Пуэ контур повторного заземления


Повторное заземление - для чего оно нужно и как оно устроено?

Повторное заземление — неотъемлемая часть общей системы заземления. Его используют для заземления нулевого защитного провода РЕ и РЕN электрических сетей до 1000 Вольт в системе ТN с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

Для устройства повторного заземления используют естественные заземлители. Сопротивление естественных заземлителей ничем не определяется и в любое время его значение может измениться, поэтому применяют искусственное заземление с заранее определенными параметрами.

Монтаж такого устройства нужен для снижения опасности поражения электрическим током людей, находящихся в непосредственной близости от электроустановок. Повторное заземление монтируют на вводе в здание, где находится электроустановка.

При наличии такого устройства в аварийных ситуациях напряжение на корпусах электроустановок и электроприборах уменьшается. Разность потенциалов между землей и корпусом электроустановки снижается, а человек, касающийся корпуса электроприбора, становится защищенным от поражения электрическим током.

к содержанию ↑

Применение системы TN

Для электроснабжения основной части промышленных электроустановок до 1000 Вольт, жилых домов и квартир используется система ТN. Для надежного срабатывания аппаратов защиты и повышения электробезопасности необходимо выполнять заземление нулевого провода.

Система ТN подразделяется на следующие типы:

  1. ТN-C, когда нулевой рабочий проводник N объединен с нулевым защитным проводником РЕ.
  2. TN-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводник на подстанции разделены.
  3. TN-C-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники на подстанции объединены, а при вводе в здание электроустановки разделяются на два проводника.
к содержанию ↑

Применение системы TN-С

Эта система заземления была и остается самой распространенной в стране. При такой системе на подстанции заземляется нейтраль трансформатора. Нулевой проводник присоединяется к заземленной нейтрали на подстанции. В этом случае нулевой проводник выполняет функции рабочего и защитного проводников и называется РЕN-проводником.

Электропитание электроустановок осуществляется двумя жилами при однофазном питании или четырьмя жилами при трехфазном питании. При применении системы TN-С в электророзетках отсутствует заземляющий контакт, а корпуса всех промышленных электроприборов и электроустановок на производстве зануляются.

Недостаток системы в угрозе поражения электрическим током при обрыве нулевого проводника. Достоинство — недорогой электромонтаж. По правилам устройства электроустановок на смену системе TN-C пришли другие, более безопасные системы — TN-S и TN-C-S.

к содержанию ↑

Применение системы TN-C-S

Система TN-C-S — основная для применения в соответствии с ПУЭ. В ней от трансформаторной подстанции до ввода в здание используется объединенный проводник РЕN, который на вводе в здание присоединяется к повторному заземлению и разделяется на рабочий проводник N и на защитный проводник РЕ.

Такое разделение осуществляется, как правило, в главном электрощите промышленного объекта или жилого здания. Далее, после главного электрощита, по зданию проводники N и РЕ разделены. В этом случае электророзетки имеют заземленный контакт, к которому присоединяется РЕ-проводник.

Система TN-C-S наиболее оптимальна с точки зрения цены и электробезопасности. Применяется в проектируемых жилых и промышленных зданиях.

к содержанию ↑

Применение системы TN-S

Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.

к содержанию ↑

Воздушные линии электропередач

На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.

Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.

Спуск с верхнего конца опоры осуществляется проволокой диаметром 6 или 8 мм. Кроме PEN-провода, нужно заземлить все металлические элементы конструкции опоры. Сопротивление этого вида заземления не должно быть больше 30 Ом.

На опорах уличного освещения должно быть организовано заземление корпусов светильников и всех металлических частей опоры. Для этого используются специальные заземлители и заземляющие проводники. В городской черте не всегда имеется возможность установки стандартных вертикальных заземлителей, поэтому часто используются в качестве заземлителей горизонтальные полосы, заглубленные в землю.

После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.

к содержанию ↑

Совместимость с устройствами отключения

Чтобы сделать работу человека максимально безопасной, ПУЭ рекомендует применять УЗО или дифавтоматы. Такие устройства можно применять в системе ТN-C-S, когда PEN-провод разделен на PE и N-проводники. Это разделение происходит в вводном электрощите на главной заземляющей шине. Причем подключение главной заземляющей шины производится к повторному заземлению или к заземленному на вводе в здание PEN-проводнику.

УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.

Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.

к содержанию ↑

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Сопротивление контура этого типа заземления — характеристика растекания тока при аварийных ситуациях в электрооборудовании. В соответствии с правилами устройства электроустановок сопротивление системы заземления должно быть нормированным.

Для опор воздушных линий электропередач и опор уличного освещения сопротивление заземления нулевого провода должно быть не более 30 Ом.

контуров заземления

контуров заземления

[Начало] [ Вверх]

Ground Loops Radio Оборудование

Контуры заземления Транспортные средства

Контуры заземления Аудио Системы

Как заземлить Возникновение петель (техническое)

Автопарк и Заземление

Примечание: это обсуждение применяется только к основаниям внутри платформы или системы.Оно делает не применяется к кабелям или проводке вне здания, где повреждение светом или другие скачки напряжения вызывают беспокойство.

Проблемы контура заземления обычно возникают, когда соединительные порты заземлены к пунктам, работающим с перепады напряжения. Разница в напряжениях обычно возникает из-за высоких токов. на другом заземленном пути. Проблемные перепады напряжения обычно создаются падение напряжения вдоль Сильноточный провод, заземленный с обоих концов на общую землю.Это может создают разность потенциалов вдоль пути заземления сигнального провода, и это напряжение передается в чувствительную схему.

Нежелательное взаимодействие, которое мы называем «контур заземления», обычно является непреднамеренным в результате плохой техники подключения, плохого планирования порта источника или нагрузки или комбинация всего.


Примечание: "Порт" по определению подключение входа или выхода сигнала, обычно через разъем, разъем или терминал полоса. «Порты» - это точка соединения, в которой соединительный провод или кабель входит или выходит Устройство.

Использование шины заземления вдоль стола не вызывает "заземления". петля ». Замена проводов на звезду или прокладка отдельных заземляющих проводов на дальние общая точка, как и стержень, не исправляет контуры заземления. Несколько заземляющих проводов в далекую точку не исправьте контуры заземления или радиопомехи, за исключением случая чистой случайности Длинные изолированные заземляющие провода от оборудования на столе до общего места вне рабочего стола, например, удочка, не годится наука.

Низкая частота оборудования или контуры заземления постоянного тока вызваны мощностью падение напряжения на кабеле и отсутствие использования одноточечного заземления на одном конце пути.RFI вызваны синфазным RF на антенных кабелях или нарушение целостности экрана. Более короткий и более низкий путь заземления сопротивление между оборудованием в одной точке, тем лучше! Исключение составляет как правило, любой сильноточный источник питания или нагрузка. Источники или нагрузки сильного тока в целом НЕ должен быть привязан к наземная шина более чем в одной точке. Что-то вроде сильноточной мощности Отрицательный провод источника питания должен быть заземлен только со стороны оборудования. В идеале отрицательная шина должна плавать на источнике питания, но должна иметь предохранительный зажим, который это высокий импеданс при нормальных условиях при ограничении отрицательной клеммы поднимаются при неисправностях.

С за исключением сильноточного источника питания с заземленным минусом шасси, который должно быть заземлено непосредственно на сильноточное оборудование, которое оно обслуживает, Самый короткий путь с наименьшим сопротивлением между оборудованием всегда лучше. это обычно требует наличия тяжелой заземляющей шины с низким сопротивлением и короткой гибкой плетеные провода, соединяющие настольное оборудование с этой настольной шиной.

Отрицательный вывод предохранители на оборудовании - тоже вообще плохая идея, но мы видим это повсюду.Предохранители с отрицательным выводом были необходимы из-за плохих инструкций по подключению!

Современные автомобили используют микропроцессорную систему для изучения многих аспекты состояния двигателя. Процессор считывает внешние датчики и, используя эти данные, вычисляет время зажигания, топливо форсунка открывает окна, включает насосы и вентиляторы, управляет системой рециркуляции отработавших газов, регулирует двигатель холостой ход и десятки других функций. Несколько датчиков сообщают компьютеру множество различных параметров в том числе положение дроссельной заслонки, втекающая в двигатель воздушная масса, охлаждающая жидкость температура, барометрическое давление, содержание кислорода в выхлопных газах, положение коленчатого вала, и другие параметры.Разница между подачей топлива на 15 лошадиных сил или подача топлива на 500 лошадиных сил может быть менее 3 вольт, на некоторых датчики! Десятые доли вольта могут значительно изменить критические параметры двигателя, а изменения датчика в сотых долях вольта могут заметно изменить смесь. количество. Эта чувствительность к относительно небольшим изменениям напряжения датчика является корнем Проблемы с контуром заземления системы управления двигателем. ключ к правильному управлению сложными функциями. читает датчики низкого напряжения с высоким сопротивлением, обычно работающие в диапазоне от нуля до пять вольт, точно.Шум может особенно повлиять на точность чувствительной синхронизации функции.

