систем, определение в лучшем случае расплывчато. Стандартная система электрического заземления во всем здании не рассчитана на постоянное протекание через нее тока - и, тем не менее, это так, вы не можете остановить это. Причина, по которой заземление не будет и никогда не будет совершенно бесшумным, заключается в том, что провод заземляющего электрода представляет собой не что иное, как длинный провод от точки A до точки B.И чем длиннее провод, тем больше шума он улавливает.

Звуковые и видео люди имеют в виду тип шумной земли с термином, подобным контурам заземления: ток, протекающий по заземляющему проводнику оборудования, металл в здании и провод заземляющего электрода. Использование любой из сегодняшних стандартных однофазных систем переменного тока на 120 или 230 вольт создает потенциальные проблемы для аудиооборудования. У компьютерщиков такая же проблема в работе и так далее.

Обычно контуры заземления возникают постфактум, когда конечный пользователь винит установщика, установщик винит производителя и на самом деле никто не виноват.Ни производитель, ни установщик обычно не могут предсказать, где возникнет петля. Только после того, как система будет установлена, можно определить если проблема будет.

Проблемы с контуром заземления можно исправить и избежать. Это важно, чтобы продавец, заказчик и конечный пользователь знали что эта проблема может возникнуть. Спроектировать систему - хорошая идея чтобы избежать наиболее очевидного источника такого рода проблем, а затем подготовлен к тому, чтобы столкнуться с некоторыми проблемами при запуске системы.Проблема с контуром заземления может возникнуть в нескольких точках системы, и каждое возникновение проблемы необходимо устранять индивидуально.

Почему заземление так важно?

Заземление электрических систем требуется по ряду причин, главным образом для обеспечения безопасности людей, находящихся рядом с системой, и для предотвращения повреждения самой системы в случае неисправности. Функция защитного проводника или заземления состоит в том, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением для тока короткого замыкания, чтобы устройства защиты цепи сработали быстро и отключили питание.

Национальный электротехнический кодекс NEC определяет заземление как «проводящее соединение, независимо от того, намеренно или случайно между электрической цепью или оборудованием и землей, или с некоторыми проводящее тело, которое служит вместо земли ». Когда мы говорим о заземлении, на самом деле это два различные предметы, заземление и заземление оборудования. Заземление заземления - преднамеренное соединение проводника цепи, как правило, нейтрали с заземляющим электродом, помещенным в землю. Заземление оборудования предназначено для обеспечения правильной работы оборудования внутри конструкции. заземлен.Эти две системы заземления необходимо держать отдельно, за исключением соединения. между двумя системами, чтобы предотвратить разницу в потенциале из-за возможного пробоя из-за удар молнии. Назначение заземления помимо защиты людей, растений и оборудования - обеспечить безопасный путь для рассеивания токов короткого замыкания, ударов молний, ​​статических разрядов, EMI и RFI сигналы и помехи.

Неправильное заземление может создать смертельную опасность. Правильное заземление необходимо для правильной работы и безопасности. электрооборудования.Заземление может решить многие проблемы, но это также может вызвать новые. Одна из наиболее частых проблем - называется «контур заземления».

Что вызывает гудение в аудиосистемах?

Аудио- и видеосистемы нуждаются в ориентире для их напряжений. Обычно называется общим или заземленным, хотя может и не быть фактически связанный с землей, эта ссылка остается на "нуле" вольт », в то время как другие сигнальные напряжения« качаются »положительным (вверху) и отрицательным (под этим. Физически общим может быть провод, след на печатная плата, металлическое шасси, практически все, что проводит электричество.В идеале это должен быть идеальный дирижер, но в любой практической системе это не так. По мере увеличения сложности и размера системы несовершенные проводимость общего (заземляющего) проводника неизбежно вызывает проблемы.

Гул и гудение (50 Гц / 60 Гц и его гармоники) возникают в несбалансированных системах, когда токи протекают в соединениях экрана кабеля между различными частями оборудования. Гул и гудение также могут возникать в сбалансированных системах, даже если они, как правило, более

Токи экрана кабеля и разность напряжений заземления вызываются несколькими механизмами.Второй наиболее распространенный источник шума и гудения - это разница напряжений между двумя защитными заземлениями, разделенными большим расстоянием, или разница напряжений между защитным заземлением и заземлением. (например, заземленная спутниковая антенна или источник кабельного телевидения). Эта проблема обычно называется «контур заземления». Это самый распространенный среди тяжелых проблемы с гудением.