Повреждение оборудования может произойти в результате проблемы с контуром заземления. Из-за плотного упаковка и миниатюрная конструкция, современная электроника использует небольшие проводники (следы фольги) и компоненты. Контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы или разрушить малые резисторы. Контур заземления может вывести из строя дорогую электронную систему за доли секунды. второй. Хуже того, контур заземления, влияющий на дозирование топлива или время зажигания, может разрушить двигатель.

Мои проблемы с Послепродажная система EFI - хороший пример угрозы контура заземления. ресурс двигателя.

Высокая чувствительность к малым уровням напряжения лежит в основе шум или гудение контура заземления звука.

Вторая проблема - повреждение оборудования. Из-за плотного упаковка, современная аудиоэлектроника часто использует небольшие проводники из фольги и текущие чувствительные компоненты. Полупроводники малой мощности могут быть непоправимо повреждены несколькими вольтами или несколькими тысячными долями напряжения. амперный ток.Как и в случае с домашними компьютерами и автомобилями, контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы, или разрушить небольшие резисторы или конденсаторы. Дорогой аудиокомпонент может быть испорчен доли секунды.

Когда я начал заниматься радиовещанием, наземные пути между различными частями звукового оборудования были изолированы. Инженеры заземлили щиты на симметричных линиях в одной точке пути, обычно на терминалах входного порта. Экраны на несимметричных линиях, если только оборудование не было установлено в одной стойке, были с одной стороны плавает изолирующий трансформатор.

Единственными общими соединениями шасси были провода питания, радио частотные основания и основания безопасности. Заземляющие экраны звуковых сигналов или сигналов низкого уровня были всегда изолирован от шасси или заземления на одном конце. Это верно для всех низкоуровневых сигнальные линии. Изоляция предотвратила нежелательные сигналы контура заземления, обычно проявляющиеся в виде гула или шума, из-за фоновый мусор. Было очень плохой практикой балансировать и заземлять шасси постоянного тока. несбалансированные линии, особенно линии с экраном толщиной менее нескольких толщин кожи или чрезмерно резистивные экраны более чем в одной точке кабельной трассы.

Низкоуровневые аналоговые измерения и сигнальные заземления также нарушены землей петли. Как правило, по крайней мере один конец участка должен быть независимым от земли или земля изолирована. Это предотвратит нарушение критического сигнала контурами заземления. напряжения и выдача ложных показаний.

Самый простой контур заземления показан ниже:

Если мы рассмотрим систему постоянного тока с "A" как источник и «B» в качестве нагрузки, напряжение «C» подтолкнет «B -» вверх на.5 вольт. Это означает, что разница между плюсом и минусом "B" будет 2,5 вольта.

И наоборот, если "B" был источником 2,5 В, а "A" нагрузка, "C" подтолкнет "A -" к более отрицательному значению, а разница "A" между + и - будут 3 вольта.

Вот почему мы должны быть уверены, что ничто не заставляет внешнее напряжение на заземляющем проводе. Единственный способ исключить возможность заземления петля, нарушающая чувствительное напряжение или даже вызывающая повреждение, будет плавать один или оба конца системы полностью заземлены.Хотя бы один конец, либо конец источника или конец нагрузки должен быть в дифференциальном режиме. «Дифференциальный» означает, что касается только разницы напряжений между + и -, а не внешней источник. Если поместить один конец в дифференциал, он будет выглядеть так:

В приведенном выше случае "B -" будет иметь единственный точка заземления. В точке «А -» не могло быть земли. Не заземляя любой конец отрицательный и создание дифференциала нагрузки или источника устраняет контур заземления.

Решение проблемы с контуром заземления с помощью заземляющего проводника больше, как правило, не лучший способ делать что-то, хотя, безусловно, помочь, уменьшив падение напряжения (уменьшив импеданс тракта).Проблема в том, что проводники, какими бы большими они ни были, всегда есть неизбежное падение напряжения с током. Это падение напряжения определяется законом Ома, где ток, умноженный на сопротивление, - это падение напряжения на пути тока. Если проводник передает высокочастотные сигналы, вопрос осложняется сопротивлением и эффекты стоячей волны. Для большинства систем аудио, питания и управления мы можем просто рассмотреть сопротивление. Для более высоких частот или резко возрастающих форм волны (например, зажигания системные импульсы), мы должны учитывать реактивные части импеданса проводки.

Системы со смесью больших токов и чувствительных линии нижнего уровня доставляют гораздо больше хлопот, чем другие системы. Сильные токи могут легко создавать перепады напряжения, которые составляют значительную часть низкого сигнала уровни. Когда системы высокого и низкого уровня имеют общую основу, текущее падение напряжения по заземляющей или нейтральной проводке может передаваться на другие наземные пути. Это передает часть высокого тока в низкий система уровней.

В схемах ниже, даже с тысячными долями Ом сопротивление проводника и соединения, сильноточная цепь заземления Падение на 1/10 вольт.Сигнальный провод, даже с проводом гораздо меньшего размера, имеет только падение на несколько милливольт. Это потому, что ток нагрузки очень низкий.

Давайте рассмотрим несколько основных несбалансированных систем. В этих схемах:

R1 - R4 сигнальный провод и сопротивления соединений
R5 индикатор или сопротивление нагрузки
R6 Сильноточная нагрузка
R7-R10 Сопротивление проводника сильноточной нагрузки
VS1 Источник сигнала
VS2 Источник для сильноточной нагрузки

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.Нет тока нагрузки большой мощности и нет контура заземления.

В системе ниже общий провод заземления между верхней и нижней нейтралью. был добавлен в левом конце. Мы видим, что на напряжение сигнала ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках. Нет контура заземления и нет высокого сила тока нагрузки. Датчик низкого уровня считывает только 0,004 В от источник.

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.В R6 ток нагрузки 118 ампер, но ток не влияет на напряжение сигнала, потому что заземление сигнала у свинца только одна земля точка. Нет контура заземления.

В системе ниже мы видим, что напряжение сигнала сильно зависит от высокого текущая нагрузка. Это потому, что в вышеупомянутой системе есть контур заземления. Сигнал провод заземлен с каждого конца.

В системе ниже тяжелая заземляющая шина с очень низким сопротивлением была добавлена ​​в попытаться уменьшить сопротивление шасси или нейтрального тракта.Хотя снижается, напряжение сигнала остается под влиянием падения напряжения в верхнем токопроводы. Этот пример демонстрирует, почему лучшее решение - избегать контуров заземления, вместо того, чтобы пытаться ослабить контуры заземления за счет лучшего заземления между точками заземления системы.

Автостоянка в Типичные легковые автомобили unibody - это особая ситуация. Механический строительные методы, которые делают платформу жесткой, также работают для формирования большого тракт заземления шасси большой площади с очень низким сопротивлением.Сварная оболочка образует заземляющий провод с очень низким сопротивлением и является отличным местом для заземление для сигнального и силового заземления. Хотя сопротивление не нулевое, Оболочка тела - самое близкое к нему. Использование четырехпроводного измерения сопротивления Мой Мустанг 1989 года измеряет менее 0,002 Ом от заземления заднего аккумулятора. к земле рельса рамы переднего внутреннего крыла. Это приблизительный эквивалент 15 футов медного провода и разъемов AWG № 0. Большая часть этого сопротивления концентрируется вокруг клемм заземления (до того, как ток сможет распространение), а не по пути тела.Если я улучшил точки подключения, я может значительно уменьшить небольшое сопротивление моей системы сейчас. Это не совсем необходимо, так что я не заморачивался.

Нет смысла запускать тяжелый медный минус от двигатель к батарее, когда шасси уже есть и корпус, включая потери при случайном подключении, имеет меньшее сопротивление, чем хорошо сделанный кабель.

Пример заземления сопротивление:

Сопротивление любого однородного проводника обратно пропорционально площади поперечного сечения и прямо пропорционально к удельному сопротивлению и длине.Проще говоря, если мы удвоим крест площадь сечения проводника мы сокращаем сопротивление (и падение напряжения) в половина. Если мы удвоим длину, мы удвоим сопротивление и удвоим падение напряжения.