Гул и гудение могут также индуцироваться магнитным или емкостным образом непосредственно в сигнальных кабелях. Или ток шума может просачиваться из сети через емкость между A.C. первичная и вторичная обмотка силового трансформатора обмотки, что приводит к тому, что часть линейного напряжения переменного тока будет ВСЕГДА иметь емкостную связь непосредственно с землей аудиосхемы. Этот сигнал линии электропередачи с емкостной связью обычно содержит значимые гармоники до 1 МГц и более. Эти сигналы вызывают протекание токов в экранах кабелей, таким образом добавляя этот шум непосредственно к звуковому сигналу.

Почему заземление без проблем сделать сложно?

Практически все проекты строительства передачи данных и трансляции выполняются. в проблемы заземления.Эти проблемы возникают в первую очередь потому что существует конфликт между вопросами безопасности (земля- ing для предотвращения поражения электрическим током) и электронного шумоподавления (используя «землю» в качестве электронной «свалки» для шумов и помех. ference.) Эти два использования часто несовместимы и могут иногда находятся в прямом конфликте друг с другом. Конечная цель хорошей схемы заземления - сохранение и соблюдение аспектов безопасности при получении возможно максимальное снижение шума. Обычно это нелегкая задача.

Почему контур заземления является проблемой?

Контуры заземления являются загадкой для многих людей. Даже инженеры-электронщики, получившие образование в колледже, могут не знать, что такое контуры заземления на самом деле. Инженеры сосредоточились либо на распределении энергии (для электроэнергетической компании), либо на оборудовании, которое подключается к системе распределения электроэнергии. Не так много внимания уделялось распределению энергии и оборудованию как единому объекту, в котором возникают контуры заземления.

Контуры заземления являются наиболее частой причиной гудения частоты сети переменного тока в звуковых системах.Контуры заземления обычно можно определить по низкому гудению (60 Гц в США, 50 Гц в Европе) через звуковую систему. Контур заземления в силовом или видеосигнале возникает, когда некоторые компоненты в одна и та же система получает питание от другой земли, чем другие компонентов, или потенциал земли между двумя частями оборудования не идентичный.

Контур заземления - распространенная проблема при подключении нескольких аудиовизуальных компоненты системы вместе, есть хорошее изменение, чтобы сделать неприятный контуры заземления.Контуры заземления обычно вызывают жужжание аудиосигналов и интерференционные полосы к изображению. Контур заземления делает систему чувствительной улавливать помехи от сетевой проводки, которые могут привести к неустойчивой эксплуатация оборудования или даже повреждение оборудования. В некоторых статьях утверждается, что проблемы с проводкой и заземлением являются причиной до 80 процентов всех проблем, связанных с качеством электроэнергии, связанных с чувствительное электронное оборудование, такое как аудио / видео системы.

Аудио / видео и электроэнергетика разработали свои системы. и оборудование самостоятельно.В результате есть степень несовместимость. Обычно достаточно мощности. чувство безопасности распространения и эксплуатации недостаточно хорошее для AV-систем. Следствием этого является проблема помех контура заземления.

Всегда при работе с проблемами заземления помните, что не существует абсолютного основания . Есть определенное количество сопротивление электрическому току между всеми точками заземления. Этот сопротивление может меняться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многие другие переменные.Каким бы маленьким ни был сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем когда между этими точками заземления протекает ток (и почти всегда есть ток).

Проблемы с заземлением звуковой частоты обычно находятся в диапазоне низких милливольт, поэтому не должно быть большого вмешательства в систему заземления, чтобы вызвать проблемы в аудиосистемах.

Помните, что абсолютных оснований нет. Между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току.Это сопротивление может изменяться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Независимо от того, насколько мало, сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Заземляющие провода между розетками и трансформаторами энергокомпании не являются идеальными проводниками, как и экран вашего коаксиального видеокабеля. Если бы это было так, контуры заземления не были бы проблемой. Эффекты контура заземления на видеоизображениях представлены в виде черной теневой полосы. по экрану или как разрыв в верхнем углу картинки.Это вызвано разными потенциалами земли в системе.

Общие темы

Бытовые аудио- и видеосистемы

Профессиональные аудиосистемы

Профессиональные видеосистемы

Сети передачи данных

Лабораторная среда

Советы по дизайну

Другая сопутствующая информация

НОВАЯ ФУНКЦИЯ: Обсуждение контура заземления

Дискуссионный форум проблем контура заземления на ePanorama.net Система дискуссионных форумов создана для обсуждения всех тем, связанных с контурами заземления, и проблем, которые, по вашему мнению, могут быть вызваны контуром заземления.

Полезные ссылки на другие сайты и статьи

    Общие учебные пособия
    Проблемы с заземлением электропроводки
    Установки аудио- и видеосистем
    Решение проблем
    Конструкция оборудования
    Полезные сайты

Откуда взялась вся эта информация?