Медный провод номер 1 AWG имеет эффективный диаметр около 0,3. дюймов. Площадь круга равна пи * р в квадрате. У этого провода был бы крест площадь сечения около пи * 0,15 * 0,15 = 0,071 квадратного дюйма.

Предположим, что толщина стального корпуса составляет около 16 калибра, или около 0,06. дюймов толщиной.Площадь в один фут будет иметь 12 * 0,06 = 0,72 кв. дюймы площади поперечного сечения. Физическое сечение около десяти раз больше, чем площадь поперечного сечения медного провода.

Удельное сопротивление стали около 15 Ом на 10-6 см. В удельное сопротивление меди 1,7 Ом на 10-6 см. Мы можем разумно предположить сталь имеет примерно 15 / 1,7 = 8,8-кратное сопротивление меди для того же длина и одинаковая площадь поперечного сечения. Пока корпус корпуса выше материал удельного сопротивления, тело также имеет гораздо большее поперечное сечение площадь.

Это означает стальной корпус шириной в один фут, если этот корпус толщиной всего 0,06 дюйма, сопротивление примерно на 10% меньше, чем у аналогичного длина пути через медный провод. Легко понять, почему наземный путь через кузов автомобиля, который, вероятно, несколько футов шириной и намного толще во многих областях это малая часть сопротивления медного провода.

Поверхность пола шириной четыре фута и толщиной всего 0,06 дюйма, будет иметь поперечное сечение около 2.88 квадратных дюймов. Эквивалент медный проводник должен быть 2,88 / 8,8 = 0,327 квадратных дюйма, или диаметр = 2 * квадрат A / pi или 0,645 дюйма в диаметре! Сопротивление тонкой стальной напольной кастрюли шириной 4 фута с медный кабель требует кабеля больше 4/0, и у нас даже нет рассчитывал на помощь каркасных реек, рокеров или дорожек на крыше!

Давайте посмотрим, почему Ford сделал систему определенным образом и как схемы могут вводить в заблуждение.Это схема отрицательного вывода аккумуляторного кабеля. Фокс Мустанги:

Правильная схема вышеуказанного:

В системе, описанной выше, отрицательный вывод EEC не заземлен на отрицательный полюс аккумулятора. Отрицательный EEC фактически подключается к шасси автомобиля рядом с пусковым реле, где он имеет общую точку заземления шасси с отрицательной клеммой аккумулятора. Основания как это работает только тогда, когда аккумулятор установлен спереди и сделан точно так, как изначально сделано.Эта система приемлема, потому что:

1.) Мустанг изначально имел довольно низкое потребление тока от система зарядки.

2.) Заземлил блок от головы до файрволла.

3.) Очень короткий и тяжелый провод аккумулятора был надежно подключен. к блоку.

Схема альтернативного метода для передней батареи во избежание контуров заземления:

Задний аккумулятор для предотвращения опасности возгорания контура заземления и заземляющего провода:

Соединения отрицательного полюса батареи:

С аккумулятором на задней панели нет причин долго работать отрицательные выводы от ничего к аккумулятору.Исключение составляют некоторые устройства зоны багажника с плавающей площадкой, например, топливные насосы или другие электродвигатели. Это предполагает цельный автомобиль или раму большой площади. со сварной конструкцией в качестве шины заземления. В Европе основания для отрицательные клеммы АКБ для средств связи запрещены из-за пожара и угрозы безопасности.

Устройство с аккумулятором сзади Всегда допустимо до нег пост Допустимо, но часто нежелательно Никогда не допустимо к отрицательному сообщение
Усилитель с общим минусом на корпус и домкраты х
Усилитель с минусом с плавающей запятой шкаф и домкраты Х * Х **
Электродвигатель или насос с изолированным земля Х * Х **
Блок зажигания с минусовой общей к корпус или другие провода х
Инвертор мощности с отрицательным общим выводом до жилья и торговых точек х
Инвертор мощности с отрицательным изолирован от шкафа и домкратов х
Радиосистема, включая стереосистемы и системы двусторонней связи с общим минусом шкаф и домкраты х
Радиосистема, включая стереосистемы и системы двусторонней связи с минусом, изолированным от шкафа и розеток Х * х *

* если рядом с аккумулятором ** если далеко от аккумулятор

С аккумулятором, устанавливаемым спереди, прочный заземляющие устройства вообще может быть подключен к минусовой батарее практически любым способом.