Большая часть информации получена из моих личных знаний в этой области. У меня был опыт проектирования, создания, использования, обслуживания и поиск неисправностей во многих аудио-, видео- и компьютерных сетевых системах.Я также разработал электронные устройства для аудио, видео и телекоммуникационные приложения.

Когда я обнаружил проблемы со стойкостью на те системы, которые я попытался провести хорошее расследование, в чем причина проблемы и каковы разумные способы ее решения. Различные книги, журнальные статьи и техническая документация со многих веб-сайтов также был очень полезен, когда я собрал этот веб-документ.


Если у вас есть комментарии на этой странице, пришлите их мне по адресу [адрес электронной почты защищен] или оставьте комментарии по адресу Форум для обсуждения проблем контура заземления.


Томи Энгдал <[email protected]>

Способы разрыва контура заземления

Убедитесь, что вы правильно проложили кабели между оборудованием. Правильные методы подключения аудиокабеля важны для избавления от шума система. Техническое примечание Rane. Соединение аудиосистемы - очень хороший источник информации. как должна быть подключена звуковая проводка между оборудованием. Это колодец Стоит прочитать статью.

Разрыв контура заземления может быть выполнен разными способами, некоторые из которых лучше а некоторые менее хороши.

Опасный метод: обрыв заземления сети

Логически вы могли бы подумать, что вы можете устранить контуры заземления, отсоедините контакты заземления шнура питания от всего вашего оборудования. Некоторые люди могут попытаться разорвать заземление, перерезав заземляющий штифт в разъеме с помощью штепсельной вилки, перерезать заземляющий провод в оборудовании, заклеить заземляющий разъем лентой и т.

Не делайте этого. Удаление заземляющего соединения неправильно. Это противоречит правилам электробезопасности. и потенциально очень опасно.Удаление заземления может нейтрализовать действие вашего шумового фильтра или защитных устройств от шипов внутри оборудования. Если заземление прервано, произойдет сбой в изоляции внутри оборудования. вызвать опасное напряжение на корпус оборудования вместо того, чтобы поджечь предохранитель. Удаление заземляющего соединения с оборудования, на котором оно есть. опасно, нарушает правила электронной безопасности и вы рискуете повредить свое оборудование. Бег без заземления не приведет к автоматическому поражению электрическим током, но сделает это гораздо более приемлемым, если что-то пойдет не так в вашей системе.

НИКОГДА не используйте переходник с трехпроводного на два провода на ЛЮБОМ аудиоустройстве. где человек ВОЗМОЖНО может соприкоснуться с ним. Ты спрашиваешь для хорошего 120-вольтового "сигнала" через чье-то тело. Да, это МОЖЕТ устранить гул, но есть НАМНОГО более безопасный способ сделать то же самое.

Является ли GFCI заменой заземляющего проводника?

Прерыватели замыкания на землю могут использоваться в качестве замены заземляющие соединения в трехконтактных розетках согласно NEC. Согласно требованиям NEC, трехконтактные розетки без заземления. которые защищены GFCI, должны быть помечены как таковые.

NEC, раздел 210-7 (d), и CEC, раздел 26-700 (9), вполне ясно, что GFCI являются законной заменой заземленной розетки в существующей установке, где нет заземления в розетку. Но ваши местные коды могут отличаться.

Потому что NEC говорит только о существующих установках без заземления. кажется, что вы не можете использовать GFCI как средство решения проблем замыкания на землю, потому что в вашей системе уже есть заземление (а GFCI - это замена заземления в установке, где нет заземляющего провода).

Изоляция трансформатора всей студийной системы

Вы можете полностью изолировать свою систему от энергокомпании с помощью специальный трансформатор. Но если вы собираетесь потрудиться это, вы могли бы также подумать о переоборудовании вашей студии с хорошей мощностью система, имеющая надлежащее стартовое заземление. Только использование профессиональное оборудование с балансными аудиовходами и выходами и проводку делаем правильно. Если вы все еще сталкиваетесь с проблемами, вы можете рассмотреть использование сбалансированной системы питания для питания вашего оборудования.

Решение проблемы фонового шума контура заземления с помощью правильного контура заземления изолятор - это безопасный и эффективный способ устранения нежелательного шума на доступная цена. Обычно проблемы контура заземления решаемы с подключенными звуковыми изоляционными трансформаторами к аудиолинии. Также есть коммерческое распространение аудио. усилители, обеспечивающие эту изоляцию.

Независимо от того, какой метод изоляции контура заземления используется, помните: Никогда не удаляйте заземляющий контакт на кабеле питания .Это может работать как временное решение, но не следует ставить под угрозу личную безопасность.

Если вы не можете найти контур заземления и не хотите использовать изоляцию трансформатор, попробуйте заманить схему с даже лучшая земля. У толстого провода очень мало электрическое сопротивление, поэтому через щит. Возьмите какой-нибудь провод толстого сечения и проложите его отрезками от шасси вашего компьютера друг к другу. На аудио оборудования, обычно для этого есть маркированный винт.Вы должны услышать, как гул стихнет, как только вы сделаете связь. Если мощные заземляющие соединения не останавливают гул, вы необходимо использовать подходящий изолятор в этой аудиолинии.

Коробки прямого ввода (DI) для решения проблем контура заземления

Директ-боксы - это устройства, которые преобразуют несимметричный инструментальный уровень (или линейный уровень) выходы на симметричные входы микрофонного уровня. Они широко используются в больших системах звукоусиления размером с арену, где клавиатура, и т. д., расположены далеко от смесителя.Разница в сопротивлении клавиатуры и микшер запрещает прокладывать кабели непосредственно от басового усилителя клавиатуры и к Смеситель.

Чтобы использовать Direct Box, нужно взять выход гитарного усилителя (обычно он находится сзади), и, используя патч-кабель 1/4 ", подключите другой конец к входу директ-бокса. Убедитесь, что переключатель (если он есть) помеченный "Speaker / Instrument" находится на "Instrument". Подключите обычный кабель XLR к выходному концу, а другой - к кабелю, идущему к смеситель.

Если система заземлена с обоих концов и начнут протекать потенциалы заземления, вы получите контур заземления. Контуры заземления можно определить по слабому гудению (60 Гц в США и 50 Гц в Европе) через звуковую систему. Первое место для проверки: прямое поле. На коробке Direct обычно есть переключатель с надписью «Ground Lift» для решения этого типа проблем. Переключатель подъема грунта поднимет землю (безопасно), и гудение должно прекратиться. Если переключателя нет, используйте специальный кабель заземления на кабеле XLR.Ни в коем случае не отсоединяйте заземляющий контакт шнура переменного тока.

Как использовать шумоподавитель для уменьшения шума

Noise gate не пропускает звук через ворота, если только звук имеет уровень сигнала выше установленного порогового значения. Если источником проблемного гула является какой-то инструмент, а гудение очень слабое шумоподавитель может сделать вас менее раздражающим. Когда вы устанавливаете порог шумоподавления так что ворота не пропускают никакой сигнал, когда нет сигнала от инструмент, то гул не добавляется к основному миксу.Когда инструмент играет очень слабое жужжание, заметить довольно сложно.

Коммерческие продукты для устранения контура заземления аудиолинии

  • ES034 Изолятор контура заземления - изолирующий трансформатор для автомобильной аудиосистемы от Scosche Industries
  • Изолятор заземления FGA-40 представляет собой изолирующий звуковой трансформатор 1: 1 с импедансом 10 кОм от Monacor (Best.-Nr. 06.4370)
  • Заземляющий изолятор LP (270-0054) от Radio Shack, предназначен для автомобильной аудиосистемы

Оборудование для удаления шума уже в сигнале

Крепление контуров заземления - PS Audio

Мы обсуждали, как определить контур заземления.Пришло время исправить то, что мы определили как проблему. Но позвольте мне предупредить вас о нескольких вещах: перечитайте то, что я написал об их идентификации (убедитесь, что это действительно контур заземления), во-вторых, лечение может быть опасным, если не будет выполнено должным образом.

На обзор. Не может быть контура заземления только с одним элементом оборудования. Он принимает два. Разница в потенциале земли между ними (земля находится на разном уровне для каждого) - вот что вызывает гудение. Кроме того, у вас может быть одна часть снаряжения в наборе, состоящем из многих частей, который находится на другом уровне, в то время как все остальные находятся на должном уровне.Вы по-прежнему будете гудеть.

Чтобы исправить контур заземления, мы должны сделать одно из двух: найти источник разницы в заземлении и исправить его (это лучший способ) или убрать проблемную часть шестерни с другой.

Вот хороший пример. Самая распространенная проблема с контуром заземления возникает из кабельного телевидения. Их территория редко бывает на том же уровне, что и территория нашего дома (хотя так и должно быть). Подключите небольшой разъем CATV, скажем, к приставке кабельного телевидения, которая также подключена к вашей стереосистеме или домашнему кинотеатру, и бинго! У вас есть контур заземления.Снимите разъем CATV, и гудение исчезнет (как и на картинке). Итак, как нам это исправить? Одним из быстрых примеров является использование оптического кабеля TOSLINK между приставкой кабельного телевидения и стереосистемой, если в вашей системе есть ЦАП. Это работает, потому что оптический кабель не может иметь проблемы с заземлением, поскольку он оптически изолирован от системы. Вот еще один, менее желательный способ: используйте изолирующий трансформатор кабельного телевидения между входным разъемом CATV и кабельной коробкой. Это работает для изоляции и устранения шума, но с современным высокоскоростным интернетом и кабельным потоком вы можете потерять некоторое качество.Это всего лишь несколько примеров.