Устройство, с аккумулятором спереди Всегда допустимо до нег пост Допустимо, но обычно нежелательно Никогда не допустимо к отрицательному сообщение
Усилитель с общим минусом к шкафу и домкраты х
Усилитель с минусом с плавающей запятой шкаф и домкраты Х * Х **
Электродвигатель или насос с изолированным земля Х
Блок зажигания с минусовой общей к корпусу или другим проводам х
Инвертор мощности с отрицательным общим выводом к шкафу и розеткам х
Инвертор мощности с отрицательным изолирован от шкафа и домкратов Х
Радиосистема, включая стерео и двустороннюю с общим минусом к корпусу и гнездам х
Радиосистема, включая стерео и двустороннюю с минусом, изолированным от шкафа и розеток Х

.

Основы контура заземления

Что такое контур заземления?

Контур заземления возникает, когда есть более одного пути заземления между двумя единицами оборудования. В повторяющиеся наземные пути образуют эквивалент рамочной антенны, которая очень эффективно улавливает помехи токи. Преобразование сопротивления свинца эти токи превращаются в колебания напряжения. Как следствие замыкания на землю индуцированные напряжения, заземление в система больше не стабильная потенциал, поэтому сигналы движутся на шуме.Шум становится частью программы сигнал.

Контур заземления - это распространенное состояние проводки, при котором ток заземления может проходить по нескольким путям, чтобы вернуться к заземляющему электроду на СЕРВИСНОЙ ПАНЕЛИ. Все компьютеры с питанием от переменного тока подключены друг к другу через заземляющий провод в общей проводке здания. Компьютеры также могут быть соединены кабелями передачи данных. Поэтому компьютеры часто подключаются друг к другу более чем одним путем. Когда между компьютерными цепями существует многолучевое соединение, результирующее устройство известно как «контур заземления».Всякий раз, когда существует контур заземления, существует вероятность повреждения из-за ВНУТРИ СИСТЕМНОГО ЗЕМЛЯ.

Контур заземления в силовом или видеосигнале возникает, когда некоторые компоненты в одна и та же система получает питание от другого заземления, чем другие компонентов или потенциал земли между двумя частями оборудования не идентичный.

Обычно разность потенциалов в земле вызывает протекание тока. в межсоединениях. Это, в свою очередь, модулирует вход схемы и обрабатывается как любой другой сигнал, подаваемый через нормальный входы.Вот пример ситуации, когда два заземляющего оборудования соединены между собой через заземление сигнального провода и заземляющий провод сети. В этой ситуации в проводе течет ток 1А. что вызывает разницу в напряжении 0,1 В между этими двумя устройствами. точки заземления.

Из-за разницы напряжений между электронными приборами сигнал в соединительном проводе видит, что разница добавляется к сигналу. Это можно услышать как гудение на проводе, потому что переменный ток привести к тому, что разность напряжений этих потенциалов земли также будет Напряжение переменного тока.Это одна из причин шума 50 или 60 Гц, который вы слышите. в аудиосигнале (или смотрите в видеосигнале как раздражающие горизонтальные полосы).

Другая проблема - это ток, протекающий в заземляющем проводе сигнального кабеля. Этот ток проходит через кабель и через оборудование. Из способ, которым curren parsses не разработан, это может вызвать много шума к оборудованию или другим проблемам (например, зависанию компьютера). Многие дизайнеры рассчитывают на то, что земля будет заземлена, и не оптимизируют их конструкция исключает их чувствительность к шумам от земли. Если вы дизайнер продукта, не забудьте позаботиться о том, чтобы контур заземления ток не вызывает проблем в вашем оборудовании, проектируя правильная схема заземления внутри оборудования.

Почему контур заземления является проблемой?

Контур заземления - распространенная проблема при подключении нескольких аудиовизуальных компоненты системы вместе, есть хорошее изменение, контуры заземления. Проблемы контура заземления - одна из самых распространенных проблем с шумом в аудиосистемах. Типичным признаком проблемы контура заземления является слышно 50 Гц или 60 Гц (в зависимости от частоты сетевого напряжения, используемой в ваша страна) шум в звуке.Наиболее частая ситуация, когда вы сталкиваетесь с проблемами контура заземления, когда ваш система включает оборудование, подключенное к заземленной розетке, и антенная сеть или оборудование, подключенное к разным заземленным розеткам по комнате.

Все подключено к единой электросети, которая обычно подключается к все контакты заземления во всех розетках в одной комнате. Тогда антенная сеть также заземлен к той же точке заземления. Обычно это нормально, поскольку заземления соединены друг с другом только звездообразным образом от центрального заземляющего провода (ведущего к реальной Земле через заземление) кабеля или металлической трубы) заземляющие кабели проходят через силовые кабели в оборудование.

Как только вы примете во внимание, что часть вашего оборудования связана с экранированный кабель вы, скорее всего, столкнетесь с некоторыми проблемами. Вполне возможно, что токи могут течь от одной части оборудования в кабель заземления, в другую часть оборудования, затем обратно в первую часть через экранированный аудиокабель. Эта проволочная петля также может улавливать помехи от близлежащих магнитных полей и радиопередатчиков.

В результате нежелательный сигнал будет усиливаться, пока не будет слышно и явно нежелательно.Даже разница в напряжении ниже чем 1 мВ может вызвать раздражающий жужжащий звук в вашей аудиосистеме.

Проблема со слышимым шумом от вашей аудиосистемы, когда другой электронные компоненты (холодильник, кулер для воды и т. д.) могут быть результатом загрязненного заземляющего / нейтрального проводника в проводке кондиционера и контур заземления в нашей аудиосистеме. это может случиться при включении определенного типа устройств. Обычно их мощность расходные материалы нелинейны и выбрасывают мусор обратно на нейтраль и / или заземляющие проводники.Обычно линейные кондиционеры или устройства ИБП не подходят. все, что поможет решить эту проблему.

Распространенные причины неполадок компьютерной системы

Много раз, когда пользователь думает, что его система «плохая» или «испортилась» неисправность имеет электрическую или магнитную природу. Проблемы монитора очень часто вызваны близлежащими магнитными полями, гармоники нейтрального провода или наведенные / передаваемые электрические помехи. Периодические зависания компьютеров очень часто вызваны: Контур заземления, электрическое явление, которое иногда проявляется когда система и ее периферийные устройства неправильно подключены к различных электрических цепей .Многие даже не знают, что их стена розетка правильно подключена и заземлена, что абсолютно необходимо для компьютера и периферийные устройства для надежной и безопасной работы.

Вы исключили заземление в своей компьютерной системе? Контуры заземления могут вызвать проблемы с подключением к локальной сети, если не правильно подключен. Контур заземления, вызванный подключением RS-232 к другому компьютеру может вызвать зависание компьютера.

Когда контур заземления не является проблемой

Контур заземления не вызывает проблем, если все вещь верна:

  • Ни один из проводов контура не пропускает ток
  • Петля не подвергается воздействию внешних изменяющихся магнитных полей.
  • Рядом нет радиопомех

Если в каких-либо проводах есть ток, значит, есть потенциальная разница, которая заставляет ток течь и по другим проводам что вызывает проблемы.Петля также будет действовать как катушка и забирать ток из изменяющегося магнитного поля. поля вокруг него. Проволочная петля также действует как антенна, принимающая радио сигналы.

О каком размере проблемы разности потенциалов земли идет речь?

В литературе говорится о синфазном шуме от 1 до 2 В в "хорошо заземленных" установках и более 20 Вольт в "слабо заземленных" установках. В литературе также говорится о токе, измеренном в сети. служебное заземление (в большом здании) в амперах.

Откуда эта разница тока и напряжения?

Утечка тока в конденсаторах между горячим и заземлением и между нейтралью и землей в течение Например, основные фильтры, вызовите ток в заземляющих проводах (и контурах заземления). Ток утечки обычно измеряется в миллиамперах (обычно меньше чем 1 мА в компьютерном оборудовании) на оборудование. Когда вы подводите итог, может быть, сотни такого оборудования легко получить в амперах.