Но теперь допустим, что у нас есть только чистая аудиосистема, но гул по-прежнему слышен. Мы подозреваем наличие контура заземления из-за двух обнаруженных нами фактов: гудение - это более высокий гул по сравнению с низким плавным гудением (я разместил здесь аудио примеры), и два подозрительных элемента подключены к разным розеткам переменного тока. Наша первая задача - сузить круг вопросов. Здесь мы хотим использовать наш метод устранения, начиная снова с громкоговорителя. Помнить? Подключите усилитель мощности к громкоговорителю, убедившись, что у вас нет входов на усилителе мощности - здесь я говорю очень буквально.Я не имею в виду отсутствие сигнала. Я имею в виду, НИКАКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ. Даже без сигнала наши земли все равно будут прикреплены. Есть гул? Если да, значит, у вас есть проблема, связанная с вашим усилителем мощности, и вам необходимо вернуть его производителю для ремонта. Нет гула? Хорошо, теперь подключите предусилитель с такими же ограничениями. НЕТ ВХОДОВ. Гм? Нет, и вы начинаете добавлять вводы по одному, пока не найдете виновника. Хм, да? Затем вы должны выяснить, повышается или понижается этот гул в зависимости от уровня предусилителя.Если да, то это не контур заземления. Если нет, скорее всего, так и есть.

Давайте оставим до завтра следующие шаги (я не люблю, чтобы сообщения становились слишком длинными).

Шлейф заземления

Обновлен с новым материалом 7 января 2019 г.

Этот набор гр. 50 слайдов - это кульминация моего почти 25-летнего опыта создания многочисленных усилителей мощности и предусилителей. Я впервые начал заниматься аудио примерно в 1975 или 76 годах, когда был подростком.Некоторые из моих творений были достаточно тихими - благодаря чистой удаче - а другие ужасно гудели и шипели. Позже мои навыки резко улучшились, особенно после прочтения одной из книг Генри Отта примерно в 1988/89 году во время разработки цифрового панельного индикатора с очень высоким разрешением для промышленных приложений в компании, в которой я работал. Затем я оставил DIY-аудио примерно на 15 лет (карьера, семья и т. Д.), Вернувшись к этой теме около 15 лет назад, забыв многие свои практические навыки.Путь от теории электромагнитного поля, изложенной на многочисленных веб-сайтах, в заметках по применению и сообщениях на различных веб-форумах, к созданию тихих усилителей каждый раз непрост и требует некоторой практики. Теория, лежащая в основе, может быть чрезвычайно сложной, однако, приложив некоторые усилия и сосредоточившись, вы сможете быстро освоить основы. Этот набор слайдов посвящен несимметричным межсоединениям (также известным как «несимметричные»), в которых используются стандартные разъемы RCA для фонокорректора, поскольку именно здесь чаще всего возникают проблемы.

Когда дело доходит до гудящих и шипящих усилителей, хороших практических советов мало, хотя часто ошибочные мнения по этому поводу, кажется, легко найти.

Эта презентация (, работа над которой будет продолжаться и время от времени будет расширяться ) предназначена для быстрого запуска и запуска звуковых конструкторов как на этапе строительства / планирования, так и при отладке. Мы надеемся, что он также послужит полезным справочником для всех, кто хочет узнать немного больше об ЭМС применительно к усилителям.Одна важная вещь о EMC: вы никогда не перестанете учиться и находить новые проблемы, которые нужно решать.

Контуры заземления

Вот отличные посты участника DIYaudio Илимзна на эту тему, которые я собрал в один документ.

Отличные посты «Илимзна» на грунтовых петлях

Вот дополнительный материал

Рекомендации по проектированию печатной платы усилителя для минимизации шума

Некоторые практические примеры малошумящих усилителей, использующих эти методы, см. В статьях nx-Amplifier и sx-Amplifier на сайте www.hifisonix.com

Вот некоторые коммерческие продукты, в которых используются методы, описанные в презентации: www.ovationhifidelity.com

На рисунке ниже показана внутренняя проводка одного из двух усилителей nx, которые я построил, без проблем с шумом или гудением. Силовая проводка плотно скручена, а сигнальная проводка для небольших сигналов находится вдали от трансформатора и другой силовой проводки. На печатной плате блока питания пристальное внимание к Т-образному соединению конденсатора и заземлению по схеме «звезда» приводит к исключительно тихому усилителю.