Емкость между линией и землей больших нагревателей и двигателей, для Например, может быть намного больше, чем емкость конденсаторов фильтра.Токи от этого источника обычно составляют порядка 1 А (а не 0,1 А или 10 А)

Даже очень небольшое наведенное напряжение может вызвать очень большой ток в контур заземления, потому что сопротивление (и индуктивность) очень низкий. Эти токи действительно могут составлять десятки ампер. Индукция тока может быть вызвана, например, кабелями, по которым проходят большие токи. и от трансформаторов.

На что способны эти заземляющие токи и разность напряжений?

Небольшая разница в напряжении просто приводит к добавлению шума к сигналам.Это может вызвать жужжание звука и помехи для видеосигнала. и ошибки передачи в компьютерные сети.

Более высокие токи могут вызвать более серьезные проблемы, такие как искрение в соединениях, повреждает оборудование и сгорает проводка. Мой собственный опыт в этой области ограничен к искрообразующим разъемам, нагревательным кабелям и поврежденным платам последовательного порта компьютера. Я читал о сгоревших сигнальных кабелях и дымящих компьютерах из-за перепад заземления и вызванные ими большие токи.Так что будьте осторожны об этой потенциальной проблеме и не выполняйте никаких глупых установок.


Томи Энгдал <[email protected]>

.

Проблемы контура заземления и как от них избавиться

Автор: Томи Энгдал, 1997-2013 гг.

НОТА: Представленная здесь информация 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 сейчас специализируется на решении проблем шума.

Хорошая система распределения электроэнергии необходима для правильной работы 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 подключение к земле. 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 заземления 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 гул в аудио- или видеоаппаратуре.Чтобы предотвратить землю петли, все сигнальные земли должны идти в одну общую точку и когда невозможно избежать двух точек заземления, одна сторона должна изолировать сигнал и заземление от другой.

Суть в том, что идеальной "тихой" земли не существует. Основа всех проблем с шумом в системе заземления сводится к тому, что такое нежелательный ток. За исключением больничных систем, определение в лучшем случае расплывчато. Стандартная система электрического заземления во всем здании не предназначена для постоянного протекания через нее тока - и, тем не менее, это так, вы не можете остановить это.Причина, по которой заземление не будет и никогда не будет полностью свободным от шума, 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 принимает.

Звук и видео люди имеют в виду тип шумной земли с термином, подобным контурам заземления: ток, протекающий по заземляющему проводнику оборудования, металлу в здании и проводнику 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 установки системы можно определить если проблема будет.

Проблемы контура заземления можно исправить и избежать. Важно, чтобы продавец, заказчик и конечный пользователь знали что эта проблема может возникнуть.Спроектировать систему - хорошая идея чтобы избежать наиболее очевидного источника подобных проблем, а затем готов все еще столкнуться с некоторыми проблемами при запуске системы. Проблема контура 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 разные 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 для предотвращения разницы потенциалов из-за возможного пробоя из-за удар молнии. Целью заземления помимо защиты людей, растений и оборудования является чтобы 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« колеблются »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 ни в какой 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 обычно Больше

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 первичной и вторичной обмотками силового трансформатора переменного тока. 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 заставят токи протекать через экраны кабелей, таким образом добавляя этот шум непосредственно к аудиосигналу.

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 хорошего gro

.

Шлейф заземления

Обновлено с новым материалом 7 января 2019 г.

Этот набор гр. 50 слайдов - это кульминация моего 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 снова примерно 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. Основная теория может быть чрезвычайно сложной, однако, приложив определенные усилия и сосредоточившись, вы сможете быстро освоить основы. Этот набор слайдов посвящен несимметричным межсоединениям (также известным как «несимметричный»), 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 аудиоконструкторов как на этапе строительства / планирования, так и при отладке. 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 с нулевым шумом или гудением. Силовая проводка плотно связана, 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 звезды приводит к исключительно тихому усилителю.


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

Все основные правила техники безопасности относительно заземления с помощью «заземлителя» полностью нарушены, и проблема шума фактически не решена - они обошли проблему и сделали изделие полностью небезопасным.Вопрос, который следует задать при работе с потенциальным нарушением безопасности: «Что произойдет, если токоведущий провод отсоединится и коснется входного гнезда или любых других металлических конструкций изделия без подключенного защитного заземления?» Если ответ будет "это было бы в живом потенциале" не делайте этого! Никогда и никогда не используйте землеройные машины указанным способом, чтобы избавиться от шума - это просто опасно и незаконно. Период.

.

Смотрите также