Наконец, вот видео на YouTube о том, КАК НЕ РАЗРАБАТЫВАТЬ ЗАЗЕМЛЕННЫЕ ПЕТЛИ. Что действительно сбивает с толку , так это то, что если вы наберете «Ground Loops» в Google, это, вероятно, будет первое упоминание, которое появится в списке.

Все основные правила безопасности относительно заземления с помощью «заземлителя» полностью нарушены, и проблема шума фактически не решена - они обошли проблему и сделали продукт полностью небезопасным.При работе с потенциальным нарушением безопасности возникает следующий вопрос: «Что произойдет, если токоведущий провод отсоединится и коснется входного гнезда или любых других металлических конструкций продукта без подключенного защитного заземления?» Если ответ - «это было бы с живым потенциалом» не делайте этого! Никогда и никогда не используйте землеройные машины указанным способом, чтобы избавиться от шума - это опасно и незаконно. Период.

Найдите и устраните контуры заземления

В моем домашнем развлекательном центре все было хорошо - включая телевизор, усилитель объемного звука, AM / FM-тюнер, ROKU и проигрыватель CD / DVD / BlueRay - пока я не подключил свой рабочий стол ПК, на одном из жестких дисков которого хранятся многие мои музыкальные и видеофайлы.При подключенном ПК динамики издают раздражающий низкий гул с частотой 60 Гц - явное указание на контур заземления. Все мои аудио- и видеоустройства являются относительно новыми, качественными, фирменными продуктами, оснащенными двухконтактными шнурами питания, поэтому, даже если у ПК есть трехконтактная вилка, не должно быть многократных возвратов сигнала, вызывающих замыкание на землю. . В этой статье описывается подход к устранению контуров заземления в аналоговых AV-системах.

КОНТУРЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

По определению, контуры заземления вызывают нежелательные токи, протекающие через два или более обратных пути сигнала.Таким образом формируются индукционные катушки, обычно только с одним витком. Эти петли улавливают сигналы помех из окружающей среды. Поскольку каждый проводник имеет конечный импеданс, между двумя подключенными точками возврата сигнала возникает потенциал напряжения - Vi = Ig (R1 + R2). Это напряжение является источником помех: гудение, шипение, шум, воспринимаемый высокочастотными сигналами (например, местная AM-станция) и т. Д. Упрощенный пример показан на рисунке 1.

РИСУНОК 1: Причина помех контура заземления.

Источник аудиосигнала VS на Рисунке 1 - например, звуковая карта внутри ПК - подключается к усилителю через экранированный кабель. Экран заземлен с обоих концов на шасси обоих устройств. Трехконтактные вилки питания подключают шасси обоих AV-компонентов к заземляющему проводу распределения питания в доме. Считаем заземление усилителя точкой отсчета. (Неважно, какую точку в петле мы выберем.) Петля, состоящая из экрана кабеля и заземляющего провода распределения питания, улавливает все виды сигналов, вызывая протекание петлевого тока Ig и, как следствие, напряжение помехи Vi. сгенерировано.

Vi добавляется к сигналу звуковой карты. Индуцированный в петлю ток Ig исходит из многих потенциальных источников. Это может быть вызвано в заземляющем проводе током, протекающим в горячем и обратном нейтральном проводе переменного тока, действующем как трансформатор. Могут быть утечки, индукция магнитными полями, емкостная связь или индукция электромагнитных помех (EMI) в контуре. Как только Vi добавляется к сигналу, его, как правило, невозможно отфильтровать.

Для большей части электрического оборудования требуется третий контакт питания для безопасности.Он подключается к шасси, а электрическая распределительная панель - к нейтрали (белый провод) и местной земле - обычно это металлический стержень, закопанный в землю. Заземление предназначено для рассеивания ударов молнии, но не влияет на контуры заземления, которые мы обсуждаем.
Основное назначение заземляющего провода - безопасность, а также отвод переходных процессов и молнии на землю. В нормальных условиях по этому проводу не должен протекать ток. Если внутренняя неисправность в устройстве подключает нейтральный (белый) или горячий (черный или красный) провод к шасси, зеленый провод шунтирует шасси на землю.Прерыватели замыкания на землю (GFI) сравнивают ток через горячий провод с обратным током через нейтраль. Если не идентичны, GFI отключается.

Производители звукового оборудования знают, что заземление чувствительного оборудования в разных местах вдоль провода заземления приводит к множественным возвратным сигналам, вызывающим контуры заземления. Это способствует проникновению помехового шума в систему. С точки зрения электробезопасности малыми токами, индуцированными в контуре заземления, можно пренебречь. К сожалению, они достаточно велики, чтобы нанести ущерб чувствительной электронике.Самое простое решение этой дилеммы - избежать создания контуров заземления, не заземляя AV-оборудование. Таким образом, в таком оборудовании использовались двухконтактные вилки. Для удовлетворения требований безопасности оборудование спроектировано с двойной изоляцией, что означает, что даже в случае внутренней неисправности человек не может прикоснуться к металлической части под напряжением, коснувшись любого места на поверхности оборудования.

Мой компьютер, как и большинство настольных компьютеров, оборудован трехконтактной вилкой. На рисунке 2 показано расположение.ПК заземлен через шнур питания. К сожалению, кабельное телевидение (CATV) вводит второе заземление через коаксиальный разъем. Я измерил сопротивление между коаксиальным экраном, когда он входит в дом, и проводом заземления распределения питания дома. Сопротивление составляло 340 мОм, что указывало на жесткое соединение между экраном коаксиального кабеля и землей дома, что является причиной образования контура заземления. Мне не удалось установить, где была эта связь, но она не через землю.

РИСУНОК 2: Контур заземления в моей развлекательной системе

В компьютерной системе может быть несколько контуров заземления, если у вас есть жестко подключенные периферийные устройства с трехконтактными вилками, такие как некоторые принтеры, сканеры и т. Д.Цифровые схемы гораздо менее чувствительны к контурам заземления, чем аналоговые, но рекомендуется минимизировать потенциальные петли, подключив все периферийные устройства, кроме беспроводных, к одной панели питания.

Контуры заземления также могут образовываться при использовании длинных экранированных кабелей для сопряжения ПК и блока домашнего кинотеатра. Два экранированных кабеля, необходимые для стерео, представляют собой два возвратных сигнала, создающих собственный контур заземления. А еще есть видеокабели. Еще один шлейф. К счастью, разъемы на задней панели ПК и AV-оборудования расположены очень близко друг к другу, что означает минимальную разницу потенциалов между ними на низких частотах.Стереокабели сохраняют небольшой размер петли. Чтобы свести к минимуму все области контуров для захвата помех, я связал интерфейсные кабели очень близко друг к другу пластиковыми стяжками. В тяжелых ситуациях может потребоваться изменение маршрута кабелей, использование металлического кабелепровода или беспроводных интерфейсов, чтобы устранить помехи.

ИСПРАВЛЕНИЯ

После отключения кабеля кабельного телевидения от телевизора гул пропал. Кроме того, временная замена ПК на ноутбук, который не имеет заземления, также устранила проблему.Так как еще мы можем исправить те, которые нарушают многократные возвраты?

Очевидный ответ - разорвать цикл. Я настоятельно рекомендую вам не отсоединять ПК от земли, используя переходник с двумя штырями или просто отрезая заземляющий штырь. Это сделает вашу систему небезопасной. Вам понадобится изолятор заземления. Например, Jensen Transformers продают изоляторы, такие как VRD-IFF или PC-2XR, для разрыва заземления, но вы можете построить их за небольшую часть покупной цены. На рисунках 3 и 4 показано, как это сделать.

РИСУНОК 3: Изолятор заземления для коаксиального кабеля CATV

Чтобы разорвать контур заземления, вызванный кабельным телевидением, вы можете сделать небольшую штуковину, показанную на рисунке 3. J1 и J2 - широко распространенные розеточные разъемы кабельного телевидения. Конденсаторы C1 и C2, помещенные между ними, должны быть примерно по 0,01 мкФ каждый. Для сборки не требуется печатная плата. Вы можете поместить его в крошечную коробку или просто спаять все вместе, обернуть изолентой и положить куда-нибудь в сторону. Помните, что рабочее напряжение конденсаторов должно как минимум вдвое превышать напряжение распределения питания.Это 250 В в Северной Америке и более 500 В в других странах мира.

РИСУНОК 4: Изолятор заземления для устройств с трехконтактным питанием

На рисунке 4 показано, как отключить заземление таких устройств, как ПК, с помощью трехконтактных вилок. Вы можете встроить эту схему в компьютер или другое устройство, но я считаю, что лучше построить ее в виде независимой коммутационной коробки. Диоды обеспечивают разомкнутый контур для сигналов примерно до 1,3 Впик. Гул обычно имеет существенно меньшую амплитуду. C1, 0,01 мкФ, обеспечивает обход для высокочастотных электромагнитных помех на землю.Петля будет замкнута для напряжений выше 1,3 VPP, например, из-за нарушения изоляции горячего провода к шасси. Для распределения 120 В переменного тока D1, D2 и C1 должны быть рассчитаны как минимум на 250 В. В ответвлении цепи с автоматическим выключателем или предохранителем на 15 А диоды должны быть рассчитаны минимум на 20 А, чтобы выключатель сработал до того, как диоды перегорят. Если прибор потребляет только часть номинального тока предохранителя, скажем 2 А, вы можете использовать диоды на 5 А и включить дополнительный предохранитель на 2 А.Для стран с питанием 230 В переменного тока компоненты должны иметь соответствующие характеристики.

Вы также можете разорвать контур заземления, используя силовой изолирующий трансформатор между силовой линией и ПК или качественные сигнальные трансформаторы на сигнальных линиях. Обратной стороной этого является то, что хорошая изоляция и сигнальные трансформаторы дороги и широко не доступны. Оборудование, питаемое от настенных бородавок, особенно с оптически связанными входами и выходами, распространенными сегодня, по своей природе непроницаемо для контура заземления.

ИСПЫТАНИЕ И ОШИБКА

В этой статье описывается подход к устранению контуров заземления в аналоговых AV-системах. Хотя вам нужно понять, как возникают контуры заземления, их обнаружение и устранение их последствий может оказаться делом разочаровывающих проб и ошибок.

Джордж Новачек - профессиональный инженер со степенью в области кибернетики и замкнутого управления. Выйдя на пенсию, он совсем недавно был президентом международного производителя встроенных систем управления для аэрокосмических приложений.В период с 1999 по 2004 год Джордж написал 26 тематических статей для Circuit Cellar. Свяжитесь с ним по адресу [email protected] .net, указав в теме письма «Circuit Cellar».

Эта статья появилась в Circuit Cellar 301 августа 2015 года.

Редакционная группа Circuit Cellar состоит из профессиональных инженеров, технических редакторов и специалистов по цифровым медиа. Вы можете связаться с редакционным отделом по адресам [email protected], @circuitcellar и facebook.com/circuitcellar

Что такое контур заземления?

Шум… Изоляция заземления решает фундаментальную проблему

Проблемы контура заземления вызваны небольшими перепадами напряжения, которые обычно существуют между «землей» на передающем и приемном концах сигнального кабеля.В несбалансированном интерфейсе (видео и потребительское аудио) эта разница напряжений заземления напрямую добавляется к сигналу. Обычно это вызывает гул или гудение в звуке и полосы гула на видео. В сбалансированном интерфейсе (профессиональное аудио) разница напряжений заземления может выявить недостаточное подавление синфазного сигнала на входном каскаде оборудования или другие дефекты конструкции.

Изолятор заземления на пути прохождения сигнала - это принципиально правильный способ устранить проблемы контура заземления системы. Трансформатор делает это путем магнитной передачи сигнала через электрически изолированный барьер.

Для несимметричного интерфейса трансформатор эффективно останавливает любой ток в кабеле, вызванный разницей напряжения заземления, что останавливает шум.

Для сбалансированного интерфейса трансформатор эффективно предотвращает попадание синфазного напряжения на входной каскад оборудования, производительность которого зачастую ниже идеальной.

Трансформаторы

обладают преимуществами пассивности (не требуется питание), надежности и прочности.Это делает их невосприимчивыми к большинству переходных процессов, которые могут повредить или разрушить включенные (активные) электронные изоляторы заземления.

Внутри каждого изолятора заземления Iso-Max находится трансформатор Jensen. Это функциональное ядро ​​практически каждого продукта, который мы производим. Трансформаторы Jensen легендарны своей способностью обеспечивать исключительную передачу сигнала без артефактов, искажений или деградации.



Качество без компромиссов

Большинство производителей считают, что ровный отклик в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц достаточно для обеспечения прозрачности звука.В Jensen мы знаем, что фазовая характеристика не менее, а может быть, даже важнее. Поэтому мы проектируем каждый трансформатор с расширенной полосой пропускания, особенно на нижнем уровне, потому что важно достичь хороших фазовых характеристик и, как следствие, акустической нейтральности.


Мы не останавливаемся на достигнутом. Огромные усилия прилагаются к передаче сигнала без шума. Например, во всех линейных входах, микрофонных входах, микрофонных входах и трансформаторах прямого ящика Jensen используются внутренние экраны Фарадея.Экран Фарадея представляет собой заземленную фольгу, помещенную между обмотками трансформатора для предотвращения емкостной связи. Это не только значительно улучшает подавление шума земли, но и практически устраняет радиочастотные помехи, особенно радиоприемники AM. Большинство этих трансформаторов затем заключено в контейнер MuMETAL® (из перманентного сплава) для дополнительной защиты чувствительного тракта прохождения сигнала от внешних магнитных помех, вызываемых диммерами, трансформаторами и источниками питания.

Сотни тысяч аудиопреобразователей Jensen работают по всему миру в студиях звукозаписи, концертных площадках и вещательных площадках - даже в космических кораблях "Шаттл".Jensen был выбран производителем тестового оборудования Audio Precision, а также многими производителями высококачественного аудиофильского оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *